Biopsychologie II

Biopsychologie II: Frühlingssemester 2024

Biopsychologie II: Frühlingssemester 2024


N. B.
Diese Lernkarten behandeln grundlegende Konzepte der Biopsychologie auf Universitätsniveau, mit Fokus auf Schmerz, Schlaf, Gedächtnis und Lernen. Sie erklären neurobiologische Prozesse wie die Langzeitpotenzierung, die Rolle von Rezeptoren und Neuronen sowie die Auswirkungen von Serotonin auf das Gehirn. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Studierende der Psychologie, die ein tieferes Verständnis der biologischen Grundlagen von Verhalten, Emotionen und kognitiven Funktionen erlangen möchten.
Karten
219
Lernende
1
Sprache
Deutsch
Kategorie
Psychologie
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
24.07.2024 / 06.08.2024

Lernkarten

4. Gleichgewichtssinn (Vestibularorgan): Bogengänge

Registrierung von Drehbewegungen (durch Flüssigkeitsbewegung in den Bogengängen):

Nahezu kreisförmige, geschlossene und mit Endolymphe gefüllte Kanäle. Sie stehen senkrecht aufeinander und können so Drehungen in alle drei Raumrichtungen registrieren. Jeder der drei Bogengänge wird bei eiener bestimmten Drehrichtung maximal erregt. Bei einer Bewegung des Kopfes machen die Bogengänge diese unverzögert mit, da sie stabil mit dem Schädel verbunden sind. Die Endolymphe in den Bogengängen kann dieser Vershciebung aufgrund ihrer Trägheit zunächst nicht folgen und so entsteht ein Druck auf die Cupula. 

Die gallertartige Cupula, in die die Sinneshaare hineinragen, muss allen Bewegungen der Endolymphe in dem ringförmigen System folgen -> sie wird ausgelenkt -> haarzellen werden rechts oder links abgebogen -> Ionenströme -> Aktionspotential.

4. Gleichgewichtssinn (Vestibularorgan): Zentrale Weiterleitung der vestibulären Information

  1. Rezeptoren dse Vestibularorgans haben Kontakte zum Vestibularnerv
  2. Die Zellkörper liegen hinten im Hirnstamm (1. Umschaltung). Danach ziehen die Fasern zu einem dieser Orte:
    1. Kleinhirn (2. Umschaltung) -> reziproke Verbindungen zu den Vestibulariskernen zurück
    2. Hypothalamus (2. Umschaltung) -> Kortex
    3. Thalamus (2. Umschaltung) -> sensomotorischer Kortex (Integration verschiedener Signalquellen)
    4. Augenmuskelkerne (2. Umschaltung): Liegen im Mittelhirn; Kompensation der Kopfbewegungen
    5. Motoneuronen ds Rückenmarks (2. Umschaltung): Feinregulation des aufrechten Gangs

4. Gleichgewichtssinn (Vestibularorgan): körperliche Störungen

Kinetose (Reisekrankheit): Blässe, Scwndel, Kopfschmerz, Übelkeit, Erbrechen durch ungewohnte Bewegungen. Ursachen: Wiedersprüchliche Informationen der Sinnesorgane zur räumlichen Lage und Bewgung des Körpers -> Freisetzung von Adrenalin, Noradrenalin und Vasopresssin. ADaption nach zwei bis drei Tagen.

4. Gleichgewichtssinn (Vestibularorgan): psychische Störungen

Phobischer Schwankschwindel (in psychischen Belastungssituationen): plötzliche Schwindelattacken, Gang- und Standunsicherheit in bestimmten sozialen Situationen oder angesichts typischer auslösender Sinnesreize.

4. Gleichgewichtssinn (Vestibularorgan): Schwindelursachen

  • Gutartiger Lagerungsschwindel: Verschleiss im Innenohr -> kleinste Kristalle aus Kalk brechen ab und treiben in einen Bogengang des Gleichgewichtorgans.
  • Meniere-Erkrankung: Anfalls- und Drehschwindel in Kombination mit Tinitus, Schwerhörigkeit auf einem Ohr. Vermehrte Wasseransammlung im Inneren des Gleichgewichtorgans -> gestörter Abfluss der Endolymphe -> Druckveränderung ohne Vorwarnung

4. Gleichgewichtssinn (Vestibularorgan): Hirnstammreflex

Vestibulo-okulärer Reflex (VOR): Ermöglicht Blick-Fixierung durch langsame kompensatorische Blickbewegung zur Gegenseite bei plötzlicher Kopfbewegung -> Fixation des scharfen Sehens an der Retina

5. Schmerz: Definition

Schmerz = Bewusstseinszustand:  unangenehmes Sinnes- und Gefühlserlebnis, das mit einer tatsächlichen oder drohenden Gewebeschädigung verknpüft ist oder mit Begriffen einer solchen Schädigung beschrieben wird (WHO) -> Schmerz soll von einer Schädigung warnen udn unsere Aufmerksakeit auf die betroffene Stelle lenken. Er ist eng mit negativen Emotionen verbunden.

5. Schmerz: Schmerzkomponenten

  1. Schmerzrezeptoren: Aufnahme, Weiterleitung, Verabreitung noxischer Signale
  2. Aufteilung des Reizes in verschiedene Komponenten:
    1. sensorisch (Ort & Intensität)
    2. affektiv (Gefühle)
    3. vegetativ (unbewusst)
    4. motorisch (Bewegung)
  3. Reaktion: Schmerzbewertung und Schmerzäusserung

5. Schmerz: die Schmerzbahn

  1. Entstehung in Nozizeptoren (Schmerzrezeptoren): Freie Nervenendigungen, die auf verschiedene Reize (thermisch, chemisch und mechanisch) reagieren.
  2. Elektrische Singale werden über Rückenmark (1. Umschaltung) an verscheidene Bereiche des Gehirns aufgeteilt und weitergeleitet. 

5. Schmerz: Oberflächenschmerz

Somatischer/vom Körper kommender Schmerz:

Reizung der Haut als Ursache, wird durch die schnell leitenden Fasern übertragen. Zwei Arten von Oberflächenschmerz können empfunden werden: 

  1. Schmerz: geht von schnell-leitenden A-d-Fasern aus, ist hell und stechend (z.B. Nadelstich). Lässt sich leicht lokalisieren und klingt schnell wieder ab.
  2. Schmerz: geht von langsam-leitenden C-Fasern aus, ist dumpf und langanhaltend. Folgt häufig nach einer kurzen Pause auf den 1. Schmerz und ist weniger gut zu lokalisieren. Meistens klingt er nicht so schnell ab (Feedbackschleifen).

5. Schmerz: Tiefenschmerz

Somatischer/vom Körper kommender Schmerz:

Diffuse Schmerz aus Muskeln, Knochen, Gelenken oder Bindegewebe. Wir über langsam leitende Fasern übertragen und hälgt länger an als Oberflächenschmerz (bspw. Spannungskopfschmerzen und Migräne).

5. Schmerz: viszeraler Schmerz

Aus inneren Organen kommender Schmerz:

Diffus, in Wellen kommend mit schmerzfreien und schmerzintensiven Intervallen (z.B. Blinddarmentzündungen). 

Headsche Zonen: Für jedes Organ haben wir unterschiedliche Regionen auf der Hautoberfläche, wo wir die Schmerzen wahrnehmen. 

5. Schmerz: psychogener Schmerz (nicht organisch)

Schmerzform, bei der Schmerzen Folge einer psyhcischen Störung sind und keine organischen Ursachen haben. Umgekehrt können psychogene Schmerzen zu organischen Folgeschäden führen (Magengeschwür durch Stress). Tiefer, dumpfer, pulsierender, pochender oder krampfartiger Schmerz. Die Lokalisation ist fast unmöglich und die Schmerzschilderung ist dramatisch, vage und eventuell mit inadäquater Miene.

5. Schmerz: Nozizeption

Unterschied Schmerz und Nozizeption: 

  • Schmerz:  bewusste Erlebensqualität
  • Nozizeption: unbewusste Aktivität der Nervenzellen des schmerzleitenden Systems (kann zu Schmerzen führen, muss nicht)

Nozizeption bezeichnet den Erhalt von Signalen über Gewebeschäden im ZNS, die von spezialisierten Rezeptoren übermittelt werden. Das System besteht aus zwei verschiedenen Modulen:

  1. Detetkion: Nozizeptoren
  2. Verabreitung: Qualitative Zuordnung durch das Gehirn

Zur Schmerzempfindung braucht es ein bewusstes Erleben.

5. Schmerz: Nozizeptoren (Schmerzrezeptoren)

Rezeptoren für die Schmerzwahrnehmung in der Haut. Sie befinden sich in der Oberhaut, nahe der Oberfläche und unter der Hornhaut. Nozizeptoren sind primäre Sinneszellen mit einer hohen Erregungsschwelle (braucht viel, bis sie erregt werden). Somit sind es Afferenzen, die zu motorischen Reflexen führen. Es gibt Nozizeptoren für:

  • mechanische Reize
  • Thermoreize
  • Chemische Reize
  • Entzündungsreize

Nozizeption ist ohne Schmerz möglich, Schmerz alleridings nicht ohne Nozizeption.

5. Schmerz: Schmerzweiterleitung ans Rückenmark

Afferenzen (aufsteigende Bahnen):

Damit Schmerz entstehen kann, müssen unterschiedliche Substanzen im Gewebe freigesetzt werden. Der Nozizeptor bestitzt vilee verschiedene Oberflächenrezepotren, die Substanzen docken an spezifische Ionenkanäle der Membran an. Die Exposition gegenüber eines schmerzauslösenden Reizes bewirkt die Öffnung des jeweiligen Kanals -> Aktionspotenzial.

Aktionspotenziale werden als afferente Signale über sensorische Neuornen an die Spinalganglien des Rückenmarks weitergeleitet. Dies erfolgt über zwei Systeme:

  • Myelinisiertes System: ORT (wo?) -> schnelle Reizweiterleitung, dicke Ad-Fasern, direkte Projektion auf schmerzweiterleitende Projektionsneuronen (aktivierende Neuronen)
  • Nicht-myelinisiertes System: STÄRKE (der Schädigung?) -> langsamere Reizweiterleitung, dünne C-Fasern, Projektion auf schmerzhemmende Interneuronen (hemmende Interneuronen -> Schmerz wird stärker)

5. Schmerz: Schmerzweiterleitung im Rückenmark

Eintritt ins das Hinerhorn des Rückenmarks -> 1. Umschaltung -> Kreuzung auf die Gegenseite 

-> C-Fasern: -> Umschaltung auf Interneuronen ->  Umschaltung auf Projektionsneuronen

-> A-Fasern: -> Umschaltung auf Projektionsneuronen -> Aktivierung eines 2. Systems auf Höhe der Medulla oblongata -> Parallelschaltung -> Beide Systeme ziehen parallel im Vorderseitenstrang gemeinsam aufwärts -> beide Systeme ziehen zum Thalamus -> 2. Umschaltung -> werden an unterschiedliche Bereiche des Gehirns weitergeleitet

5. Schmerz: Schmerzreflex mit Reflexbogen

Weil die afferente Schmerzweiterleitung relativ lange daeurt, gibt es parallel daz ueinen Schutzreflex, der direkt im Rückenmark ausgelöst wird. 

Reflexbogen: über Formatio Reticularis zu motorischem Neuron, das zu Aktivierung der Muskulatur führt, bevor Schmerz wahrgenommen wird.

5. Schmerz: Zentralnervöse Schmerzverarbeitung im Gehirn

  • Schmerzverarbeitung: somatosensorischer Kortex
  • Bewusstes Erleben: multimodale Assoziationskortizes
  • Affektive Wahrnehmung des Schmerzes: limbisches System
  • Bewertung des Schmerzes: präfrontaler Kortex

5. Schmerz: Thalamus (Verteilung)

Auf der Höhe des Thalamus erfolg teine weitere Umschaltung (2. Umschaltung) und somit eine Verteilung der Impulse:

  • Laterale Kernanteile: Weiterleitung an den somatosensorischen und motorischen Kortex
  • Mediale Kernanteile: Verteilung an limbische Areale und zu den Assoziationskortizes

5. Schmerz: sensorischer Kortex (Lokalisation)

  • S I (primärer somatosensorischer Kortex): Verarbeitung von Dauer, Ort und Intensität
  • S II (sekundärer somatosensorischer Kortex) / Assoziationskortex): Integration von Information aus anderen Sinnesmodalitäten -> bewusstes Erleben

5. Schmerz: Gyrus cinguli (Limbisches System)

  • Affektive Untereinheit: Angst, Aktivierung bei ungeahnter Schmerzstärke
  • Kognitive Untereinheit:Ausbildung un dVErarbeitung von emotionalen Reizen auf SChmerz, sleektive Aufmerksamkeit für Schmerz, Intensitätsevaluation

5. Schmerz: Präfrontaler Kortex (Schmerzbewertung)

Evaluation und Prozessierung der kognitiven Dimension des Schmerzerlebens. Negative affektive Bewertung des Schmerzerlebens.

5. Schmerz (neuronale Mechanismen der Schmerzhemmung): Gate-Control-Theory 

Das Schmerz-Hemm-System: 

Im Rückenmark gibt es ein Tor, das Schmerzen aufhält oder zum Gehirn durchlässt -> Nozizeptoren senden Signal -> A- und C-Fasern (myelinisiert und nicht-myelinisiert) transportieren Signal -> A-Fasern proijzieren nur auf Projektionsneuronen, C-Fasern proijzieren zusätzlich auf hemmende Interneuronen -> Schmerz wird stärker (wenn Interneuronen gehemmt werden). TOR IST GEÖFFNET

Aktivierung von sensorischen Neuronen (aus der Haut, keine Nozizeptoren) führt zur Schmerzunterdrückung (hemmende Interneuronen werden aktiviert): Wenn vor allem sensorische Neuornen erregt werden, verstärken diese die Hemmung auf den Interneuronen, welche wiederrum die Projektionsneuronen hemmen. TOR WIRD GESCHLOSSEN

5. Schmerz (neuronale Mechanismen der Schmerzhemmung): zentrale Hemmung (absteigende Bahnen, Efferenzen)

Im Gehirn gibt es schmerz-auslösende und schmerz-hemmende Impulse. Zentraler Effektor für die absteigenden Bahnehn ist das priäquäduktale Grau im Mittelhirn, das Afferenzen empfängt. Diese bereiche Befinden sihc parallel zu den aufsteigenden Bahnen. Im Thalamus werden adreneerge und serotonerge Bereiche stimuliert, die nach unten proijzieren und im Bereich der Interneuronen Neurotransmitter freisetzen. Diese schwächen das aufsteigende Leitungssystem ab oder verstärken es also bereits auf der Rückenmarksebene im Vorderhorn.

5. Schmerz (experimentelle Schmerzforschung): Schmerzinduktion

Vier Methoden:

  1. Mechanische Reizung: mechanischer Druck auf kleine Körperregion (vor allem Unterarm, Hand und GEsicht)
  2. Elektrische Reizung: kurze Impulse mit ansteigender Stromstärke, gelegentlich über Zahfleisch
  3. Chemische Reizung: schlecht kontrollierbar und zumeist unzumutbare Belastung für Proband
  4. Thermische Reizung: Kälteschmerz und Hitzereize

5. Schmerz (experimentelle Schmerzforschung): Methoden der Schmerzmessung

  1. Schmerzschwellenbestimmung: Grenzmethode, aufsteigende und absteigende Schmerzschwelle suchen -> diese sind normalerweise nicht identisch -> SChwellenwert wird als mittelwert aus den beiden Grenzwerten definiert 
  2. Intermodaler Intensitätsvergleich: Intensität des Schmerzes durch Vergleich mit Reizstärke in einer anderen Sinnesmodalität beschreiben
  3. Kategorisierungsverfahren: Schmerz druch Einordnung in bestimmte Kategorien beschreiben
  4. Klinische Algesimetrie: Qualitative Erfassung von Schmerzzuständen z.B. durch Fragebögen oder Tagebücher
  5. Psychophyisiologische Algesimetrie: Beobachtung von teilweise reflexhaft ablaufenden körperlichen Reaktionen, die im Zusammenhang mit Schmerzerleben auftreten

5. Schmerz (besondere Schmerzformen): Chronischer Schmerz

Eigenständige Krankheit:

Patienten, bei denen Schmerz seine Leit- udn Warnfunktion verloren hat. Schmerzleiden führt häufig zu psychopathologischen Erscheinungen. Der Patient erlebt den Schmerz als Mittelpunkt seines Denkens und Handelns. Die häufigsten chronischen Scmerzen sind Rückenschmerzen, Kopf- und GEsichtsschmerzen sowie Gelenkschmerzen. 

Schmerzgedächtnis: Starke Schmerzen hinterlassen bei unzureichender Therapie Spuren im Nervensystem. Schmerzspuren können sich als Überempfindlichkeit oder als spontane Schmerzen äussern. Grund dafür ist wahrscheinlich eine Langzeitpotenzierung am zweiten Neuron der Schmerzbahn im Rückenmark.

5. Schmerz (besondere Schmerzformen): Proijzierender Schmerz

Wenn eine periphere nozizeptive Faser mechanisch gereizt wird (bspw. am Eintritt ins Rückenmark) so folgt eine Schmerzempfindung , die im peripheren Versorgungsgebiet (Effektororgan) der Faser wahrgenommen wird.  Im Falle des proijzierenden Schmerzes handelt es sich also um eine "Rückwärtsprojektion". 

5. Schmerz (besondere Schmerzformen): Übertragener Schmerz

Wahrnehmungstäuschung bei Aktivierung nozizeptiver Fasren der inneren Organe. Headsche Zonen -> Schmerz wird an Körperoberfläche wahrgenommen/dorthin übertragen. Ursache: Neuronale Verschaltung beider Systeme auf Rückenmarksebene.

5. Schmerz (besondere Schmerzformen): Phantomschmerz

Deafferierungsschmerzen: Schmerzen nach Amputationen und so wahrgenommen werden, als kämen sie aus dem amputierten Glied.

5. Schmerz (Schmerztherapien): Medikamentös

  • Opioid-Analgetika: Docken an Opioid-Rezeptoren von Nervenzellmembranen des nozizeptiven Systems an. Zu den Opioidanalgetika gehören Opiate, Endorphine, Enkephaline und Dynorphine. 
  • Nicht-opioid-Analgetika: Nahezu alle zur Gruppe der iebersenkenden Analgetika gehörend. Sie spielen ind er pharmakologischen Schmerztherapie nur eine geringe Rolle, wenn sie nicht fiebersenkend sind. Wichtigstes Medikament aus der nicht-opioid-Analgetika: Aspirin (aus Acetylsalicylsäure).

5. Schmerz (Schmerztherapien): Nicht-Medikamentös

  • Nervenblockade und Lokalanästhesie: irreversible Blockade von der Entstehung von Aktionspotenzialen. Mittels klassischer Lokalanästhetika (Kokain, Prokain, Lidocain) geshcieht Unterbrechung in peripheren Schmerzweiterleitung. Häufig liegt eine Entgleisung der Nozizeptor-Aktivität zugrunde -> Verschaltungen mit Sympathikusfasern auf Rückenmarksebene können zu gesteigerter Sympathikus-Aktivität führen -> starke Kontraktion der Gefässe -> Gefässschmerzen (erhöhte Nozizeption-Aktivität).
  • Gegenstimulationsverfahren: Beruhen darauf, dass Zustrom aus den schnell-leitenden nozizeptiven Neuronen des Rückenmarks schmerzhemmend wirken kann. 
    • Transkutane elektrische Nervenstimmulation: TENS -> Alpha und Beta-Fasern werden elektrisch stimuliert, was auf Rückenmarksebnee zu einer Hemmung der Impulse schmerzleitendet A- und C- Fasern führt.
    • Akupunktur: SChmerzhemmende Mechanismen auf Rückenmarksebene als auch das absteigende Schmerzhemmungssystem werden aktiviert.
  • Biofeedback: Rückmeldung eines biologischen Prozesses an den Patienten mit Verwendung der rückgemeldeten Information zur willentlichen Veränderung dieses Prozesses. Neben Blutdruck, Hauttemperatur, Herzrate udn Gefässmotorik kann auch Aktivität der quergestreiften Muskulatur und des ZNS rückgemeldet und somit beeinflusst werden. Als Rückmeldesignale können bspw. Töne verwendet werden, die ihre Intensität oder Frequenz verändern können. Anwendungsgebiet: Kopfschmerzen, chronischen Schmerzen, Migräne.

5. Schmerz (Schmerztherapien): Neurochirurgisch

Diese Eingriffe werden hauptsächlich bei Tumorschmerzen als palliative Massnahme durchgeführt. Drei mögliche Wege:

  1. Läsionsverfahren: Durchtrennung oder Abtragung von Nervengewebe 
  2. Thermokoagulation: Verkochen von schmerzleitenden Fasern eines Nervs
  3. Elektrostimulation: v.A. nach Bandscheibenvorfällen wird der betroffene Nerv durch Strom gereitz und die Schmerzinformation durch angenehmere Kribbelreize ersetzt.

5. Schmerz (praktische Beispiele): Runners High

Euphorischer und schmerzfreier Zustand, der jegliche körperliche Anstrengung vergessen lässt und das Gefühl vermittelt, ewig weiterlaufen zu können. Ursache unklar: möglicherwies Endorphine/Enocannabionide.

5. Schmerz (praktische Beispiele): geschlechterspezifische Merkmale von Schmerz

Frauen: Schmerzgedächtnis entwickelt sich schneller bei Frauen. Sie haben ein besseres sensorisches empfinden und sind schmerzempfindlicher als Männer.

Männer: Zuwendung und Besorgtheit der Partnerin verstäkrt das Schmerzerleben, schütten mehr schmerzunterdrückende Substanzen aus.

6. Rhythmen des Verhaltens: die innere Uhr

Im Lauf eder Evolution bildeten sich als Evolutionsvorteil (regelmässige Veränderunen in der Umwelt antizipieren können) innere Uhren in Organismen heraus. Alle Organismen der belebten Umwelt haben solche inneren Uhren.

  • Oszillationen: alle wiederkehrenden (periodischen) Schwankungen, die eine sehr unterschiedliche Periodenlänge aufweisen können.

6. Rhythmen des Verhaltens: Theorien zur Entwicklung der circadianen Rhythmik

  • Internal synchronisation hypothesis: Notwendigkeit einer zeitlichen Separierung von inkompatiblen physiologischen Prozessen im Körper (bspw. Katecholamin-Ausschüttung und Schlaf) bzw. Notwendigkeit einer zeitlichen Synchronisierung von synergetischen Prozessen.
  • External synchronisation hypothesis: Annahme von zeitlichen Nishcen (bspw. Jagen, wenn es hell und warm ist und sich die Beute draussen tummelt).

6. Rhythmen des Verhaltens (neurobiologische Basis): Einflussgrössen für Periodizitäten

Alle Systeme, die über Rückmeldeschleifen reguliert sind und äusseren Störeinflüssen unterliegen, neigen zu Oszillationen (Schwankungen) um einen bestimmten Sollwert. Körperliche Rhythmen werden durch die Umwelt beeinflusst (synchronisiert), allerdings durch einen internen Schrittmacher erzeugt. 

Die Phasenlänge und das Timing werden bestimmt durch:

  • Faktor 1 (Phasenlänge): Grösse des Systems -> träge Masse ist entscheidend dafür, welche Oszillationen sich einstellen könnnen
  • Faktor 2 (Phasenlänge): Aufgaben des Systems -> wichtigere Systeme haben hochfrequentere Oszillationen (bspw. Gehirn)
  • Faktor 3 (TIming): Externe Zeitgeber -> wirken steuernd auf oszilierende Systeme

6. Rhythmen des Verhaltens (neurobiologische Basis): Innere Uhren bei Tieren

Rhythmische Schwankungen betreffen Tiere, Menschen, Einzeller und Bakterien. Diese Rhymthem umfassen Millisekunden bis Jahre. Unter Anwesenheit von externen Zeitgebern, weird die innere Uhr ständig mit der umwelt synchronisiert (Realbedingungen). 

  • Beispiel 1: Jahreszyklus von Zieselmäusen -> Im Herbst essen sie viel, um im Winterschlaf von ihren Futterreserven zehren zu können
  • Beispiel 2: Jahreszyklus von Zugvögeln -> Typisches Migrationsverhalten allerdings mit Irregularitäten, was typisch ist für freilaufende Bedinungen. Die inneren Uhren laufen langsamer als die äusseren Taktgeber.
  • Beispiel 3: Periodendauer von 17 Jahren bei Zikaden -> Eier auf Ästen abgelegt, fallen runter, schlüpfen und leben 17 Jahre unter der Erde als Larve -> klettern auf Bäume, schlüpfen zu Insekt -> leben 4 Wochen und sterben nach Paarung und Eier legen.

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