Biopsychologie I

lokale, graduelle Änderung des Membranpotentials an der postsynaptischen Membran von Nervenzellen

• EPSP:
  • erregendes Postsynaptisches Potenzial
  • löst ein Aktionspotential im postsynaptischen Element oder trägt zu dessen Auslösung bei
  • Neurotransmitter:
    • Acetylcholin
    • Glutamat
    • etc.
• IPSP
  • inhibitorisches PSP
  • Hyperpolarisation der Zellmembran der Synapse -> Erregung der Zelle wird  gehemmt und das Auslösen von Aktionspotentialen durch EPSP erschwert 
  • Neurotansmitter:
    • GABA
    • etc.

• Soma
  • Zellorganellen
    • Mitochondrien
    • Endoplasmatische Retikulum
    • Vesikel
    • etc
  • Zellkern
• Dendriten 
  • sternförmig vom Soma weg
• Axon
  • beginnend am Axonhügel
  • Synaptisches Endköpchen
• Synapsen zu anderen Neuronen

• Funktion des Gehirns kann durch chemische Substanzen schwer gestört werden
• Schranke verhindert übertritt vieler toxischer Substanzen aus dem Blut in das Gehirn

• Blut-Hirn-Schranke = Barriere zwischen dem Blut und der Hirnsubstanz
• Besteht aus Endothelzellen an der Innenwand der Blutkapillaren im Gehirn und den die Gefäße umgebenden Astrozyten (eine Form von Gliazellen)
• Über sogenannte Tight junctions (gürtelförmige, enge Verbindungsstellen) sind Endothelzellen in den kapillaren Hirngefäßen so eng miteinander verknüpft, dass keine Stoffe unkontrolliert zwischen den Zellen hindurchschlüpfen können
• Um ins Gehirn zu gelangen, müssen alle Stoffe durch die Zellen hindurch, was streng kontrolliert abläuft.
• Vgl.: Blut-Liquor-Schranke

• Produktion des Liquors
  • darüber Versorgung des Gehirns mit Nährstoffen + Abtransportation von Nährstoffen
• Flüssigkeitsbett des Gehirn (Liquor)

• Im Ventrikelsystem wird im Plexus choroideus der Liquor gebildet.
• Plexus choroideus = Membran mit einem Geflecht aus Blutgefäßen der Pia mater (weiche Hirnhaut) mit dünner Epithelschicht aus spezialisierten Zellen (Ependym).
• Liquor wird in das Ventrikelsystem abgesondert
•  
• Die drei Öffnungen in der Decke des 4. Ventrikels sind wichtig für den Druckausgleich des Liquors in den Hirnventrikeln.
• Über das Ventrikelsystem und dem darin zirkulierenden Liquor wird das Gehirn mit Nährstoffen versorgt und Stoffwechsel-Abbauprodukte werden abtransportiert.

• Korrelatives Design:
  • Patienten mit Läsionen in den betreffenden Regionen werden auf die Funktionen untersucht, die betrachtet werden sollen
• Tierexperiment
  • Manipulation dieser Hirnregion und Betrachtung der Folgen
• ...

Einfache Dissoziation

• Manipulation der Struktur X
  • Funktion A verändert
  • Funktion B nicht verändert
• Keine eindeutige Zuordnung von Hirnstruktur zu Funktionen A und B möglich

Doppelte Dissoziation:

• Manipulation der Struktur X
  • Funktion A verändert
  • Funktion B nicht verändert
• Manipulation der Struktur Y
  • Funktion A nicht verändert
  • Funktion B verändert
• Hinweis auf Zuordnung der Funktionen A und B zu den Strukturen X und Y

Eine doppelte Dissoziation ermöglicht den Nachweis der Unabhängigkeit von zwei verschiedenen Dissoziationen. Dieser Nachweis beruht auf zwei Patienten (oder Patientengruppen), die verschiedene Hirnschäden davongetragen haben und genau entgegengesetzte Krankheitsbilder zeigen.

Blind- oder Doppelblindstudien dienen dazu, Verzerrungseffekte zu vermeiden.

Wissen weder Versuchspersonen noch betreuende Mediziner, wer Wirkstoff und wer Placebo bekommt, sind Beeinflussungen weitgehend ausgeschlossen.

Scheinmedikament = Arzneimittel, das meist keinen Arzneistoff enthält und somit auch keine pharmakologische Wirkung hat, die dadurch verursacht werden könnte. Im erweiterten Sinn werden auch andere Heilmittel als Placebos bezeichnet, beispielsweise „Scheinoperationen“.

Was bedeutet es, wenn die Läsion einer Struktur X ein bestimmtes Verhalten A verändert?

• X ist notwendig für A (seltener Idealfall).
• X ist notwendig für Verhalten B. Ohne B kann A nicht auftreten.
• X ist hilfreich für A. A kann aber auch ohne X erneut auftreten.
• X ist relevant für die Funktionsweise einer anderen Struktur Y. Y ist notwendig für A.
• X inhibiert eine andere Struktur Y. Diese Inhibition ist relevant für A. Fällt die Inhibition weg (Disinhibition), funktioniert A nicht mehr.
• Veränderungen in A sind unspezifische Effekte der Operation (z.B. durch Schock, Ödeme, Minderdurchblutung)

• Verfahren der Neurochirurgie und der Strahlentherapie
• ahezu verletzungsfreies Bewegen des versierten Arztes im Körperinneren
• Tief gelegene Erkrankungsherde können diagnostisch genauestens identifiziert werden.
• Aktivierungsmuster klassifiziert werden.
• Durch Punktierung können Zellproben entnommen werden.
• Krebswucherungen im Hirn sowie andere Gefäßmissbildungen können beseitigt werden (Onkologische Stereotaxie).

Operation, bei der die echte Operation nur simuliert wird, aber kein echter Eingriff in das Gehirn vorgenommen wird.

Nötig, damit auch die Kontrollgruppe in einem Experiment die Nachfolgen der Operation (Schmerzen, narkose etc) erlebt und dahingehend keine Unterschiede bestehen.

• Sterotaktischer Atlas:
  • zeigt anhand von Zeichnungen oder Fotos die Lage der wichtigsten Hirnstrukturen in bezug auf Meßpunkte auf, die am Schädelknochen leicht zu bestimmen sind
• stereotyktische Apparatur
  • Kopf des Patienten und die medizinischen Instrumente in einem fest verschraubten Rahmen fixiert

Minimalinvasive Verfahren, bei denen der Kopf des Patienten und die medizinischen Instrumente in einem fest verschraubten Rahmen fixiert sind, um höchste Genauigkeit zu erreichen. Nutzung um bei Versuchstieren exakt gleiche Manipukationen im Gehrin zu erzeugen

• Korrelat. Untersuchungsansätze werden genutzt, wenn es nicht möglich ist, für die Fragestellung ein adäquates experimentelles Setting herzustellen
• z.B. aus ethischen Gründen, oder weil eine zufällige Zuweisung der Merkmale nicht möglich ist
• keine Kausalaussagen möglich!

Variation somatischer Strukturen oder Funktionen ⇒ Messung von Erleben und Verhalten

• Physiologische Psychologie
• Beispiel 1: Interferenz mit Neurotransmittersystemen
  • Beruht der Placeboeffekt auf endogenen Opiaten?
  •  Naloxon (Opiat) vs. Placebo ⇒ Ausmaß des Placeboeffekts
    • "Hitzecreme" (siehe VL Definition; F. 24)
• Besipiel 2: Neurostimulation von Ratten

Variation von Erleben und Verhalten ⇒ Messung somatischer Variablen

• Psychophysiologie
• Beipiel: Auswirkung von Stress auf körperliche Vorgänge
  • Trier Social Stress Test
    • Fiktive Bewerbungssituation
    • Unangenehmes Setting
    • Aufgaben: 5 bis 10 Minuten Antizipation; Freie Vorstellung der eigenen Person; Unangekündigte Kopfrechenaufgabe

Soma ⇔ Erleben und Verhalten

• Korrelativer Ansatz zur Untersuchung der Interaktionen zwischen Biologie und Psychologie
• Keine Kausalschlüsse möglich!
• Beispiel: Wie unterscheiden sich die Gehirne von Schizophrenie Patienten und psychisch gesunden Probanden?

• Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Hirnstrukturen und Verhalten am Menschen.
• Primärer Zugang: Verhaltensbeobachtungen an Personen mit Hirnschäden (z.B. durch neurochirurgische Eingriffe, Unfälle, Krankheiten).
• Fokus ist klinisch:
  • Begutachtung der Beeinträchtigungen (neuropsychologische Diagnostik)
  • Neuropsychologische Rehabilitation

Physiologische Psychologie:

• Untersuchung der Beziehungen zwischen somatischen Merkmalen und psychischen Vorgängen unter psychologischer Perspektive.
• Es interessieren primär psychische Vorgänge (abhängige Variable)

Psychophysiologie:

• Untersuchung der physiologischen Korrelate psychischer Funktionen.
• Nicht-invasive Messungen der Physiologie stehen im Vordergrund, psychische Vorgänge haben eher den Status einer unabhängigen Variable

• Materialistischer Monismus:
  • Es gibt nur Materie
  • Psychisches Erleben und Verhalten ist vollständig beschreibbar durch neuronale Prozesse
• Idealistischer Monismus:
  • Es gibt nur Geist
  • Eine Existenz des Materiellen wird grundsätzlich ausgeschlossen
• Dualismus
  • Geist und Materie existieren
    nebeneinander

Biopsychologie: Materialistische Sicht. Davon ausgehend, dass die Vorgänge im menschlichen Körper, v.a. im Nervensystem das Erleben und Verhalten des Menschen vollständig erklären können.

• Neuroanatmoie:
  • Aufbau der Nervensysteme
• Neurophysiologie
  • Funktionsweise des Nervensystems
• Neurochemie
  • Chemischen Vorgängen, die in Nervenzellen ablaufen und die Erregungsleitung auslösen

Die biologische Psychologie ist ein Teilbereich der Lebenswissenschaften („Life Sciences), insbesondere der Neurowissenschaften („Neurosciences“).

Es eght in der Psychologie und auch in der Biologie um Lebewesen, speiziell den Menschen.

• Defintion:
  • Die Biologische Psychologie erforscht die Zusammenhänge zwischen biologischen Prozessen und Verhalten.
  • Dabei werden die Lebensprozesse aller Organe des Körpers, nicht nur des Gehirns, betrachtet.
• Warum nicht nur Gehirn?
  • die Biologische Psychologie ist ein Teil der Lebenswissenschaften insb. Neurowissenschaften
  • zum Gehirn gehört ein weit verzweigtes Nervensystem 
  • auch die Effektoren der Nerven sind zu beachten

• Beispiel 1:
  • Es gibt Hinweis auf beteiligte Transmittersysteme, die im Rahmen der Erkrankung gestört sein können.
  • Durch Psychopharmaka werden psychische Erkrankungen meist nicht vollständig geheilt→Es liegen komplexe neurobiologische Zusammenhänge zugrunde!
  • Kein zwangsläufiger Rückschluss von Wirksamkeit auf spezifische Transmitter- Mängel in der Ätiologie der Erkrankungen.
  • → Kopfschmerzen sind auch kein AcetylsalicylsäureMangelsyndrom!!! 

• Beispiel 2:
  • Z.B. Dopamin und Schizophrenie:
    • 1. Dopaminüberschuss ist (Teil)-Problem bei Schizophrenie
    • 2. Der Rezeptor für DA (2) ist überempfindlich
    • 3. Anlage und/ oder Umwelt führen zu veränderten Hirnstrukturen
    • 4. Diese führt zu verändertem DA-System
    • 5. Das veränderte DA-System ist eine Kompensation des Körpers für das Problem
  • Heilung der Schizophrenie bis heute nicht möglich...
  • Vor allem symptomatische Behandlung→„More research is needed!“

Typische Neuroleptika blockieren alle postsynaptischen D2-Rezeptoren und damit die Funktionen des dopaminergen Systems (z.B. mesolimbisch Motivation und Antrieb), während atypische Neuroleptika dies nicht tun: Hier kann das endogene Dopamin noch genügend postsynaptisch binden, und Atyptika erhalten durch ihre 5HT2-Blockade auch noch eine regelmäßige Dopaminfreisetzung. Dies dürfte ein Mechanismus sein, aufgrund dessen Atypika gut auf die depressive Symptomatik und die Negativsymptomatik bei schizophrenen Patienten wirken.

• Selektiver Serotonin-, Noradrenalin- oder Serotonin und Noradrenalin Reuptake Inhibitor
• Hemmt selektiv die Wiederaufnahme aus dem synaptischen Spalt
• Daraus folgt: stimmungsaufhellende Wirkung
• Sicherer zu handhaben als Trizyklika, aber nicht ungefährlich

• Hemmen die Monoaminoxidase
• → ist wichtig für den Abbauch der Monoamine
• Daraus folgt: mehr Dopamin, Noradrenalin, 5HT im Spalt
• → stimmungsaufhellende Wirkung
• aber nicht ungefährlich: siehe Serotoninsyndrom

• Heißen so, weil sie 3 aromatische Ringe im Molekül besitzen
• Hemmt unspzifisch die Aufnahme von DA, NA und 5HT (Dopamin, Noradrenalin, Serotonin)
• Daraus folgt: mehr Monoamine im synaptischen Spalt
• Daraus folgt stimmungsaufhellende Wirkung
• Nicht ungefährlcih, Nebenwirkungen und nicht geeignet mit Alkohol

• Opiate modulieren die opioderge Transmission
• Opiat = von Opium abgeleitete natürliche oder halbsynthetische Substanz
• Opioid = Oberbegriff für Substanzen die am Opioidrezeptor wirken
• Endorphine, Enkephaline, Dynorphine = endogene Liganden der Rezeptoren
• Beispiel für Opioide: Heroin (Diamorphin), Morphin, Bupernorphin, Fentanyl

• Nikotinerg
  • Nach Agonist benannt (Nikotin)
  • Ionotroper Rezeptore
  • Wichtig für Kontraktion des Muskelgewebes
• Muskarinerg
  • nach Agonist benannt (Muskarin --> Fleigenpilz)
  • Metabotroper Rezeptor
  • Kommt im Striatum, im Cortex, Hippocampus und VNS vor
  • Kann erregend und hemmend wirken