M3 Psychologie FUH, 3411.2
Biologische Grundlagen der Psychologie 2. Kapitel
Biologische Grundlagen der Psychologie 2. Kapitel
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Cartes-fiches
Zur Beschreibung der komplexen Anatomie des Gehirns gibt es Richtungsbezeichnungen, die die Lage einzelner Substrukturen erklären
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Richtungen im Nervensystem gibt man relativ zur Neuraxis an (=gedachte Linie entlang des Rückenmarks bis zur Vorderseite des Gehirns)
Bei Tier mit gerader Neuraxis können wir gerade Linie ziehen, die zwischen Augen beginnt und durch Zentrum seines Rückenmarks verläuft
frontale Ende liegt anterior, Schwanz ist posterior
Namen rostral (zum Schnabel bzw. zur Schnauze) und caudal (schwanzwärts) = synonym
oberen Punkte des Kopfes und des Rückens sind Teile der dorsalen Oberfäche, die ventrale Oberfläche ist dem Boden zugewandt (dorsum heißt Rücken und venter heißt Bauch)
Auf den Menschen angewandt sind diese Richtungsbezeichnungen etwas komplizierter, da unsere Neuraxis aufgrund unserer aufrechten Körperhaltung abgeknickt ist, sodass obere Punkt des Kopfes rechtwinklig zum Rücken steht
Gehirn ist entlang der Neuraxis in 5 Hauptregionen unterglieder
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deren Anordnung von posterior (verlängertes Rückenmark) nach anterior (Großhirn) entspricht ganz vereinfacht dem phylogenetischen Alter
Während in den posterioren Strukturen „einfache“, unbewusst ablaufende, aber für die Lebenserhaltung notwendige Prozesse gesteuert werden (einfache Reiz-Reaktionsmuster der Reflexe), werden in den „oberen“ Strukturen integrative, unter kognitiver, eventuell willentlicher Beteiligung des Menschen ablaufende Kontroll- und Steuerungsmechanismen vermutet
räumliche Anordnung der Hauptfunktionskreise des Gehirns, die sensorischen und die motorischen Funktionen, entspricht in den Grundzügen der Anordnung des Rückenmarks
Bauchwärtig (ventral) befinden sich eher motorischen Kontrollfunktionen angeordnet, rückwärtig (dorsal) eher sensorischen Verarbeitungsbereiche
Im Gegensatz zum Rückenmark befinden sich aber zahlreiche komplexe neuronale Netzwerke zwischen diesen beiden Hauptverarbeitungsbereichen
12 Hirnnerven, die nicht durch das Rückenmark verlaufen und afferent oder efferent wirken
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im Wesentlichen für sensorische und motorische Versorgung von Kopf und Hals und der dort angesiedelten Sinne und Reaktionen zuständig
Darunter:
Nervus trigeminus (5. Hirnnerv), der für Sinnesempfindungen in Gesicht und Mund (Zähne!) und für motorische Efferenzen beim Kauen und der Drüsen des Gesichts (Tränen) zuständig ist
Nervus vagus (10. Hirnnerv) wirkt über den Bereich von Kopf und Hals hinaus, ist sowohl sensorisch als auch motorisch für Eingeweide, motorisch für Herzmuskeln zuständig
Hirnteile (Strukturen)
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Verlängertes Mark (Medulla oblongata)
Brücke (Pons)
Mittelhirn (Mesenzephalon)
Kleinhirn (Cerebellum)
Zwischenhirn (Dienzephalon)
Großhirn (Telencephalon)
Hirnstamm: Medulla oblongata, Brücke und Mittelhirn
Vorderhirn (Prosencephalon): Dienzephalon und Telencephalon
Medulla oblongata
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darin kreuzt die Pyramidenbahn, also derjenige Nervenstrang, der sich weiter in das Rückenmark erstreckt und für motorische Efferenzen zuständig ist, größtenteils auf die andere Seite
daraus treten sieben der zwölf Hirnnerven (VI-XII) aus, darunter der Nervus vagus
Wichtige Funktionen, die hier verortet sind, sind Steuerung von Atmung und Kreislauffunktion, aber auch Reflexe wie Erbrechen, Schlucken oder Husten sowie Steuerung des Wach- und Schlafrhythmus
Brücke (Pons)
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besteht zum Teil aus Faserbündeln, die von hier in Zerebellum ziehen
Ursprung von 4 Hirnnerven, die Kopfbereich sensorisch und motorisch versorgen, darunter der Nervus trigeminus
Im Mittelhirn (Mesencephalon)
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befinden sich Schaltstellen des optischen Systems sowie der akustischen und der Schmerzwahrnehmung
an der Steuerung der Bewegung, der Willkürmotorik beteiligt
Formatio retikularis
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netzartigen Struktur, die den gesamten Hirnstamm durchzieht
Innerhalb dieser Struktur befinden sich die Raphe-Kerne
Weitere Teile der Formatio retikularis leiten Impulse nach oben und unten weiter; sie üben integrierende Funktion bei basalen vegetativen und grobmotorischen Funktionen aus
kann als aktivierend-deaktivierendes Zentrum verstanden werden, das entsprechende Impulse nach oben bzw. nach unten weitergibt und integrierend verarbeitet
Wird angenommen, dass sie bei der Bewusstwerdung peripherer Reize als Filter fingiert
Raphe-Kerne
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befinden sich in formatio retikularis
empfangen Afferenzen aus dem Hypothalamus und entsenden Efferenzen in verschiedene Hirnregionen
sind bei Schmerzempfindung beteiligt, sie steuern Schlaf-Wach-Rhythmus und eventuell auch aggressives, emotionales Verhalten
In diesem Gebiet findet sich Serotonin als Transmitter
Locus coeruleus
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weitere Substruktur der Formatio retikularis,
wird global aktivierende Funktion zugeschrieben
Noradrenalin ist vorherrschender Transmitter
Cerebellum (Kleinhirn)
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bildet prägnante, fast in sich geschlossene Struktur mit stark gefalteter Oberfläche (Kleinhirn = „kleines Hirn“)
weist Verbindungen zu Regionen des Gehirns auf, die mit Motorik befasst sind, da es über Kollaterale („Seitenäste“/Seitenfasern) mit auf- und absteigenden motorischen Fasern verbunden ist
erhält sowohl Informationen aus der Grohirnrinde als auch aus der Peripherie über Lage und Bewegungszustand der Gliedmaßen, den Gleichgewichtszustand sowie den Muskeltonus
Aufgabe liegt vor allem in Integration dieser Informationen, um Feinabstimmung, körperliche Koordination und zeitliche Taktung vornehmen zu können
spielt auch wichtige Rolle bei prozeduraler Gedächtnisbildung
Wird vermutet, dass das Kleinhirn auch an Lernprozessen sowie der Steuerung vegetativer Reaktionen beteiligt is
Muskeltonus
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versteht man partielle Kontraktion der Muskelfasern im passiven Ruhezustand, die notwendig ist, damit wir flexibel auf plötzliche Krafteinwirkungen von außen reagieren können
Unterteilung des Zwischenhirns (Dienzephalon)
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Thalamus und Metathalamus
Epithalamus und Epiphyse
Subthalamus
Hypothalamus und Hypohyse
Thalamus
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steht in Verbindung sowohl mit Kortex (also der Rinde des Großhirns) als auch mit Hirnstamm
sortiert sensorische Informationen (außer denen des Geruchs) vor und leitet sie an Strukturen des Kortexes weiter, die Informationen aus der Peripherie so verarbeiten, dass sie bewusst werden können
wird daher etwas poetisch als „Tor zum Bewusstsein“ bezeichnet
moduliert den Informationsfluss zwischen motorischen Zentren des Gehirns und erhält durch abzweigende Nerven sogenannte „Efferenzkopie“, d.h. Informationen über efferente Signale aus dem Gehirn an die Peripherie
Efferenzkopie ist Kopie eins Bewegungsprogrammes, das mit der Bewegungsprogrammausführung über eine Feedbackschleife verglichen wird
So kann Organismus feststellen, ob eine Bewegung auf ihn selbst zurückgeht oder nicht
Einfluss auf sogenannten höheren psychischen Funktionen wie Emotion, Motivation und Kognition
Hypothalamus
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Funktion besteht in der Steuerung vegetativer Funktionen, darunter Atmung, Kreislaufaktivität, Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme sowie Körpertemperatur
Die für die Aktivierung der inneren Organe zuständigen Nervensysteme, das parasympathische und das sympathische, werden ebenso dadurch gesteuert wie Hormonausschüttung
2 Hormone, ADH (Adiuretisches Hormon = Vasopressin) und Oxytocin, werden im Hypothalamus selbst gebildet
Durch Hormone und Nerven steuert er vegetative Prozesse
steht in Verbindung mit einer ganzen Reihe weiterer Hirnstrukturen, darunter kortikale Strukturen, Kleinhirn, Formatio retikularis und limbisches System
zentrales Steuerungsorgan des Hormonsystems
Hypophyse (Hirnanhangdrüse)
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dem Hypothalamus untergeordnet
erhält sowohl über Nervenbindungen als auch durch vom Hypothalamus ausgeschütteten Releasing- bzw. Inhibiting Factors (hormonelle Botenstoffe) Befehle zur Ausschüttung bzw. Nicht-Ausschüttung von Hormonen, die dann direkt oder indirekt wirken
Epiphyse (=Zirbeldrüse)
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produziert Hormon Melatonin = wichtige Bedeutung bei der Regulierung des Schlaf-Wach-Rhythmusses
Großhirn (Endhirn, Telenzephalon)
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besteht aus der Großhirnrinde, der darunter liegenden weißen Substanz (hauptsächlich myeliniserte Axone und Gliazellen) und einer in der Tiefe liegenden Ansammlung funktionell verknüpfter Nervenzellen, den Basalganglien
ist durch eine große Furche in 2 Hälften (Hemisphären) geteilt und zeichnet sich durch zahlreiche Sulci (Furchen) und Gyri (Windungen) aus
Basalganglien
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sind vor allem für Modulation der Impulse aus dem Kortex zuständig und ermöglichen koordinierte Bewegungen
Kortex (Großhirnrinde)
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= aufgefaltete graue Substanz an der Oberseite des Endhirns
Kurzform für Cortex cerebri
Cortex cerebri ist Teil des Telencephalons (Endhirn), welches größten Abschnitt des menschlichen Gehirns ausmacht und größten Teil unserer Wahrnehmungs- und Denkleistungen generiert
Furchungen ermöglichen enorme Vergrößerung der Kortexoberfläche (Encephalisation), ohne Gesamtvolumen des Gehirns zu erhöhen
Rinde der Niere = renaler Kortex, Kleinhirnrinde = cerebellärem Kortex
Hippocampus (Seepferdchen)
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weiterer wichtiger Teil des Kortex, der jedoch nicht zum Neokortex gehört
weist nur 3 Zellschichten auf und spielt unter anderem bei Gedächtnisfunktionen entscheidende Rolle
liegt am unteren, medialen Kortexrand und faltet sich in den medialen Bereich des Temporallappens hinein
Amygdala (Corpus amygdaloideum, Mandelkern)
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bezeichnet Gruppe mandelförmiger Kerne im anterioren Bereich des Temporallappens, die wichtige Rolle bei Emotionsverarbeitung (insbesondere Furchtverhalten) spielen
limbisches System
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Teile des Telencephalons mit den Substrukturen Hippocampus, Gyrus cinguli, Amygdala und einigen weitere
ist sowohl mit der Vorverarbeitung sensorischer Informationen als auch der Steuerung von Bewegungen oder vegetativer Funktionen befasst
Beteiligung an psychischen Vorgängen wie Gedächtnisprozessen, dem Lernen, aber auch bei Emotionen zugeschrieben
Neokortex
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nimmt etwa 90% der Großhirnrinde ein
ist der phylogenetisch jüngste Teil des Gehirns und hat sich beim Menschen im Laufe der Evolution am stärksten vergrößert
in vier Bereiche, die sogenannten Lappen, eingeteilt, denen jeweils spezifische Funktionen zuordenbar sind
Diese Zuordnung ist allerdings nicht starr genetisch fixiert, sondern erfahrungsabhängig veränderbar
So reagieren beispielsweise Bereiche des Okzipitallappens, der normalerweise visuelle Informationen verarbeitet, bei blind-geborenen Personen auf akustische Reize
Der Neokortex besitzt eine sechs-schichtige Struktur, wobei sich die Dicke der einzelnen Schichten von Areal zu Areal unterscheidet
Diese mikroskopisch sichtbaren Unterschiede sind die Grundlage der Unterteilung des Kortex in die Brodmann Areale (52 Areale, um Funktionsbereiche im Neokortex zu lokalisieren)
Bereiche des Neokortex
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Frontallappen (Stirnlappen)
Parietallappen (Scheitellappen)
Temporallappen (Schläfenlappen)
Okzipitallappen (Hinterhauptslappen)
Okzipitallappen
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verarbeitet Informationen aus dem optischen System
In der dem Okzipitallappen zugehörigen primären Sehrinde (V1 oder auch Area striata) werden visuellen Reize zunächst nach physikalischen Eigenschaften wie Farbe, Helligkeit oder Kontrast verarbeitet
In der sekundären Sehrinde (V2-V5), die streng genommen über den Okzipitallappen hinaus bis in die parieto-temporookzipitale „Junction“ hineinreicht, werden diese Informationen weiterverarbeitet und visuelles Material „erkannt“ oder klassifiziert, also mit Gelerntem verknüpft
Temporallappen
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übt ähnliche Funktionen für das akustische System aus
In der primären Hörrinde entsteht erster Höreindruck, der in der sekundären Hörrinde weiter zu Wörtern, Melodien etc. verarbeitet wird
Großteil der sekundären Hörrinde bildet das Wernicke-Sprachzentrum, das es ermöglicht, dass Sprachsignale wahrgenommen bzw. verstanden werden (Sprachrezeption)
Parietallappen
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umfasst zu einem großen Teil den primären somatosensorischen Kortex
Zu ihm führen afferente Fasern aus Haut, Sehnen, Gelenken und Muskeln
somatosensorische Kortex ist somatotop gegliedert, d.h., dass jedem Bereich dieses Kortexareals ein bestimmter Bereich des Körpers zugeordnet ist
Dabei werden jedoch nicht die räumlichen Größenverhältnisse abgebildet, sondern das Ausmaß der Sensibilität
motorischen Kortex (im Frontallappen)
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Entsprechung zum sensorischen Kortex; er ist ebenfalls entsprechend der funktionellen Bedeutung im motorischen System somatotop gegliedert
Von hier gehen Bewegungsimpulse an den gesamten Körper
prämotorische Kortex (Frontallappen)
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bereitet Bewegungen vor und steuert deren sequenzielle Abfolge
frontales Augenfeld
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werden Augenbewegungen veranlasst
Broca-Sprachzentrum
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bildet motorische Entsprechung zum Wernicke-Sprachzentrum: Im Broca-Zentrum wird komplexe Zusammenwirken von Lippen, Zunge, Kehlkopf, Atmung etc. bei Generierung, Produktion von Sprachsignalen kontrolliert (Sprachproduktion)
präfrontale Kortex
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Struktur, die mit höheren kognitiven Prozessen in Zusammenhang gebracht wird
Hier ist das Kurzzeit- bzw. Arbeitsgedächtnis verortet, aber auch komplexe Handlungen werden hier entscheidend vorbereitet
werden emotionale und motivationale Impulse sowie Konzentration und Antrieb gesteuert
neuronale Korrelate der Fähigkeit des Menschen zu ethisch-moralischer Einsicht und Handlungsfähigkeit lassen sich hier verorten
viszerale, autonome oder vegetative Nervensystem (VNS)
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ist für Steuerung der inneren Organe wie Herz, Lunge oder Verdauungsorgane sowie Drüsen und Blutgefäße zuständig
Großteil dieser Aktivität läuft unbewusst und ohne willentliche Steuerung ab
kein vom zentralen Nervensystem unabhängiges System, sondern wird durch Strukturen des Gehirns gesteuert
Leitungsgeschwindigkeit im VNS ist im Gegensatz zum willkürlichen Nervensystem geringer, da Nervenfasern nicht myelinisiert sind, häufiger verschaltet werden und längere Übertragungszeiten an den Synapsen aufweisen
besteht aus einem sympathischen und einem parasympathischen Anteil (Sympathikus und Parasympathikus), die sich hinsichtlich des Verlaufs der Nerven und ihrer Funktion unterscheiden
Die meisten, vom VNS gesteuerten Organe werden sowohl von sympathischen als auch von parasympathischen Nerven versorgt, Ausnahmen bilden die Schweißdrüsen und die meisten Blutgefäße, die ausschließlich sympathisch gesteuert werden
Wesentliche Transmitter in diesen Systemen sind Noradrenalin und Acetylcholin mit muskarinergen und nikotinergen Rezeptoren
Katecholamin Noradrenalin entsteht nicht nur an den Synapsen, sondern wird auch vom Nebennierenmark ausgeschüttet und unterliegt damit auch nicht-zentralen Steuerungsmechanismen
steuert die inneren Organe zu dem Zweck, Energie bereitzustellen oder verbrauchte Energie wieder aufzubauen, kurz ein Gleichgewicht (Homöostase) zwischen Verbrauch und Bereitstellung von Energie zu halten
Vegetative Funktionen und psychische Prozesse sind miteinander verknüpft.
Verbindungen des Vegetativen Nervensystems mit Strukturen des Gehirns und dem Hormonsystem bilden das somatische Korrelat
Phänomen „Stress“ zeigt Zusammenhang psychischer mit vegetativen Funktionen
Veränderungen im VNS wirken sich schließlich auch auf Immunsystem aus, da an der Immunabwehr beteiligte Organe wie Milz oder Lymphknoten beeinflusst werden oder die Transmitter des VNS direkt an Immunreaktionen beteiligt sind
Nervus vagus
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10. Hirnnerv
entspringt der Medulla oblongata
leitet Informationen aus dem Verdauungstrakt in das Hirn und aktiviert Eingeweide, Herz und Kehlkopf
Darmnervensystem
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eigenständiger Teil des VNS
Aufgabe ist Steuerung des Verdauungssystems mit der Kontrolle über die Darmbewegungen und die Sekretions- und Absorptionsprozesse in Leber und Bauchspeicheldrüse
Aktivierung des Sympathikus führt zu ...
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Anstieg der Herzleistung, des Blutdrucks, der Körpertemperatur, des Blutzuckerspiegels und einer Erweiterung der Pupillen
Voraussetzungen für körperliche Aktivität werden geschaffen = ergotropen (leistungsvorbereitenden) Zustand
beiden Systeme ergänzen sich, arbeiten jedoch nicht antagonistisch (Parasympathikus, einem trophotropen (erholungsstützenden) Zustand)
Parasympathikus führt zu ...
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trophotropen (erholungsstützenden) Zustand, wobei die Pulsfrequenz sinkt und die Magen-Darm-Motilität steigt
beiden Systeme ergänzen sich, arbeiten jedoch nicht antagonistisch (Sympathikus, ergotropen (leistungsvorbereitenden) Zustand)
fast alle Fasern des vegetativen Systems verfügen auch über Afferenzen ...
die meist zur Ebene der Medulla oblongata führen
Projektionen in höhere Gebiete des Gehirns führen zu Hypothalamus, Thalamus sowie zum somatosensorischen Kortex
Dabei geschieht es, dass bei der bewussten Wahrnehmung von Schmerzen z.B. im Darmsystem diese auf die Körperoberfläche projiziert und dort zu motorischen Reaktionen führen
Effekt kann man umgekehrt in der Behandlung nutzen, wenn durch eine Wärmflasche Bauchschmerzen gelindert werden
Neuromodulatoren
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Hormone, wenn sie nicht als Transmitter wirken, sondern die Wirkung von Transmittern verstärken oder dämpfen
Hormone werden in bestimmten Zellen synthetisiert, ins Blut abgegeben und über den Blutkreislauf zu den Zielzellen befördert
Anhand ihrer chemischen Struktur lassen sich zwei Gruppen von Hormonen unterscheiden