Biologische Psychologie

nach vorne; zur Stirn gerichtet beim Gehirn, in Richtung Füße beim Rückenmark

nach hinten, schwanzwärts; zum Hinterhaupt beim Gehirn, zu den Füßen beim Rückenmark

auf der gegenüberliegenden Hirnhälfte

nach oben; zur oberen Spitze des Kopfes beim Gehirn, in Richtung Rücken beim Rückenmark

auf der gleichen Hirnhälfte

zur Seite

zur Mitte

nach hinten

nach unten; zum Boden beim Gehirn, in Richtung Bauch beim Rückenmark

parallel zum Gesicht geschnittene Hirnebene, Transversalschnitt des Gehirns

entlang der Neuraxis und rechtwinklig zum Boden geführter Hirnschnitt (auf- und absteigende Verbindungen)

quer zur Neuraxis geführter Hirnschnitt

Transversalschnitt des Rückenmarks

• Calcium (Ca2+) ist extrazellulär 10.000 x häufiger als innerhalb der Zelle

• Neurone sind negativ geladen -> elektrostatische Kraft und Konzentrationsgradient drücken Ca2+ in die Zelle

• durch ankommendes AP und die damit einhergehende Depolarisation der Membran werden die spannungsabhängigen Ca2+ Kanäle geöffnet

• einfließendes Ca2+ öffnet Proteinbrücken der Vesikel

• -> Membran der Vesikel fusioniert mit der Zellmembran

• -> Neurotrasmitter diffundieren in den synaptischen Spalt

• binden dort an spezifische Rezeptoren und erzeugen eine Veränderung des Membranpotenzials

• Postsynapse hat ionotrope und metabotrope Rezeptoren

• veränderbare Bindungsstellen, sobald Neurotransmitter andocken

• spezifisch für bestimmte Neurotransmitter

• lokale Wirkung

• schnell ein- und ausschaltbar

• exzitatorische (erregende) Neurotransmitter -> Depolarisation (Einstrom von Na+)

• inhibitorische (hemmende) Neurotransmitter -> Hyperpolarisation (Ausstrom von K+)

• Bindung eines Transmitters an Rezeptor führt zu Aktivierung des G-Proteins

• vom G-Protein spaltet sich Alpha-Einheit ab, welche ein membrangebundenes Enzym aktiviert

• membrangebundene Enzym synthetisiert sekundären Botenstoff

• z.B. cAMP: Regulierung von Ionenkanälen, AKtivierung von Genen, Herstellung von Proteinen und Eingriff in das Genom

• reduziert Dopaminspiegel so stark im Nucleus accumben, dass man sehr große Impulse durch die IESS bräuchte für ein Gefühl der Befriedigung

• gedrückte Stimmung

• erhöhte Reizbarkeit und Schreckhaftigkeit

• leichte kognitive Defizite (nach wenigen Stunden)

• massive Freisetzung von Stresshormonen -> Stress verändert Prozesse in der Amygdala -> Angstniveau steigt

• konsumiert man die Droge wieder, steigt der Dopaminspiegel und Stresshormone gehen zurück (z.B. während Stress rauchen)

• pharmakologisches Blockieren der Stresshormone kann einen Teil der Probleme beim Absetzen mildern

- Dopaminneurone in dem VTA (ventrales tegmentales Areal) projizieren zum Nucleus accumbens und erhalten 3 Arten synaptischer Eingänge:

1.
- glutamatergene Erregung vom Nucleus accumbens, vom PFC und vom Hippocampus aktiviert den Nucleus accumbens durch die VTA -> Rückaktivierung -> gegenseitig erregender Kreislauf
- Teil der Rückmeldung läuft über die NMDA-Rezeptoren, die sich durch die Sucht-Lerngeschichte des Individuums verstärken können

2.
- Eingang über GABAerge Interneuronen
- hemmt Neurone der VTA
-> je aktiver desto schwächer feuert das Neuron

3.
- acetylcholinerger (ACh) Eingang und stammt aus dem pontomesencephalotegmentalen Komplex (PMT) des Stammhirns
- bildet sowohl auf dem VTA-Neuron als auch auf der Präsynapse der GABAergen Neuronen Kontakte
auf VTA-Neuron und GABA-Präsynapse befinden sich nACh-α4β2-Rezeptoren
- Nikotin aktiviert nACh-α4β2-Rezeptoren direkt un indirekt über Erregung der PMT-Zellen
-> VTA-Neurone werden aktiviert
-> GABAerge Interneurone werden gehemmt
- antagonistischer Effekt balanciert sich ungefähr aus

aber:
- Nikotin aktiviert auch präsynaptisch den glutamatergen Eingang aus dem N. accumbens durch nACh-α4β2-Rezeptoren
- Rezeptor öffnet schnell und depolarisiert lange die Präsynapse
-> für längeren Zeitraum die Glutamatausschüttung angeregt
-> dopaminerges VTA-Neuron wird aktiviert

Summe:
- nach jedem Zug: dopaminerge VTA-Zelle depolarisiert und feuert eine ganze Weile
- mehrfach geraucht: Effektivität des NMDA-Eingangs steigt und die Nikotinwirkung auf die dopaminerge Freisetzung wird größer

• spannungsabhängige Natriumkanäle öffnen sich / Beginn am Axonhügel
• Depolarisation: Natrium strömt ins Axon & Membranpotenzial kehrt sich um (Innenseite des Axons ist positiv)
• benachbarte Öffnung weiterer Natriumkanäle (zeitlich begrenzt)***
„Alles-oder-nichts-Prozess“ → Schwellwert muss erreicht werden → Auslöser
Membranpotenzial bis zu +40mV = Erhöhung der Na+Leitfähigkeit
• Hyperpolarisation: zeitversetzt öffnen sich Kaliumkanäle und Ka-Ionen diffundieren nach außen
• Kaliumkanäle schließen sich
• Natrium-Kalium-Pumpen stellen ursprüngliches Gleichgewicht wieder her

• beim AP: elektrische Erregung durch Veränderung des Membranpotenzials

• AP in Zellen sind elementar für jegliche Form der Reizübertragung und damit auch notwendige Bedingung für das Leben

• ohne RP kann kein AP entstehen

• RP = innerhalb der Zelle cam -68 mV Spannung

• entsteht durch Zusammenspiel von elektrostatischen Kräften, dem Konzentrationsgradienten, dem Na+ Leckstrom und den Na-K-Pumpen

• Auslösung Aktionspotenzial 2 ms pro Vorgang

• Basalganglien = unterhalb des Cortex

• bestehen aus Striatum (größte Struktur) und Globus pallidus

• sind wichtig für die Koordination von Bewegungsabläufen

• Handlungsüberlegungen kommen aus dem Cortex, werden in Feedbackschleifen zwischen Cortex und Basalganglien weitergeleitet und führen zu einer Zielhandlung

• striatale Neuronen erhalten Informationen aus den corticalen Arealen und leiten diese weiter zum Globus pallidus

• Globus pallidus ist verbunden mit dem Thalamus und den motorischen Hirnstammkernen und leitet dahin weiter

• der Thalamus projiziert die Infos wiederum zu den motorischen Bereichen des Cortex

• Kreislauf: Cortex -> Striatum -> Globus pallidus -> Thalamus -> motorische Cortexareale

• bei zerstörtem primaren visuellen Cortex ist man subjektiv vollständig blind

• objektiv ist funktionierendes Restsehen noch vorhanden, aber nicht bewusst zugänglich = "Blindsehen" (Stoerig, 2006)

• Patient mit unilateraler Läsion im primären visuellen Cortex wurde gebeten nach Gegenständen im contralateralen blinden visuellen Halbfeld zu greifen -> griff zielsicher danach (Marcel, 1998)

• Betroffene können auch mit den Augen einem Lichtpunkt folgen, wenn er im blinden Halbfeld ist

• Läsionen im primären visuellen Cortex schränken bewussten Zugang zu visuellen Informationen ein, aber nicht die visuelle Informationsverarbeitung

• Einnahme vieler Substanzen führt zu kompensatorischen homöostatischen Reaktion, die Gegenreaktion zur erwarteten Wirkung der Droge auslöst

• gewohnte Umgebung und konditionierte Hinweisreize führen zur lebensrettenden kompensatorischen Reaktion

• Experiment Ratten (Siegel et al., 1982): Heroin wurde Ratten im Versuchsraum und im Käfig verabreicht über mehrere Tage mit steigender Dosis

• Versuchsraumgruppe und Kafüggruppe wurde aufgeteilt > mal im Versuchsraum, mal im Käfig (gewohnter und ungewohnter Umgebung) Droge verabreicht

• Mortalität in ungewohnter Umgebung war doppelt so hoch als in gewohnter Umgebung

• -> es ist lebensgefährlich physiologisch hochgradig aktive Substanzen unter ungewohnten Umständen einzunehmen

• Methode zeitliche Dynamik der elektrischen Felder im menschlichen Gehirn während kognitiver Prozesse sichtbar zu machen

• huntertausende aktiver Neuronen erzeugen aufsummierte elektrische Erregungen

• können als Variationen der elektrischen Spannung gemessen werden mittels EEG-Kappe (32-256 Elektroden)

• empfangene Signale sind schwach und müssen verstärkt werden

• Spannungsveränderungen lassen sich rechnerisch auf bestimmte Regionen des Gehirns zurückführen

• anatomische Auflösung ist schlechter als beim fMRT

• ist zeitlich erheblich feinkörniger als das fMRT

• Delta-Band: unter 3 Hz = Tiefschlaf

• Theta-Band: 4-7 Hz = Übergang zwischen Wachsein und Schlaf

• Alpha-Band: 8-12 Hz = geschlossene Augen und Müdigkeit

• Beta-Band: 14-25 Hz = konzentrierte mentale Arbeit

• Gamma-Band: über 25 Hz = Ideenentwicklung, Diskussionen führen

• Versuchsperson bekommt ein sensorisches Signal, aber es ist im EEG noch von vielen spontanen Schwankungen überlagert und nicht erkennbar

• Trick: Signal als Taktgeber nutzen und sich auf die Sekunde danach konzentrieren

• beim Aufmitteln vieler solcher EEG-Signale bleibt das EKP übrig und das "Rauschen" ist weg

• verschiedene kognitive Ereignisse erzeugen unterschiedliche EKP-Komponenten

• z.B. Ne (Error Negativity): tritt nach dem Auftreten einer fehlerhaften Reaktion auf (Interaktion von Basalganglien und medialem PFC) und auch Erkrankungen hinterlassen Spuren beim Ne

• repräsentiert wesentliche Teilfunktion frontostriataler Netzwerke, die mit der ständigen Evaluation eigener Handlungen im Zusammenhang stehen

• mesolimbische Bahn: beginnt im VTA des Mittelhirns > centrales Striatum > Hippocampus > limbischer Präfrontalcortex > Amygdala

• dorsales Striatum: Verarbeitung sensomotorischer Informationen

• ventrales Striatum (N. accumbens): organisiert emotionale und mit Belohnung assoziierte Lernprozesse

• bei der Projektion vom VTA zum N. accumbens ist IESS (intrakranielle elektrische Selbststimulation) am wirksamsten -> erhöht Dopaminspiegel -> steigert Lustgefühl

• Läsionen an der mesolimbischen Bahn führen zu einem reduzierten Interesse an Drogenkonsum, außer bei Heroin und Alkohol

• Sucht: unabweisbares Verlangen nach einem bestimmten Erlebniszustand

• hängt von der Aktivität der dopaminergen mesolimbischen Bahn vom VTA zum N. accumbens ab

• regelmäßge Einnahme der Droge führt zu einer Toleranz (siehe Opponent-Prozess-Theorie)

• Gewöhnungsphase: N. accumbens ist mit Hippocampus und präfrontalen Regionen verbunden

• durch Handlungen auf die Nikotinkonsum folgt, steigt der Dopaminspiegel im Striatum und anderen corticalen Regionen

• häufige Wiederholung führt zu früherer Dopaminausschüttung

• Niedrigste Ebene: motorische Kontrolle - häufig unbewusste Bewegungsmuster

• Mittlere Ebene: hippocampale Verarbeitung und Ekennung von Kontexten, die mit z.B. Rauchen assoziiert werden (z.B. Kneipe)

• Höchste Ebene: präfrontale Handlungsplanung in der z.B. das Rauchen wahrscheinlich ist (Situationserschaffung)

• Organisation der situativen Einbettung der Reaktion auf emotionale Reize

• erkennt emotionale Stimuli

• erkennt sehr früh emotionale relevante Reize

• zieht Aufmerksamkeit des Cortex auf diese Stimuli

• organisiert die Reaktion auf diese Stimuli situationsadäquat

• stellt Speicherung im Gedächtnis sicher

• Urbach-Wiethe-Syndrom: Gefäße innerhalb der Amygdala verkalken und während der Kindheit bzw. der Adoleszenz kommt es zum Tod der Nervenzellen in der Amygdala

• S.M. kann Emotionen richtig erkennen, außer bei Angst (Adolphs et al., 1994)

• im Gegensatz zu anderen Patienten mit Läsionen des limbischen Systems ist S.M. Erkennung von Überraschung, Wut und Furcht weit unter dem Durchschnitt (Adophs et al., 1995)

• wusste zwar, dass das Gesicht nicht neutral ist, aber wusste nicht so genau, was die Person auf dem Bild fühlt

• S.M. kann Gesichter verarbeiten und Emotionsbegriffe richtig sortieren und zuordnen (Adolphs et al., 1995)

• S.M. achtet immer auf die Nase und den Mund (Adophs, 2010)

• bei Wut, Angst und Überraschung liegt diagnostisches Merkmal in den Augen

• Amygdala kontrolliert die Suche nach den diagnostischen Merkmalen von Emotionen (Markowitsch & Staniloui, 2011)

• S.M. verhält sich teilweise unangemessen und dies führt zu sozialen Konflikten

• Rezeptoren für Androgene sind nicht funktionsfähig

• Person mit Y-Chromosom besitzt ein SRY-Gen, durch dessen Aktivierung in der 6. SSW TDF-Protein erzeugt wird

• TDF-Protein wandelt Gonaden in Hoden um, die Androgene und das Anti-Müller-Hormon produzieren

• Anti-Müller-Hormon löst innere weibliche Geschlechtsorgane auf

• Androgene binden normalerweise an die Rezeptoren des Wolff'schen Ganges -> da diese nicht funktionieren -> Wolff'scher Gang löst sich auf -> Entstehen keine inneren männlichen Geschlechtsorgane

• äußere Geschlechtsorgane haben auch Androgenrezeptoren -> bei Nicht-Aktivierung bildet sich die weibliche Form

• Hoden beginnen in der Pubertät Testosteron zu produzieren, welches nicht benötigt wird und daher zu Östradiol umgewandelt wird -> Entwicklung breiter Hüften und der weiblichen Brust

• Behaarung der Achseln und Genitalregion fehlt, da hierfür auch Androgene zuständig sind

• keine inneren weiblichen Geschlechtsorgane vorhanden -> können nie schwanger werden

• Vagina ist meist nur 6cm tief -> kein Geschlechtsverkehr möglich -> muss chirurgisch vertieft werden

• Entdeckung meist erst, wenn die Periode ausbleibt

• genetisch ein Mann, da XY-Chromosome, aber äußerlich eine Frau