Biopsychologie

• Struktur-Funktions-Beziehungen
• Identifikation hauptsächlicher Funktion eines Gehirnareals
• aber: Funktionen verteilt über verschiedene Lappen → Netzwerkperspektive!
•  Viele Funktionen beziehen kortikale und subkortikale Strukturen mit ein
• Dennoch: grobe funktionelle Neuroanatomie möglich (insbesondere für sensorische und motorische Funktionen)

• Zusammenhang zwicshen elektronischer Stimulation und Aktivvierung/ Bewegung Körperteil
• Motor Cortex: Bewegungsausführung
• Somatosensorischer Cortex: Empfindungsverarbeitung
• Große Teile Cortex für Lippen & Hände

• Primär sensorischer/ motorischer cortex (wahrnehmung)
• Sekundär sensorischer/ motorischer cortex (interpretation)
• Assoziationscortex (unklar, integration verschiedene Sinnessignale, aber kein klarer spezif. Effekt)

• Enthält v.a stark myelinisierte Axone, Faserverbindungen
  • Projektionsfasern (auf & abstesigende Verbindungen zu subkorikalen Gebieten)
  • Kommissurenfasern (verbinden beide neokortikale Hemisphären)
  • Assoziationsfasern (größter Teil der weißen Substanz, verbindet die verschiedenen Cortexareale miteinander)

• Von außen, nicht invasiv, Diffusion darstellen
• Diffusion-Tensor-Imaging (DTI), ermöglicht nicht invasisve Bestimmung der Hauptdiffusionsrichtung im Gewebe
• Fser-Tracking erlaubt darauf aufbauen die in-vivo Schätzung & Darstellung von Faserverläufen im Gehirn

• Neuropsychologische defizite aufgrund plastizität des Gehirns oft nicht sehr spezifisch/ können sich (teilw.) erholen
• Einschränkung: v.a. wenn Geirnschädigung früh im Leben erfolgt
• Mögl. Schädigung: Verdrängung Gehirnmasse durch größer werdende Ventrikel wegen nicht abfließendem Liquor

• Neuronale Projektionen von den Retinae über das Corpus geniculatum laterale (Thalamus) zum linken & rechten primären visuellen Cortex (Area striata)

Primärere visueller Cortex V1 (BA 17)

• Striärer Cortex
• Input vom Corpus geniculatum laterale des Thalamus
• Retinotope Organisation
•  Analyse von Farbe, Helligkeit räumlicher Frequenzen, Orientierung und Bewegung in unterschiedlichen Cortexschichten

Extrastiärer Cortex (BA18 & BA19)

• Input aus V1
• Weiterverarbeitung visueller Informationen

Nicht unbedingt ausschließlich dort, aber diese Bereiche sind dominant

• V1: Generell bewusste Wahrnehmung
• V4: Farbe
• V5/ MT: Bewegung

Kortikale Blindheit: V1 beschädigt

Skotom:

• Nur Teile des Gesichtsfeldes sind blind
• Blindes Feld im korrespondierenden Bereich des kontralateralen Gescihtsfelds
• Neurlogische Untersuchung mittels Perimetrie: Karte vom Gesichtsfeld jeden Auges, die alle Bereiche von Blindheit abdeckt

Blindsehen:

• Patienten mit Läsion im primären visuellen Cortex reagieren auf visuelle Stimulus, obwohl sie berichten, nichts zu sehen (e.g. Greifbewegungen)
• Mögliche Erklärungen: intakte Teile des primären visuellen Cortex, dirkte Projektionen in sekundären visuellen Cortex

• Störung im Erkennen von Objekten & Formen, intakte Greifbewegung
• Siehe Patientin DF (Briefschlitzaufgabe)
  • Grund: beidseitig Läsion occipitotemporaler Areale nach CO-Vergiftung
• Gegenteil: Optische Ataxie -> störugn des visuell geleiteten Greifvermögens

Info. Über betimmte Aspekte eines visuell. Reizes verassen den primären visuellen Cortex ü. viele Bahnen, unterteilung in 2 Hauptbahnen

• Ventrale Bahn: Charakteristika von Objekten (Farbe, Form), Neuronengruppe, die selektiv auf spezif. Objektgruppen reagieren (Gesichter, Gebäude, Werkzeuge) „Was?“
• Dorsale Bahn: räuml. Verarbeitung, Lokation von Objekten, Bewgungsirchtung von Objekten, „Wo?“

• Anteriorer Parietalcortex: Verarbeitung Somatosensorik ("Homunculus"), strikt contalateral
• Visuell-geleitete Bewegungskontrolle
• Posteriore Assoziationsareale leisten Integration sensorischer Infos.

Schäden im Parietallappen

• Störung Ausführung willkürlicher, zielgerichteter, geordneter Bewegung bei intakter motorischer Funktion
• Sprachdominate Hemisphäre (normalerw. Links lateralisiert)
  • Ideomotorische Apraxie (falsche Ausdrucksbewegungen & Gesten, Nachahmung von Bewegungen eingeschränkt, Perservationen – Handlungen immer wieder ausgeführt ohne Hemmmöglichkeit)
  • Ideatorische Apraxie (gestörtes Handlungskonzept, ungeordnete Abfolge von Einzelhandlungen)
• Nicht-Sprachdominante Hemisphäre (normalerw. Rechts)
  • Konstruktive Apraxie (Unfähigkeit geometrische Gebilde korrekt zu erfassen & nachzuzeichnen, visuell räumliche Orientierung eingeschränkt -> topographische Agnosie & Amnesie)

• Zielgerichtete/ top-down Aufmerksamkeitsausrichtung
• Stimulus getriebene/ automatische Aufmerksamkeitsausrichtung

• Unilateraler räuml. Neglect: halbseitge Läsion des Gehirns, Aufmerksamkeitsstörung -> dadurch charakterisiert dass Betroffene kontralaterale Hälfte seiner Umgebung bzw. des eigenes Körpers nicht/ schlecht wahrnimmt bzw. missachtet
• Nicht nur visuell, sondern aufmerksamkeitslenkung auf dies seite (e.g. links rechts aus dem zimmer angesprochen)
  • Keine spontane Fixation/ zielgerichtete Aufmerksamkeitsumlenkung in kontraläsionales Halbfeld
• Betroffene Regionen: Meist rechts parietal, Superior parietal lobule/ intraparietal sulcus/ inferior parietal lobule
• Aber unbewusste Informationsverarbeitung

• Präsentation visueller Stimulus zunächst ins linke dann ins rechte Gesichtsfeld -> Patient entdeckt beide: intakt, präsentation beide gleichzeitig -> wahrnehmung nur im ipsilateralen Gesichtsfeld (Extinktion)
• Linien muster mit horizontalen Linien sollen geteilt werden -> manche werden ignoriert, wird nicht richtig in der hälfte geteilt -> verschoben auf ipsilaterale Seite

Neglect des extrapersonalen Raums:

• Nachzeichnen nur objekte ipsi-läsionales Feld, ebenso im „öffnung-entdecken“ task
• Fokus der läsionen meist im inferioren parietallappen & temporo-parietalen Verbindung

Objekt-zentrierter Neglect

• Nachzeichnen aller objekte, aber kontra-läsionale Seite jedes objekts fehlt, bearbeiten alle Objekte im Öffnugn-Entdecken Task aber machen Fehler wenn Öffnung im kontraläsionalen Feld liegt
• Fokus der Läsion eher im superioren temporalen Gyrus

Neglect für erinnerte Objekte

• Patient soll sich vorstellen auf Domplatz zu stehen und Gebäude zu beschreiben
• Neglect im visuellen Gedächtnis
• Bei Ortswechsel wereden Objekte berichtet die zuvor noch nicht berichtet wurden

• Primärer auditorischer Cortex (A1, Heschl’sche Querwindung, BA41 & 42)
  • Input aus verschiedenen Hirnstammkernen über den nucleus geniculatus medialis des Thalamus
  • tonotope Organisation (Ordnung nach Tonhöhe, besonders rel.: menschl. Sprache)
• Auditorische Assoziationsareale (A2, BA22 & 42):
  • Input aus A1
  • Interpretierende und integrierende Verarbeitung der aus A1 kommenden Information
  • Wernicke-Sprachzentrum (sensorische Aphasie)

• Umgebend: entorhinaler cortex, parahippocampal cortex, perirhinal cortex

Zellen räuml. Orientierung / „Navigationssystem des Gehirns“

• im medial entorhinaler Cortex (MEC)
• Place Cell: Reaktionspräferenz auf einen Ort (Vielzahl für viele spezif. Orte)
• Grid Cell: Reaktionspräferenz auf ein hexagonales Muster von Orten
• Head Direction Cell: Reaktionspräferenz auf Kopfausrichtung

• Ermöglichen Karte der gesamten Umgebung -> Zuordnung physikalischer Raum zu mentalem Raum, Vermutung: genereller Mechanismus für Ordnung/ Relation
• Größe variiert diskontinuierlich entlang der dorso-ventralen Achse
• Dorsal fein, ventral grob
• Kommt in verschiedenen Lebewesen vor, aber drei dimensional (weil Höhenbewegung)

Beeinträchtigung des räuml. Gedächtnisses

• Morris-water-maze: ratten mit hippocampusläsion lernen schwerer (das mit der platform im Wasser)
• 8-Arm-Labyrinth: Ratten mit hippocampusläsionen gehen häufiger in Wege, die kein Futter enthalten (Referenzgedächtnis) & häufiger hintereinandner (Arbeitsgedächtnis)

Beeinträchtigung des Gedächtnisses für Objekte

• Bereist nach kurzen Behaltensintervallen können gelernte Objekte nicht mehr korrekt wiedergegeben werden

• Tod aufgrund epilepsie
• Schwere anterograde Amnesie (keine speicherung von infos) (Ribots Gesetz)
• Explizites Einspeichern neuer Informationen kaum mögl. -> dennoch impliztes Lernen aber keine bewusste Erinnerung daran