1.3 Weitere Indikatoren körperlicher Prozesse

Zentralnervöse Prozesse

• Elektrophysiologische Messungen

• Die Messung von Funktionen vegetativer, endokriner und motorischer Effektorgane liefert durchaus wertvolle Hinweise auf zentralnervöse Steuerungsprozesse, z. B. bei emotionaler Aktivierung

• kardiovaskuläre Aktivität,

• elektrodermale Aktivität (EDA)

• Elektromyogramm (EMG)

Als Artefakt bezeichnet man in der Messtechnik und anderen Gebieten ein unechtes, durch Eigenschaften der Methode hervorgerufenes Ergebnis.

Bei der Herzratenmessung können das z. B. Bewegungsartefakte sein.

• Der Sympathikus oder auch sympathisches Nervensystem ist ein Teil des vegetativen Nervensystems

• Durch ihn werden vorwiegend Körperfunktionen innerviert, die den Körper in erhöhte Leistungsbereitschaft versetzen

• Der Gegenspieler des Sympathikus ist der Parasympathikus

Das limbische System ist ein an der Steuerung von Antrieb, Lernen, Gedächtnis, Emotionen und vegetativen Funktionen (Verdauung, Fortpflanzung) beteiligter Teil des Gehirns.

Die emotionale Valenz bezieht sich in der Psychologie auf den emotionalen Wert, der mit einem Reiz verbunden ist.

• Die Psychoneuroendokrinologie befasst sich mit der Kommunikation zwischen dem Nervensystem und dem Hormon- oder endokrinen System sowie insbesondere mit der Modulation von Erleben und Verhalten durch das Zusammenspiel beider Systeme

• Beide Systeme sind sehr eng miteinander verknüpft und koordinieren und regulieren gemeinsam die Funktion von zum Teil weit voneinander entfernten Organen

• Art der Informationsweiterleitung

  • Während Information im Nervensystem durch elektrische Impulse über die Nervenfasern zu den einzelnen Organen geleitet wird (an Synapsen erfolgt zudem die chemische Weiterleitung über Neurotransmitter)

  • sind es im endokrinen System allein chemische Substanzen (Hormone), die die Information über Rezeptoren an den Organen vermitteln

• Geschwindigkeit der Informationsübertragung

  • Diese liegt im Nervensystem bei Millisekunden

  • bei der hormonellen Transmission dagegen im Bereich von Minuten oder sogar Stunden

• Hormonkonzentrationen können generell in Körperflüssigkeiten, wie z. B. Blut, Speichel, Urin oder Cerebrospinalflüssigkeit, gemessen werden

• Für die Interpretation von einzelnen Hormonmessungen muss man allerdings einige Faktoren berücksichtigen

  • Zum einen kann die Freisetzung von Hormonen entweder pulsatil, also stoßweise, oder kontinuierlich erfolgen

    • Misst man also zum Zeitpunkt x, ist die Hormonmenge möglicherweise deutlich niedriger als zum Zeitpunkt y, der kurz nach der pulsatilen Ausschüttung liegt

    • Beispiele für Hormone mit pulsatiler Ausschüttung sind das Insulin und das Gonadotropin-Releasing-Hormon

  • Zum anderen haben zirkadiane Rhythmen einen erheblichen Einfluss auf das Hormonsystem, und Hormonkonzentrationen können somit ausgeprägten tageszeitlichen Schwankungen unterliegen

• Das vegetative Nervensystem, das lebenswichtige Funktionen des Organismus kontrolliert und steuert, reguliert ebenfalls die Herzaktivität, wobei der Sympathikus eine stimulierende und der Parasympathikus eine abschwächende Wirkung auf die Herzrate hat

• Die Herzrate eines gesunden Menschen kann durch viele psychische und physische Faktoren beeinflusst werden und ist beispielsweise abhängig von der Belastung und vom Alter

• Aber auch unterschiedliche emotionale Zustände können entweder einen Anstieg (z. B. bei Angst, Stress) oder eine Abnahme (z. B. bei Entspannung, Aufmerksamkeit) der Herzrate bewirken

• Dabei hat insbesondere das vegetative Nervensystem durch die sympathische und parasympathische Innervation der Herznerven einen direkten Einfluss

• Neben dem vegetativen Nervensystem wird die Herzrate zudem durch Blutdruck, Körpertemperatur, Sauerstoffgehalt des Blutes sowie die Atemfrequenz beeinflusst und gibt daher Auskunft über eine Vielzahl physiologischer Zustände im Körper

Die für die Messung der kardiovaskulären Aktivität wichtigste Variable ist die Herzfrequenz oder Herzrate, die die Anzahl der Herzschläge pro Minute wiedergibt

• Das Ziel der Herzratenmessungen in der Psychophysiologie ist es, Messungen kleinster Frequenzänderungen, die möglichst frei von Artefakten sind, in Abhängigkeit vom Erleben und Verhalten der Versuchspersonen aufzuzeichnen

• Daher kann die Herzratenmessung wichtige Informationen für die akute Belastung eines Individuums liefern, wie z. B. über die Stressbelastung

• Bei der Analyse der elektrodermalen Aktivität (EDA) werden Schwankungen im elektrischen Leitungswiderstand der Haut gemessen

• Der Hautwiderstand wird z. B. im Rahmen von Biofeedback-Trainings, beim Lügendetektor und im Rahmen von psychophysiologischen Experimenten gemessen, um den Erregungszustand, bezogen auf einen bestimmten Reiz, zu messen

• Emotionale Empfindungen und Reaktionen sind mit einer Erhöhung der Hautleitfähigkeit verbunden, die meist nicht bewusst gesteuert werden können

• Dieses Phänomen wird durch den Sympathikus gesteuert und basiert auf einer Aktivierung der Schweißdrüsen an Handinnenflächen und Fußsohlen

• Ein äußerlich spürbarer Schweißaustritt ist bei dieser Messung nicht zwingend nötig

• Alleine die Zunahme der Flüssigkeit in den Schweißdrüsengängen oder auch Veränderungen in den Flüssigkeitsreabsorptionseigenschaften der Haut führen bereits zu Veränderungen ihrer elektrischen Eigenschaften

• Zu den wichtigen Steuerungszentren der Hautleitfähigkeit zählen:

  • das Rückenmark,

  • die Formatio reticularis,

  • der Hypothalamus und

  • Regionen des limbischen Systems (z. B. Amygdala)

• Für die Messung werden üblicherweise Elektroden an der Innenfläche der Hand oder an der Fingerunterseite angebracht

• Über die Elektroden wird eine leichte Spannung angelegt, welche nicht spürbar ist

• Die Berechnung des Hautwiderstandes erfolgt nun aus dem Verhältnis der Spannung zur Stärke des zwischen den Elektroden fließenden Stroms

• Nun kann man den Widerstand der Haut oder dessen Kehrwert, die Hautleitfähigkeit (Messeinheit: 1 Siemens = 1 mho = l/Ohm) ablesen

• Bei der Auswertung unterscheidet man hauptsächlich drei unterschiedliche Maße:

  1. Hautleitniveau (der sogenannte Basiswert)

  2. Hautleitwertsreaktion (Reaktionswert)

  3. Häufigkeit der Spontanfluktuationen der Hautleitfähigkeit

• Mit einem Elektromyogramm (EMG) kann man die Aktionspotenziale von motorischen Einheiten (Motoneuron und innervierte Muskelfasern) während der Muskeltätigkeit ableiten

• Die Ableitung kann dabei entweder nichtinvasiv von der Hautoberfläche, die über einem Muskel liegt (hier wird ein größeres Muskelgebiet erfasst), erfolgen oder intramuskulär mittels eingestochener Nadelelektroden (liefern stärkere elektrische Signale) aus dem Muskel

Gemessen werden bei beiden Methoden (nicht invasiv und intramuskulär) Frequenz und Amplitude der extrazellulär abgeleiteten Potenziale

• Standardpositionen für Elektroden, die auf der Haut aufgebracht werden, sind beispielsweise die Muskeln im Kopfbereich (Stirn, Nacken) und die Unterarmmuskeln

• Bei psychophysiologischen Untersuchungen werden Änderungen der Muskelanspannung (Zu- oder Abnahme der Aktionspotenzialfrequenz) während bestimmter psychologischer Zustände erfasst, wie beispielsweise Schlaf oder Stress

Kardiovaskuläre und elektrodermale Messung

• Elektrodermale und kardiovaskuläre Messmethoden informieren vor allem über die Intensität von emotionalen Zuständen

EMG

• wohingegen das EMG, insbesondere bei Messungen an der Gesichtsmuskulatur, Auskunft zur emotionalen Valenz von Reizen und erlebten Situationen liefern kann

  • Das betrifft insbesondere Messungen an Gesichtsmuskeln der Stirn (Musculus corrugator) und den Wangen (Musculus zygomaticus)

• Das EMG kann allerdings auch für Biofeedback-Verfahren eingesetzt werden, z. B. in der verhaltensmedizinischen Behandlung spannungsbedingter Schmerzen, wie etwa Spannungskopfschmerzen