3.2 Aufmerksamkeit

Die Aufmerksamkeit steuert

• die Selektion von Informationen

• legt die Prioritäten für die unterschiedlichen mentalen oder externen Ereignisse fest

• stellt damit eine Auswahl der Wahrnehmung dar

• automatisierte Aufmerksamkeit

• kontrollierte (selektive) Aufmerksamkeit

• Im wachen Zustand wird die eingehende Information von den Sinnesorganen beim Menschen zunächst für einige Millisekunden in einem sensorischen Gedächtnisspeicher verarbeitet

• Hier wird die Information nun geprüft und es findet eine Art erster Bewertungsprozess statt

• Hierbei wird die Information mit bereits existierenden Informationen im Langzeitgedächtnis abgeglichen

• Es wird insbesondere geprüft, ob das ankommende Reizmuster mit zuvor bereits gespeicherten Informationen eines bestimmten Sinneskanals übereinstimmt oder ob es sich hier um eine ganz neue Information handelt

• Je nach Ausgang dieser Prüfung kommt es zu unterschiedlichen Aufmerksamkeitsprozessen

• Automatisierte Aufmerksamkeit findet statt, wenn der eingehende Reiz zu einem bereits vorhandenen Reiz-Reaktions-Muster passt, beispielsweise bei trainierten Aufgaben, die durch mehrmalige Wiederholungen erlernt wurden

• Beispiele hierfür sind…

  • Radfahren

  • das geübte Bedienen einer Maschine

  • die Orientierung auf dem täglichen Arbeitsweg

• In einem solchen Fall erfolgt die ausgehende Reaktion auf den Reiz ganz automatisch, also ohne Bewusstsein

• Daher bleiben in einer solchen Situation noch Kapazitäten für die Bearbeitung anderer Informationen (geteilte Aufmerksamkeit)

• Im Alltag ist diese Art der unbewussten Informationsverarbeitung oft die überwiegende Reaktionsform für unsere Interaktion mit unserer Umwelt

Automatisierte Aufmerksamkeit

• Im Alltag ist diese Art der unbewussten Informationsverarbeitung oft die überwiegende Reaktionsform für unsere Interaktion mit unserer Umwelt

• Die kontrollierte Aufmerksamkeit richtet sich dagegen auf vollständig neue, nicht ganz eindeutige oder biologisch relevante Reizsituationen, in denen eine Entscheidung nötig ist

• Hierbei kommt es zu einer gezielten (selektiven) Ausrichtung der Aufmerksamkeit auf die neue Situation

• Diese Aufmerksamkeitszuwendung ist bewusst und ablenkende Reize werden ausgeschlossen (Begrenzung der Reizverarbeitung und Reaktionsausführung)

Zu den Aufgaben der selektiven Aufmerksamkeit (und der dieser Aufmerksamkeit zugrunde liegenden Hirnsysteme (LCCS)) gehören u. a.:

• das Setzen von Prioritäten zwischen konkurrierenden und kooperierenden Zielen in einer Zielhierarchie zur Kontrolle von Reaktionen

• das Aufgeben alter oder irrelevanter Ziele

• die Selektion von sensorischen Informationsquellen zur Kontrolle der Handlungsparameter (sensorische und motorische Selektion)

• die gezielte Vorbereitung und Mobilisierung von Effektoren

• Die automatisierte (nicht bewusste) Aufmerksamkeit wird direkt im sensorischen Gedächtnis durch den Abgleich mit dem Langzeitgedächtnis verarbeitet

• Die passende Reaktion auf einen Reiz erfolgt dann automatisch

Diese wird über ein weitreichendes kortiko-subkortikales System vermittelt, das zusammenfasend als Limitiertes Kapazitätskontrollsystem („Limited Capacity Control System“, LCCS) bezeichnet wird.

• „Limited Capacity Control System“, LCCS

• Der Name ergibt sich aus der begrenzten Verarbeitungskapazität des Systems, da die selektive Aufmerksamkeit immer nur einer oder einer sehr limitierten Zahl an Reizsituationen zugewandt sein kann.

Wichtige neuronale Bestandteile des LCCS sind:

• präfrontaler Kortex

• parietaler Kortex

• Basalganglien (insbesondere das Striatum)

• retikulärer Thalamus (auch: Nucleus reticularis, ein Kerngebiet des Thalamus)

• basales Vorderhirn

• mesenzephale Retikulärformation (Formatio reticularis)

• Dabei werden vom LCCS die informationsverarbeitenden und die reaktionsplanenden Systeme erregt und gleichzeitig nicht beteiligte Systeme gehemmt

Die Beteiligung kortikaler Areale an der selektiven Aufmerksamkeit zeigt sich anhand

• der Verteilung langsamer Hirnpotenziale

• ereigniskorrelierter Hirnpotenziale (EKP)

• magnetisch evozierter Felder

EKPs sind Wellenformen im EEG, die mit einem beobachtbaren Ereignis (z. B. Sinnesreize, wie akustische oder visuelle Stimuli) zusammenhängen

• Langsame Hirnpotenziale (SCPs, „Slow Cortical Potentials“) sind lang andauernde Verschiebungen des EEG-Spektrums

• Diese können in eine elektrisch negative oder eine elektrisch positive Richtung verschoben werden

• SCPs treten entweder bei gleichzeitiger Aktivierung von Nervenzellverbänden auf, da sich dadurch ihre Bereitschaft, zu feuern, erhöht (Negativierung), oder bei einer Hemmung der Aktivierung und/oder dem Verbrauch bereitgestellter Energie (Positivierung)

• Die SPCs entstehen vor allem bei synaptischer Aktivität an den apikalen Dendriten, die in den oberen Schichten des Kortex liegen

• Es handelt sich hier neurobiologisch gesehen vor allem um synchronisierte Depolarisationen ultralanger erregender postsynaptischer Potenziale (EPSP), die Negativierungen im EEG bewirken

• Eine Positivierung langsamer Hirnpotenziale ist dagegen mit dem Rückgang des Depolarisationsniveaus verbunden

• Negativierung bedeutet damit Aktivierung mit erhöhter Feuerwahrscheinlichkeit, und die Positivierung bedeutet Hemmung mit gleichzeitiger Abnahme der Feuerungswahrscheinlichkeit

• Beim Menschen sind die Unterschiede zwischen aufmerksamer und unaufmerksamer Wahrnehmung nur auf der Ebene des Kortex beobachtbar, in subkortikalen Hirnregionen findet sich bei Aufmerksamkeitszuwendung (zumindest für akustische, visuelle und taktile Reize) kein Amplitudenanstieg von EKPs

• Dieser Befund deutet darauf hin, dass subkortikale Areale zwar nötige Bestandteile des LCCS sind, sie jedoch nur die kortikalen (bzw. thalamo-kortikalen) Erregungsschwellen modulieren

• Die Verarbeitung von Aufmerksamkeitsprozessen in den kortikalen Strukturen stellt sicher, dass vor der möglichen Zuteilung von Aufmerksamkeitsressourcen alle eingehenden Reize vom Neokortex bewertet werden

• So kann auf kortikaler Ebene die Weiterverarbeitung bekannter, unwichtiger Reize inhibiert werden

  (Das wird auch als Top-down-Regelung bezeichnet)

• Beeinträchtigungen der Aufmerksamkeit zeigen sich in einer Vielzahl von neurologischen und psychiatrischen Störungsbildern

• Solche Störungen gehören mit zu den häufigsten Folgen von Hirnschädigungen, finden sich aber auch als Symptomatik bei unterschiedlichsten psychiatrischen Erkrankungen

• Man kann auf eine Aufmerksamkeitsstörung schließen, wenn Patienten verbal oder motorisch nicht auf eingehende Informationen reagieren, obwohl sensorische oder motorische Ursachen für die ausbleibende Reaktion eindeutig ausgeschlossen werden können

Neben der automatisierten und der selektiven Aufmerksamkeit werden – vor allem in der Diagnostik von Aufmerksamkeitsstörungen – noch weitere Aufmerksamkeitskomponenten unterschieden, die je nach Art und Lokalisation der neurologischen Schädigung oder der entsprechenden psychiatrischen Erkrankung unterschiedlich betroffen sein können

Zu diesen Komponenten zählen:

• Aufmerksamkeitsaktivierung (Alertness)

• längerfristige Aufmerksamkeitszuwendung (Daueraufmerksamkeit oder auch Vigilanz)

• räumliche Ausrichtung des Aufmerksamkeitsfokus

• geteilte Aufmerksamkeit (Aufmerksamkeitsflexibilität)

• Wechsel des Aufmerksamkeitsfokus

Beispiele für wichtige neurologische Aufmerksamkeitsstörungen sind:

• Neglekt (räumliche Vernachlässigung)

• Extinktion (Löschung)

• Balint−Holmes−Syndrom

• Das Neglekt ist eine neurologische Störung und wird durch Hirnläsionen (z. B. durch einen Schlaganfall) verursacht

• Patienten vernachlässigen die der Hirnschädigung gegenüberliegende Seite der Umgebung und des eigenen Körpers und verhalten sich so, als würde diese Seite nicht mehr existieren

• Zudem zeigen Patienten oft ein fehlendes Krankheitsbewusstsein, sie sind sich also ihres seltsamen Verhaltens überhaupt nicht bewusst und verhalten sich so, als ob alles in Ordnung wäre

• Die Störung tritt meist nach Läsionen der rechten Hemisphäre auf, weshalb die linke Seite vom Neglekt betroffen ist

• Oft kann man sehen, dass die Augen und der Kopf des Patienten zur rechten Seite abweichen und alles, was sich auf der linken Umgebungsseite befindet, ignoriert wird

• Dabei wird die Vernachlässigung der kontralateralen Seite nicht etwa durch Lähmungen oder Störungen der sensorischen Wahrnehmung verursacht; der Patient kann Objekte auf dieser vernachlässigten Seite also physiologisch noch sehen – ignoriert sie aber

• Man geht davon aus, dass der posteriore Parietalcortex in die Kontrolle der räumlichen Aufmerksamkeit involviert ist, weshalb beim Neglekt-Syndrom die Fähigkeit, die Aufmerksamkeit an einen anderen Ort zu verlagern, gestört sein könnte

• Das Neglekt tritt nicht nur nach Läsionen einer bestimmten Region auf, sondern kann durch Schäden an verschiedenen Orten des Gehirns verursacht werden

• Neurologisch zeigt sich, dass das Syndrom häufig durch Läsionen der posterioren parietalen Hirnregion in der rechten Hemisphäre verursacht wird

• Auch Schädigungen des präfrontalen und des zingulären Kortex stehen mit der Störung in Verbindung

• Man geht davon aus, dass der posteriore Parietalcortex in die Kontrolle der räumlichen Aufmerksamkeit involviert ist, weshalb beim Neglekt-Syndrom die Fähigkeit, die Aufmerksamkeit an einen anderen Ort zu verlagern, gestört sein könnte

Beispiele für Aufmerksamkeitsdefizite bei psychiatrischen Erkrankungen sind:

• Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts-Syndrom (ADHS)

• Schizophrenie

• Depression

• Suchterkrankungen

• Bei der Schizophrenie handelt sich um eine schwere Verhaltens- und Denkstörung, die auch durch Störungen der selektiven Aufmerksamkeit und des assoziativen Denkens gekennzeichnet ist

• Die Schizophrenie zählt mit zu den schwersten psychiatrischen Erkrankungen mit starker Beeinträchtigung der Lebensqualität des Patienten

• Man geht davon aus, dass die Wahnvorstellungen der Patienten, die vermutlich aus dem Versuch heraus entstehen, das konfuse Gedankenchaos und die Halluzinationen irgendwie sinnvoll einzuordnen (z. B. „Ich werde vom Geheimdienst verfolgt, weil ich spezielle Kräfte habe“), aus schwerwiegenden Störungen der Filterfunktion bei Aufmerksamkeitsprozessen resultieren

• Bei der Schizophrenie sind oft Teile des LCCS defekt, vor allem der präfrontale Kortex

• Dadurch ist den Patienten eine Trennung von relevanter und irrelevanter Information nicht mehr möglich und völlig unbedeutende Reize können dadurch Bedeutung gewinnen

• Patienten zeigen bei kontrollierten Aufmerksamkeitsaufgaben eine Unteraktivierung des präfrontalen Cortex

• In dieser Region, ebenso wie im Hippocampus und Thalamus, finden sich zudem histologische Auffälligkeiten

• Das sogenannte Hyperkinetische Syndrom oder die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) wird durch die Symptome Aufmerksamkeitsstörungen, motorische Unruhe und fehlende Impulskontrolle definiert

• ADHS findet sich häufiger bei Jungen als bei Mädchen und ist eine der häufigsten Verhaltensstörungen bei Kindern mit möglichen negativen Folgen für viele Aspekte der kindlichen Entwicklung

• Darüber hinaus findet sich bei ADHS auch ein deutlich erhöhtes Risiko für Unfälle und Verletzungen

• ADHS hat eine hohe genetische Komponente und tritt bereits in der frühen Entwicklung auf

• Meist zeigen sich die ersten Symptome bereits im Kindergarten oder während der ersten Schuljahre

• Die genauen Ursachen der ADHS sind bislang noch nicht vollständig geklärt, allerdings spielen Ungleichgewichte in Neurotransmittersystemen – vor allem die Transmitter Dopamin und Noradrenalin betreffend – eine wichtige Rolle

• Als eine mögliche Ursache wird eine Mutation im Gen des Dopamintransporters diskutiert

  • Diese Mutation führt letztendlich zu einer verringerten oder ungesteuerten dopaminergen Aktivierung des präfrontalen Kortex und des anterioren Gyrus cingulus

• Studien zeigten, dass beide Regionen bei Kindern mit ADHS eine schlechtere Durchblutung aufweisen

• Bei der Ableitung frontaler ereigniskorrelierter Potenziale zeigt sich, dass insbesondere Komponenten, die mit Aufmerksamkeitszuwendung und Arbeitsgedächtnis verbunden sind, eine verringerte Amplitude aufweisen

• Langsame Hirnpotenziale (SCPs, „Slow Cortical Potentials“) sind lang andauernde Verschiebungen des EEG-Spektrums

• Diese können in eine elektrisch negative oder eine elektrisch positive Richtung verschoben werden

• Die SPCs entstehen vor allem bei synaptischer Aktivität an den apikalen Dendriten, die in den oberen Schichten des Kortex liegen

• SCPs treten bei gleichzeitiger Aktivierung von Nervenzellverbänden auf, da sich dadurch ihre Bereitschaft, zu feuern, erhöht (Negativierung)

• Es handelt sich hier neurobiologisch gesehen vor allem um synchronisierte Depolarisationen ultralanger erregender postsynaptischer Potenziale (EPSP), die Negativierungen im EEG bewirken

• Negativierung bedeutet damit Aktivierung mit erhöhter Feuerwahrscheinlichkeit

• SCPs treten bei einer Hemmung der Aktivierung und/oder dem Verbrauch bereitgestellter Energie (Positivierung)

• Eine Positivierung langsamer Hirnpotenziale ist dagegen mit dem Rückgang des Depolarisationsniveaus verbunden

• Positivierung bedeutet Hemmung mit gleichzeitiger Abnahme der Feuerungswahrscheinlichkeit

• Das basale Vorderhirn ist ein an der Basis des Gehirns gelegener Teil des Telencephalons (Vorderhirn)

• der lange in Beschreibungen des Gehirns fehlte und daher als Substantia innominata (unbenannte Substanz) bezeichnet wurde

• Das basale Vorderhirn beinhaltet

  • das ventrale Striatum

  • den Nucleus basalis Meynert und

  • Teile der Amygdala

• präfrontaler Kortex

• parietaler Kortex

• Basalganglien

• retikulärer Thalamus (oder Nucleus reticularis)

• basales Vorderhirn

• mesenzephale Retikulärformation (oder: Formatio reticularis)