Grundlagen der Biologie

• Schnelle & genaue Steuerung der Motorik

• Schnelle Anpassung des Körpers an Gefahrensituationen (Flucht/ Kampf)

• Repräsentation der Umweltaspekte, die zum Überleben notwendig sind (anders für jede Spezies -> nur das Notwendigste)

• Anpassung des Verhaltens an sich verändernde Umweltbedingungen

• Fähigkeit, Infos über längeren Zeitraum zu speichern und später wieder nutzen zu können

• Räumliche Orientierung und räumliches Gedächtnis (Wo kann ich Nahrung, Wasser usw. finden?)

• Schnelle und verlustfreie Weiterleitung von Infos im Körper und Nervensystem

• Biopsychologie Teilgebiet der Neurowissenschaften

• Neurowissenschaften in letzten Jahren rasante Fortschritte gemacht

• Zwei Bsp. Dazu: Raster Zellen & räumliche Karten im Gehirn/ Steuerung der Nahrungsaufnahme durch den Hypothalamus

• Zellen deren feuerverhalten eng mit der Position der Tiere verbunden sind

• befinden sich im entorhinalen Kortex

• Einzelne Rasterzellen bilden die Umgebung vom Tier als hexagonale Karte ab

Rasterzellen im Menschen?

• Ideen aus Tierstudien

• werden übersetzt in Humanstudien

• klinische Relevanz abgeleitet

Jennings et al.: The inhibitory circuit architecture of the lateral hypothalamus orchestrates

Feeding. Science, 2013 -> Optogenetik in der Maus (Video)

-> Laser geht an wenn Maus frisst

-> was passiert hier? Wie geht das?

Hier kommt die Methode der Optogenetik zur Anwendung:

• Nervenzellen (Neuronen) in verschiedenen Hirnarealen haben unterschiedliche Funktionen.

• Bestimmte Neuronenpopulationen werden genetisch so verändert, dass sie lichtempfindliche Ionenkanäle (Channel Rhodopsin) in ihre Zellmembran einbauen (deswegen Opto-genetik) -> werden lichtempfindlich gemacht

• Bei Bestrahlung mit Licht einer bestimmten Wellenlänge öffnen (oder schließen) sich diese Kanäle -> bestimmte Zellen können mit einem Laser gezielt aktiviert oder gehemmt werden.

• Die Psychologie untersucht menschliches Erleben & Verhalten

• Die moderne Psychologie war von Beginn an naturwissenschaftlich (physiologisch) ausgerichtet

• Die Geburtsstunde der modernen Psychologie ist auch die Geburtststunde der Biologischen Psychologie

Teilgebiete der Biopsychologie

• Die Biopsychologie untersucht die biologischen Grundlagen von menschlichem Erleben und Verhalten.

• Biopsychologie kann deshalb als Teilgebiet der Neurowissenschaften aufgefasst werden.

 Teilfächer der Biopsychologie sind unter anderem:

• Neuropsychologie: untersucht kognitive Beeinträchtigungen bei Störungen der Gehirnfunktion

• Psychophysiologie: untersucht (peripher-)physiologische Korrelate psychischer Prozess

• Kognitive Neurowissenschaft: untersucht die neuronalen Grundlagen höherer kognitiver Funktionen (z.B. Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Sozialverhalten, ...)

• Psychopharmakologie: untersucht die Wirkweise von psychoaktiven Stoffen

Enge inhaltliche Verbindungen bestehen zu medizinischen Fächern:

• Neurologie, Psychiatrie, Psychosomatik

• Für die Psychologie besonders relevant: kognitive Neurowissenschaft (Cognitive Neuroscience) untersucht die biologischen Grundlagen höherer kognitiver Funktionen (z.B. Lernen, Gedächtnis, Aufmerksamkeit, ...)

• Methoden sind primär funktionelle Bildgebung, Läsionsstudien, EEG, TMS

• Kognitive Neurowissenschaft ist Biopsychologie (und wird maßgeblich von Psychologen betrieben)

• Biopsychologie ist aber mehr als kognitive Neurowissenschaft (Beispiel Psychophysiologie, Verhaltensgenetik, ...)

• Die kognitive Neurowissenschaft basiert auf dem theoretischen „Unterbau“ der kognitiven Psychologie.

• Erster Versuch der Zuordnung von psychischen Prozessen zu Hirnregionen

1. Versch. Hirnareale haben unterschiedliche Funktionen

2. Je größer ein Areal, desto stärker ist die entsprechende Funktion / das Persönlichkeitsmerkmal ausgeprägt

3. Diese Größenunterschiede spiegeln sich in Wölbungen des Schädels wieder

-> Krude bzw. kuriose psychologische Konstrukte (Häuslichkeit, Sinn für Freundschaft etc.)

-> Grundannahme des Zusammenhangs zwischen Schädelwölbung und Neuroanatomie ist falsch

-> ABER: Idee der funktionellen Spezialisierung hat sich aber grundsätzlich bestätigt

Broca:

• Monsieur Tan – Patient konnte nicht mehr sprechen (außer Tan) ansonsten keine kognitive Beeinträchtigungen, Sprachverständnis auch noch vorhanden

• Broca Areal -> Das betroffene Areal das beeinträchtigt war wudre nach Monsieur Tan benannt

• Sprachverständnis nicht gestört, aber Sprachproduktion (Broca Aphasie)

Wernicke:

• Intakte Sprachproduktion, gestörtes Sprachverständnis

• Das bei diesen Patienten betroffene Hirnareal ist nach Wernicke benannt (Wernicke Areal)

  -> Wernicke Aphasie

• stärkste Hinweis darauf das versch. Hirnareale untersch./ spezifische Funktionen haben

• Wichtiges Konzept in den Neurowissenschaften

• Wird durch unzählige Läsionsbefunde gestützt (z.B. Broca/ Wernicke)

• Heute: funktionelle Spezialisierung ist graduell – Regionen sind bis zu einem gewissen Grad auf bestimmte kognitiven Funktionen spezialisiert

• Also gerade keine 1-zu-1 Zuordnung: Region A -> Prozess A‘; Prozess A‘ ->Region A.

• Funktionelle Bildgebung: Reverse-Inference-Problem (Poldrack, 2006):

  Region X ist aktiv – können wird daraus schließen, dass der kognitive Prozess X‘ abläuft? -> Nein, denn Regionen haben multiple Funktionen.

-> Grundprinzip der Phrenologie hat sich bestätigt; aber inhaltlich verkehrt!!

Motorischer Homunculus

• ordentlich sortiert/ Anordnung im motorischen Kortex in Hinblick auf die Körpermuskulatur die von diesem angesteuert wird

• Kortikale Karten!!

• Art des Sinneseindruckes hängt davon ab wo Gehirn stimuliert wird

• untersch. Sinnes Modalitäten werden in untersch. Netzwerken verarbeitet