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Die Biologische Psychologie ist ein Teilgebiet der Psychologie, das sich inhaltlich mit den biologischen Grundlagen des Erlebens und Verhaltens beschäftigt. Von zentraler Bedeutung sind hier neurologische Prozesse, die als Basisvorgänge interpretiert werden, auf deren Grundlage sich menschliches Erleben und Verhalten abspielen.

Das Leib-Seele-Problem subsummiert die historische Debatte zu der Relation von Geist (Seele) und Körper. Vertreter des Dualismus hatten beispielsweise die Ansicht, dass Körper und Geist (Seele) zwei voneinander getrennte und damit unabhängige Entitäten sein müssten. Heutzutage geht man nicht davon aus, dass ein Geist / eine Seele im eigentlichen Sinne vorliegt, sondern dass alle mentalen Leistungen im Zuge des Gehirns bzw. des zentralen Nervensystems erklärbar sind.

Historische Entdeckungen der Biologischen Psychologie

• 1849: Entdeckung des Aktionspotenzials

2.1)

2.2)

2.3)

3.1)

3.2)

3.3)

3.4)

• Antang des 2. anrhuinderts: Hntdeckung der Nervenzele

• Anfang des 20. Jahrhunderts: Entdeckung der ersten Neurotransmitter (Acetylcholin und

Noradrenalin)

• 1960er-Jahre: Spezifikation des visuellen Systems

• 1970er-Jahre: Spezifikation weiterer Neurotransmitter (Dopamin, Serotonin, Glutamat, GABA und Adenosin) und Rezeptoren

• 1984: Entdeckung des Natriumkanals

Das Nervensystem lässt sich grundsätzlich in ein zentrales und ein peripheres Nervensystem gnedern. Das pertonere Nervensystem ist weler in das somausche und autonome Nervensystem unterteilt. Das autonome Nervensystem beinhaltet schließlich Sympathikus und Parasym-pathikus.

Das Nervensystem leistet die Wahrnehmung der unterschiedlichen Reizarten mithilfe von Re-zeptoren, die Informationsverarbeitung und -speicherung auf allen Ebenen und die Beantwortung der Informationen mit entsprechenden Verhaltensweisen beziehungsweise die Steuerung der Funktionsweise innerer Organe.

Afferente Nerven: Leiten sensorische Informationen zum Gehirn oder Rückenmark.

• Efferente Nerven: Leiten motorische Signale vom Gehirn oder Rückenmark zu den Muskeln oder Organen.

Das Gehirn gilt als oberste Kontroll- und Steuereinheit jeglicher körperlichen und mentalen Aktivität. Gleichzeitig ist es abhängig von den Körperfunktionen, die es steuert. Beispielsweise verursacht eine nur kurze Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr gravierende Schäden.

Beschreiben Sie den Cortex im Hinblick auf eine mögliche anatomische Gliederung/Untertei-

lung.

Die Hirnerven sind die einzigen Nerven, die direkt vom Gehirn ausgehen (mit Ausnahme des Nervus olfactorius und des Nervus opticus). Der Großteil der Himnerven ist sowohl für sensorische als auch für motorische Aufgaben zuständig. Es gibt jedoch auch rein sensorische Hirn-

nerven.

Die Funktion des Ventrikelsystems im Gehirn ist nach wie vor nicht final geklärt. Es häufen

sich 1edoch Hinweise darauf. dass es verschiedenste Funktionen erfulit. Einerseits soll das Ventrikelsystem eine Rolle in der embryonischen Hirnentwicklung spielen, weil es Signalmo-leküle enthalten soll, die zur Neurogenese beitragen. Auch das erwachsene Gehirn dürfte jedoch nicht onne v entkelsystem auskommen. so wanspordert es Nanistone zum Jenim nin, wahrend Abfallstoffe abgetragen werden. Nicht zuletzt schützt das Ventrikelsystem auch vor Traumata im Sinne mechanischer Einwirkungen von außen.

Innerhalb der Zelle werden Signale immer elektrisch weitergeleitet, was in Form schwacher elektrischer Ströme realisiert wird. Im Mittelpunkt der Signalübermittlung in den Nervenzellen steht eine lokale Änderung des elektrischen Potenzials. Die Natrium-Kalium-Pumpe nimmt eine wichtige Rolle für die Aufrechterhaltung des Ruhepotenzials innerhalb der Zellmembran ein. Entscheidend ist das Herauspumpen der Natriumionen aus dem intrazellulären Raum, denn auf diese Weise kann das Ruhepotenzial mit einer negativen Ladung von -70mV aufrechterhalten werden.

Je nach Stärke können die von den Dendriten im Soma ankommenden Signale eine positive Spannungsveränderung auslösen. Diese Veränderung der Spannung innerhalb der Zelle bezeichnet den Übergang vom Ruhepotenzial in das Aktionspotenzial. Dabei gilt, dass ab dem Überschreiten einer bestimmten Spannungsveränderung immer ein Aktionspotenzial ausgelöst wird. Dies wird als Alles-oder-Nichts-Prinzip bezeichnet, denn sollte der Reiz die Membran nicht bis zu jener Schwelle depolarisieren, wird auch kein Aktionspotenzial ausgelöst.

Unter dem Begriff der Refraktärzeit subsummiert man das Phänomen, dass das Auslösen eines Akuonspotenzials in einem Membranbereich, der kurz zuvor em Aktionspotenzial erfahren hat. für kurze Zeit nicht möglich ist. In dieser Phase ist das Neuron also nicht empfänglich für weitere externe Reize. Man unterscheidet jedoch zwischen der absoluten und der relativen Refrak-tärzeit. Während die erläuterte völlige Insensitivität für ein weiteres Aktionspotenzial als absolute Refraktärphase bezeichnet wird, ist in der relativen Refraktärphase ein Aktionspotenzial theoretisch möglich. Hierzu muss jedoch eine deutlich stärkere Depolarisation als üblich erfol-gen.

Die Ubertragung eines Aktionspotenzials zwischen Nervenzellen findet meist über chemische Synapsen statt. Dieser Synapsentyp macht den Großteil der synaptischen Verbindungen im Nervensystem aus. Entsprechend läuft ein Großteil der neuronalen Kommunikation über diesen Weg.

zeitliche summation

Mehrere Reize an eine einzige synapse

Räumliche summation mehrere Reize auf mehrere Synapsen

Das Konzept der Summation bezeichnet die Addition synaptischer Potenziale, was in einer zeitlichen oder räumlichen Form ablaufen kann. Zeitliche Summation beschreibt in diesem Zusammenhang eine Addition von mehreren Reizen (EPSPs oder IPSPs) an einer einzigen Sy-napse, die innerhalb einer sehr kurzen Zeit am Axonhügel einlaufen und dort gebündelt werden.

Räumliche Summation bezeichnet hingegen eine Addition von mehreren Reizen, die von mehreren Synapsen ankommen.

Exzitatorische postsynaptische Potenziale erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass ein postsynap-

usches Neuron reuert, Indem dieses depolansiert wird, sodass em Aktionspotenzial ener mog-lich wird. Dies ist jedoch nicht die einzige Kommunikation bzw. gegenseitige Einflussnahme unter Neuronen. Im Gegensatz dazu kann auch eine inhibitorische Regulation ausgeübt werden, indem ein inhibitorisches postsynaptisches Potenzial induziert wird. Hierbei wird die Membran des Neurons hyperpolarisiert, sodass das Ruhepotenzial in chemischen Einheiten noch weiter in Richtung der Negative rückt. Entsprechend kann die Zelle weniger wahrscheinlich erregt werden bzw. ist inhibiert.

Neurotransmitter sind kleine Moleküle, die in den Vesikeln der präsynaptischen Endigungen gespeichert werden. Sie fungieren als chemische Botenstoffe.

Neurotransmitter sind von zentraler Bedeutung, denn sie stellen das Medium dar, über das die neuronale Informationsübertragung zwischen den Synapsen einzelner Neuronen erfolgt. Über sie läuft also die chemische Übertragung eines ankommenden Aktionspotenzials zur postsy-naptischen Membran.

Glutamat gilt als der meist verbreitete exzitatorische (erregende) und GABA als der wichtigste inhibitonsche (hemmende) Neurotransmitter.

• Einzelzellableitung: Mithilfe einer ins Hirn implantierten Elektrode wird die neuronale Aktivität einer einzelnen Nervenzelle gemessen. Diese Methode wird im Humanbereich nicht ange-wendet, da sie extrem invasiv ist, da durch eine Operation in den Organismus eingedrungen werden muss.

• 7.2) Ein ereigniskorreliertes Potenzial ist ein prototypischer EEG-Ausschlag, der sich nach mehrmaliger Präsentation des gleichen Stimulus herauskristallisiert und so mit diesem externalen oder internalen Reiz assoziiert werden kann. Beispiele:

• Bereitschaftspotential (readiness potential): Anstieg im EEG-Signal, der sich zeigt, bevor eine willentliche Bewegung ausgeführt wird.

• N400: negativer Ausschlag des EEG-Signals bei semantischen Verarbeitungsproblemen.

• • Error-related Negativity: negativer Ausschlag des EEG-Signals nach einer fehlerhaften Re-aktion, die durch den Probanden oder die Probandin selbst ausgeführt wurde.

Phasen der hämodynamischen Response-Funktion:

• Initial Dip: Nach Stimulus-Onset kommt es zu einem kurzen Abfall des BOLD-Signals.

• Peak/Overcompensation: Nach fünf bis acht Sekunden wird der Peak der magnetischen Signalstärke erreicht, der auch als „Overcompensation" bezeichnet wird.

• Undershoot: Nach 15 Sekunden kommt es zum „Undershoot".

Kontrastierung bzw. Subtraktion von Hirnaktivität in einer Experimental- und in einer Kontroll-oder Baselinebedingung. Die Experimentalbedingung enthält den interessierenden Aufgaben-typ. Durch die Subtraktion bleibt jene Hirnaktivität übrig, die für den Aufgabentyp spezifisch und kennzeichnend ist.

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laterale und von dort zum primären visuellen Cortex im Okzipitallappen. Von hier wird der Reiz dann über den Colliculus superior im Mittelhirn weiter zu höheren visuellen Zentren ge-

leiter.

Auf der Netzhaut gibt es zwei Arten an Photorezeptoren: Stäbchen und Zapfen. Die Stäbchen vermitteln dabei das Sehen in der Dunkelheit bzw. bei geringen Lichtverhältnissen. Im Gegensatz dazu leisten die Zapfen das Sehen in der Helligkeit und sind hier besonders für das Farb-sehen zuständig.

• Erklären Sie, was man unter trichromatischem Sehen versteht.