Allgemeine Psychologie (Subject) / Vorlesung 2 (Lesson)
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Gehirne
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- Zusammenfassung der Vorlesung o Neurone und Synapsen sind die Bausteine der Schaltungen im Gehirn o Wir haben kein vollständiges Schaltbild eines Menschen, jedoch weiß man schon einiges über die Anatomie o Spikes sind grundlegende Einheiten der Informationsverarbeitung o Die Feuerrate trägt jedoch Informationen über den Reiz, aber der neuronale Code ist noch nicht vollständig verstanden o Läsionen geben uns Hinweise darüber, welche Hirnbereiche betroffen sind in welcher kognitiven Funktion o Mit der Bildgebung im Gehirn können wir erkennen, an welchen Bereichen diese beteiligt sind und wie diese normal funktionieren
- Der Wahrnehmungsprozess Der Prozess beginnt mit einem Reiz aus der Umgebung, zum Beispiel dem Bild, das ein Baum auf der Netzhaut erzeugt und endet mit der bewussten Wahrnehmung und Erkennen des Baums und der auf dem Baum bezogenen Handlung.
- Der Kortex und seine vier Bereiche. Die neuronale Verarbeitung findet im Kortex (Großhirnrinde) statt. Jedes Sinnessystem sendet Signale zu einem anderen Bereich im Gehirn. 1. Okzipitallappen = primäre Areal für das Sehen 2. Parietallapen = primäre Areal für die Hautsinne -Tastsinn, Temperatur- und Schmerzempfinden 3. Temporallapen = primäre Areal für das Gehör 4. Frontallapen = steuert und kontrolliert Bewegung
- Gehirnanatomie Gyri: Spalten Sullic: Täler Nuclei: Zellkernansammlungen im Hirn Ventrikel: Löcher im Gehirn Zwei Arten von Geweben:1. Auf der Oberfläche (heller) - weiße SubstanzDie „Kabel“ (lange Zellfortsätze die isoliert sind damit die elek. Signale besser gleiten können; im weißen ist da Myelin drin) 2. Graue, dunkle - graue SubstanzWo die Zellkerne sich befinden (Zellen im Nervensystem) Corpus Callosum= „dickes Kabel“ welches die rechte und linke Gehirnhälfte verbindet
- Neurone und Synapsen. Synapsen= „Verarbeitung“ der elektrischen Signale innerhalb von neuronalen SchaltkreisenLücken zwischen den Zellen in der die Verbindung chemisch dargestellt wird. Axone von einem Neuron verschalten sich auf die Dendriten eines anderen Neurons. Neurone sind verbunden über die Synapsen. Das Gehirn kommuniziert durch elektrische Impulse. Die Eingänge zu einem Neuron sind die Dendriten. Das Neuron kriegt chemische Signale und diese werden übersetzt in elektrische Signale, diese werden zum Zellkern geleitet und dort wird etwas verarbeitet und dadurch findet die Berechnung statt --> Signalverarbeitung im Gehirn (Kreislauf)
- Bottom-up-Verarbeitung und Top-down-Verarbeitung. Die Wahrnehmung wird von der Interaktion zwischen Bottom-up- und Top-down-Verarbeitung bestimmt. Bottom-up (daten- oder reizgesteuerte Verarbeitung):Der Ausgangspunkt ist das Bild auf den Rezeptoren Top-down (Wissensbasierte Verarbeitung): Beruht auf dem Wissen der Person je komplexer die Reize werden desto mehr Einfluss gewinnt die Top-down-Verarbeitung Beispiel: Frau guckt auf Motte am Baum In diesem Beispiel lst das Abbild der Motte auf der Retina der Wahrnehmenden Bottom-up-Verarbeitung aus und ihr Wissen über Motten trägt zur Top-down-Verarbeitung bei.
- Braitenberg. Das Cerrebellum. Valentino Braitenberg= hat sich systematisch Schaltkreise im Gehirn angeschaut; was ist die Funktion dieser Schaltkreise? Das Cerebellum (Kleinhirn) hat mehr Zellen als das Großhirn Im Gegensatz zum Großhirn ist es systematisch aufgebaut --> nur eine Struktur Diese besteht aus einer Reihe von ganz kleinen Zellen, der Dendriten Baum ist flach und zweidimensional à davon sind ganz viele in einer Reihe geschaltet und durch diese gehen „lange Kabel“ die jeweils die einzelnen Zellen abgreifen (sieht einem Schaltkreis von einem elektrischem Gerät ähnlich) Hängt das Cerebbelum mit timing und lernen zusammen? Elektrisches Signal feststellen, nicht nur elektrisches Signal, sondern auch Ortsangabe Zeiten können gemessen werden
- Organisation der Neurone Die strukturelle Organisation in den visuellen Arealen folgt gemeinsam Prinzipien: Retinotopie: Die räumliche Anordnung der Neurone im visuelle Kortex folgt der räumichen Anordnung ihrer rezeptiven Felder im visuellen Feld (Auge) Kortikale Vergrößerung: Die Anzahl der Nerueone, die den zentralen Bereich (Fovea) des visuellen Feldes repräsentieren, ist am größen und fällt zur Peripherie hin stark ab, sodass fast die Hälfte der Nerueonen in V1 allein die Fovea repräsentieren. Zusammen mit Blickbewegungen ist es dadurch möglich, eine hohe räumliche Auflösung mit einer begrenzten Anzahl von Neuronen zu erreichen. Kolumnare Organisation: der Kortex in V1 ist tangential zur Oberfläche in Kolumnen aus Neuronen mit ähnlichen Antwortverhalten organisiert: Neurone einer Kolumne unterscheiden sich sohl in der Orientierung der räumlichen Struktur, auf die sie bevorzugt reagieren (Orientierungskolumnen) als auch in dem Auge, von dem sie hauptsächlich ihre Eingabe bekommen. Eine Gruppe von Kolumnen, in der alle Orientierunen an einem best. Punkt im visuellen Feld für beide Augen repärsentiert sind, bilden eine sog. Hyperkolumne. Der Kortex ist orthogonal zur Oberfläche in Schichten organisiert, in denen systematish die Ein-und Ausagabe von und zu höheren und tieferen Arealen organisiert ist
- Aktionspotentiale (Spikes) Binäre Signale --> all or non Signal sehen immer exakt gleich aus jedes mal wenn die Zelle stimuliert wird, wird ein elektrischer Impul gesendet
- Feuerrate von Spikes (Rate coding) Versuch: Galvani Frosch Das Gewicht wurde an den Muskel gehängt und der Nerv fing an zu feuert (vorher keine elektrische Aktivität und danach schon) Impulse kommen nacheinander, wenn der Stimulus da ist Sobald das Gewicht dran war, dann kam es zur Nervenaktivität; was passiert also, wenn ich den Muskel unterschiedliche stark strecke? Je größer das Gewicht desto höher die Feuerrate (Raten Codierung) Es gibt einen Sensor im Muskel der misst wie stark der Muskel gestreckt ist und der leitet das Ergebnis dieser Messung als elektrisches Signal weiter an das Gehirn
- Rezeptive Felder Das rezeptive Feld ist das Gebiet, wann die Zelle feuert.Sobald z.B. die Hand berührt wird (Informaion) muss die Information zum Gehirn kommen Sobald diese Zellen bewegt werden senden diese elektrische Impulse (je stärker ih drücke umso mehr feuern die Neurone und mehr Signale werden gesendet) Sensoren gibt es hierbei nicht nur an einer Stelle sondern z.B. über die ganze Hand verteilt
- Topografische Organisation = die Ordnung im Gehirn folgt der Ordnung auf dem Körper. Sachen die nah an den Körperoberflächen sind, sind im Gehirn auch nebeneinander (Humunculus) Im Gehirn gibt es keine Schmerzneurone Versuch: Elektroden wurden in das Gehirn reingesteckt und die Elektrizität gemessen, welche Zellen feuern wenn der Proband was spricht/hört? Es wurde gleichzeitig stimulliert und ein elektrischer Impuls gegeben ("Was spürst du?") unterschiedliche Teile des Körpers sind unterschiedlich stark repräsentiert für mache Körperteile sind größere Teile im Gehirn reserviert als für andere
- Neuronaler Code basierend auf der Theorie, dass sensorische und andere Informationen im Gehirn durch Netzwerke von Neuronen repräsentiert werden, wird angenommen, dass Neuronen sowohl digitale als auch analoge Informationen kodieren können
- Kolummnare Organisation im Okzipitalkortex der Kortex in V1 ist tangential zur Oberfläche in Kolumnen aus Neuronen mit ähnlichem Antwortverhalten organisiert Neurone einer Kolumne unterscheiden sich sowohl in der Orientierung der räumlichen Struktur, auf die sie bevorzugt reagieren (Orientierungskolumnen, orientation column), als auch in dem Auge, von dem sie hauptsächlich ihre Eingabe bekommen (okulare Dominanzkolumnen). Eine Gruppe von Kolumnen, in der alle Orientierungen an einem best. Punkt im visuellen Feld für beide Augen repräsentiert sind, bilden eine sog. Hyperkolumne (hyper column) Schichtenstruktur: Der Kortex ist orthogonal zur Oberfläche in Schichten (layers) organisiert, in denen systematisch die Ein- und Ausgabe von und zu höheren und tieferen Arealen organisiert ist.
- Läsion Studien gibt Patienten von denen bestimmte Areale aus Gründen mechanisch kaputt sind z.B. durch Tumore --> wenn z.B. das Wernicke Areal kaputt ist --> kann man reden, aber die Sprache nicht verstehen Studie des dorsalen und ventralen Pfad des Gehirns Die Pfade haben unterschiedliche Funktionen (Tierversuch Affengehirn) Was-Strom: ventraler Verarbeitungsstrom, führt in die Temporallappen: Bestimmung Identität eines Objekts Wo-Strom: dorsaler Verarbeitungsstrom von Area V1 zum Parietallappen: Bestimmung der Position eines Objekts A: Ventral Pfad kann man kaputt machen, aufmachen und Zellen rauskratzen, im normalen Verhalten ist dies dann nicht auffällig, dennoch hat der Affe bestimmte Probleme. Er kann die die Aufgabe nicht mehr, er kann nicht mehr verschiedene Objekte erkennen, aber noch von rechts von links unterscheiden B: Affe wo eine andere Zelle weggekratzt wurd, konnte Objekte unterscheiden, welche sehen aber nicht mehr. Dorsal Pfad: macht WO im visuellen System verntral Pfad: WAS im visuellen System
- Doppelte Dissoziation eine Funktion fehlt, während eine andere noch vorhanden ist; beide Funktionen basieren auf unterschiedliche Mechanismen, die völlig unabhängig voneinander arbeiten Wahrnehmung und Handlung laufen im Gehirn unabhängig voneinander ab
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- Ventral Strom (Was-Pfad) verantwortlich für Objekterkennung und Repräsentation von Formen