Biologische Psychologie (Subject) / Kognitive Prozesse und neuronale Plastizität (Lesson)

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• Welche Hirnstruktur wurde beim Patienten H.M. entfernt und welche Folgen hatte dieser neurochirurgische Eingriff? Bei dem Patienten (H.M.) wurde der mediale Temporallappen einschließlich Hippocampus entfernt. Er entwickelte eine sogenannte anterograde (vorwärtsgerichtete) Amnesie. Sobald er aufhörte, über eine neue Erfahrung nachzudenken, ging sie für ihn für immer verloren. Er vergaß alles im gleichen Moment, in dem seine Aufmerksamkeit auf etwas anderes gelenkt wurde. Durch den Eingriff konnte H.M. explizite (deklarative) Gedächtnisinhalte (z. B. Namen von Personen, neue Bücherinhalte, neue Städte, in denen er war) nicht mehr aufbauen aber sein implizites (prozedurales) Gedächtnis (Langzeitgedächtnis) blieb intakt. Beim prozeduralen Gedächtnis geht es nicht um Faktenwissen, sondern um Fähigkeiten wie Fahrrad fahren, schwimmen oder jonglieren. Der Neuropsychologe Millner übte mit H. M. bestimmte Fertigkeiten (z. B. spiegelbildlich zu schreiben). H. M. wurde von Tag zu Tag besser, obwohl er jeden Tag glaubte, zum ersten Mal im Leben diese Aufgabe zu machen. Dieser Befund verdeutlicht, dass das prozedurale Gedächtnis andere neuronale Strukturen benötigt als das deklarative Gedächtnis.
• Was versteht man unter Neuroplastizität? Wie kann Lernen zu neuroplastischen Veränderungen im Gehirn führen? Bitte nennen Sie die möglichen Mechanismen. Unter Neuroplastizität versteht man die Eigenschaft von Nervenzellen, Synapsen, aber auch ganzen Hirnregionen, sich in Abhängigkeit von der Verwendung und von Lernprozessen zu verändern. Donald Hebb (1949) gilt als der Entdecker der synaptischen Plastizität und behauptete, dass wenn zwei Neurone häufig gleichzeitig feuern, die Verbindungen (Synapsen) zwischen diesen Neuronen stärker werden. Folgenden Mechanismen kommen hierbei infrage:   •Ausschüttung von Neurotransmittern, •Modulation des Effekts durch Interneurone, •Sensibilisierung der postsynaptischen Membran, •Verbreiterung der Kontaktfläche bzw. Erhöhung der Rezeptorenanzahl, •Nutzung zuvor „stiller“ synaptischer Kontakte, •Benutzung vorher wenig genutzter Synapsen und Verkümmerung von Synapsen, die nicht mehr genutzt werden.
• Nennen Sie beispielhaft zwei Studien, die gezeigt haben, dass Lernen zu neuroplastischen Veränderungen des Gehirns führen. Karim (2009) konnte auf kortikaler Ebene zeigen, dass die sensorische Repräsentation von Fingern durch taktile Übungen vergrößert wird. Pantev et al. (2001) konnten zeigen, dass aktives Musizieren zu einer Vergrößerung des auditorischen und des somatosensorischen Kortex führt. Pascuel-Leone und Torres (1993) konnten zeigen, dass es bei Blinden, die die Braille-Schrift lesen, es zu einer erheblichen Vergrößerung der sensorischen Repräsentation vom Lesefinger kommt. Diese Vergrößerung verringert sich jedoch wieder, wenn die Blinde die Braille-Schrift für eine längere Zeit nicht mehr verwenden.
• Was bedeutet Theory of Mind und welche Gehirnregion wird hauptsächlich damit in Verbindung gebracht? Sich selbst und anderen Bewusstseinszustände zuzuschreiben sowie emotionale Erfahrungen anderer nachempfinden zu können, wird als Theory of Mind (ToM) bezeichnet. ToM-Fähigkeiten sind für ein adäquates Sozialverhalten notwendig. Defizite in diesen Prozessen können zu unangepasstem Sozialverhalten bis hin zu aggressivem oder kriminellem Verhalten führen. Neuropsychologische Untersuchungen zeigen, dass ToM-Fähigkeiten sowie Empathie und moralisches Denken einen starken Bezug zum prefrontalen Kortex (Stirnareal) aufzeigen.

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