Neuro (Subject) / 6 (Lesson)

Emotion

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• Der Fall Phineas Gage He suffered a traumatic brain injury when an iron rod was driven through his entire skull, destroying much of his frontal lobe. -Nach dem Unfall kein Bewusstseinsverlust, keine Sprach- oder Gangstörungen. - Aber war nun ungeduldig, unbeherrscht, soziale Regeln wurden kaum beachtet… Durch den Fall Gage wurden jetzt erstmals Gehirnfunktionen mit Sozialverhalten zusammengebracht.
• Phrenologie  begründete topologisch ausgerichtete Lehre, die versuchte, geistige Eigenschaften und Zustände bestimmten, klar abgegrenzten Hirnarealen zuzuordnen.
• fmrt Ende des vorigen Jahrhunderts Aspekte untersucht: Aufmerksamkeit, Sprache,Gedächtnis
• Bedeutung der Spiegelneuronentheorie Rizzolattis Entdeckung von Spiegelneuronen und meine rein spekulativen Vermutungen über ihre Schlüsselrolle in unserer Evolution als die wichtigste nicht gemeldete Geschichte des letzten Jahrzehnts. “„Ich sage voraus, dass Spiegelneuronen für die Psychologie genau das tun werden, wofür die DNA gearbeitet hat Biologie." Ramachandran
• Giacomo Rizzolattis Experiment Untersuchung des Bewegungssystems beim Affen Sie verwendeten intrazelluläre Ableitungen am wachen Tier:– Elektroden in Nervenzellen des prämotorischen Areals (Area F5)– Affen sollten dann bestimmte Bewegungsaufgaben durchführen Die Nervenzellen des Bewegungsareals des Affen feuerten, wenn dieser eine Nuss ergriff• aber, einige Nervenzellen auch feuerten, wenn der Versuchsleiter vor den Augen des Affen eine Nussergriff• Dieselbe Nervenzelle feuerte also sowohl beim Ausführen eigener Handlungen als auch beimBeobachten ähnlicher Handlungen von anderenDiese Nervenzellen wurden deswegen Spiegelnervenzellen genannt
• Full vision vs hidden condition experiment . Wenn Spiegelneuronen am Handlungsverständnis beteiligt sind, sollten sie sich auch unter Bedingungen entladen, unter denen der Affe die auftretende Handlung nicht sieht, aber genügend Anhaltspunkte hat, um eine mentale Repräsentation dessen zu erzeugen, was der Experimentator tut. Die Neuronenwurden unter zwei Grundbedingungen getestet. In einem Fall wurde dem Affen eine vollständig sichtbare Handlung gezeigt, die auf ein Objekt gerichtet war, im anderen Fall sah der Affe die gleiche Aktion, wobei jedoch sein letzter kritischer Teil verborgen war. Die Experimente zeigten, dass die Aktivität von Spiegelneuronenkorreliert mit Handlungsverständnis. Die visuellen Merkmale der beobachteten Aktionen sind für die Auslösung von Spiegelneuronen nur insofern von grundlegender Bedeutung, als sie das Verständnis der beobachteten Aktionen ermöglichen. Wenn Handlungsverständnis auf einer anderen Basis möglich ist (z. B. Handlungsgeräusch), signalisieren Spiegelneuronen die Handlung, auch wenn keine vorhanden visuelle Reize sind
• Evolution von Sprache und Spiegelneurone Audiovisuelle Spiegelneurone können so Bedeutung von Handlungen repräsentierenSprachareal Broca in BA44 – der homologen Hirnregion zu F5 beim AffenSpiegelneurone Nah zum Broca-Areal ! Hintergrund: Bimodale Zellen man ging  davon aus, dass Neurone nur auf eine Modalität reagieren: Nervenzellen im Sehzentrum reagieren auf visuelle Reize, Nervenzellen im akustischen Zentrum auf akustische • Neurone könne aber auch bimodal sein:Die Nervenzellen des Affen feuerten sowohl bei Bewegungsausführungen als auch bei der visuellen Beobachtung einer solchen
• Wann feuern und feuern nicht die spiegelneurone? Spiegelneurone feuern- bei eigener Bewegung- bei Beobachtung objektbezogener und zielgerichteter Bewegung Spiegelneurone feuern nicht- bei Beobachtung einer Bewegungohne Objektbezug- bei Beobachtung von Roboterarm- Bewegungen, wenn diese zu repetitiv sind
• Somatotopie die Organisation von neuronalen Strukturen nach einer Karte der Körperoberfläche; trifft z.B. für den primären somatosensorischen Cortex
• Somatotopie bei Beobachtung von Handlungen Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) wurde verwendet, um Gehirnregionen zu lokalisieren, die während der Beobachtung von Handlungen eines anderen Individuums aktiv waren. Objekt- und nicht-objektbezogene Aktionen, die mit verschiedenen Effektoren (Mund, Hand und Fuß) durchgeführt wurden, wurden vorgestellt. Die Beobachtung sowohl objektbezogener als auch nicht objektbezogener Aktionen ergab eine somatotopisch organisierte Aktivierung des Prämotorenkortex. Das somatotopische Muster ähnelte dem des klassischen motorischen Kortex-Homunculus. Bei der Beobachtung objektbezogener Handlungen wurde zusätzlich eine auch somatotopisch organisierte Aktivierung im hinteren Scheitellappen gefunden. Wenn also Personen eine Aktion beobachten, wird automatisch eine interne Kopie dieser Aktion in ihrer vormotorischen Kortikalis generiert. Bei objektbezogenen Aktionen wird im Scheitellappen eine weitere objektbezogene Analyse durchgeführt, als ob die Probanden tatsächlich diese Objekte verwenden würden. Diese Ergebnisse bringen das bisherige Konzept eines Aktionsbeobachtungs- / Ausführungsanpassungssystems (Spiegelsystem) in eine breitere Perspektive: Dieses System ist nicht auf den ventralen Kortex des Vormotors beschränkt, sondern umfasst mehrere somatotopisch organisierte Motorschaltungen.
• Durch Spiegelneuronen verstehen wir die Absichten anderer studie Die Probanden sahen sich drei verschiedene Arten von Movieclips an (siehe Abbildung 1): Kontext, Aktion und Absicht, unterbrochen von leeren Bildschirmen (Ruhezustand).Die Ergebnisse der Studie, die eine erhöhte Aktivität des rechten unteren frontalen Kortex für die Intentionsbedingung zeigen, legen den Schluss nahe, dass dieser Spiegelneuronenbereich aktiv am Verständnis der Intentionen beteiligt ist, die hinter den beobachteten Aktionen stehen. Wäre dieser Bereich nur am Handlungsverständnis beteiligt (das „Was“ einer Handlung), hätte eine ähnliche Reaktion im unteren Frontalkortex beobachtet werden müssen, während Greifhandlungen beobachtet wurden, unabhängig davon, ob ein Kontext vorhanden war, der die beobachtete Greifhandlung umgibt oder nicht .
• Both of Us Disgusted in My Insula: fmrt studie Durchführung einer fMRI-Studie, bei der die Teilnehmer Geruchsstoffe inhalierten, die ein starkes Gefühl und einen starken Widerstand hervorriefen. Die gleichen Teilnehmer beobachteten Videoclips, die den emotionalen Gesichtsausdruck des Ekels zeigten. Das Beobachten solcher Gesichter und das Gefühl, von ekel, aktivierten die gleichen Stellen in der anterioren Insula und in geringerem Ausmaß in der anterioren cingulären Kortikalis. Wenn also das Beobachten von Handaktionen die motorische Repräsentation dieser Aktion durch den Beobachter aktiviert, aktiviert das Beobachten einer Emotion die neuronale Repräsentation der Emotion. Das Ergebnis liefert einen einheitlichen Mechanismus zum Verständnis des Verhaltens anderer. Olfaktorische Stimulation:Amygdala bei beiden GerüchenInsula: bei -disgust-bilateral anterior • Visuelle Stimulation?disgust?: linke anteriore Insula, nicht Amygdala Bei beiden -disgust-Bedingungenüberlappen linke anteriore Insula und ACC
• Emotionale Empathie So wie Handlungsbeobachtung Spiegelneuronen aktiviert, führt die Beobachtung von Emotionenebenfalls zur Aktivierung der neuronalen Repräsentation der Emotion ALSO  Wir verstehen die Gefühle anderer aufgrund unseres Spiegelneuronen-Systems 
• Shared Voxel Ansatz Der Shared Voxel Ansatz besagt, dass wenn ein Voxel sowohl bei der Beobachtung als auch Ausführung einer Handlung aktiv ist, dass sich darin Spiegelneuronen befinden. Problem: Ein Voxel umfasst tausende Nervenzellen, Rückschlüsse auf einzelne Zellen so nicht möglich; strenggenommen nur mithilfe von Einzelzellableitungen! Non-invasive Verfahren führen zu Problemen.
• Einzelzellableitungen beim Menschen Mukamel et al. weisen erstmals direkt die Aktivität von Spiegelneuronen beim Menschen nach- Einzelzellableitungen im medial-frontalen und temporalen Arealen bei Epilepsie-Patienten- Visuell wurden Greifbewegungen gezeigt- Ergebnis: Spiegelneurone in SMA Und: MTL (Hippocampus und Umgebung)  Einige Spiegelneurone zeigten gegensätzliche Aktivität bei Handlungsausführungund –beobachtung (Erregung vs. Hemmung) Offenbar wichtig für die Aufrechterhaltung eines Selbst
• Mukkamel et al Ein signifikanter Anteil der Neuronen im Bereich der motorischen Zusatzversorgung sowie des Hippocampus und der Umgebung reagierte sowohl auf die Beobachtung als auch auf die Ausführung dieser Aktionen. Eine Untergruppe dieser Neuronen zeigte eine Erregung während der Aktionsausführung und eine Hemmung während der Aktionsbeobachtung.Diese Ergebnisse legen nahe, dass mehrere Systeme beim Menschen mit neuronalen Spiegelungsmechanismen ausgestattet sein können, die sowohl die Integration als auch die Differenzierung der wahrnehmungs- und motorischen Aspekte von Handlungen ermöglichen, die von sich selbst und anderen ausgeführt werden
• Die Theorie des Spiegelneuronensystem für Handlungsbeobachtung Die Entdeckung von Spiegelneuronen im prämotorischen Kortex führte zu einer Theorieder “Handlungsbeobachtung”• Dieses “mirror neuron system for action observation” scheint mit Handlungserkennungund deren Verstehen zusammenzuhängen.Mechanismus: Simulation Handlungen zu verstehen heißt eine interne Beschreibung einer Handlung zu konstruieren. - Nach der Spiegelneuronentheorie basiert das nicht auf der visuellen Analyse derverschiedenen einzelnen Elemente der beobachteten Handlung und anschließendenInferenzen.- Vielmehr wird die visuelle Repräsentation der beobachteten Handlung auf die Motor- repräsentation “gemappt”. “Hence, we understand others through an internal act,which recaptures the sense of their acting. -RizzolatiC.F. Alford: “This is the big discovery: that we do not have to mentalize or think about other people’s act in order to understand the. (…) We can understand without knowing or thinking, because our neurons assume you are doing what I would be doing in the same circumstance.”
• Was ist Empathie? Empathie entweder als situationale Empathie (State) verstanden– Empathische Reaktionen in einer bestimmten Situation oder als dispositionale Empathie als Persönlichkeitsdimension (Trait)– Empathie als Persönlichkeitsdimension, als über die Zeit stabile Charaktereigenschaft
• IRI nach Davis Empathie nach Davis: Reaktion von einem Individuum auf die beobachteten erfahrungen von anderen. IRI: Interpersonal Reactivity Index28 Items, 4 skalenBerechnet separate Werte für jeden Skala der Empathie und dewegen wird anderen instumenten vorgezogen heutzutage. 4 Skalen des IRI nach Davis Perspective Taking (PT): „Tendenz zur spontanen Übernahme der fachlichen Sichtweise von anderen nehmen • Empathic Concern (EC): die Tendenz, Mitgefühl oder Mitgefühl für unglückliche andere zu empfinden; • Personal Distress: "Tendenz zu Leiden oder Unbehagen als Reaktion auf extreme Leiden bei anderen;" • Fantasy (F): • "die Tendenz, sich phantasievoll in fiktive Situationen zu versetzen"
• Spiegelneurone und Empathie: Beobachtungen von Berührungen Studien berichten auch von bimodalen Neuronen im Scheitellappen, die sensitiv fürSehen und Berührung sind. • Das Verstehen des Sinns beobachteter Berührungen ist eine wichtige Eigenschaft.Berührungen können freundlich,bedrohlch usw. sein Es gibt nicht nur ein Spiegelneuronensystem für beobachtete Handlungen• Sondern auch ein Spiegelsystem für beobachtete Berührungen welches auf Aktivitäten in somatosensorischen Kortizes beruht (SI, SII)  und das offenbar mit Empathie zusammenhängt.
• Hängt das Spiegelneuronensystem mit Empathie zusammen Beobachten von taktil stimulierten Händen, 3 Bedingungen:– schmerzhaft– nicht schmerzhaft– statische Hand Diese Studie zeigt, dass das Betrachten von schmerzhaften Stimuli, die an die Hand eines menschlichen Modells abgegeben werden, das dem Beobachter fremd ist, eine Erhöhung der Amplitude der P45-Komponente der SEPs verursacht, die durch die Stimulation des Nervenmedians induziert wird. Die P45-Amplitude während der Schmerzbeobachtung korrelierte positiv mit der Intensität des dem Modell zugeschriebenen Schmerzes. Darüber hinaus wurde die P45-Amplitude durch die Beobachtung harmloser taktiler Reize verringert und korrelierte negativ mit der Intensität der dem Modell zugeschriebenen taktilen Empfindung. --> eine spezifische Beziehung zwischen der Kodierung der sensorischen Qualitäten der schmerzhaften und nicht schmerzhaften körperlichen Empfindungen und Modulationen der P45-Komponente anderer hin. Diese Ergebnisse legen auch nahe, dass die Beobachtung der körperlichen Empfindungen anderer die Art und Weise beeinflussen kann, wie wir unsere eigenen somatischen Empfindungen verarbeiten. Darüber hinaus sind unterschiedliche Prozesse an der Abbildung der schädlichen und nicht schädlichen Körpererfahrungen anderer beteiligt und  beide Prozesse können auf den somatosensorischen Kortex abgebildet werden.
• Wie hängt das Spiegelneuronensystem mit Empathie zusammen, gemessen mit IRI? Beobachten von taktil stimulierten Händen fMRI sollte SI und SII aktivieren-Korrelation mit Empathie-Fähigkeit der Probanden Somatosensorischer Kortex korreliert mit Empathie• SI wird bei Beobachtungen von Berührungen umso stärker aktiviert, je empathischer derProband von seiner Persönlichkeit ist• Dabei korreliert SI mit der Skala Perspective Taking dem somatosensorischenKortex eine besondere Rolle zuzuschreiben
• Neural network underlying Empathie für beobachteten Schmerz The results indicate that a core network consisting of bilateral anterior insular cortex and medial/anterior cingulate cortex is associated with empathy for pain AI, anterior insula; aMCC, anterior middlecingulate cortex; IFG, inferior frontal cortex
• Wie könnten Spiegelneuronen mit sozialen Fähigkeiten konkret zusammenhängen? • Lernen (Simulation) (über Handlungsbeobachtung)• Emotionale Empathie (über die Beobachtung von Gefühlen, Schmerzen und Berührungen)• Sprachentwicklung (BA44!)• Spiegelneuronen haben vielleicht etwas mit Verstehen zu tun
• Wo vermutet man Spiegelneurone beim Affen? Primary Motor cortexsensory cortexparietal cortexpremotor cortexSTS
• Wo vermutet man Spiegelneurone beim Menschen? InsulaSMA supplementary motor areaS1/S2 Primary and secondary somatosensory cortexSMG supramarginal gyrusSTS superior temporal sulcusMTG middle temporal gyrus primary motor cortex
• Kritik an Mirror neuron system "Ungefähr ein Dutzend Artikel haben über Spiegelneuronen berichtet, ohne ihre Aktivität direkt aufzuzeichnen, was häufig eine Verbindung zwischen Spiegelneuronen und höheren kognitiven Funktionen impliziert."
• Welche Hirnareale sind entscheidend für das Spiegelsystem? Das Spiegelneuronensystem beruht vor allem auf SI der dorsale Prämotorcortex (dPM) und der ventrale Prämotor Cortex (vPM), die an der Motorsteuerung beteiligt sind;das posterior mid-temporal gyrus (MTG), an dem beteiligt ist visuelle Wahrnehmung; und ein großer Cluster umfasst mehrere Regionen des Parietallappens. Brodmann area 2 (BA2)
• Unterschied Theory-of-Mind vs. Spiegelneuronen Der Spiegelneuronen-Ansatz beschäftigt sich vor allem mit Emotionen und Aktionen, alsokonkret beobachtbaren Zuständen (z.B. Tränen oder Lachen) • Theory-of-Mind-Ansätze dagegen wollen primär das Verstehen gedanklicher, nicht direktbeobachtbarer Zustände behandeln (Perspektivenübernahme!) ToM set of intellectual abilities that enable us to understand that others have beliefs, desires, plans, hopes, information, and intentions that may differ from our own
• RTP korrelate ToM Neuronale Korrelate dieser Fähigkeit zur Perspektivübernahme deutenvor allem auf die rechte temporo-parietale Übergangsregion hin (rTPJ).  "Diese Neuronen haben keine andere Funktion, als die Gedanken anderer Menschen zu lesen.
• TMS-Experiment ToM und Moral zucker/gift in kaffee experiment - jemanden zu vergeben, der ungewollt eine tödliche Dosis Gift in den Kaffee gemischt hat. - Hingegen verurteilen ihn, wenn er Gift verabreichen wollte, ihn aber versehentlich nureine Zuckerdose reicht. Die moralische Bewertung richtet sich offensichtlich nach der Absicht (unabhängigvom Resultat). Saxe und Young blockierten mit TMS nun temporär die rTPJRegion.  Die Probanden konnten die Absichten des Giftmischers nicht mehr richtig einschätzen undorientierten sich nur am Ausgang des Versuches. -weit weniger Nachsicht für Grace, wenn sie ihren Freund zufällig tötete. -Dagegen urteilten  im Falle des gescheiterten Mordversuchs milder.• Moralverständnis war unterdrückt
• Komplementarität von ToM und Spiegelneuronentheorie Spiegelneurone: Das Verstehen von Handlungen anderer und emotionale Empathie ToM: Das Verstehen des Denkens anderer, kognitive EmpathieMöglicherweise erst Spiegelsystem aktiv, dann ToM
• Autismus als dysfunktionales Spiegelneuronensystem? Menschen mit Autismus zeigen eine verminderte Spiegelneuronenaktivität im vorderen Gyrus inferior, einem Teil der Prämotorenrinde des Gehirns, was möglicherweise ihre Unfähigkeit erklärt, die Absichten anderer zu beurteilen. Fehlfunktionen der Spiegelneuronen in der Insula und der anterioren cingulären Kortikalis können verwandte Symptome hervorrufen, zSchwierigkeiten. Menschen mit Autismus haben auch strukturelle Veränderungen im Kleinhirn und Hirnstamm. inferior frontal gyrus- Guidance of movement and assessment of intentionsanterior cingulate cortex- Regulation of empathy and other emotionsAngular Gyrus- Comprehensions of word meaning and combining sensory informationInsula-involved in pain and disgust responses
• Studie die zeigt mirror neuron system von kindern mit autism ist defizient Die Forscher stützten sich auf die Beobachtung, dass das Brennen von Neuronen in der Kortikalis vor dem Motor die Mu-Welle unterdrückt, eine Komponente der Elektroenzephalogramm-Messung (EEG) des GehirnsAktivität. Die Ermittler überwachten die Mu-Wellen von Kindern mit Autismus und Kontrollpersonen, während sie freiwillige Muskelbewegungen ausführten, und sahen sich dieselben Aktionen auf Video an. Die Forscher baten alle Probanden, die rechte Hand zu öffnen und zu schließen. Bei den Kindern mit Autismus und den Kontrollpersonen unterdrückte diese Aktion erwartungsgemäß die Amplitude ihrer mu-Wellen.Dann beobachteten die Probanden ein Video einer Hand, die sich öffnete und schloss.Die mu-Wellen der Kontrollpersonen brachen ein, die der Kinder mit Autismus zeigten jedoch keine Unterdrückung. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Spiegelneuronensysteme der Kinder mit Autismus defizitär sind.
• Spiegelneurone und Psychopathie P als Menschen ohne Mitgefühl, Empathie oder ToM beschrieben. Hypothese:Psychopathen haben ein „defektes“Spiegelneuronensystem Keysers et al., 2013:• Probanden solltenvSchmerz im Scannervbeobachten• Tatsächlich keine Mirrorneurone aktiv! Wenn aber Instruktion war, sich in Personen hineinzuversetzen, waren doch Mirror Neuronsaktiv! => Psychopathen können, wenn sie nur wollen, empathisch sein.
• Empathie und Mitgefühl nach Singer „Mitgefühl läßt sich wie ein Muskel trainieren!“-Singer: Empathie ist lediglich Resonanz, wichtiger ist Mitgefühl (compassion)- Dabei beruht aber Mitgefühl (compassion) wohl auf anderen Hirnregionen

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