Neuro (Subject) / Vorlesung 9/10 - Teil 2 (Lesson)

ab Theorien der Funktionen des MTL

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• Theorien der Funktion des MTL - MTL = medialer Temporallappen 1. Consolidation theory: zeitlich begrenzte Rolle des Hippokampus für DEKLARATIVES Gedächtnis 2. Multiple Trace Theory: permantente Rolle des Hippokampus, aber nur bei episodischen Inhalten 3. Cognitive Map Theory: ähnlich wie 2, aber besonderer Fokus auf räumlicher Info (spatial info), andere MTL Regionen wichtig für andere Inhalte
• Multiple Trace Theory (MTT) - Idee: Hippokampus für episodische Inhalte, andere MTL Regionen (enthorinaler, perirhinaler und parahippokampaler Kortex) für semantische INhalte - neu erworbene semantische Info ist zunächst episodisch (kontextualisiert) - nach MTT ist Konsolidierung kein Transfer (HC --> Kortex) sondern eine Transformation von episodisch (kontextualisiert) zu semantisch (schematisiert)
• MTT und zeitlicher Gradient - jeder Gedächtnisabruf einer Person ist eine Erfahrung, die wiederum im MTL-System enkodiert wird - für jede Erfahrung werden mehrere (multiple) solcher Gedächtnisspuren (traces) erzeugt --> multiple trace theory - ältere Gedächtnisinhalte haben mehr traces und sind deshalb weniger von Amnesie betroffen
• Evidenz für MTT - einige fMRT Studien zeigen Hippokampusaktivierung beim Abruf neuerer und älterer episodischer Info --> nicht kompatibel mit consolidation Theory - Hippokampus auch wichtig für Imagination --> wichtig für die Verknüpfung (binding) verschiedener Elemente einer Erfahrungsepisode, nicht für den Transfer HC --> Kortex
• Morris Water Maze Task - Cognitive Map theory - räumliches Gedächtnis - Ratten mit Hippokampusläsion können die Position der versteckten Unterwasserplattform nicht finden - Kontrollierte Ratten lernen scnell, kortikale Läsion auch
• Zelltypen im hippokampal-enthorinalen System - Place Cells - Hippokampus - Grid Cells: medialer enthorinaler Kortex - Head direction Cells: Subiculum, anteriorer Thalamus, Mamillarkörper - Border Cells: Subiculum, medialer enthorinaler Kortex
• Rasterzellen im Menschen? Aufgabe: VPN haben gelernt wo in 3D Arena bestimmte Objekte liegen, dann angeben wo das Objekt liegt --> wenn es bei Menschen Rasterzellen gibt, dann müsste es ein Areal im fMRT geben, das ein starkes Signal zeigt, wenn der Mensch sich entlang des Rasters bewegt im Gegensatz zu dazwischen/daneben - auch abhängig von Bewegungsgeschwindigkeit, schnelle Bewegung = mehr Feuern der zellen --> der rechte enthorinale Kortex zeigt eine Modulation der Aktivierung mit 60 Grad Periodizität wenn der Mensch sich schnell bewegt ander Regionen mit 60 Grad Modulation: ERH, PPC, mPFC
• Räumliches Gedächtnis im Menschen Taxifahrer Studie - Taxifahrer haben erhöhtes Hippokampusvolumen - Trainingseffekt? - Messung zu Beginn und Abschluss der Ausbildung - Anstieg der Dichte der grauen SUbstanz deutlich erhäht bei Fahrern die Prüfung bestanden haben --> spricht für Trainingseffekt - spatial navigation expertise ist mit Hippokampusvolumen assoziiert - Bildgebungsstudien zeigen Hippokampusaktivierung bei Lernen von virtuellen Stadtplänen - indirekte Evidenz aus fMRT Studien für Ortszellen im Hippokampus beim Menschen - Läsionsstudien: evtl. Lateralisierung vom Hippokampus: links: verbales Gedächtnis, rechts: räumliches
• Arten des Abrufs - Recall - Cued Recall - Recognition --> am einfachsten
• Rekognitionsmodelle - Single vs. dual process models - ist Rekognition ein einzelner Prozess oder gibt es 2? --> Rekollektion (mit Kontextinfo: kenne ich und weiß auch woher) und Familiarität (ohne Kontextinfo: kommt mir bekannt vor)
• EKPs Rekognition - links: Familiarität, rechts Rekollektoin
• Rekognition vs. Recall nach Hippokampusläsoin - Einzelfallstudie in HC-Patient KN - kein Problem bei Rekognitionstask - deutliches Problem beim freien Abruf wo Kontext generiert werden muss --> selektive Hippokampusschädigung, anscheinend gibt es ein dual process model
• MTL und das Dual-Process Model Das Eichenbaum Modell - Abbildung - wenn Kontextinfos benötigt werden ist der Hippokampus zuständig - kann erklären, warum bei selektiver Hippokampusschädigung Rekognition noch möglich ist, da nämlich vorgeschaltete Regionen (perirhinaler Kortex) dies noch vermitteln können
• Evidenz für das Eichenbaum Modell - fMRT Messungn während der Enkodierung von Wörtern x perirhinaler Kortex: egal ob Kontext abgespeichert wurde oder nicht, entscheidend ob Item abgespeichert wurde x bei Hippokampus Kontextinfos entscheidend -Enkodierung von Objektbildern; vier verschiedene Positionen auf dem Bildschirm x bei Abruf Bild nur in der Mitte gezeigt, korrekte Erinnerung an räumliche Position --> Aktivierung im rechten Hippokampus stärker, als wenn räumliche Info nicht korrekt abgerufen wurde - spricht für das Eichenbaum Modell weil angenommen wird dass der Hippokampus Kontextinfos bearbeitet
• Einflussfaktoren auf Enkodierung - levels of processing approach: x Verarbeitungstiefe bestimmt, welche Infos behalten werden x deep encoding (semantisch) vs. shallow encoding (orthographisch) - encoding specificity hypothese: Ähnlichkeit der Enkodierungs und Abrufsituation bestimmt die Abrufwahrscheinlichkeit - fMRT: Aktivierung während der Verarbeitung von Material prädiziert Enkodierung (Subsequent Memory Methode)
• Vergessen - Trace decay = Gedächtnisspuren werden mit der Zeit schwächer - Retrieval induced forgetting: Vergessen durch Interferenz mit neuen Gedächtnissinhalten; alte Assoziationen werden durch neue Assoziationen überschrieben - Directed Forgetting = Vergessen als intentionaler Prozess, über PFC
• Gedächtnisillusionen - Vergangenheit nicht prinzipiell in anderen Arealen repräsentiert als in Gegenwart - Constructive Memory: Erinnern kann konstruiert werden als die Interferenz über die Vergangenheit basierend darauf was aktuell bekannt und zugänglich ist - False memory paradigm: semantisch assoziierte Items werden fälschlicherweise abgerufen/erkannt
• Frontalhirn und Gedächtnis - Goldman Rakic: PFC wichtig für maintenance (delay period activity) -Working Memory. maintenance und manipulation - auch: working with memory - Enkodierung, Abruf und Evaluation von Informationen aus dem LZG - PFC Läsionen können zu Gedächtnisproblemen führen - DLPF = Manipulation, Monitoring -VLPF = Retrieval, Maintenance
• Furchtkonditionierung und Amygdala Ergebnisse aus Tierstudien - Amygdala Läsionen x beeinträchtigen die Furchtkonditionierung x nach der Konditionierung beeinträchtigten konditionierte Antworten x beeinträchtigen nicht die Furchtreaktion auf Elektroschocks --> wenn VOR Konditionnierung Amygdala kaputt: kann nicht gelernt werden --> wenn NACH Konditionierung Amygdala kaputt: kann Reaktoin nicht abrufen
• Amgydala: Läsionsstudien im Menschen - Personen mit Amygdalaschädigungen zeigen nicht die kondiionierten Reaktionen, aber können die Assoziation verbal lernen - amnestische Patienten mi t Hippokampusschädigungen zeigen normale konditionierte Reaktoin aber können die Assoziation nicht abrufen - Assoziation in Amygdala und Hippokampus gespeichert: Amygdala = Furchtreaktion und Hippo = deklarative Inhalte - Patient mit Schädigung in beiden Bereichen konnte weder deklarative Fakten noch die konditionierte Reaktion erwerben --> Doppelte Dissoziation
• fMRT Amygdala und Konditionierung - Amygdala aktiviert besonders während der frühen Lernphase - Amgydala Aktivierung während des Lernens korrliert mit der SCR = Hautleitfähigkeit
• Q-Learning Algorithmus durchlesen <3
• Neuronale kodierung von Vorhersagefehler - dopaminerge Neurone in der SN/VTA kodieren Vorhersagefehler beim Belohnungslernen - fMRI Studien zeigen ähnliche predicition error Signale im ventralen Striatum, der primären Zielregion von dopaminergen Projektionen aus der SN/VTA

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