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Psychologie (Subject) / Biologische Psychologie (Lesson)

Grundlagen der biologischen Psychologie

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  • Oberflächenanalyse - bestreichen ist notwendig - Veränderungssensible Meissner-Körperchen sind wichtig bei der Gestalterkennung von Objekten, denn sie haben das kleinste rezeptive Feld. - Langsam adaptierende Merkel-Scheiben sind bei glatten Oberflächen relevant. Sie vermitteln, dass der Druck konstant bleibt. Fehlen von Meissner-Input ergibt in conclusio das Erkennen einer glatten Oberflächenstruktur.
  • Über das Halten von Objekten Bei der Objekthaltung, insbesondere wenn es um jene von zerbrechlicher Natur geht, namentlich in Öl getauchte, ausgeblasene Hühnereier,. ist eine in besonderem Maße gesteigerte Sensibiltät der Druckausübung gefragt. Hilfreich und unabdingbar für die ordentliche Objekthaltung sind zweierlei Dinge, nämlich zum einen Information, erhalten von den dehnungsensiblen Ruffini-Körperchen, ob durch den Griff und die Schwerkraft des Gegenstands die Haut gezerrt wird, und zum andern die Verrechung erstgenanntem mit der minimalen Kraft über die Drucksensation von Merkel-Endigungen, um eine optimale Greifkraft zu erzielen.
  • Rezeptive Felder von Hautrezeptoren - was gibt es da auch? Rezeptive Felder von Hautrezeptoren verfügen über einen exitatorischen und einen inhibitorischen Bereich. Kontrastverstärkung ist dies nutzreich.
  • Dermatom Ein Dermatom eist der Bereich des Körpers, welcher durch die beiden Hinterwurzeln eines bestimmten Rückenmarkssegments innerviert wird. Überlappung benachbarter Dermatome ist gegeben.
  • Hinterstrangsystem (lemniscales System) Überwiegend Impulse von Mechanosensoren und propriozeptivem Apparat. Dient der detaillierten Unterscheidung von Reizeigenschaften und Einwirkungsort. - Medulla oblongata: erste Verschaltung (nach Kontralateral) - Thalamus (Nucleus ventralis posterior): zweite Verschaltung - Zielgebiet SI bzw. SII (kontrallateral)
  • Vorderseitenstrangsystem (extralemniscales/ anterolaterales System) - Leitung von Schmerz- und Temperaturzeizen - unspezifische Reaktionsauslösung - Kreuzung nach Kontralateral auf Ebene des Rückenmarks
  • Primärer somatosensorischer Kortex (S1) - Lage: Gyrus postcentralis (Parietallappen) - Mehrheitlicher Eingang ist kontrallateral - somatotope Organisation
  • Temperatursinn - Warm- und Kaltsensoren - Hitze- Kälteschmerz läuft über das nozizeptive System
  • Dynamik der Temperaturwahrnehmung (2) - Geschwindikeit der Änderung - Größe der betroffenen Fläche (räumliche Summation)
  • Sind Riechzellen primäre oder sekundäre Rezeptoren? Riechzellen sind primäre Rezeptoren. Sie besitzen eigene Axone (Hirnnerv I: Nervus oflfactorius) die die Siebenbeinplatte durchqueren und in den Bulbus olfactorius eintreten. Sie werden ca. alle 30 Tage erneuert.
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  • Geruch - In der Regel sind Gerüche eine Mischung aus mehreren Geruchsmolekülen (z.B.: Kaffee: ca. 500). - Es scheint keine Basis- bzw. Elementargerüche zu geben. - Homo sapiens vermag bis zu 10 000 Gerüche zu unterscheiden.
  • Olfaktorische Sinneszelle - Bipolarzelle: - Dendrit zieht zur Oberfläche des Riechepithels, dort verfügt er über Zilien mit Rezeptorproteiinen - das unmyelinisierte Axon zieht zum Bulbus olfactorius
  • Glomeruli - Glomeruli sind Bündel von Sinneszellendigungen - Mischdüfte aktivieren spezifische Kombinationen von Glomeruli - eine Verschaltung auf Mitralzellen findet statt, welche in höhere Gehirnregionen projezieren - periglomeruläre Zellen bewirken laterale Hemmung und dienen der komplexen Kommunikation
  • Zentrale Riechbahn  |Nervus olfactorius |-> Bulbus olfactorius -Traktus olfaktorius-> -> Nucleus olfactorius anterior <-> kontrallateraler Bulbus olfactorius |<-> primärer olfatorischer Kortex (präpiriformer Kortex, Tuberculum olfactorium, Nucleus corticalis amygdalae) -> Mandelkerne, Hippocampus, Hypothalamus* -> Neokortex (Orbitofraontaler Kortex (Insel)) |-> Thalamus (Nucleus medio dorsalis) -> Neokortex (Orbitofraontaler Kortex (Insel))    
  • Vomeronasales Organ (VNO) Dient der Transduction von Pheromenen.
  • Grundqualitäten des Geschmacks süß, sauer, salzig, bitter, umami, (fettig)
  • Allgemeiner chemischer Sinn Wird errregt durch spezielle Reizstoffe (Co2, NH4). Rezeptoren sinb freie Nervenendigungen in Schleimhaut von Augen, Mund, Nase, Popo und anderen Körperöffnungen. Ausgelöste Empfindungen sind vor allem Brennen oder Stechen, was vor allem als Schutzfunktion zu werten ist.
  • Geschmacksbahn Geschmacksneuron erreicht über den VII., IX. und X. Hirnnerv das Gehirn. Umschaltung im Nucleus tractus solitarii (Medulla oblogata). dort werden Reflexe, die mit dem Verdauungsvorgang gekoppelt sind ausgelöst. Aufsteigende Fasern erreichen den Thalamus, Hypothalamus sowie das limbische System. Vom Thalamus projezieren Fasern in die primäre Geschmacksrinde im Gyrus postcentralis.
  • Sind gustatorische Sinneszellen primäre oder sekundäre Sinneszellen? Geschmackszellen sind sekundäre Sinneszellen. Sie bedfinden sich  zu durchschnittlich 50. in der Geschmacksknospen. Die Geschmacksknospen erneuern sich zyklisch ca. alle 10 Tage. Die größte Zahl der Geschmacksknospen befindet sich an den Zungenrändern, speziell der Zungenspitze. In allen geschmackssentiven Bereichen der Zunge befinden alle Typen von gustatorischen Sinneszellen.
  • Geschmackssensoren (Aufbau) Geschmacksknospen sind eingebettet in Geschmackspaillen. Wahrgenommen werden in Lösung befindliche Aromastoffe. Geschmackszellen sind sekundäre Sinneszellen. Sie bedfinden sich  zu durchschnittlich 50. in den Geschmacksknospen. Die Geschmacksknospen erneuern sich zyklisch ca. alle 10 Tage. Die größte Zahl der Geschmacksknospen befindet sich an den Zungenrändern, speziell der Zungenspitze. In allen geschmackssentiven Bereichen der Zunge befinden alle Typen von gustatorischen Sinneszellen.
  • Transduktionsmechanismen bei der Gustation (4) - SAUER: Wasserstoffionen blockieren Kaliumionenausstrom -> Depolarisation - SALZIG: Salzige Stoffe in Lösung geben Na+-ionen ab. Die erhöhte extrazellulare Konzentration führt zum Einstrom -> Depolarisation - BITTER: Bindung an Rezeptor setzt second-messenger in Gang. Dieser führt über ein G-Protein zur Ca+-Freisetzung aus Zelleigenen Speichern -> Depolarisation - SÜß: Bindung an Rezeptoren an der Membranoberfläche. Entweder ein Na+-Kanalprotein oder Wirkung über second-messenger, der ein G-Protein-Blockade von K+ macht -> Depolarisation
  • Komponenten des Schalls (3) - Amplitude - Frequenz - Komplexität
  • Äußeres Ohr Äußeres Ohr, Äußerer Gehörgang, Trommelfell
  • Mittelohr Amboß, Hammer, Steigbügel - ist mit Kuft gefüllt und mit dem Kiefer verbunden - Muskeln können kontrahieren zum Schutz bei zu hoher Lautstärke
  • Innenohr (3) - Vestibulärapparat - Cochlea (flüssigkeitsgefüllt): - ovales (dort setzt der Steigbügel an) und rundes Fester (dient zum Druckausgleich) - Scala vestibuli (ovales Fenster, Hleikotrma= Wendepunkt) - Scala media - Scala tympani (rundes Fenster) - Basilarmembran (zwischen Scala media und scala tympani, Ende ist Apex) - Corti-Organ (auf Basilarmembran, mit Härchen (Zilien, Synapsen mit Hörnerv))  
  • Zilien Es gibt äußere und innere Zilien (Stereozilien). Die äußeren sind mit der Tektorialmembran verbunden und dienen haupsächlich der Schwingungsverstärkung. Die Stereozilien knicken bei Schalleinwirkung ab und setzten ein AP frei.
  • Prinzip der Ortskodierung Aukustische Reize verschiedener Frequenzen  erzeugen maximale Schwingungen in unterschiedlichen Bereichen (Orten) der Basilarmembran (anfangs dünn und Steif, später dick und labbrig -> anfangs hohe, später Tiefe Frequnzen). Das bedeutet Tonotopie.
  • Kodierung von Lautstärke und Klangfarbe - Je höher die Sschallamplitute, desto höher die Entladungste der Nervenfasern. - Klangfarbe wird über die Gesamtverteilung der Rezeptoraktivität kodiert (Klänge haben den gleiche räumlichen Ursprung, weshalb die diffusen Rezeptoraktivitäten der selben Quelle zugeordnet werden können)
  • Hörbahn (4) - (VIII) Nervus (vestibulo)cochlearis - Nucleus cochlearis (Medulla oblongata) - Obere Olivenkerne in der Medulla oblongata - Traktus lemniscus lateralis - Colloculi inferiores (Tectum) - Thalamus (Corpus geniculatum mediale) - Primärer auditorischer Kortex (Hörrinde einer Hemiphäre erhält Informationen aus beiden Cochleae) Auf höhe der Formatio reticularis gibt es zahlreiche Kollaterale zur innervierung des ARAS bei Alarmgeräuschen.
  • Periodizitätsanalyse - Analyse von Tonhöhen zwischen 1000 - 5000 Hz (menschliches Hörspektrum: 20 -20 000 Hz) - Prinzip der Phasenkopplung  (einzelner Ton wird von mehreren Neuronen verarbeitet) - Problem: Refraktärzeit ist zu hoch (bei mehr als 1000Hz), weshalb nicht jeder Faser bei jeder Amplitude feuern kann
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  • Hörstrahlung Fasern, die vom CGM des Thalamus zur primären Hörrinde ziehen.
  • Ortung einer Schallquelle (1/2) - Basismechanismen - - Laufzeitunterschiede zwischen linken und rechtem Ohr - Intensitätsunterschiede zwischen linken und rechtem Ohr (Klangschatten) - Analyse der Verzerrungen durch die Gestallt der Ohrmuschel (vertikale Lokalisierung)
  • Ortung einer Schallquelle (2/2) - neuronale Ebene - Wichtige Funktion der oberen Olivenkerne in der Medulla oblongata - mediale obere Olivenkerne: Differenzen in  der Ankunftszeit - laterale obere Olivenkerne: Intenzitätsunterschiede
  • Primärer auditorischer Kortex - lokalisiert im Temporallappen in der Tiefe der Sylvischen Furche - tonotope Organisation - funktionelle Säulen: untereinanderliegende Neurone reagieren auf Töne desselben Frequenzbereichs
  • Der Fall H.M. - mediotemporaler Kortex einschließlich Hippocampus und Amygdala bilateral entfernt - Resultat: massive anterograde Amnesie Bedeutung für die Forschung: - Medio-temporale Strukturen sind wichtig für die Speicherung ins Langzeitgedächtnis. - Unterschiedliche Strukturen für Langzeit- und Kurzzeitgedächtnis - Trennung explizites/deklaratives Gedächtnis (verbessert sich in sensomotorischen Aufgaben, ohne sich an das Training zu erinnern) - Klassische Konditionierung möglich, Priming möglich
  • nicht-assoziatives Lernen (2) Lernen bei Reaktion auf einen einzelnen Reiz: - Habituation - Sensitivierung
  • assoziatives Lernen (2) Verknüpfung von mehreren Reizen - Konditionierung (mit Verstärkung) - Assoziationen (ohne Verstärkung nur durch häufig zeit-räumlich koordiniertes Auftreten)
  • Habituation - monosynaptisches Geschehen zwischen sensorischem und motorischem Neuron (aber auch Interneurone betroffen) - pro AP gelangt weniger Ca in den syn. Endknopf -> weniger Neurotransmitter - bei Langzeit-Habituation nimmt die Zahl der Synapsen ab
  • Sensitivierung - Elektroschock in der Schwanzregion aktiviert sensorische Neurone - interneurone rufen bei den Sensorneuronen des Siphons vermehrten Ca einstrom hervor -> mehr AP's - bei Langzeitsensitivierung: Zunahme der Synapsen
  • Intrazelluläre Prozesse bei der Sensitivierung - Serotoninrezetor wird aktiviert - cAMP steigt an - Proteinkinase A wird aktiviert (PKA) - PKA blockiert K-Kanale -> weniger K-Ausstrom -> mehr AP's (eingehend) - Mehr Ca-Kanale offnen sich
  • Hebb'sche Lernregel - "What fires together wires together." - simultane Erregung fuhrt zu anhaltenden strukturellen Veranderungen der aktivierten Schaltkreise -> Erleichterung der Ubertragung
  • Beteiligte Gehirnareale bei der klassischen Konditionierung (3) - Kleinhirn - Nucleus ruber - Strukturen die fur spezifische sensorische Verarbeitung sowie die motorische Reaktion zustandig sind
  • Langzeitpotenzierung (LTP) intensive und hochfrequent (tetanische) Stimulation des prasynatischen Neurons. Eine langanhaltende Bahnung der synaptischen Ubertragung findet statt.
  • Hippocampus (Anatomie) (4) Eingang: Traktus perforanz - Gyrus dentatus - CA1-Region (NMDA-Rezeptor - Glutamat) - CA2-CA4
  • LTP Ablauf (1/2) - bis zur nackten Zellmembran - - Es muss Kooperation verschiedener Nervenzellen herrschen (mehrer Axone, die auf ein Zielneuron konvergieren müssen gleichzeitig feuern):  synaptischer Kontakt X(CS) + Kontakt Y(UCS) tetanisch -> X LTP - Magnesiumion im NMDA-Rezeptor wird infolge der Membrandepolarisation (elektrische Abstoßung) aus dem Kanal des NMDA-Rezeptors ausgeworfen und gibt den Ionenkanal frei - Erregung an benachbarter Präsynapse (Y): unmittelbare Kanalöffnung ist möglich - Ca+-Ionen strömen durch NMDAn ein: kaskadenartiger Anstieg der Membranspannung - bessere Bedingung für das Öffnen weiterer Kanäle der NMDA-Rezeptoren: Potenzierung - ASSOZIATION: modulierender Zufluss X(CS) günstig für potenzierbarer Zufluss Y(UCS)
  • LTP - Ablauf (2/2) - unter der Membran - - Membrandepolarisation erhöht Ca+-Konzentration - Calmodium (CaM) wird bei Ca+-Präsens aktiv - Proteinkinasen (PKC, PKA, CaM) phosphorylieren Proteine - PKA (catalytic subuinit) dringt in den Zellkern ein - Protein cAMP Response Element Binding Protein (CREB) wird aktiviert - Zunahme von "immediate earöy genes" (IEG) -> kodieren  Transkriptionsfaktoren -> late effector genes (LEGs) - Die Transkription der LEGs führt zur Synthese von Proteinen (Enzyme, Strukturproteine der LTP) - Transport der Proteine entlang des Axons und der Dendriten, zwecks Modifikation der neuronalen Reaktion auf weitere Stimulation
  • LTP - retrograde Botenstoffe - NO und CO führen über second-messenger-Systeme zu einer Steigerung der Transmitterausschüttung in der Präsynapse. Unter Zuhilfenahme des besagten Mechanismus lässt sich auch erklären, warum nur beim konditionierten sensorischen Neuron eine LTP zu verzeichnen ist.
  • Langzeitdepression (LTD) Bei langanhaltender Unterversorgung mit Ca+ reagiert das Calmodium kaskadisch unter, was sich Proteinphosphatasen zunutze machen, die antagonistische Effekte zur LTP hervorrufen.
  • Operantes Konditionieren - Welche Probleme gibt es bei der neuropsychologischen Entschlüsselung? - Drei Elemente werden benötigt: 1. diskriminativer sensorischer Reiz (Anblick einer Taste) 2. motorischer Akt (Betätigen der selben) 3. verstärkender Reiz (Futtergabe)
  • Operantes Konditionieren - CA1 und Dopamin - Dopamin oder Kokain wird als "Belohnung" auf das spontane Feuern eines Neurons infusiert. Kochsalz funktioniert nicht, ebensowenig nicht-kontingente Vertärkung