Neuro (Subject) / Neuro (Lesson)

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• Ventrikeldoktrin o    Ventrikel= Sitz der Seele (eig nur aus Spinalflüssigkeit)
• Lokalisation der Seele Zirbeldrüse Sitz der Seele angeblich
• Neuronen Doktrin   Golgi erfand neue Methode Zellen zu färben mit Silbernitrat, einzelne Neurone können differenziert werden
• • Phrenologie o    Gehirn beinhaltet eine Reihe von separaten Organen, jedes kontrolliert distinkte, angeborene Fähigkeit und erzeugt einen Abdruck bzw. Ein- oder Ausbuchtung im Schädel o    Besonders ausgeprägte Fähigkeiten -> stärkere Ausprägung dieser Region im Schädel
• Äquipotentialhypothese   o    Nicht Lokalisation, sondern Ausmaß des entfernten Gewebes ist verantwortlich in wie weit Funktion gestört ist Gehirn ist äquipotential, jeder Teil des Gehirns kann Funktion übernehmen  
• • Somatotopie o    Zuweisbarkeit von Körperregion und Hirnrindenarealen-> sensorischen Kortex
• • Kartographie o    Brodmann Areale: Gehirn Kartographiert , 51Nummern
• • Phineas Gage o    Orbitofrontalkortex-> Übereinstimmung mit Verhalten anderer mit ähnlichen Hirnschädigungen: Beeinträchtigung Fähigkeit, rationale Entscheidungen zu treffen, Emotionsverarbeitung und Impulsivität §   Konnektom von Phineas Gage: Sehr viele Verbindungen im Frontalen Kortex zerstört
• Netzwerktheorie o    Kann nicht sein dass alle verknüpft sind, sonst wären alle erregt oder keins o    Starke Erregung-> mehr Netzwerke angesprochen, bei schwacher Erregungen werden die 2. Und 3. Grades garnicht angesprochen
• Tierexperimentelle Studien     ·          induzierte Läsionen, Vorübergehende Funktionsblockierung (z. B. durch Pharmaka, Unterkühlung) o    Beispiel:  Ratten können Labyrinth Aufgabe vor Läsion des Hippocampus (räumliches Gedächtnis) sehr gut lernen, danach nicht mehr  
• Vorteile Einzelfallstudien ·          Läsionen können im Gehirn bei Menschen nicht experimentell induziert werden ·          Hirnschädigung könnte Funktion der geschädigten Region hervorheben
• Nachteile Einzelfallstudien ·          vorherige Leistungsfähigkeit nicht bekannt, Konfundierende Faktoren, individuelle Varianz
• EEG ·          Elektroden auf Kopfhaut messen Potentialschwankungen, die durch elektrische Aktivität der Nervenzellen erzeugt wird
• Vorteile EEG ·          Kann sowohl in gesunden als auch klinischen Populationen gut angewandt werden ·          Hohe zeitliche Auflösung (z.B. wenn zeitliche Abfolge von kognitiven Mechanismen interessiert , nicht die Lokalisation) ·          Deutliche kostengünstiger als z.B. MRT
• Nachteile: EEG ·          Die Bedeutung mancher Komponenten ist nicht bekannt ·          geringe räumliche Auflösung ·          Nur Erfassung der elektrischen Aktivität kortikaler Nervenzellen
• MEG ·          Elektrische Ströme erzeugen magnetischen Felder, werden auf der Oberfläche des Kopfes gemessen
• Vorteile: MEG ·          Nicht-invasiv (wie EEG, MRT), Besser als EEG in der räumliches Auflösung ·          Signale sind nicht stark beeinträchtigt durch die Spannung zwischen Schädel und Sensor  
• Nachteile: MEG ·          Proband kann sich während der Messung nicht bewegen ·          Sehr teuer, macht magnetisch abgeschirmten Raum notwendig
• • Technik zur EEG und MEG-Datenanalyse : Ereigniskorrelierte Potentiale o     Vielzahl von Durchgängen nötig, gemittelt, sonst gehen Signale im Rauschen unter
• PET ·          radioaktive Glukose wird injiziert, von metabolisch aktiven Zellen aufgenommen, radioaktiven Partikel setzen Positronen frei ·          wenn sie mit Elektronen kollidieren erzeugt dies Gamma-Strahlen, die den Kopf verlassen und so erkannt werden ·          Region mit hoher metabolische Aktivität-> mehr Gamma-Strahlen, da sie mehr (radioaktive) Glukose aufnehmen
• Vorteile: PET ·          Kann mit klinischen und gesunden Populationen verwendet werden, Hohe räumliche Auflösung ·          Stellt eine dreidimensionale Repräsentation der regionalen Aktivität bereit
• Nachteile: PET ·          Invasive Methode, Sehr geringe zeitliche Auflösung (Aufgaben müssen länger als 1min. dauern), Sehr teuer
• MRT (Wirkung) ·          basiert auf Veränderungen der magnetischen Eigenschaften von Atomen und dem natürlicher Spin der Atomkerne (Eigendrehimpuls), torkeln auch um eigene Achse-> Präzession, Geschwindigkeit = Präzessionsfrequenz o    Spin besitzt magnetisches Moment, Kernspins reagieren wie Kompassnadel im Magnetfeld     ·         Gibt hochfrequente Radiowellen drauf -> Resonanz, zwei Wirkungen: o    Longitudinal Wirkung: einige Atomkerne, die vorher parallel ausgerichtet waren klappen andersrum, upspin <-> downspin -> Energieniveau wird erhöht, für antiparallele Ausrichtung mehr Energie nötig o    Transversal Wirkung: erfolgt Synchronisation der Präzession -> alle taumeln jetzt gleich    
• MRT Konsequenz ·          wollen in Ausgangszustand -> „Relaxation“ , zwei Prozesse:   o    Longitudinale Relaxation            -> T1 §   antiparallel ausgerichtete Atome-> parallele Richtung, Energieniveau wird niedriger §   graue Substanz dunkel, sieht gut (sub)kortikale Hirnstruktur (innen dunkel) o    transversale Relaxation                             -> T2         §   Rückgang der transversalen Richtung, geraten wieder durcheinander in asynchronen Zustand §   graue Substanz heller / weiße Substanz dunkler (innen hell)  
• Vorteile MRT ·          Nicht-invasiv und nicht-toxisch, keine bekannten biologischen Risiken, beste räumliche Auflösung (1-2 mm)
• Nachteile MRT ·          Viele Ausschlusskriterien für Untersuchung (Klaustrophobie, Metall, Fettleibigkeit) ·          Manche Regionen sind schwerer abzubilden (z.B. in der Nähe der Nasennebenhöhlen)
• fMRT ·          HB ist magnetisch wenn mit O2 angereichert, sonst nicht-> Unterschied im MR Signal ·          Anreicherung ist höher bei hoher neuronaler Aktivität -> BOLD Signal o    Anteil /Unterschiede der Sauerstoffanreicherung im HB wird gemessen
• Vorteile fMRT ·          keine Injektion radioaktiver Marker nötig ·          Besser zugänglich und billiger als PET und eine bessere zeitliche Auflösung
• Nachteile fMRT ·          Schlechte zeitliche Auflösung, anfällig für Bewegungsartegfakte ·          Manche Gehirnregionen möglichweise effizienter als andere in Bereitstellung von Blutsauerstoff
• DTI Diffusions-Tensor-Bildgebung ·          Methode, mit der man die Integrität der Faserstränge in der weißen Substanz sichtbar machen und quantifizieren kann ·          in weißer Substanz hoher Anteil von Wasser , freie Wasserdiffusion ist isotrop (Anisotropie 0) o    -> Barrieren ( z. B. Axone, Dendriten) verursachen Diffusionsanisotropie o    Alte Menschen, Kranke -> in weißer Substanz weniger intakte Axone-> Wasserdiffusion isotroper ·          Voxel-weise Berechnung der Anisotropie , berechnet einen Tensor, der das dreidimensionales Diffusionsverhalten o    Kortex hat zb wenig Axone= nicht geeignet
• TMS ·          starker Strom in Magnetspule erzeugt Magnetfeld-> im Kortex werden elektrische Ströme induziert o    löst Aktionspotentiale von Neuronen aus-> Reizung von motorischen Arealen-> unwillkürliche Bewegungen ·          trägt zu Lokalisation von kognitiven, sensorischen oder motorischen Funktionen bei ·          Durch stereotaktischen Neuronavigation ermöglicht präzise Positionierung der Magnetspule, nur der Kortex ·          Effekt: von einigen Sekunden über Minuten bis hin zu wenigen Wochen
• Prinzipien TMS Zwei elektromagnetische Prinzipien: 1.        Ampere‘s Gesetz: ein magnetisches Feld kann durch Wechselstrom erzeugt werden 2.        Faraday‘sches Gesetz: Elektrischer Strom kann durch ein magnetisches Wechselfeld erzeugt werden
• Nutzen der TMS-Technologie ·          Kann nicht-invasiv vorübergehende Verbesserung/ Verschlechterung sensorischer, motorischer oder kognitiver Funktionen hervorrufen (Visueller Kortex-> Skotome (Gesichtsfeldausfälle)) ·          Antidepressive Wirkung o    Tiefenhirnstimulation, aktiviert hypoaktive Arealen, überbrückt Zeit bis Antidepressiva wirken ·          Broca-Aphasie o    Stimulation des Broca Areal-> Patient verbessert sich im Test, große Verbesserung in Sprache
• Methodenanwendung MRT Taxi Fahrer ·          Haben mehr graue Substanz im Hippocampus (Region für räumliches Gedächtnis)  EEG Auditive Reize bei Blinden ·          Höhere Amplitude -> stärkere Erregbarkeit neuronaler Netzwerke -> Areale haben sich verändert „Cross-modal-plasticity“ ·         > aktivieren der Sehrinde beim Lesen der Braille-Schrift (diese Plastizität besteht nur während des Braille-Lesens (nicht bei Fingerbewegung) -> hat Funktion übernommen  
• Präfrontaler Kortex Dorsolateraler PFC Medialer PFC Orbitofrontaler Kortex Anterior cingulärer Kortex
• Dorsolateraler PFC ·          Arbeitsgedächtnis, Repräsentation zukünftiger Handlungen o    N Back Aufgabe-> Aktivierung bei 2 Back im Vergleich zu keiner bei 0 Back ·          (moralische) Entscheidungsfindung (Überhaupt entscheidungsverhalten) o    Dilemma-> Schalter betätigen oder Mann von der Brücke stoßen-> Aktivierung
• Medialer PFC ·          Soziale Kognition, Mentalisierung ·          die Perspektive Anderer einnehmen (posterior), Selbstreferenzialität (anterior) o    Schuld/ Ärger auf anderen/ Mitleid:  Aktivierung o    Schmerz beobachten: aktiviert (3. Person Perspektive , stärker je Empathischer man ist)
• Orbitofrontaler Kortex   Emotions- und Impulskontrolle, Entscheidungsfindung   ·          Belohnungsverarbeitung und Lernen von Kontingenzen o    Kartenspielexperiment, Regel ändert sich-> Vor allem OFK aktiv o    signifikante Aktivierung im OFC, bei eigenem Baby im Vergleich zu anderen oder Erwachsenen ·          
• Anterior cingulärer Kortex ·          Reaktionsinhibition, Schmerzverarbeitung, Mentalisierung ·                     empirische Evidenz legt nahe: gibt trennbare kognitive& affektive Anteile
• Parietaler Kortex Inferiorer Parietallappen Superiorer Parietallappen Precuneus
• Inferiorer Parietallappen ·          Räumliches Denken, "quasi-räumliche" Prozesse (Rechnen, Lesen), Reaktionsinhibition o    Rechnen mit emotionalem Bild-> nicht mehr Fehler-> mehr Ressourcen-> PC stärker aktiviert (korreliert mit Zeit)
• Superiorer Parietallappen ·          Visuelle Steuerung von Bewegungen, räumliche Aufmerksamkeit (Wechsel von Reiz auf anderen)
• Precuneus ·          Selbstbild, Selbstreferenz, (1. Person-Perspektive), Körperrepräsentation (Anorexie-> spielt Rolle) o    Wie stark trifft Adjektiv auf dich zu vs. wie wichtig findest du es? Selbstbezug erhöhte Aktivierung
• Amygdala ·          Furchtkonditionierung, Empathie ·          Emotionserkennung und –generierung o    Ohne Amygdala: erkennt keine Angst/ Überraschung, fixiert/ scannt Gesichter anders-> erkennt es vll deshalb nicht?
• Striatum ·          Ventrales Striatum: Vorbereitung, Initiation und Exekution von belohnungsbezogenen Verhaltensreaktionen, Antizipation von Belohnung (Nucleus accumbens) Antizipation=Davon ausgehen, dass man Belohnung erhalten wird o    hohe Aktivierung bei Geldbelohnung vs. Neutral, höher je mehr man erwartet gewinnen zu können (Sucht) ·          Dorsales Striatum: Belohnungssystem, Anpassung nach Belohnungen o    Verhalte mich so, lege Karte nochmal wenn die Belohnung gab
• 3 Ebenen des sprachlichen Verarbeitens (nach denen man Störungen abgrenzen kann) Ebene 1: ·          Emotion Kognition -> sprachliches eng mit Gedanken/ Gefühlen verbunden o    Störungen mit Sprachauffälligkeiten wie z.B. Schizophrenie Ebene 2: ·          Enkodierung: formulieren, kognitiv& emotionale Inhalte in motorische überführen ·          Dekodierung : verstehen, akustische& visuelle Muster analysieren, interpretieren          o    Arbeitsgedächtnis-> Abgleiche mit Dingen aus Gedächtnis machen -> Zwischenspeicher          o    Aphasien (Broca und Wernicke) Ebene 3: ·          sprachliche Modalitäten,keine Aphasie ·          Enkodieren ↓ o    Graphomotorik: -> Schreiben (Agraphie) o    Sprechmotorik: -> Sprechen (Sprechapraxie, Dysarthrie) ·          Dekodieren ↑ o    Auditiv-phonetische Analyse : <- Hören (Verbale auditive Agnosie: Worttaubheit) o    Visuell- Graphische Analyse: <- Lesen (Alexie)  
• Dysarthrie   ·          Beeinträchtigung des Sprechens aufgrund Störung im motorischen System-> Schwächung, Dyskoordination betroffener Muskulatur-> auch Beeinträchtigungen beim Kauen, Schlucken, Mimik o    => Keine Störung höheres kogn. System, Sprechstörung und keine Störung der Sprache  
• Sprachapraxie:   reine Outputstörung) ->  (nicht alle Muskeln betroffen) o    Abgrenzung Dysarthrie: keine Beeinträchtigungen bei nichtsprachlichen Aufgaben  Schreib- und Leseleistung) völlig intakt  
• Reine Worttaubheit     ·          Links temporale Läsionen( wenn Wernicke Zentrum unzerstört bleibt) o    Unterbrechung der Bahnverbindung zwischen akustischem Kortex und Sprachregion ·          Symptomatik o    Kein Verständnis gesprochener Sprache (nur verbales können sie nicht verstehen, akustische, nicht-verbale Stimuli können analysiert werden o    Intaktes Sprechen, Lesen und Schreiben (-> Abgrenzung Wernicke, da auch lesen gestört)  
• Aphasie ·          Aphasie = vollständiger Verlust der Sprache (Eigentlich nie vollständig), Dysphasie = teilweise Verlust/Beeinträchtigung ·          = multimodale Störung des Sprachsystems o    Sprechen, Hören, Lesen, Schreiben o     je nach Hirnschädigung/ Aphasietyp einzelne Bereiche jeweils mehr/ weniger stark betroffen ·          Ursachen: ~ 85% durch Schlaganfall in Sprachregionen des Gehirns ·          Abgrenzung o    sensorische Beeinträchtigungen (schlechtes Seh- Hörvermögen), Wahrnehmungsstörungen (Agnosie), Denkstörungen (z. B. Autismus, Demenz oder Schizophrenie).

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