Biologische Psychologie (Subject) / Funktionelle Methoden (Lesson)

SS_15 Einzelzellableitung mit Mikroelektroden Elektroencephalogramm Ereigniskorreliertes Potenzial Magnetencephalographie Positronen Emittierende Tomographie fMRT Hirnstimulation

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• Einzelzellableitung mit Mikroelektroden nutzt welche Aktivität der Zelle? Spontanaktivität
• Einzelzellableitung mit Mikroelektroden nutzt welche Aktivität der Zelle? Spontanaktivität
• Einzelzellableitung: Wovon ist das Antwortverhalten der Zelle abhängig? von einem sensorischen Reiz oder einer anderen Manipulation
• Einzelzellableitung: Zellen mit ... häufen sich in Untereinheiten des Cortex an. Diese Anhäufungen nennt man: Zellen mit denselben Vorlieben häufen sich an. Anhäufungen  = Kolumnen, Sub-Areale wie Blobs, Areale 
• Wozu leisten Einzellzellableitungen einen wesentlichen Beitrag? Verständnis der Neurone und funktionelle Kartierung der Rinde 
• Früher Einzelzellableitungen nur an anästhesierten Tieren. Heute? chronisch implantierte Elektroden erlauben Ableitungen am wachen, verhaltensaktiven Lebewesen, die auch während neurochirurgischer Eingriffe vorgenommen werden. 
• Was Unterschiedet EEG von Einzelzellableitung? Spontanaktivität großer Neuronenverbände werden aufgezeichnet  --> Massenaktivität
• Wie wird die aufgezeichnete Massenaktivität im EEG sichtbar gemacht? Durch Verstärkung sichtbar machen und nach Frequenz und Amplitude in unscharf begrenzte Bänder einteilen 
• Worüber geben Frequenzbänder des EEG Auskunft? Systemzustände wie Schlaf und Wachheit aber auch Lokale Herde (Epilepsie 
• Mit welchem System werden EEG-Potentiale abgeleitet? - Sogenanntes 10-20-System - gegen möglichst spannungsfreie Positionen (z.B. hinter den Ohren, an der Nasenspitze)
• EEG: Delta-Aktivität Frequenz 1-4Hz
• EEG: Theta-Aktivität Frequenz 4-8Hz
• EEG: Alpha-Aktivität Frequenz 8-15Hz
• EEG: Beta-Aktivität Frequenz 15-30Hz
• EEG: Gamma-Aktivität Frequenz über 30Hz
• EEG: Hans Berger leitete Potentiale ab, deren Entstehung primär den ... zugeschrieben wird. Pyramidenzellen im Cortex
• Wo liegen die Pyramidenzellen? Was genau tragen sie zum EEG bei? Senkrecht zur Cortexoberfläche, bilden aufgrund der elektrischen Aktivität kleine Dipole, -> welche dort abgegriffen werden, 1) wo ca. 100.000 Zellen auf einmal feuern. 2) wo die Cortexoberfläche parallel zum Knochen liegt
• Wodurch ergeben sich positive Oberflächenpotentiale? durch erregende synaptische Eingänge thalamocortikaler Fasern in Schicht 4. 
• Oberflächennahe Kontakte an .... stammen oft aus anderen Rindenfeldern. Apikaldendriten 
• Was unterscheidet EKP und EEG voneinander? EKP = wenn eine Aufgabe bearbeitet wird oder sensorisch gereizt wird EEG = Spontan(e Massenaktivität)
• Wieso sind beim EKP viele Wiederholungen notwendig? Und wie viele genau? wegen kleiner Amplitude der Einzelantwort, wegen Hintergrundaktivität (Rauschen)  --> Mittelung über 64 Wiederholungen 
• Die Signale des EKPs setzen sich zusammen aus: EEG-Spontanaktivität + zusätzlich evoziertes Potential + Zufallsrauschen 
• Wie eliminiert man Störfaktoren, die auf EKP einfließen? EEG-Aktivität ist spontan, variiert deshalb zufällig und geht deshalb bei Wiederholung gegen Null (Ähnelt der Regression zur Mitte) 
• Wonach werden die Potenziale benannt? Genauere Erläuterung der Beschriftung der Kurve Nach ihrer Polarität (P/N), Latenz bzw. Reihenfolge relativ zum Bezugsereignis P100 = Positivierung, die nach 100ms auftritt. P1 = erste Positivierung, die auftritt
• EKPs werden mit verschiedenen Verarbeitungsprozessen assoziiert. Bezüglich der Auslenkungen kann gesagt werden, dass-- frühen Auslenkungen stärker reizbezogen sind, die späteren wiederum eher auf zentrale Arbeitsprozesse.
• Vorteile des EEG/EKP Präzise zeitliche Auflösung nicht Invasiv Praktisch bei jeder Person anwendbar
• Nachteile des EEG/ EKP Schlechte räumliche Auflösung (örtliche Ungenauigkeit über anatomischen Ursprung gemessener Spannungsschwankungen)
• MEG: Welche Aktivität erfasst das MEG? Und wieso? Es erfasst die durch Strom induzierten Magnetfelder senkrecht zur Flussrichtung --> Gegenteil von EEG  Somit erfasst es Aktivität von Neuronen, die im EEG nicht erfasst werden. 
• MEG: Welche Methoden helfen bei der Anpassung von Dipolen mit Genauigkeit von 1-2mm? Mathematische Modelle und MRT-Aufnahmen. 
• Neben der Spontanaktivität lassen sich mit dem MEG auch.. ereigniskorrelierte Potenziale messen. 
• Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen MEG-EKPs und EEG-EKPs beide werden nach Polarität, Latenz und Reihenfolge benannt,  die MEG-EKPs jedoch tragen ein kleines m dabei.
• Vorteile des MEG Zeitliche Auflösung im ms-Bereich Räumliche Auflösung besser als im EEG Aufzeichnungvon spontaner und aufgabeninduzierter Aktivität möglich, Verfahren jedoch vorwiegend zur Messung ereigniskorrelierter Aktivität genutzt wird.
• Nachteile des MEG Technisch aufwendig teuer (komplett abgeschirmter Raum nötig)  Artefaktanfällig
• Warum ist für das MEG ein abgeschirmter Raum nötig? Denn die Detektoren sind supraleitende heliumgekühlte Detektoren 
• PET: Abkürzung für Positronen Emittierende Tomographie 
• MEG: Abkürzung für Magnetencephalographie
• Was nutzt das PET zum errechnen der Aktivierungsmuster? erhöhten Energiebedarf aktiver Zellen (zuerst von Roy und Sherrington beschrieben).
• PET: Vorgehensweise - Prozess mit allen Schritten Radioaktiv markierte Glukose oder Sauerstoff injizieren oder inhalieren  --> Gelangt über Blut ins Hirn --> Transport besonders zu aktiven Zellen  --> Stoff reichert sich an und zerfällt --> Freisetzung von Positronen, die beim Zusammenstoß mit Elektronen in entgegengesetzter Richtung davonfliegende Photonen generieren (Annihilation)  --> Photonen werden registriert von um den Kopf der VP positionierten Detektoren  --> über Parameter des Einfalls Ort der Annihilation errechnen
• PET: Wie unterscheidet man zwischen aktiven und inaktiven Regionen? Beide werden farbkodiert dargestellt. Zustands und aufgaben- oder reizabhängige Aktivierungsmuster werden somit deutlich 
• regionale Aktivität im menschlichen Gehirn (zB. ..., ..., ...) wurden erstmals sichtbargemacht auf der Basis von ... regionale Aktivität im menschlichen Gehirn (zB. sensorisch, motorisch, kognitiv) wurden erstmals sichtbargemacht auf der Basis von mit ihr einhergehenden Stoffwechselprozessen
• Wo steigt die Aktivität, wenn VP Hand willkürlich bewegt? Im kontralateralen supplementärmotorischen Cortex (SMA) & im primären Motorcortes (M1) 
• Wofür wird heute PET vorwiegend aber nicht ausschließlich eingesetzt? Liganden- und Rezeptorforschung 
• PET: Wodurch wird wird die begrenzte räumliche Auflösung des PET verbessert? durch zusätzliche Untersuchungen mit dem CT
• PET: Vorteile räumlich nicht sehr eingeschränkt  --> Experimentelle Stimulation und Verhaltensüberwachung somit sehr gut  Keine Lärmbelästigung
• PET: Nachteile Radioaktive Belastung  Invasive Situation Hohe Kosten (weil Isotope zeitnah zum Gebrauch hergestellt werden müssen) 
• fMRT: Prinzip Wenn Hirnregion aktiviert ist, besteht ein höherer Energiebedarf bei den Nervenzellen, somiz ist der Blutfluss regional verstärkt und das oxygenierte Hämoglobin in den venösen Gefäßen nimmt zu.  --> BOLD (Blood oxygenation Level dependent) ist ein endogenes Kontrastmittel, denn sauerstoffgehalt des Blutes beeinflusst magnetische Eigenschaften  dieser Kontrast ist die Grundlage der errechneten Aktivierung
• fMRT: Was ist eine Luxusperfusion? Dass durch die Aktivierung von Hirnregionen das oxygenierte Hämoglobin in den venösen Gefäßen zunimmt. 
• fMRT: Was bedeutet BOLD? Blood Oxygenation Level Dependent 
• Was ist der Unterschied zwischen PET und fMRT? Im fMRT lassen sich nur relative Aktivierungsveränderungen erfassen, die an der neurovaskulären Kopplung hängen.  --> Es wird keine Neuronale Aktivität gemessen sondern der Sauerstoffgehalt des Blutes
• Was ist die neurovaskuläre Kopplung? Der physiologische Mechanismus zur Regulierung der Blutversorgung des Gehirns, um  Mehrbedarf des aktivierten Nervengewebes an Sauerstoff und Glukose durch lokale Steigerung des Blutflusses zu decken

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