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Neuropsychologie (Subject) / Gedächtnis und Amnesie 1 (Lesson)
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- Zusammenhang Lernen und Gedächtnis Lernen = neue Informationen aufnehmen Gedächtnis = Resultat von lernen -> Erinnern ermöglicht es, Vorhersagen zu treffen
- Wie entsteht der Ansatz, dass es verschiedene Formen des Gedächtnisses gibt? 1) Lernen kann aufgrund einzelner Erfahrungen oder nach vielen Wiederholungen entstehen und 2) Gedächtnis kann wenige Sekunden oder ein ganzes Leben halten 3) verschiedene Gedächtnisinhalte
- Formen des Gedächtnisses sensorisches Gedächtnis - kurzzeit-/Arbeitsgedächtnis - LZG LZG: Deklarativ episodisches semantisches Gedächtnis LZG: Non-deklarativ prozedurales Gedächtnis Konditionierung Priming nicht-assoziatives Lernen (Habituation, Sensitivierung)
- Gedächtnisprozess der Enkodierung Verarbeitung eingehender Infos und Erstellung von Gedächtnisspuren Unterteilung in: Akquisition: lediglich Stimuli, die ins KZG gelangen, stehen für weitere Verarbeitungsschritte zur Verfügung Konsolidierung: Übergang von Info ins LZG
- Gedächtnisprozess der Speicherung permanente Aufnahme von Informationen: resultiert aus Akquisition und Konsilidierung
- Gedächtnisprozess des Abrufs Zugang zu gespeicherter Information und Nutzung des Gelernten, zb zur Handlungsausführung
- Sensorisches Gedächtnis: Zeitspanne Funktion weitere Eigenschaften 1) Millisekunden bis Sekunden, Verfügbarkeit variiert jedoch je nach Modalität 2) Funktion: Schnittstelle zwischen Wahrnehmung und Gedächtnis --> eng gebunden an sensorische Systeme: modalitätsspezifisch Ikonisches Gedächtnis: visuelle Information wie ein Nachbild echoisches Gedächtnis: akustisches Register wie ein Echo 3) Auch ohne Aufmerksamkeit möglich
- Experiment zur Verfügbarkeit von Infos im ikonischen Gedächtnis Sperling Präsentation von 3x4 Matritzen -> im mittel 4 Items behalten, aber wenn Ton vorgibt, welche der 3 Reihen VP erinnern soll, erinnert sie durchschnittlich 3 von 4 Buchstaben --> Insgesamt also 9 Items im ikonischen Gedächtnis maximale Verfügbarkeit 500ms, weil 500ms kein Vorteil ggü. Kontrollgruppe mit Ton
- Verfügbarkeit von Info im echoischen Gedächtnis: Untersuchung des Zeitraums der Verfügbarkeit akustischer Info im echoischen Gedächtnis mithilfe von ereigniskorrelierten Potentialen Untersuchung Sams, Hari et al. (1993) Mismatch Negativity (MMN): Kottelat sensorischer Gedächtnisprozesse unabhängig von Aufmerksamkeit Deviants (abweichende reize) vs. Standards (Standardreize) ISI wird variiert bei Standards und Deviants -> Mismatch Field (MMF) - MEG Analogon zu MMN wird gemessen MMF Reaktion bis zu einem ISI von ca. 10 Sekunden==> Indikator für Zeitraum d. echoischen Gedächtnisses
- Wo wird das MMF generiert und worauf weist dies hin? im auditorischen Cortex --> Hinweis auf Sitz des sensorischen Gedächtnisses in den sensorischen Cortices
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- KZG Speicherdauer Kapazität Abgrenzung zu sensorischem Gedächtnis speicherdauer sekunden bis minuten geringere Speicherkapazität als sensorisches Gedächtnis Mehrspeichermodell Atkinson: Information gelangt erst ins sensorische Gedächtnis, erst wenn Aufmerksamkeit auf die Info gerihtet wird, gelangt Info ins KZG
- Atkinson/ Shiffrin: Mehrspeichermodell Serieller Prozess: Sensorisches Gedächtnis --> KZG --> LZG durch Aufmerksamkeit vom sens. Gedächtnis ins KZG durch Rehearsal vom KZG ins LZGan beiden Übergängen kann Info verblassen (decay) oder durch Interferenz verloren gehen
- Messung der Kurzzeitgedächtniskapazität des VERBALEN KZG Test-Zahlenspanne (Wechsler Intelligenz- bzw. Gedächtnistest Zahlenreihe vorgelesen (ISI = 1 Sekunde) Zahlen wiederholen: erst 3 Zahlen, dann schrittweise Erhöhung Maximum der wiederholten Zahen = Zahlenspanne
- Messung der KZG-Kapazität: VISUELL-RÄUMLICHES KZG Test Blockspanne (Wechsler Intelligenz-/Gedächtnistest) Blöcke nacheinander angetippt, Proband soll Sequenz nachtippen Start mit 3 Blöcken, schrittweise Erhöhung ==> Maximale Anzahl der wiederholten Blöcke = Blockspanne
- Selektive Störungen des KZG: Evidenz gegen Mehrspeichermodell von Atkinson und Shiffrin und das Fazit der Kritik, die durch die Evidenz unterstrichen wird 1) Patient KF - Läsion in perisylvischem Cortex (um die sylvische Fissur): beeinträchtigung im Test "Zahlenspanne" (KZG) aber keine Beeinträchtigung beim Lernen von Wortpaaren (LZG) wird kritisiert: Tests seien zu unterschiedlich 2) Patient EE- Tumor im inferioren Parietal- und superioren Temporalcortex: nach Tumorentfernung selektive Beeinträchtigung des verbalen KZG - visuelles KZG und LZG intakt 3) Patient HM- Intaktes KZG, Defizit im LZG ==> LZG scheint unabhängig vom KZG zu sein
- Das Arbeitsgedächtnis ist verwandt mit dem .. Wesentlicher Unterschied? mit dem KZG Unterschied: Information muss nicht nur gehalten sondern auch manipuliert werden (beispielsweise in klassischen Tests: Zahlen oder Blocks rückwärts wiedergeben)
- Modell von Baddeley und Hitch: Zentrale Exekutive kontrolliert zwei modalitätsspezifische Subsysteme phonologischer Speicher visuell-räuml. Notizblock ==> Evidenz für Unabhängigkeit der Systeme: doppelte Dissoziation für visuelle und verbale Strategie beim Behalten von Wortlisten und visueller und verbaler Ablenkaufgabe
- Neuronale Korrelate von Arbeitsgedächtnis 6 verschiedene Punkte Hinweise auf funktionelle Asymmetrie: 1) Läsionen des linken supramarginalen Gyrus (Brodman Areal 40) --> Defizite im verbalen Arbeitsgedächtnis 2) rehearsal-Prozess in der linken Area 44 lokalisiert 3) Läsion des linken oder rechten parieto-okzipitalen Cortex führt zu Defiziten in visuell-räumlichem Arbeitsgedächtnis 4) links frontale Aktivierungen bei verbalen Aufgaben 5) Bilaterale frontoparietale Aktivierung bei visuell-räumlichem Material --> Linksseitige Aktivierungen bei nicht-verbalen Aufgaben evtl. Ursache in verbaler Kodierung
- Definition Amnesie Störungen des Langzeitgedächtnisses -> Gedächtnisproblem in allen Sinnesmodalitäten
- Mögliche Ursachen für Amnesien Schlaganfälle (Hirnblutung, Minderversorgung best. Areale),Hirntumore, Hirnhautentzündung, Kopfverletzung, Drogenmissbrauch, psychische Störungen (Depression, Schizophrenie)
- Einteilung von Amnesien hinsichtlich der Zeitspanne, die von der Amnesie betroffen ist, relativ zum auslösenden Ereignis erhaltenes Gedächtnis & retrograde Amnesie: Verlust der Erinnerungen anvor dem Ereignis Geschehenes - oft zeitlich begrenztRibotsches Gesetz: Am stärksten für nicht weit zurückliegende Ereignisse Koma und Anterograde Amnesie: Merkfähigkeit für neue Gedächtnisinhalte gestört, Info kann nur wenige Minuten behalten werden, keine "Chronik laufender Ereignisse"
- Anatomie der Amnesie - Patient HM Unfall mit 9 (Epileptische Anfälle ab 10, wurden mit 16 stärker, wobei Medikamente keine Wirkung haben) - Entfernung des medialen Temporallappens (MTL) und beidseitige Entfernung des Hippocampus--> Unbeeinträchtigte Wahrnehmung und normale Intelligenz aber schwere Gedächtnisprobleme FAZIT: vor allem anteriore Teile von Hippocampus und MTL betroffen, posteriore intakt
- Der Dentate Gyrus und der Parahippocampale Cortex sind Teile des Hippocampus
- Bei HM sind nicht alle Formen des Gedächtnisses gleichermaßen betroffen: starke anterograde Amnesie (episodisch) ca. 2 Jahre zurückgreifende retrograde Amnesie - Verlust der Erinnerung an alles Gelernte der letzten 2 Jahre (vor allem episodisch) Verlust der Erinnerung an einzelne Erinnerungen, bis zu 10 Jahre zurückliegend --> KZG intakt, prozedurales Lernen und Gedächtnis intakt
- Evidenz dafür, dass prozedurales Gedächtnis bei HM erhalten bleibt Spiegelzeichnen: Nachzeichnen der Konturen geometischer Figuren innerhalb einer Doppellinie, während Figur und Hand nur im Spiegel zu sehen sind: Mehrmals an unterschiedlichen Tagen wiederholen und parallel werden Fragen nach deklarativem Wissen gestellt (z.B. waren sie letztes Mal auch in diesem Raum?) - Prozedural verbessert sich HM (Bearbeitungszeit, Kontake mit der Linie, Zeit außerhalb des Musters wird weniger) - jedoch Dissoziation zw. Leistung und expliziter Erinnerung an die vorausgegangenen Testungen
- Evidenz für erhaltenes prozedurales Gedächtnis; Serial Reaction Time Task ( Wiederholte Sequenzen): bestimmte Sequenz von Signalen wird gezeigt, auf die mit verschiedenen Fingern reagiert werden soll Ergebnis Gesunde lernen Sequenzen prozedural (ohne explizites Wissen), wobei einige (Teile der) Sequenzen erinnern Amnesie-Patienten lernen genauso gut wie Kontrollgruppe
- Prozedurales Lernen wird von .... gesteuert Basalganglien
- Was ist außer das prozedurale Gedächtnis noch intakt bei Amnestikern? klassische Konditionierung - vom Cerebellum moduliert belohnungsabhängiges Lernen - Basalganglien
- Anatomie der Amnesie: 1) Zuordnung von neuronaler Struktur zu Defizit von HM wieso problematisch? 2) PATIENT R.B. hat eine Ischämie (Sauerstoffmangel) erlebt, ähnliches Defizitmuster wie bei HM: Infos über Post-Mortem Untersuchung: 1) meist unklare Zuordnung auf Basis der Läsion von HM --> Insbesondere Rolle des Hippocampus unklar 2) Hippocampus äußerlich intakt -> jedoch spezifische Veränderungen in der CA1-Region, Verlust von Pyramidenzellen (Pyramidenzellen besonders anfällig für Sauerstoffmangel)
- Beispiele der Amnesie aus der Diagnostik (Infos in der Klammer irrelevant, nur zur Veranschaulichung) 1) retrograde Information meist aus allgemeinem Weltwissen erschließbar, deshalb kann Amnesie manchmal überspielt werden bei der Diagnose (haben sie heute schon gefrühstückt? "Ich frühstücke immer wenn ich aufstehe, und so früh sieht es nicht mehr aus, aber erinnern kann ich mich nicht an heute morgen") 2) Normalerweise Erinnerungen im episodischen Gedächtnis nicht isoliert, sondern im Kontext eingebaut: bei Amnestikern nur isoliertes Wissen 3) Können Geschichten fehlerbehaftet und unvollständig reproduzieren 4) Können Bilder ähnlich rekonstruieren, wobei jedoch nur rudimentäre Elemente bleiben und explizite Details verloren gehen
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- Anhand von Affen und Rattenexperimenten wurde die neuronale Grundlage von Gedächtnis in Bezug auf folgende 2 Fragen getestet: Welche Rolle spielt der Hippocampus allein, ohne angrenzende MTL-Areale=Welche MTL-Strukturen sind wichtig für welche Art von Gedächtnis?
- Delayed non-match-to-sample Aufgaben bei Affen ergeben folgendes Ergebnis: Unterschied zwischen Gruppen wird größer je stärker die Verzögerung des Delays ist, Hippocampus und Parahippocampaler Cortex (HP) lädiert: schlechtere Ergebnisse, wenn aber zusätzlich noch perihirnaler Cortex (HPP) lädiert, noch schlechtere Ergebnisse! --> Wenn 3 Tage später wieder wiederholt wird, sind quasi alle fast gleich schlecht bzgl. der Anzahl der Trials bis zur richtigen Lösung
- Rolle der Amygdala: Räumlich unmittelbare Nähe zum Hippocampus (ist vor dem Hippocampus) --> Amygdala wichtig für emotionale Gedächtnisinhalte, spielt aber bei allgemeinen Gedächtnisaufgaben keine Rolle
- Verschalung der Strukturen im medialen Temporallappen Assoziationscortices befinden sich im Austausch mit perihirnalem und parahippocampalem Cortex. Diese wiederum sind ein Teil des enthorinalen Cortex. Der Enthorinale Cortex hat wiederum auch direkte Eingänge Alles, was in den Hippocamlus gelangt, muss vorher in den enthorinalen Cortex gegangen sein. -> Hippocampusstrukturen sind: Ca1, CA3, DG und Subiculum
- Hippocampus und Kontextgedächtnis Einzelzellableitungen bei Ratten und Mäusen - Place Cells im Hippocampus haben spezifische Aktivität für bestimmte Positionen und Richtungen, CA1 und CA3 im Hippocampus kodieren räumliche Aspekte des Kontextgedächtnisses
- Räumliches Gedächtnis bei Ratten und Mäusen wird erfasst im .... Ergebnisse? Morris Water Maze, gesunde Tiere lernen aufgrund visueller Hinweisreize die Plattform schneller zu finden Tiere mit Hippocampus-Läsionen lernen nur, wenn sie immer an derselben Stelle im Wasser gelassen werden (Stimulus-Response Lernen)
- Einzelzellableitungen bei Ratten und Mäusen ergeben bezüglich des Kontextgedächtnis, dass.. hippocampale Neurone auch für Kontexteigenschaften wie Gerüche aktiv sind, Hippocampus spielt möglicherweise eine Rolle in Verbindung mehrerer Kontextelemente, um eine komplette Episode zu erinnern
- Enkodierung und der Hippocampus: Subsequent Memory Paradigm Aufbau Probanden sollen sich zuvor gezeigte Stimuli merken, während dessen Hirnaktivitätsmessung und später Gedächtnistest --> Auswertung in Abhängigkeit von Erinnerungsleistung (event-related) --> Entweder Größeneinschätzung oder "belebt/unbelebt-Entscheidung" bei der Enkodierung --> Beim Gedächtnistest: Konfidenzeinschätzung (alt/neu) auf einer 6-Punkte-Skaa --> Quellengedächtnis (in Rot oder grün präsentiert?)
- Ergebnis des subsequent memory paradigms Aktivierung für später korrekt als alt erkannte Wörter mit korrektem Quellengedächtnis im posterioren Hippocampus und dem posterioren parahippocampalen Gyrus --> Gedächtnisprobleme nach hippocampalen Läsionen können aufgrund von Enkodierungsdefiziten stattfinden