Allgemeine und Biopsychologie (Fach) / Gehirn (Lektion)

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• Wie viele Nervenzellen besitzt das Gehirn? Es kommunizieren 100- 150 Milliarden Nervenzellen miteinander. Die Anzahl unterscheidet sich jedoch von Mensch zu Mensch.
• Wie viel Energie benötigt das Gehirn? Es ist ein beachtliches Maß an Energie notwendig- mehr als für jeden anderen Vorgang im Körper. Unter Normalbedinungen werden allein 20-50% der täglich zugeführten Energie für das Gehirn benötigt. Diese Angabe ist Intensitätsabhängig: 50% steht eher für Babys im wachstum/ 30- 40% benötigt ein Erwachsener beim Lernen. 
• Welche Farbe haben unsere Gehirnzellen? Im Leben sind sie rosa. Die "grauen Zellen" sind nur im toten Gehirn grau. 
• Was ist wichtig, damit das Gehirn seine vielfältigen Funktionen erfüllen kann? Die verschiedenen Gehirnareale müssen zusammen wirken. 
• Wie groß ist unser Gehirn? Größe: 1500- 2000cm2 (=ca. 0,2m2)
• Wie schwer ist unser Gehirn? Gewicht: 1,2- 1,5kg Das Gehirn macht nur 2% unseres Körpergewichts aus.
• Wie viele Verbindungen kann ein Neuron haben? Jedes Neuron kann Verbindungen zu ca. 10.000 anderen Neuronen haben. Wenn jedes Neuron mit jedem anderen verbunden wäre, dann hätte unser Gehirn einen Durchmesser der Größe von London (ca. 20 km).
• Aus was für Zellen besteht unser Gehirn? Neuronen sind ca. 10% der Zellen in unserem Gehirn, weitere Zellen sind Gliazellen. 
• Wie viele Synapsen hat unser Gehirn? Anzahl Synapsen etwa 100 Billionen (10 hoch 14)
• Wie viele synaptische Aktivitäten hat unser Gehirn pro Sekunde? 5 Billiarden
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• Wie viel Speichervolumen hat unser Gehirn? 10 hoch 150
• Wie viele Elementarteilchen hat unser Gehirn? 10 hoch 79
• Wie unterscheiden sich die Gehirne von Zwillingen? Eineiige Zwillinge haben nicht anatomisch identische Gehirne. Struktur und Hirnoberfläche sind nicht genetisch determiniert (Faltung unterschiedlich), allerdings ist die Hinrgröße genetisch bedingt. 
• Was weiß man über die Gehirne autistischer Personen? Sie haben größere Gehinre und größere Köpfe (-> Diskussion Hirngröße und Intellekt)
• Wie unterscheiden sich die Gehirne von Männern und Frauen? Männer haben größere Gehirne, die von Frauen sind gefalteter (größere Oberfläche).
• Können sich Neuronen regenerieren? Ja, zumindest in bestimmten Regionen.
• Können Neuronen im Gehirn absterben? Wir verlieren ungefähr ein kortikales Neuron pro Sekunde (= 85.000 pro Tag). 10% unserer kortikalen Neurone verschwinden zwischen dem Alter von 20 und 90 Jahren. Hierbei handelt es sich um ca. 10% des Gesamtvolumens.  Je mehr kognitive Fähigkeiten sich ein Mensch antrainiert hat, desto weniger merkt man den Verlust. 
• Wofür ist die Blutversorgung des Gehirns wichtig? Sie versorgt das Gehirn mit Zucker, Sauerstoff und Nährstoffen. 
• Wie kann man sich den Verlauf der Blutgefäße im Gehirn vorstellen? Sie weben sich durch ein dichtes Netz aus Neuronen. 
• Was ist die Blut- Hirn- Schranke? Sie ist eine physiologische Barriere zwischen dem Blutkreislauf und dem ZNS. Sie schützt das Gehirn vor im Blut zirkulierenden Krankheitserregern, Toxinen und Botenstoffen. Sie stellt einen hochselektiven Filter dar, über den die vom Gehirn benötigten Nährstoffe zugeführt und die entstandenen Stoffwechselprodukte abgeführt werden. Andererseits erschwert diese Schutzfunktion des Gehirns die medikamentöse Behandlung einer Vielzahl neurologischer Erkrankungen, da auch sehr viele Wirkstoffe die Blut- Hirn- Schranke nicht passieren können. Bisher sind nur wenige Substanzen in der Lage die Blut-Hinr- Schranke zu überwinden, weshalb viele potenzielle Neuropharmaka letztlich an der Blut- Hirn- Schranke schweitern. 98% der Substanzen können die Blut- Hirn- Schranke nicht überwinden.  Alkohol kann die Blut-Hirn- Schranke leider überwinden und so Nervenzellen töten. 
• Was sind Astrozyten? Spezielle Nervenzellen, die die Membarnschicht der Blut- Hirn- Schranke bilden. 
• Wie ist die Blut- Hirn- Schranke aufgebaut? (siehe Skript) 1.Kopfhaut 2. Schädel 3. Dura mater= harte Hirnhaut 4. Arachnoidea mater= weiche Hirnhaut 5. Subarachoidalraum= Zirkulation der Gehirn- Rückenmarksflüssigkeit 6. Pia mater= Bindegewebsschicht 7. Kortex weiter relevante Bestandteile: Arterie/ Sinus= intraduraler venöser Blutleiter
• Wie ist die Unterteilung des Kortex (siehe Schaubilder Skript)? Das Gehirn hat eine linke und eine rechte Hemisphäre. -Der zerebrale Kortex ist die äußere Rindenschicht des Gehirns. -Die Hirnlappen sind die groben Unterteilungen des zerebralen Kortex: -Frontallappen/ Stirnlappen -Parietallappen/ Scheitellappen -Temporallappen/ Schläfenlappen -Hinterhauptslappen/ Okzipitallappen
• Wie ist unser Großhirn aufgebaut? Es besteht aus der Großhirnrinde und dem Hirnmark. Großhirnrinde(Rindenschicht),= Äußerer, geforchter Bereich(Kortex) des Großhirns;Dicke: 2 bis 5 mmsog. „graue“ Substanz.Hier liegen dieZellkörper der Neurone(„die Rechenmaschine“) HirnmarkDie Nervenfasern der Neuronen der Großhirnrindeverlaufen unterhalb der Hirnrinde und bilden die sog.„weiße Substanz“ des Großhirns (das sog. Hirnmark),d.h. das „weiße“ sind die Fortsätze der Nervenzellen(Nervenbahnen = myelinisierte Nervenfasern)
• Wie ist unser Gehirn gegliedert (Hirnlappen) ? Der Frontallappen:Er erfüllt motorische Funktionen, indemer Bewegungen steuert und kontrolliert.Daneben gilt der Frontallappen als Sitzvon höheren Funktionen wie Moral,Bewertung, Planen, Entscheiden undSelbstbeherrschung. Hier wirdangemessenes Verhalten organisiert. Der Parietallappen:                                                                                                             Er spielt eine wichtige Rolle bei der Integrationsensorischer Informationen. Der Okzipitallappen: Er verarbeitet visuelleImpulse und ist das Sehzentrum desGehirns. Der Temporallappen: Hier ist dasWernicke-Zentrum angesiedelt. Das ist vorallem für das Verstehen von Sprachewichtig. Verletzungen in dieser Regionbewirken, dass Sprache nicht mehrverstanden werden kann. Betroffenereden schwallartig, aber verworren undunverständlich. Auf der oberen Windung desTemporallappens, dem Gyrustemporalis superior, liegt das Hör-Zentrum.
• Was lässt sich über die Gliederung des Gehirns nach Brodman sagen? Er revolutionierte das Bild des menschlichen Gehirns. Er färbte die einzelnen Gehirnbereiche ein, untersuchte es unter dem Lichtmikroskop und zeichnete sie dann ab. Er gliederte somit 1909 das Gehirn in 43 Areale auf Basis der Oberflächenstruktur. Die grobstruktur stimmt bis heute- jedoch wurden mittlerweile einige Felder in neue, weitere Felder unterteilt (heute in ca. 50 Areale).
• Benennen Sie die Areale und Funktionen im Frontallappen. Motorischer Kortex:willkürliche Bewegungssteuerung:Repräsentation im Gehirn entsprichtKörperform und Bedeutsamkeit(somatotopisch =  Die einzelnen Körperteile sind auf bestimmten kortikalen Abschnitten repräsentiert. Die Größe des Repräsentationsfeldes entspricht nicht der Ausdehnung der Körperregion.(Hand = große Fläche, Fuß = kleine Fläche)) prämotorischesund supplementär motorisches Feld:Planung von Bewegungen;Speicherung gut gelernterBewegungssequenzen BrocaSprachzentrum:Umsetzung von gedachter in gesprochene Sprache (Sprache sitzt eig. auf linker Seite). präfrontaler Kortex:(in Teilen) Kurzeitgedächtnis;langfristige Handlungsplanungemotionale und motivationaleSteuerung (persönlichkeitsgebend);Entscheiden (-> Achtsamkeitszellen für Alkohol)
• Was sind die Areale und Funktionen des Temporallappens? Primäre Hörrinde:Analyse von Sprache und Tönen,Frequenzen haben ihren jeweiligenRepräsentationsort,Klangarten sind räumlichunterschiedlich repräsentiert Sekundäre Hörrinde:im Wesentlichen das Wernicke-Sprachzentrum;Umsetzung von Klängen in Wörterund Melodien, Verbindung von Klang und Bedeutung (Verstehen und Ortung)
• Was sind die Areale und Funktionen im Parietallappen? Primärersomatosensibler (körperlich)Kortex:bekommt Informationen aus Haut,Sehnen und Gelenken, wie derprimäre motorische Kortex;überwiegend somatotop aufgebaut;je größer die Sensorendichte in derPeripherie, desto präziser dieWahrnehmung;wie motorischer Kortex Verarbeitungder Informationen dergegenüberliegenden Körperseite SekundärersomatosensiblerKortex:vermutlich die Verbindung dersensorischen Informationen desprimären somatosensiblen Kortex mitEmpfindungen;vermutlich beteiligt an dervisiomotorischen Steuerung;vermutlich beteiligt am Lernen durchImitation
• Was sind die Areale und Funktionen im Okzipitallappen? PrimäreSehrinde:• Aufnahme der visuellenInformationen (über den Thalamus),• Areal bildet die Informationslokalisationin der Retina nach(Retinotopie= Abbilung auf der Retina 1:1)• Innen- und Außenrand der Retinasind umgekehrt (Fovea centralis istam Rand des Areals 17 lokalisiert) SekundäreSehrinde:• Weiterverarbeitung der visuellenInformationen aus Areal 17,• Klassifikation von Bildeindrücken• Wiedererkennen, Farben, Formen,Bewegungen, räumliches Sehen,• starke Verbindungen zuGehirnteilen, die Augenbewegungensteuern
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• Welche Hinstrukturen gibt es und was sind Ihre Funktionen (siehe Skript)? Zerebraler Kortex:oberstes Kontroll und Informationsverarbeitungszentrum Corpus Callosum: Axonfasern, die die beiden Hemisphären verbinden Thallamus: Schaltstation- Entscheidet was bewusst wird; leitet Botschaften zwischen den niederen Hinregionen und dem zerebralen Kortex weiter Hypothalamus (alles fürs negetative Nervensystem): kontrolliert die lebenserhaltenden Funktionen wie z.B. die Nahrungsaufnahme; untertsützt die Steuerung des endokrinen Systems; steht in Verbindung mit Emotionen und Belohnung Hypophyse: zentrale Drüse des endokrinen Systems Formatio reticularis (automatisiertes Nervensystem- Schluckreflex): untertstützt die Erregungskontrolle Pons: untertsützt die Bewegungskoordination Medulla Oblangata: kontrolliert den Herzschlag und die Atmung Rückenmark: Bahn für Nervenfasern vom und zum Gehirn; kontrolliert einfache Reflexe Kleinhirn (Zerebellum): koordiniert Willkürbewegungen und Gleichgewicht und unterstützt das Gedächtnis; automatisierte Handlungen werden hier gespeichert; ist auch bei höheren kognitiven Funktionen beteiligt Amygdala: mit Emotionen verbunden Hippocampus (Bedeutung: Seepferdchen): mit dem Gedächtnis verbunden
• Wie ist unser Gehirn von oben nach unten aufgebaut (Bereiche, siehe Skript)? Großhirn: Endhirn- Großhirnrinde (Neokortex), Basalganglien, Limbisches System Zwischenhirn- Thalamus, Hypothalamus, Hypophyse Mittelhirn- ist ein Teil des Hirnstamms und liegt zwischen Brücke (Pons) und Zwischenhirn Kleinhirn und Hirnstamm: Kleinhirn (Cerebellum), Brücke (Pons), Verlängertes Mark (Medulla Oblangata) ->Strukturen haben sich nicht verändert, aber unser Kortex macht uns zu höheren geistigen Wesen.
• Wie ist der Hirnstamm aufgebaut? Er lässt sich als Baumstamm berschreiben, der in unser Gehirn hineinragt. -Thalamus -Hirnstamm: Formatio reticularis, Brücke, Medulla Oblangata
• Was ist die Aufgabe des Hinrstamms? Der Hirnstamm Er bildet den Übergang zwischenRückenmark und übrigen Gehirn und dieInformationen werden vom Hirnstammüberkreuz weitergeleitet. Er ist massiv mit anderen Hirnarealen verbunden. Deswegen wird die linke Körperhälftevon der rechten Gehirnseite gesteuertund die rechte Körperhälfte von derlinken Gehirnseite.
• Was sind die Areale und Funktionen im Hirnstamm? FormatioReticularis- Lage: säulenartigeNeuronenstrukturim Kern desHirnstamms Funktionen:• mit vielen Hirnregionenverbunden• Aufrechterhaltung des innerenMilieus des Körpers (Atmung,Kreislaufregulation, Aktivitätsniveau)• Regulation der Kortexaktivität Pons(Brücke)- Lage:oberer Teil desGehirnstamms Funktionen:• Ursprung vieler Hirnnerven• Augenbewegungen, Lidschlag• Mimik und Kauen• Gleichgewichtsregulation MedullaOblongata- Lage: unterster Teil desGehirns imGehirnstamm Funktionen: • Steuerung der Willkürmotorik• Steuerung des vegetativenNervensystems• Vitalfunktionen , Reflexe• Regulation Schlaf-Wachrhythmus
• Was sind die Areale und Funktionen im Hinrstamm und Kleinhirn? Kleinhirn- Lage: hinterer Schädelbereichunter demGroßhirn, vieleVerbindungen zuanderenGehirnteilen Funktionen: • Steuerung der motorischenFeinabstimmung• Koordination von Bewegungen(Gleichgewicht; Koordination)• Beteiligung an Lernprozessen(klassische Konditionierung,Automatisierung),                                                 Konditionierungen werden hier gespeichert                                                                          • Kurzzeitgedächtnis• In Diskussion: Beteiligung anzahlreichen kognitivenProzessen
• Wie schwer ist unser Kleinhirn? Das Gewicht des Kleinhirns macht nur ungefähr10 % des Großhirngewichts aus, aber es hat so feineblattförmige Windungen, dass seine Fläche50 bis 75% des Großhirns entspricht.
• Wss sind die Areale und Funktionen im Mittelhirn? Mittelhirn- Lage: Bereich oberhalb des Hirnstamms (Mandelkern unter Hypocampus) Funktionen: • Koordination optischer Reflexe• Steuerung der Augenmuskulatur• Bewegungssteuerung• beteiligt an Schmerzwahrnehmung
• Aus welchen Bereichen besteht das limbische System? -Hypothalamus -Hippocampus -Amygdala
• Was sind die Alreale und Funktionen des Zwischenhirns? Hypothalamus (viele einzelne Kerne, heute kann man sogar die Aufgabe jedes Kerns beschrieben)- Lage: unterhalb des Thalamusnach vorne verschoben gelegen Funktionen: • wichtigstes Steuerorgan des vegetativenNervensystems•Regulation von Atmung, Kreislauf,Nahrungsaufnahme• Hormoneller und neuronaler Signalinputund -output Hypophyse- Lage: Verlängerung des Hypothalamus Funktionen: • wichtigstes Steuerorgan des hormonellenSystems• Bildungsort und Speicher verschiedenerHormone• Steuerung durch Releasing- undInhibitinghormone vom Hypothalamus Thalamus- Lage: eiförmiger Bereich unterhalb des Kortex Funktionen: • sehr stark vernetzter Gehirnteil• Verbindung zur Seh- und Hörbahn,• Filterung sensorischer Informationen,• Emotion, Motivation, Ich-Erleben• “Tor zum Bewusstsein” (Er entscheidet,welche Sinnesendrücke ins Bewusstseinvordringen und leitet sie an die einzelnenVerarbeitungszentren weiter)
• Was bedeutet limbisch? Grenze/ Saum
• Was sind die Areale des limbischen Systems und Ihre Funktionen? Hypothalamus- Lage: unterhalb des Thalamus nach vorneverschoben gelegen Funktionen: • wichtigstes Steuerorgan desvegetativenNervensystems•Regulation von Atmung, Kreislauf,Nahrungsaufnahme• Hormoneller und neuronalerSignalinputund -output Hippocampus- Lage: bogenförmige Struktur am Endhirn Funktionen: • vielfältige Verschaltungen innerhalbdes Hippocampus• Verbindungen zu Sehfeldern,Amygdala, Thalamus, Raphé-Kernen• reagiert auf viele Transmitter• Integrationszentrale des Gehirns• Einspeicherung und Abruf vonGedächtnisinhalten Amygdala- Lage: liegt auf der Innenseiteder Hemisphären Funktionen: • starke Verbindungen zu Thalamus,Hypothalamus, Riechnerv, FrontalundTemporallappen• Angst- und Wutreaktionen,• beteiligt an Verarbeitung undSpeicherung emotionaler Inhalte
• Nennen Sie weitere Besoderheiten des Hippocampus (limbisches System) Der Hippocampus ist Teil des limbischenSystem. Er ist die Schaltzentrale zwischenKurz- und Langzeitgedächtnis. Kurzzeitgedächtnis: umfasst 1- 2 Minuten (Zeitrechnung hat mit der Eisenbahn begonnen) Langzeitgedächtnis: Wie bringe ich die Inhalte ins LG -> Hippocampus Über Jahre verlagern sich Erinnerungen ausdem Hippocampus in den Parietallappen. Ander Größe und Vernetzung des Hippocampuskönnen Neurologen ablesen wie groß z.B. die Fortschritte seinwerden, die Studierende im Mathe-Trainingmachen.
• Nennen Sie weitere Besonderheiten der Amygdala. Die Amygdala wird auch Mandelkern gennant. Sie ist wichtig für das Gedächtnis und für das Lernen,aber auch für die Verarbeitung vonEmotionen, insb. der Angst.Die Amygdala ist aktiv, wenn es darumgeht, Reize aus der Umwelt auf ihrGefährdungspotenzial hin zu beurteilen. In der Regel erinnern wir uns an Ereignisse, die einen emotionalen Hintergrung haben, ob freudig oder ägnstlich.
• Was wissen Sie zu Traumata? -jahrelange Traumata= Abspaltung der Erinnerung -einmalige Traumata werden nicht vergessen -Flugzeigabsturz von Rammstein 1988 = Hier hat Traumaforschung begonnen -Traumapsychologe fordert 2 Jahre lang zusätzliche Ausbildung -Sympthome: Handlungsunfähigkeit, kognitive Überforderung, durch Auslöser= Unterschied zur Depression
• Wie unterscheiden sich die Kortexareale des Menschen von anderen Säugetieren? Einer der großen Unterschiede zwischen den einzelnen Gehirnen sind diegroßen Assoziationsfelder (hell-rosa in der Abbildung) des Menschen.Sie bringen sensorische Signale in einen Zusammenhang mit dem gespeichertenWissen – ein entscheidender Vorteil im Denkprozess.Bei elektrischer Stimulation zeigt sich bei den Assoziationsfeldern keinebeobachtbare Reaktion – aber sie schlafen nicht, sondern sie ermöglichen diehöheren geistigen Fähigkeiten wie lernen, erinnern, planen, denken und sprechen. Diese zunehmende Komplexität entstand dadurch, dass sich bei den einzelnen biologischen Arten neue Gehinsysteme über den alten gebildet haben, ähnlich wie auf der Erde neue Landschaften die älteren bedecken. Unterschied: Volumen Assoziationsfelder revolutionär- frontaler Kortex= größer Zuwachs: Ratte< Katze< Schimpanse< Mensch
• Was ist dran am Mythos, dass wir nur 10% unseres Gehirns nutzen? Beispiel Forschung: Man hat Taubengehirn rausgeschnitten, aber Taube konnte immer noch picken. -> Ist hier eine Übertragung auf den Menschen überhaupt möglich? -> Auch dann, wieso sollte man so ein großes Gehirn haben, wenn man nur 10% davon nutzt?
• Wie ist die nachgewiesene zerebrale Dominanz bzgl. bestimmeter Funktionen? Fähigkeiten, die eine funktionelle cerebrale lateralisierung zeigen. Linkshemisphärische Dominanz: Sehen- Wörter, Buchstaben Hören- Sprachlaute Fühlen- nichts Bewegung- komplexe Bewegungen, ipsilaterale (auf der selben Körperseite) Bewegungen Gedächtnis- verbales Gedächtnnis, Interpretation von Erinnerungen Sprache: Sprechen, Lesen, Schreiben, Rechnen Räumliche Fähigkeiten: nichts Rechtshemisphärische Dominanz: Sehen- Gesichter, geometrische Muster, emotionaler Ausdruck Sprachlaute- nichtsprachliche Geräusche, Musik Fühlen- taktile Muster, Braillerschrift Bewegung- Bewgung in räumlichen Mustern Gedächtnis- nichtverbales Gedächtnis, Wahrnehmungsaspekte von Erinnerungen Sprache- emotionaler Gehalt Räumliche Fähigkeiten- mentale Rotation von Formen, Geometrie, Richtung, Entfernung ->Sprache linksseitig und damit die stärkste lateralisierte Fähigkeit im Gehirn
• Beurteilen Sie die Aussage: Das ist ein Rechtsdenker oder Linksdenker? -> totaler Blödsinn Es gibt keine Erkenntnisseüber die Verbindung vonPersönlichkeit undGehirnprozessen im Sinnevon: „das ist ein `Rechtshirner`,der handelt so intuitiv“.Das ist spekulativ. Wichtig in diesem Zusammenhang:5% sind lateralisiert (neuroanatomische Ungleichheit). Es ist mehr gleich als unterschiedlich.
• Was ist eine Aphasie? Eine Störung der Sprache

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