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Rolle der Amygdala und des Hippocampus bei der Verarbeitung von Emotionen, Lern- und Gedächtnisprozessen

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  • Rolle der Amygdala - auch ohne Amygdala können emotionale Gesichtsausdrücke prinzipiell erkannt werden - allerdings scheint sie eine besondere Rolle bei der schnellen, automatischen, vorbewussten (-> „kurzer Weg“) ...
  • assoziatives vs. nicht assoziatives Lernen a) nicht-assoziatives Lernen: veränderte Antwort auf einzelne, nicht-gepaarte Reize  -> Habituation & Dishabituation  -> Sensitivierung b) assoziatives Lernen: veränderte Antwort auf gepaarte Reize   ...
  • strukturelle Veränderungen während Lernprozessen -> Eric Kandel (*1929): Neurowissenschaftler - erforschte molekulare Grundlage von nicht-assoziativen Lernprozessen (Habituation, Sensitivierung, Dishabituation) anhand der Aplysia californica (<3) - ...
  • Klassische Konditionierung 1. US -> UR und NS -> NR 2. US + NS -> UR 3. NS/CS -> UR/CR - zeitliche Verknüpfung von US und CS führt zum Assoziationslernen => Assoziation zwischen zwei sensorischen Reizen (S-S-Lernen) - insbesondere ...
  • zelluläre Basis von Lernen und Gedächtnis - Synaptische Plastizität: Effektivität der synaptischen Übertragung zwischen Neuronen ist veränderbar - vgl. Hebb'sche Lernregel: „Neurons that fire together wire together“: dauerhafte Erregung ...
  • Post-tetanische Potenzierung -> Mechanismus hinter assoziativem Lernen - synaptischer Kontakt zwischen zwei Neuronen im Hippocampus wird durch hochfrequente Reizsalbe (10-100 Reize/sek) stimuliert - vorher und nachher Messung des ...
  • LTP außerhalb des Labors - i.d.R. reicht Stimulation an einem synaptischen Kontakt nicht, um LTP auszulösen - bei PTP funktioniert dies, da die Reizung so stark ist (geringe externe Validität, da so starke Reize in der Realität ...
  • NMDA-Rezeptoren -> Klasse der Glutamatrezeptoren, von denen N-Methyl-D-Aspartat (NDMA) ein selektiver Agonist ist - ionotroper Glutamatrezeptor - bildet Ca2+- Kanal, wenn Glutamat bindet - im Ruhezustand durch Mg2+- ...
  • Mechanismen hinter LTP - NMDA-Rezeptoren spielen wichtige Rolle: Koinzidenzdetektoren, die sich nur öffnen, wenn prä- und postsynaptisches Neuron gleichzeitig aktiv sind  - Wenn Postsynapse bereits depolarisiert ist kann ...
  • Frühe Phase der LTP -> schnell eintretende Effekte a) präsynaptische Effekte - durch Proteinkinase wird in Postsynapse retrograder Botenstoff freigesetzt, welcher ins präsynaptische Neuron diffundiert über Second-Messenger-Prozesse ...
  • späte Phase der LTP -> später eintretende Effekte - Proteinkinasen modulieren Transkriptionsfaktoren, welche wiederum die Genexpression beeinflussen und zur Synthese neuer Proteine führen => morphologische Veränderung ...
  • experimentelle Überprüfung der Rolle von NMDA-Rezeptoren ... - zwei Neurone in Badlösung + chemischer NMDA-Blocker, wobei dieser Blocker an einer synaptischen Verbindung gezielt wieder abgewaschen wird - tetanische Stimulation an diesem Kontakt -> PTP, strukturelle ...
  • Langzeitdepression & zelluläre Mechanismen dahinter ... -> wird ausgelöst durch die Stimulation eines synaptischen Kontaktes mit einem niedrigfrequenten Stimulus (1 Reiz/sek) - verringerte Effektivität der Übertragung an einem synaptischen Kontakt, der ...
  • Enkodierung im Hippocampus - Neurone des Hippocampus erhalten Informationen aus dem Neokortex (Hut, Kaninchen, Patschuli-Duft) - bei ausreichender Reizintensität oder -dauert (-> zeitliche und räumliche Summation) entsteht über ...
  • Hippocampus-basierter Gedächtnisabruf - in einem anderen Kontext wird Organismus erneut mit einem Teil der Reize (nur Patschuli-Duft) konfrontiert - partieller Cue aktiviert hippocampalen Neuron, welches auf diesen reagiert (Duft) - durch ...
  • neokortex-basierter Gedächtnisabruf - durch wiederholt gepaarte Darbietung von mehreren Reizen und nach bestimmter Zeit vernetzen sich auch die Neurone auf Neocortexebene -> Gedächtnisabruf muss nicht mehr über den Hippocampus laufen, ...
  • Operante/ Instrumentelle Konditionierung -> „Law-of-effect“ (Thorndike): Belohntes Verhalten wird verstärkt, bestraftes Verhalten wird abgeschwächt - Assoziation zwischen sensorischen Reiz, motorischer Handlung und verstärkendem Reiz/ ...
  • Conditioned Place-Preference Experiment - eine dieser Kammern mit positivem Verstärker gepaart -> Präferenz dieser Kammer gegenüber der Anderen („konditionierte Platzpräferenz“) - wenn Dopaminrezeptoren pharmakologisch blockiert werden ...
  • Rescorla-Wagner-Modells - Lernen findet statt bei Erwartungsverletzung -> wenn eine Handlung genau die erwartete Konsequenz hat findet kein Lernen statt PEt = Rt - Vt - PEt – Prediction Error (Vorhersagefehler) in Trial t ...
  • Das Klüver-Bucy-Syndrom -> Untersuchungen im Makakenaffen von Klüver & Bucy (1939) - Betrachtung von Verhalten infolge von bilateralen Temporallappenläsionen (u.A. Amygdala und Hippocampus): - stark reduziertes Angst- und ...
  • Furchtkonditionierung -> klassischen Konditionierung: zeitliche Verknüpfung des US und des NS/CS führt zum Assoziationslernen  - bei Amygdalaläsionen ist die Furchtkonditionierung beeinträchtig => bei Furchtkonditionierung ...
  • "low" vs. "high road" der Amygdala - zwei Signalwege, auf denen sensorische Information (z.B. akustische oder visuelle Reize) in die Amygdala gelangen kann, um weiterverarbeitet zu werden: a) kurzer/direkter Weg über den Thalamus „low ...
  • Läsionen der "low" und "high road" - Schädigungen des kurzen, aber nicht des langen Weges beeinträchtigen die Furchkonditionierung => vor allem der kurze Signalweg spielt eine wichtige Rolle bei der Furchtkonditionierung
  • Verarbeitung von Gesichter verschiedener Mimik -> FMRT-Studie (Breiter et al., 1966): In welchen Hirnarealen werden Gesichter verschiedener Mimik (fröhlich, neutral, ängstlich) verarbeitet? - grade Verarbeitung von ängstlichen Gesichtern geht mit ...
  • Affective Blindsight -> Pegna et al. (2005) „Affective Blindsight“: Untersuchung eines Patienten mit kortikaler Blindheit (= Verlust der bewussten visuellen Wahrnehmung) nach bilateraler Schädigung des visuellen Kortex ...
  • Experimente anhand S.M. - Patientin S.M.: bilateraler Verlust an grauer Substanz im anterioren Temporallappen, insbesondere im Bereich der Amygdala -> Urbach-Wiethe-Syndrom: Verkalkung der Gefäße der Amygdala führt zu Absterben ...
  • Adolphs et al. (2005) Untersuchung anhand S.M. - untersuchten mittels Eye Tracking (Blickbewegung), ob S.M. Gesichter wmgl. anders betrachtete als Kontrollpersonen -> Hypothese: Es liegt nicht am Erkennen der Emotion, sondern daran, dass Patientin ...
  • S.M. Kapazität, Furcht zu empfinden -> Feindstein et al. (2011) untersuchten S.M. Kapazität, Furcht zu empfinden, indem sie sie Horrorfilmclips schauen ließen -> sehr geringe Kapazität, Furcht zu empfinden (im Vergleich zu Kontrollpersonen ...
  • Cannon-Bard-Theorie der Emotionen -> physiologischen Effekte sind dem subjektiven Erleben nachgeschaltet - Evidenz für die Cannon-Bard-Theorie liefern z.B. Patienten, die nach Rückenmarkschädigungen immer noch subjektives Erleben ...
  • James-Lange-Theorie der Emotionen -> das subjektive Erleben einer Emotion (das Gefühl „feeling“) ist die Konsequenz der physiologischen Effekte der Emotion - emotionales Erleben müsste zurükgehen, je weniger körperliches Feedback ...
  • Methodik zur Untersuchung biopsychologischer Korrelate ... 1. Untersuchung des Gehirnzustandes mittels bildgebender Verfahren wie z.B. EEG 2. Betrachtung vegetativer und hormoneller Prozesse z.B. über psychophysiologische Maße wie Hautleitfähigkeit, Herzrate ...
  • peripherphysiologische Korrellate emotionaler Prozesse ... a) elektrodermale Aktivität: Hautleitfähigkeit -> Messung der Schweißdrüsenaktivität - nur sympathisch beeinflusst b) cardiovaskuläre Aktivität: Herzrate, Herzratenvariabilität - symphatisch und ...
  • Vorgehen bei der Messung und Auswertung peripherphysiologischer ... 1. Messung eines Biosignals (z.B. Hautleitfähigkeit) 2. Gewinnung einer numerischen Größe (durch weitere Analyseschritte) 3. statistische Analyse: Betrachtung von z.B. - Amplitude: y(max) – y(min) ...
  • Furchtkonditionierung -> Bechara et al. (1995) - unkonditionierter Reiz (aversiver Ton), welcher gesteigerte Hautleitfähigkeit (UR) auslöst  - Konditionierungsphase: visueller Reiz (NS/CS+) + aversiver Ton (US) => gesteigerte ...
  • Furchtkonditionierung bei Patienten mit Amygdala-/Hippocampus-Läsionen ... -> Experiment von Bechara et al. (1995) Kontrollgruppe wies eine erhöhte Hautleitfähigkeit infolge des CS+ auf und eine Erinnerung an das Bild (CS+), welches mit dem aversiven Ton (US) präsentiert ...
  • Furchtgeneralisierung -> Reizgeneralisierung vom CS+ auf dem CS+ ähnliche Stimuli  - bis zu einem gewissen Grad sinnvoll (aber nicht zu viel!) - kann ebenfalls mittels SCR gemessen werden - Onat & Büchel (2015): Furchtkonditionierung, ...
  • "Cue" vs. "Kontextkonditionierung" a) Cue-Konditionierung - „klassische“ Art der Konditionierung im Labor: Konditionierung auf einen bestimmten Cue - Cue-Information gelangt primär über Thalamus und Kortex („kurzer“ und „langer“ ...
  • Experiment zur Kontextkonditionierung - Maren et al. (2013): In zwei verschiedenen Boxen wird Tier mit demselben CS konfrontiert, in der einen Box wird er mit aversiven Reiz gepaart (-> Furchtkonditionierung), in der anderen nicht  - obwohl ...
  • Emotionales Gedächtnis - emotionale Stimuli werden üblicherweise besser erinnert als neutrale  -> "emotionale enhancement effect" - Cahill et al. (1995): Untersuchungen des emotionalen Gedächtnisses anhand einer Bildergeschichte ...
  • Das limbische System -> besteht aus mehreren Hirnarealen, die sich wie einen Ring um Basalganglien und Thalamus legen - kortikale & subkortikale Bereiche wie Amygdala, Hippocampus und Gyrus cinguli  - Faserverbindungen, ...