Kognitive Neurowissenschaften at Universität zu Lübeck

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Übertriebene Lokalisation

– Zu starke Ausdifferenzierung: Selbst- und Gemeinschafts-Ich, Körper-Ich, Sinnverständnis für optische Gedanken…
– Läsionen, auf denen Befunde beruhen, sind nicht so umschrieben wie benötigt (Verletzungen bei Kriegsteilnehmern halten sich nicht an die cyctoarchitektonischen Grenzen, Druckphänomene bei Tumoren)

• Aber: es bleiben lateralisierte Läsionsphänomene wie Beeinträchtigungen der
Sprache (-> Broca, Wernicke)

52 Areale, Beschreibung auf Grundlage der Zellstruktur und -Anordnung (sichtbar durch Nissl-Färbung)

Grenzen der Brodmann Areale tatsächlich auch Grenzen von Funktionen (zytoarchitektonische Strukturen wichtig)

• Sherrington, 1932: Vermutung, dass Dendriten nicht direkt mit nächstem Neuron in Verbindung stehen, "sondern vielmehr nur in dem Kontakt mit der Substanz
  der Dendriten oder des Zellkörpers steht, an dem sie angreift.“

• Eccles, 1963: Erforschung der Erregungsübertragung am
  synaptischen Spalt.
  • Messung elektrischer Potentiale
  innerhalb einer Zelle des ZNS
  • chemische Übertragung
  • erregende und hemmende
  postsynaptische Potentiale

– elektrische Stimulation zum Verständnis der Hirnfunktion bei Hunden und Fröschen mit Hilfe der Wachkraniotomie

– Reizung spezifischer Strukturen führt zur Aktivierung korrespondierender
Muskelgruppen
– Hypothese: auf anatomischer Ebene sollten sich Hirnstrukturen mit
unterschiedlichen Funktionen ebenfalls unterscheiden

Beobachtungen an Epilepsiepatienten und des Verlaufs unwillkürlicher Bewegungen während eines Anfalls

Postulat der topographischen Organisation des Kortex:

Räumliche Lagebeziehung einzelner Strukturen zueinander. Zuordnung von kortikalen Arealen und Funktion, z.B. Steuerung von Hand und Fuß

Beobachtung an Schlaganfallpatienten:
Partieller Erhalt von Sprachfähigkeiten
-> Verschiedene Hirnareale sind an der
Steuerung beobachtbaren Verhaltens
beteiligt.

• law of effect
• Konditionierung
• Belohnung als Mechanismus, adaptives Verhalten zu modulieren.

Hintergrund: Versuch der Zuordnung von kognitiven Funktionen zu spezifischen Hirnarealen durch Ablation (Läsionen bei Tauben), aber verschiedene Läsionsorte wirkten sich auf gleiche Kognitionen aus, daher:

Das ganze Gehirn ist an der Steuerung und Generierung von Verhalten beteiligt.
– Zurückweisung der Lokalisationsannahmen der Phrenologie
– Vorläufer des Verständnisses kognitiver Funktionen als interagierende
Netzwerke

• Lokalisationstheorie
• Gehirn um ca. 35 spezifische Funktionen gebaut
(Sprache, Farbwahrnehmung, Moral)
• häufigkeitsabhängiger Zusammenhang
Funktion-Ausmaß/Größe der Struktur
• Wachstum führt zu einer Ausbeulung des
Schädelknochens

Anfänge:

„Keine direkte Verbindung zwischen den
Ganglienzellen durch die protoplasmischen
Fortsätze.“ (Nansen, 1887)

Ramón y Cajal (1852-1934): Neuron = einzelne distinkte Einheit

- unterschiedliche sensorische Areale haben eine
unterschiedliche Zytoarchitektur
- Neuronen verzweigen sich während ihrer Entwicklung
- die Wiederherstellung von Strukturen nach Krankheit ist
möglich
- Beschreibung von Alterungsprozessen
- Abbau von Struktur bedeutet Verlust von Funktion.

unklar bleibt, wie Neurone miteinander kommunizieren!

(Dax), Broca(1824-80):

Patient “Tan”: gestörte Sprachproduktion bei erhaltenem Sprachverständnis

Wernicke (1876)

Schlaganfallpatient: Sinnfreie, aber flüssige Sprachproduktion bei fehlendem
Sprachverständnis

• Teil des Thalamus; besteht aus 6 Schichten

• Parvocellulare Ganglionzellen (P-Zellen,
eher in der Fovea vorhanden) projizieren
auf die oberen 4 Schichten des LGN
• Magnocellulare Ganglionzellen (eher
peripherer Teil der Retina) projizieren auf
die unteren beiden Schichten und ~  10% auf den  colliculus superior (zuständig für Augenbewegungen) bzw. nucleus pulvinar