Neurowissenschaftliche Methoden an der Universität Osnabrück

--> Unterstützung Lokalisationsansatz

*Broca 1861: Patient mit Zustand nach Schlaganfall kann Sprache verstehen, aber nicht sprechen (Area B.)

* Wernicke 1876: Patient nach Schlaganfall spricht fließend, aber Inhalt sinnlos (Area A.)

= Neuroanatomen versuchen Gehirn mit mikroskopischen Methoden in Areale einzuteilen

Areale unterscheiden sich aufgrund Dicke, Dichte und Zelltypen

*Frühes 20. Jahrhundert

Brodmanns: heute noch gültige cytoarchitektonische Katrographierung, anatomische Unterschiede entsprechen funktionellen Unterschieden (52 Area)

Cajal: Neuron-Doktrin

"Neuronen sind diskrete funktionelle Einheiten"

Neuron-Doktrin = Gehirn besteht nicht aus einem einzigen zusammenhängenden Nervennetz, sondern aus inddividuellen Nervenzellen, die über Kontaktstellen miteinander kommunizieren

"Invasive studies in which areas of animals' brains are surgically removed or otherwise destroyed to determine what function they perform"

--> invasive: muss wirklich Eingriff im Hirn vornehmen

--> nur im Tierexperiment möglich!

*Wie verändert sich Verhalten, wenn selektiv bestimmte Hirn-Areale entfernt oder unbrauchbar (dysfunktional) gemacht werden?

Zum Studium der Funktionsweise bestimmter Areale im Humanbereich sind "natürlich auftretende Läsionen" nötig z.B. Tumore, Schlaganfall und zerebrale Blutung

Eisenstange bohrte sich durch Schädel

lief noch 1h danach herum, dann verfiel er in ein Delir

überlebte

Aber: vorher liebenswürdig und zuverlässig; jetzt unzuverlässig, reizbar, planlos

--> Erster Hinweis auf Frontalhirn als Sitz der Repräsentation von Planungsfähigkeit, Werten und "Persönlichkeit"

Patient leidet an organischer Amnesie (Gedächtnisstörung) nach Unfall

Störungen im linken medialen Temporallappen --> Zuständig für Abspeicherung Infos im Gedächtnis (explizites Gedächtnis)

implizites Gehirn: bsp. Schuhebinden (kann durch Priming untersucht werden)

Priming= Beispiel Kuhbild, kommt auf Lösung, wenn man vorher Bild gesehen hat

Problem Priming: Explizite Kontamination (siehe VL Wahrnehmung)

Konnte Patient Blume wirklich automatisch identifizieren oder hat er sich lediglich vorgemerkt, dass er nach Blättern z.B. suchen muss?

--> Bei Unfall könnten auch andere Defizite da sein

--> bei K.C. keinerlei andere Störung

K.C. zeigt normale Priming-Leistung

nach 12 Monaten immer noch Primingeffekte

--> Areal MTL (für explizit) kann nicht für implizites Gedächtnis zuständig sein; unterschiedliche Gehirnareale für episodisches und implizites Gedächtnis zuständig

Amnesie heißt nicht, dass man sich nicht mehr merken kann, sondern explizite Dinge nicht

1. Unsicherheit ob durch Läsion nur ein distinktes Areal dysfunktional gemacht wurde

--> Bei Patientenstudien Problem noch größer

2. Bei Läsionsstudien muss klare Hypothese bestehen, wo man zu suchen hat

3. Große interindividuelle Differenzen in neuroanatomischer Organisation

4. Läsion eines bestimmten Areals kann zu Veränderungen des "normalen" Verhaltens führen und damit Funktionsweise intakter Hirnstruktur verändern (kortikale Reorganisation; vgl. VL Wahrnehmug)

--> directionality problem: Ist Läsion verantwortlich für geänderte Änderungen oder führt geänderte Verhalten zu weiteren Änderungen im Gehirn

5. Generelles Problem korrelativer Studien: keinerlei kausalen Schlussfolgerungen, Einfluss Drittvariable kann nicht kontrolliert werden (third-variable problem)

andere Möglichkeit etwas über Funktionsweise bestimmter Areale zu lernen

man schaut sich Funktionscharakteristika individueller Nervenzellen an

--> intrazelluläre Ableitung= mit Messapparat in Zelle hineinsticht und von dieser Aktivität aufzeichnet

= sicherste Weg von nur einem Neuron

= Gefahr Zelle zu beschädigen

--> extrazelluläre Ableitung= dünne Elektroden werden in Nähe der Zellmembran platziert, um elektrische Veränderungen zu messen

ganz starke Belege dafür, dass MT unser Bewegungsareal ist

Vorteil: kann spezifisch in einem Areal forschen und viel lernen

Einzelzellableitungen geben kaum Information über Dynamik in neuronalen Netzwerken

"Was machen andere Areale in den besprochenen Experimenten?"

invasive Methode, d.h. beim Menschen kaum anwendbar

Eine nicht-invasive Möglichkeit etwas über die Aktivität "großer" Zellverbände zu lernen ist das ElektroEnzephaloGramm (EEG)

Wird ein Aktionspotential abgefeuert, wird das Signal entlang des Axons weitergeleitet

--> An den synaptischen Endknöpfchen (terminal buttons) kommt es zur Ausschüttung von Neurotransmittern, die über den synaptischen Spalt mit den Rezeptoren des nächsten Neurons im Schaltkreis interagieren

--> Das Anbinden von Neurotransmittern an postsynaptische Rezeptoren führt zu 2 möglichen Effekten (abhängig von Transmitter- und Rezeptorstruktur)

(1) Depolarisation

(2) Hyperpolarisation

z.B. Änderung des Ruhepotentials von -70 auf -73 mV

--> Inhibitorisches Postsynatisches Potential (IPSP)

(Negativer, wird gehemmt)