Neurowissenschaftliche Grundlagen an der Universität Zu Köln | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Neurowissenschaftliche Grundlagen an der Universität zu Köln

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Was kann man mit der Methode der Einzelzellableitung untersuchen?
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Das Antwortverhalten (Frequenz der Aktionspotenziale) einzelner Neurone auf bestimmte Reize
—> invasiv 
—> hohe zeitliche und räumliche Auflösung
—> Messung der Aktivität, keine Stimulation
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Wie genau erfolgt die Einzelzellableitung und welche Formen dieser Messung gibt es?
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  • Elektrode wird intrazellulär (im Axon) oder extrazellulär (außerhalb der Axonmembran) platziert
  • single cell
  • multi-unit —> Problem des Spike-Sorting
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Für welche Zwecke wird diese Methode bei Menschen angewandt und wie genau kann man vorgehen?
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  • Verwendung bei Epilepsie-Patienten, zur Identifikation des Epilepsie-Herdes
  • Depth-electrodes für subkortikale Regionen
  • multi-electrode-grid für kortikale Regionen
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Welche Arten neuronaler Codes (=neuronale Repräsentationen) werden angenommen?
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1 Lokale Repräsentation: alle Information über einen Reiz wird von einem Neuron repräsentiert, einzelne Neurone feuern nur bei spezifischen Reizen („Grandmother cells”)
2 fully distributed representation: vollständig verteilte Repräsentation; die Information über einen Reiz wird von allen Neuronen einer Neuronenpopulation repräsentiert
3 sparse distributed representation: teilweise verteilte Repräsentation; die Information über einen Reiz wird von einem Teil der Neuronen einer Neuronenpopulation repräsentiert
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Wie können Informationen aus der Umwelt neuronal codiert werden?
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Rate Coding: die Feuerrate des Neurons codiert Information, bzw. die stärke des eingehenden Reizes
Temporal Coding: die Synchronizität mehrerer Neurone oder Neuronenverbände codiert Information


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Was wird mit dem EEG gemessen?
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  • Aufzeichnung hirnelektrischer Vorgänge an der Schädeloberfläche
  • Inhibitorische und exzitatorische Potentiale führen zu Ladungsverschiebungen in großen Neuronenpopulationen (Bildung von Dipolen), die dann am Skalp gemessen werden können
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Welche Merkmale hat das EEG als Methode der kognitiven Neurowissenschaften?
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  • Messung direkt neuronaler Aktivität (in Form von Veränderung in Dipolen)
  • nicht invasiv
  • hohe zeitliche Auflösung (Änderungen in Dipolen sofort messbar)
  • geringe räumliche Auflösung (räumliche Quelle des Signals kann nicht genau bestimmt werden)
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Wovon hängt die Polarität es an der Schädeloberfläche gemessen Signals ab?
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  • wurden EPSPs oder IPSPs ausgelöst
  • liegt der synaptische Kontakt in höheren oder tieferen kortikalen Schichten?
  • aus dieser Polarität des skalp-positiven oder Skalp-negativen Signals kann somit nicht auf die ablaufenden zellularen Prozesse geschlossen werden
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Welche Probleme liegen beim EEG hinsichtlich des Summenpotenzials vor?
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Entgegengesetzte Effekte/ Polarisationen zweier Populationen im gleichen Kortexbereich stellen ein Problem dar
—> bei dem gemessenen Summenpotenzial mitteln sich entgegengesetzte Effekte heraus
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Welche zwei Anwendungsfelder für das EEG gibt es in den kognitiven Neurowissenschaften?
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1. Ereigniskorrelierten Potentiale (EKPs) 
2. Analyse oszillatorischer Aktivität 
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Was sind Ereigniskorrelierte Potentiale?
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  • Das EEG-Signal wird im Hinblick auf ein bestimmtes Ereignis (z.B. die Präsentation eines Stimulus) zeitlich synchronisiert (time-locked, z.B. 500ms vor bis 1000ms nach Reizdarbietung) und dann über viele Trials gemittelt 
  • für jede Elektrode liegt eine Zeitreihe mit charakteristisch positiven und negativen Ausschlägen vor, die durch das Ereignis hervorgerufen wurden
  • Zeitverlauf und Amplitude der Ausschläge stehen evtl mit Aspekten der Aufgabe in Beziehung 
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Was versteht man unter einer neuronalen Repräsentation?
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Manifestation von Reizen/ Informationen aus der Umwelt in neuronale Signalen (z.B. Feuerrate von Neuronen)
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Q:
Was kann man mit der Methode der Einzelzellableitung untersuchen?
A:
Das Antwortverhalten (Frequenz der Aktionspotenziale) einzelner Neurone auf bestimmte Reize
—> invasiv 
—> hohe zeitliche und räumliche Auflösung
—> Messung der Aktivität, keine Stimulation
Q:
Wie genau erfolgt die Einzelzellableitung und welche Formen dieser Messung gibt es?
A:
  • Elektrode wird intrazellulär (im Axon) oder extrazellulär (außerhalb der Axonmembran) platziert
  • single cell
  • multi-unit —> Problem des Spike-Sorting
Q:
Für welche Zwecke wird diese Methode bei Menschen angewandt und wie genau kann man vorgehen?
A:
  • Verwendung bei Epilepsie-Patienten, zur Identifikation des Epilepsie-Herdes
  • Depth-electrodes für subkortikale Regionen
  • multi-electrode-grid für kortikale Regionen
Q:
Welche Arten neuronaler Codes (=neuronale Repräsentationen) werden angenommen?
A:
1 Lokale Repräsentation: alle Information über einen Reiz wird von einem Neuron repräsentiert, einzelne Neurone feuern nur bei spezifischen Reizen („Grandmother cells”)
2 fully distributed representation: vollständig verteilte Repräsentation; die Information über einen Reiz wird von allen Neuronen einer Neuronenpopulation repräsentiert
3 sparse distributed representation: teilweise verteilte Repräsentation; die Information über einen Reiz wird von einem Teil der Neuronen einer Neuronenpopulation repräsentiert
Q:
Wie können Informationen aus der Umwelt neuronal codiert werden?
A:
Rate Coding: die Feuerrate des Neurons codiert Information, bzw. die stärke des eingehenden Reizes
Temporal Coding: die Synchronizität mehrerer Neurone oder Neuronenverbände codiert Information


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Q:
Was wird mit dem EEG gemessen?
A:
  • Aufzeichnung hirnelektrischer Vorgänge an der Schädeloberfläche
  • Inhibitorische und exzitatorische Potentiale führen zu Ladungsverschiebungen in großen Neuronenpopulationen (Bildung von Dipolen), die dann am Skalp gemessen werden können
Q:
Welche Merkmale hat das EEG als Methode der kognitiven Neurowissenschaften?
A:
  • Messung direkt neuronaler Aktivität (in Form von Veränderung in Dipolen)
  • nicht invasiv
  • hohe zeitliche Auflösung (Änderungen in Dipolen sofort messbar)
  • geringe räumliche Auflösung (räumliche Quelle des Signals kann nicht genau bestimmt werden)
Q:
Wovon hängt die Polarität es an der Schädeloberfläche gemessen Signals ab?
A:
  • wurden EPSPs oder IPSPs ausgelöst
  • liegt der synaptische Kontakt in höheren oder tieferen kortikalen Schichten?
  • aus dieser Polarität des skalp-positiven oder Skalp-negativen Signals kann somit nicht auf die ablaufenden zellularen Prozesse geschlossen werden
Q:
Welche Probleme liegen beim EEG hinsichtlich des Summenpotenzials vor?
A:
Entgegengesetzte Effekte/ Polarisationen zweier Populationen im gleichen Kortexbereich stellen ein Problem dar
—> bei dem gemessenen Summenpotenzial mitteln sich entgegengesetzte Effekte heraus
Q:
Welche zwei Anwendungsfelder für das EEG gibt es in den kognitiven Neurowissenschaften?
A:
1. Ereigniskorrelierten Potentiale (EKPs) 
2. Analyse oszillatorischer Aktivität 
Q:
Was sind Ereigniskorrelierte Potentiale?
A:
  • Das EEG-Signal wird im Hinblick auf ein bestimmtes Ereignis (z.B. die Präsentation eines Stimulus) zeitlich synchronisiert (time-locked, z.B. 500ms vor bis 1000ms nach Reizdarbietung) und dann über viele Trials gemittelt 
  • für jede Elektrode liegt eine Zeitreihe mit charakteristisch positiven und negativen Ausschlägen vor, die durch das Ereignis hervorgerufen wurden
  • Zeitverlauf und Amplitude der Ausschläge stehen evtl mit Aspekten der Aufgabe in Beziehung 
Q:
Was versteht man unter einer neuronalen Repräsentation?
A:
Manifestation von Reizen/ Informationen aus der Umwelt in neuronale Signalen (z.B. Feuerrate von Neuronen)
Neurowissenschaftliche Grundlagen

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