Lösungen Seite 209

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Wenn man die PET-Scans mit Bild 1 auf Seite 201 im Lehrbuch vergleicht, stellt man fest,
dass beim linken PET-Scan die Hauptaktivität im Hinterhauptslappen des Großhirns gemessen
wurde. Beim rechten PET-Scan ist die Hauptaktivität im Schläfenlappen, aber auch in einem
kleinen Bereich des Stirnlappens zu verzeichnen.
© 2010 Cornelsen Verlag, Berlin. Alle Rechte vorbehalten.
Im Hinterhauptslappen liegt die Sehrinde. Man kann also mit Sicherheit davon ausgehen,
dass die Person, von der der linke PET-Scan stammt, etwas betrachtet hat. (Was betrachtet
wurde, lässt sich natürlich nicht erkennen.) Beim rechten PET-Scan ist die stärkste Aktivität
in dem Bereich des Schläfenlappens zu erkennen, in dem die Hörrinde liegt. Das lässt darauf
schließen, dass die Versuchsperson etwas gehört hat. Die im PET-Scan verzeichnete Aktivität
des Stirnlappens deckt sich in etwa mit der Lokalisation des Sprachzentrums in Bild 1 auf
Seite 201. Man könnte daher vermuten, dass der Versuchsperson Wörter vorgesprochen
wurden.
Es lässt sich feststellen, dass verschiedene Funktionen des Gehirns jeweils in bestimmten
Arealen der Großhirnrinde lokalisiert sind. Es sind also nicht alle Teile des Gehirns an der
Steuerung sämtlicher Körperfunktionen beteiligt. Die verschiedenen Rindenfelder werden nach
ihren primären Aufgaben klassifiziert: Man unterscheidet motorische Felder, die zur Steuerung
der Muskeln dienen, sensorische Felder, die Informationen aus den Sinnesorganen zu Wahrnehmungsinhalten verarbeiten, und assoziative Felder, die weder sensorische noch motorische
Funktionen haben, sondern Sinneseindrücke mit Gedächtnisinhalten vergleichen, selbst Gedächtnisfunktion haben oder Stimmungen gegeneinander abwägen.
Die Funktion verschiedener Rindenfelder kennt man noch genauer. So ist bekannt, dass Informationen aus der Netzhaut in der Sehrinde im Hinterhauptslappen verarbeitet werden. Die Hörrinde dagegen befindet sich in einem eng umgrenzten Areal des Schläfenlappens. Direkt vor
der Zentralfurche befindet sich eine Hirnwindung, in der sich das primäre motorische Rindenfeld befindet, von dem aus alle bewusst ausgeführten Bewegungen gesteuert werden. Direkt
hinter der Zentralfurche befindet sich die Körperfühlsphäre in der alle Sinneseindrücke zusammenlaufen, die von der Haut aufgenommen werden. Dabei repräsentiert jede Ansammlung von
Nervenzellen einen bestimmten Bereich des Körpers.
Vergleicht man also die PET-Scans von Seite 209 mit einer topographischen Karte der Gehirnfunktionen, kommt man relativ eindeutig zu den Ergebnissen der Aufgabe 2.
Als typisch menschliche Eigenschaften werden im Allgemeinen die Fähigkeit zu sprechen,
die Lernfähigkeit und die Fähigkeit zu einsichtigem Handeln angesehen.
Schon PAUL BROCA hatte festgestellt, dass die Sprachfähigkeit des Menschen von der einwandfreien Funktion bestimmter Rindenfelder des Großhirns abhängt. Kognitive Leistungen
wie planvolles Denken, Lernen und Gedächtnis erfordern eine starke Beteiligung assoziativer
Felder. Aus Bild 2 auf der Seite 201 geht hervor, dass Primaten und allen voran der Mensch in
ihrer Großhirnrinde besonders hohe Anteile von assoziativen Feldern besitzen. Schon allein
dies legt den Schluss nahe, dass Bau und Funktion des Großhirns viel mit den typisch menschlichen Fähigkeiten zu tun haben. Im Großhirn von Menschen ist praktisch jedes einzelne Neuron über Interneurone mit allen anderen Neuronen verbunden. Daraus ergibt sich eine unvorstellbar große Anzahl an Kombinationsmöglichkeiten neuronaler Zusammenarbeit, die die
Grundlage unserer kognitiven Fähigkeiten bildet.
Aus dem Diagramm und den dazugehörigen Zeichnungen geht hervor, dass habituierte Tiere weniger Synapsen zwischen beteiligten sensorischen Neuronen und Motoneuronen besitzen
als die Kontrolltiere. Bei gleich starker Reizung muss daher die Reaktion schwächer ausfallen
als bei Kontrolltieren. Bei sensitivierten Tieren liegt der umgekehrte Fall vor: Diese Tiere
haben deutlich mehr synaptische Verbindungen ausgebildet als die Kontrolltiere. Bei gleich
starker Reizung reagieren sensitivierte Tiere deshalb erheblich stärker.
Neurobiologie
Gehirn – Wahrnehmung – Speicherung
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Lernvorgänge sind auf neuronaler Ebene immer mit einer Veränderung der Wirksamkeit
von Synapsen verbunden. Diese Veränderungen bewirken, dass bei gleicher Erregung mehr
(bzw. weniger) Transmitter ausgeschüttet wird. Solche Veränderungen in der Effektivität von
Synapsen können unterschiedlich dauerhaft sein. Sowohl beim impliziten Lernen als auch beim
expliziten Lernen existieren Mechanismen (Bahnung bzw. Langzeitpotenzierung), mit denen
die Effektivität von Synapsen vorübergehend verändert werden kann. Solche molekularen
Mechanismen entsprechen dem Kurzzeitgedächtnis. Werden die durch Langzeitpotenzierung
vorübergehend verstärkten neuronalen Verknüpfungen durch Übung nicht immer wieder aktiviert, erlischt die Potenzierung. Die dauerhafte Speicherung von Gedächtnisinhalten geht über
solche vorübergehenden Effekte hinaus. Dem Text auf Seite 205 im Lehrbuch ist zu entnehmen, dass für die Speicherung von Gedächtnisinhalten auf Dauer die Synthese neuer Proteine
in den Synapsen oder – wie im hier dargestellten Experiment – die Ausbildung neuer Synapsen
nötig ist.
Neben vielen anderen Funktionen spielt der Hippocampus eine wichtige Rolle bei der
Konsolidierung von Gedächtnisinhalten. Das heißt, er ist an der Überführung von Gedächtnisinhalten vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis beteiligt, hat aber selbst nicht die Funktion
eines Gedächtnisspeichers. Wird er beschädigt, gehen also keine Inhalte verloren, die bereits
im Langzeitgedächtnis abgelegt waren. Allerdings ist eine Konsolidierung neuer Inhalte nun
nicht mehr möglich: Alles, was ein Patient neu lernt und im Kurzzeitgedächtnis ablegt, geht
unweigerlich nach kurzer Zeit verloren, denn der Weg zum Langzeitgedächtnis ist blockiert.
Neurobiologie
Gehirn – Wahrnehmung – Speicherung
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