Inhaltsverzeichnis - Wiley-VCH
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Inhaltsverzeichnis Über den Autor 7 Einleitung 21 Über dieses Buch Konventionen in diesem Buch Was Sie nicht lesen müssen Törichte Annahmen über den Leser Wie dieses Buch aufgebaut ist Teil I: Darf ich vorstellen – Ihr Nervensystem Teil II: Die innere und äußere Welt wahrnehmen – Unsere Sinne Teil III: Immer weiter gehen – Das motorische Nervensystem Teil IV: Intelligenz: Bewusstsein und Denken Teil V: Der Top-Ten-Teil Symbole, die in diesem Buch verwendet werden Wie es weitergeht 21 22 22 22 23 23 23 23 23 24 24 24 Teil I Darf ich vorstellen – Ihr Nervensystem 25 Kapitel 1 Ein Kurztrip durch das Nervensystem 27 Die Entwicklung des Nervensystems verstehen Spezialisieren und kommunizieren Sich koordiniert bewegen Die Entwicklung komplexer Tiere Der Neokortex Die Funktion des Nervensystems Die wichtige Rolle der Nervenzellen Signalverarbeitung in Schaltkreisen, Segmenten und Modulen Was für eine Ladung: Elektrizität im Gehirn Der modulare Aufbau des Nervensystems Die Basis-Funktionen des Nervensystems Die Welt wahrnehmen Immer in Bewegung – motorische Nervenzellen Entschluss und Tat Intelligenz und Gedächtnis Wenn etwas schiefläuft: Neurologische und psychische Erkrankungen Ein Blick in die Zukunft Fehlfunktionen behandeln Unsere Fähigkeiten steigern: Verändern, wer wir sind 27 28 28 28 29 29 29 30 31 32 32 32 33 33 34 35 36 36 37 11 Das menschliche Gehirn für Dummies Kapitel 2 Gehirn und Rückenmark Ein Blick in den Kopf: Das Gehirn und seine Areale Der Neokortex Unterhalb der Hirnrinde: Der Thalamus Das limbische System und andere wichtige subkortikale Bereiche Übertragung zwischen dem Gehirn und dem Rückenmark Unterschiede: Größe, Aufbau und andere Varianten Das Rückenmark: Der Vermittler zwischen den Nervensystemen Der Rückenmarksreflex Die Muskeln bewegen Kämpfen oder Fliehen: Das vegetative Nervensystem Woher wissen wir, wie unser Nervensystem funktioniert? Die Untersuchung von Hirnverletzungen Abbildungen des Gehirns: Vom frühen EEG bis heute Kapitel 3 Wie Neuronen arbeiten Das Neuron: Eine ganz besondere Zelle Der Informationsaustausch zwischen Neuronen: Die Synapsen Informationen aus der Umwelt aufnehmen: Spezialisierte Rezeptoren Die drei funktionellen Klassen von Neurotransmittern Neuronen als elektrische Signalgeber Das Aktionspotenzial Der Kreis schließt sich: Vom Aktionspotenzial zur Neurotransmitterausschüttung Bewegung durch Motoneuronen Keine Nervenzellen: Die Gliazellen Astrozyten Oligodendrozyten und Schwann’sche Zellen Mikrogliazellen Messtechniken Einzelne extrazelluläre Mikroelektroden Scharfe intrazelluläre Elektroden Patch-Clamp-Technik Optische Messmethoden 39 39 40 46 47 50 52 54 54 56 56 57 57 57 61 61 62 63 64 64 66 67 69 69 69 70 70 70 71 71 71 71 Teil II Die innere und äußere Welt wahrnehmen – Unsere Sinne 73 Kapitel 4 Fühlen: Die Sinne der Haut 75 Die Wahrheit über die Haut und ihre sensorischen Neuronen Der Aufbau der Haut 12 75 75 Inhaltsverzeichnis Berührung spüren: Die Mechanorezeptoren Wie funktionieren Mechanorezeptoren? Temperatur und Schmerz spüren Lage und Bewegung spüren: Die Tiefensensibilität Hautrezeptoren, spinale Schaltkreise und Projektionen auf das Gehirn Signale somatosensorischer Rezeptoren Empfindungen lokalisieren: Sensorische Areale auf der Hirnrinde Den Schmerz verstehen Schmerzen reduzieren Die periphere Neuropathie Chronische Schmerzen und individuelle Unterschiede in der Schmerzwahrnehmung 76 77 79 80 80 80 81 83 84 85 86 Kapitel 5 Einblicke in das Sehen 87 Ein flüchtiger Blick auf Ihre Augen Die Netzhaut: Photonen werden in elektrische Signale umgewandelt Photonen einfangen: Licht und Fototransduktion Die Informationen zum Gehirn schicken Signale der Fotorezeptoren verarbeiten: Horizontal- und Bipolarzellen Signale senden und formen: Ganglien- und Amakrinzellen Von den Augen zu den Sehzentren im Gehirn Reiseziel: Thalamus Andere Reiseziele Vom Thalamus zum Okzipitallappen Sehstörungen und optische Täuschungen Für mich sieht das gleich aus: Farbenblindheit Blindheit verstehen Optische Täuschungen 87 88 89 90 91 92 93 94 96 97 99 99 100 101 Kapitel 6 Das Hören 103 Das Ohr: Schallwellen einfangen und entschlüsseln Töne einfangen: Das Außenohr Das Mittelohr Die Töne kommen zum Gehirn: Das Innenohr Den Geräuschen einen Sinn geben: Die Hörzentren im Gehirn Stationen vor dem Thalamus Endlich im Thalamus: Der Nucleus geniculatus medialis Geräusche verarbeiten: Der obere Teil des Temporallappens Die Verarbeitung komplexer auditiver Muster Töne lokalisieren Ich kann dich nicht hören: Gehörlosigkeit und Tinnitus Der Gehörverlust Dieses ständige Pfeifen und Klingeln 103 104 105 106 108 108 109 110 111 112 113 113 113 13 Das menschliche Gehirn für Dummies Kapitel 7 Geruch und Geschmack Wonach riecht es hier? Gerüche selektieren Der Geruch geht verschiedene Wege Im Orbitofrontalkortex wird es spezieller Lassen Sie es sich schmecken Geschmacksunterschiede: Die vier Geschmacksrichtungen Geschmacksinformationen an das Gehirn senden Geschmäcker erkennen und sich daran erinnern Lernen und Gedächtnis beim Geschmacks- und Geruchssinn Den Geruch und Geschmack vermissen Schlecht oder gar nicht mehr riechen können Sättigung 115 115 117 117 120 121 122 123 125 126 126 126 127 Teil III Immer weiter gehen – Das motorische Nervensystem 129 Kapitel 8 Die Bewegungs-Basics 131 Verschiedene Bewegungsarten erkennen Bewegungen, die Körperfunktionen steuern Reflexbewegungen Bewusst gesteuerte Bewegungen Bewegungssteuerung: Zentrale Planung und hierarchische Ausführung Die Aktivierung unbewusster Muskelbewegungen Den Fluchtreflex auslösen Fortbewegung Das Gehirn: Steuerungszentrale für komplexe Bewegungsabläufe Muskelzellen und ihre Aktionspotenziale Erkrankungen der Muskeln und der Motoneuronen Myasthenia gravis Viruserkrankungen: Tollwut und Kinderlähmung Rückenmarksverletzungen Kapitel 9 Rückenmark und Leitungsbahnen Der Fluchtreflex Die Position halten Gegensätzliche Kräfte: Beuger-Strecker-Muskelpaare Modulierende Reflexe: Bewegung und Gleichgewicht Das Gleichgewicht halten: Der vestibulospinale Reflex Sich fortbewegen 14 131 132 132 133 133 133 134 135 137 137 139 139 139 139 141 141 142 142 143 143 144 Inhaltsverzeichnis Fehler korrigieren: Das Kleinhirn Das Kleinhirnsystem Die Körperhaltung während der Bewegung vorausberechnen 145 145 145 Kapitel 10 Handlungen planen und ausführen 147 Vom Reflex zur bewussten oder zielgerichteten Handlung Die Aufgabe des Frontallappens Planen, Korrigieren, Lernen: Der Präfrontalkortex und subkortikale Areale Das Arbeitsgedächtnis Handlungen in Gang setzen: Die Basalganglien Supplementär- und prämotorische Areale Das Kleinhirn: Bewegungen lernen und koordinieren Und nun alles zusammen Neue (und mysteriöse) Neuronen entdecken Die Spiegelneuronen Von-Economo-Neuronen Wenn es nicht mehr rund läuft: Motorische Störungen Verletzungen von Rückenmark und Gehirn Degeneration der Basalganglien 147 148 149 150 150 152 152 153 154 154 155 156 156 156 Kapitel 11 Das vegetative Nervensystem 159 Arbeit hinter den Kulissen: Das vegetative Nervensystem Die Funktionen des vegetativen Nervensystems verstehen Teilen und herrschen: Das sympathische und parasympathische Nervensystem Das vegetative Nervensystem und chronischer Stress Süße Träume: Schlaf und zirkadianer Rhythmus Die biologische Uhr durch Licht synchronisieren Die verschiedenen Schlafstadien Schlafzyklen steuern Keine süßen Träume: Schlafstörungen 159 160 161 162 163 163 164 166 166 Teil IV Intelligenz: Bewusstsein und Denken 171 Kapitel 12 Intelligenz, Bewusstsein und Gefühle 171 Intelligenz definieren Intelligenz verstehen: Allgemein oder spezialisiert? Komponenten der Intelligenz Verschiedene Intelligenzstufen 171 172 175 177 15 Das menschliche Gehirn für Dummies Steht die Intelligenz über den Emotionen? Erinnerungen an starke emotionale Reaktionen Das limbische System Bewusstsein verstehen Mutmaßungen über das Bewusstsein Bewusstseinsarten Das Bewusstsein studieren Zwei Lager und ein Mittelweg Unbewusste Verarbeitung: Rindenblindheit, visueller Neglect und andere Phänomene Kapitel 13 Wie das Gehirn Gedanken verarbeitet Das Gehirn übernimmt das Kommando Alles über den Neokortex Die vier Hauptlappen des Gehirns und ihre Funktionen Die graue und weiße Substanz Konnektivität Minikolumnen und die Six-degrees-of-separation-Regel Die sechs Schichten der Großhirnrinde Begrüßt den Neokortex! Gedanken kontrollieren: Sensorische Leitungsbahnen und Hierarchien Sensorische Verschaltungen vom Thalamus zum Kortex Der Hippocampus: Spezialisiert auf das Gedächtnis Die Gehirnhälften Spezialisiert auf Sprache Asymmetrie bei der Verarbeitung visueller Informationen Wo das Bewusstsein wohnt Sprache und Schädigung der rechten oder linken Hirnhälfte Allem einen Sinn geben Kapitel 14 Das exekutive Gehirn Das Gehirn, das wir heute haben: Der Neokortex und das Reptiliengehirn Mein Neokortex ist größer als deiner: Die relative Größe Der Präfrontalkortex und die Fähigkeit, Ziele zu verfolgen Arbeitsgedächtnis, Problemlösung und der seitliche Präfrontalkortex Das Arbeitsgedächtnis Die Grenzen des Arbeitsgedächtnisses Perseveration: Am Alten kleben, auch wenn es nicht mehr sinnvoll ist Entscheidungen treffen: Der Orbitofrontalkortex Das Bauchgefühl: Erlernte emotionale Reaktionen Risikofreudigkeit, Abneigung und Vergnügen Fallbasierte Schlussfolgerungen: Nachdenken über soziale Konsequenzen 16 178 179 179 182 183 183 184 186 187 191 191 192 192 194 195 195 196 197 198 198 200 201 201 203 203 204 204 205 205 206 207 209 209 211 213 214 214 215 215 Inhaltsverzeichnis Sind wir schon da? Der vordere Teil des Gyrus cinguli Aufzeichnungsfehler und Veränderungstaktiken Handeln ohne Denken Probleme im vorderen Teil des Gyrus cinguli 215 216 217 217 Kapitel 15 Lernen und Gedächtnis 219 Lernen und Gedächtnis: Eine weitere Möglichkeit, sich der Umwelt anzupassen Anpassung während der Entwicklung Das klassische Lernen Mehr oder weniger Signale senden: Anpassung und Verstärkung Anpassung Verstärkung Gewöhnung und Sensibilisierung am Seehasen studieren Was geschieht beim Lernen: Veränderliche Synapsen Neuronale Verarbeitungsprozesse: UND- und ODER-Gatter Die McCulloch-Pitts-Nervenzelle Das Gehirn neu verkabeln: Der NMDA-Rezeptor Die Rolle des Hippocampus für Lernen und Gedächtnis Vom Kurz- zum Langzeitgedächtnis Die Gedächtnis-Matrix des Hippocampus Das Gedächtnis: Kortikale Mechanismen Das episodische Gedächtnis Gedächtnisverlust: Vergessen und Amnesie Besser lernen Lernzeiten auf viele kürzere Abschnitte verteilen Genug schlafen In Gedanken üben Belohnen und bestrafen 219 220 221 221 221 222 222 223 223 225 225 227 227 228 230 231 232 233 233 233 234 234 Kapitel 16 Schaltkreise entwickeln und verändern: Plastizität 235 Entwicklung nach der Befruchtung Entstehung aus dem Ektoderm: Das embryonale Nervensystem Schichten aufbauen: Die Entwicklung des Kortex Alles miteinander verkabeln: Wie Axone verschiedene Hirnareale miteinander verbinden Aus Erfahrungen lernen: Plastizität und die Entwicklung kortikaler Landkarten Sehen, Hören, Berühren – Landkarten in unserem Kopf Das Hebb’sche Gesetz Umwelteinwirkungen: Natur gegen Erziehung Den falschen Weg einschlagen: Entwicklungsstörungen des Nervensystems Genetische Entwicklungsstörungen bei Mutantenmäusen 235 236 238 241 242 243 244 245 245 246 17 Das menschliche Gehirn für Dummies Einflüsse von Umweltfaktoren auf die Entwicklung des menschlichen Gehirns Das alternde Gehirn Das Gehirn verändert seine Strategie Altersspezifische Störungen des Gehirns Autoimmunerkrankungen Schlaganfälle Tumore Kapitel 17 Psychische Störungen und Medikamente, die auf das Gehirn wirken Ursachen und Arten psychischer Erkrankungen Genetische Defekte Entwicklungsstörungen und Umwelteinflüsse bei psychischen Erkrankungen Psychische Erkrankungen, bei denen Gene und Entwicklung eine Rolle spielen Vielversprechende Medikamente Typische und atypische antipsychotische Medikamente Medikamente, die GABA-Rezeptoren beeinflussen Medikamente, die Serotonin beeinflussen Medikamente, die Dopamin beeinflussen Einige natürliche psychoaktive Substanzen 247 248 248 249 250 250 251 253 253 254 255 256 260 260 260 261 261 261 Teil V Der Top-Ten-Teil 263 Kapitel 18 Wichtige Hirnstrukturen 265 Der Neokortex Der Thalamus, das Tor zum Neokortex Das Pulvinar Das Kleinhirn Der Hippocampus Das Wernicke- und das Broca-Areal Das fusiforme Gesichtsareal Die Amygdala Der seitliche Präfrontalkortex Die Substantia nigra (Basalganglien) Der vordere Teil des Gyrus cinguli 18 265 265 266 266 267 267 268 268 268 269 269 Inhaltsverzeichnis Kapitel 19 Tricks der Neuronen 271 Das Größenproblem lösen Immer das meiste herausholen Chemische Kommunikation der Neuronen Spezialisiert für die Sinne Signalverarbeitung durch Ionenkanalströme Die Signalstärke über weite Entfernungen erhalten Das Axon: Signale vom Kopf bis zum Fuß Schneller durch Myelinscheiden Das neuronale Gleichgewicht Anpassen und Lernen durch die Veränderung der Synapsenstärke 271 272 272 273 273 273 274 274 275 275 Kapitel 20 Verblüffende Fakten über das Gehirn 277 Es besitzt 100 Milliarden Zellen und eine Billiarde Synapsen Das Bewusstsein wohnt nicht in einem speziellen Hirnareal Das Gehirn besitzt keine Schmerzrezeptoren Das Durchtrennen der größten Nervenfaserbahn im Gehirn hat nur geringe Nebenwirkungen Einsteins Gehirn war kleiner als der Durchschnitt Erwachsene verlieren täglich Hunderttausende Neuronen ohne spürbare Folgen Unser Gehirn ist ein Energiefresser Es ist ein Mythos, dass wir nur zehn Prozent unseres Gehirns nutzen Hirnschädigungen führten zu Inselbegabungen Auch erwachsene Gehirne können neue Nervenzellen bilden 277 278 278 279 279 280 280 281 282 282 Kapitel 21 Zukunftsmusik – Vielversprechende Behandlungsmöglichkeiten 285 Entwicklungsstörungen durch eine Gentherapie korrigieren Ein Superhirn durch Genmanipulation Gehirnverletzungen mit Stammzellen heilen Die Behandlung neurologischer Störungen mit der tiefen Hirnstimulation Hirnstimulation durch transkranielle Magnetstimulation und transkranielle Gleichstromstimulation Neuroprothesen gegen Sinnesverlust Neuroprothesen gegen Lähmungen Ein besseres Gehirn durch Neuroprothesen Computergestütztes Lernen Krankheiten behandeln mit Nanobots 285 286 286 287 287 288 288 288 289 289 19 Das menschliche Gehirn für Dummies Kapitel 22 Fakten zum Gehirn für Eilige Die Arten und Funktionen von Neuronen Die Rolle des Neokortex verstehen Die rechte und linke Gehirnhälfte Die vier Gehirnlappen Der Frontallappen Der Parietallappen Der Okzipitallappen Der Temporallappen Der Thalamus und das limbische System 291 291 292 294 294 294 296 296 296 296 Glossar 299 Stichwortverzeichnis 317 20
