Neuropsychologie
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Neuropsychologie SS 2008 Ringvorlesung Inhaltsverzeichnis Kapitel 1: Das dichotome Gehirn – zwei separate Verarbeitungswege .............................. 2 1.1 2 – Seiten Hypothesen ...................................................................................................... 2 Kapitel 2: Sensorische Signale und deren Zusammnenspiel ............................................... 4 2.1 Einführung ........................................................................................................................ 5 2.2 Regeln für die Integration sensorischer Signalen ............................................................. 6 2.3 Offene Fragen zur Signalintegration ................................................................................ 7 Kapitel 3: Die Psychobiologie des Schmerzes ....................................................................... 8 3.1 Grundlagen: Nozizeption und Schmerz ........................................................................... 9 3.2 Warum Schmerz für Psychologen relevant ist ............................................................... 11 Kapitel 4: (Emotionales) Lernen und Gedächtnis .............................................................. 13 4.1 Prinzipien und Mechanismen der klassischen Konditionierung .................................... 15 4.2 Die klassische Konditionierung von emotionalen Reaktionen ...................................... 16 4.3 Klassische Konditionierung bei Angststörungen ........................................................... 18 4.4 Verlernen von gelernter Angst ....................................................................................... 18 Kapitel 1: Das dichotome Gehirn – zwei separate Verarbeitungswege Fragen 1. 2. 3. Was ist ein Halbseitenneglect? (Seite 2) Welche 2 – Pfade – Hypothesen gibt es (3 Stück) und wie sind die Evidenzen? (Seite 3) Nenne ein Replikationsexperiment zu Goodales et al. Hypothese! (Seite 3) Zusammenfassung: 2 Seiten Hypothesen Halbseitenneglect: Patienten ignorieren nach einem Schlaganfall eine Seite (Rasur nur rechts, nur rechtes Essen auf Teller essen, nur rechten Arm heben, stoßen gegen linke Hindernisse). 2 – Seiten Hypothesen Wo vs. was Hypothese (Ungerleider & Mishki, 1982) Idee: Objekterkennung („Was“, ventrale Bahn) und räumliche Information („Wo“, dorsale Bahn). - dichotome Theorie: Input Auge Gehirn (ventraler Pfad (Objekt, was) vs. dorsaler Pfad (Raumwahrnehmung, wo)) Objekterkennung unabhängig von räumlicher Position im Gesichtsfeld (da große rezeptive Felder) Evidenz (Bewertung nur 3 von 3 Punkten): - Einzelzellableitungen bei Affen: o im IT (ventraler Pfad) Neurone für Hände/ Gesichter o Im MST (dorsaler Pfad) Neurone, die auf expandierende Muster ansprechen, im Bereich MT auf Bewegung - Läsionen o bei Affen: Läsion im hinteren, temporalen Bereich stört Objekterkennung, im parietalen Bereich stört räumliche Aufgabe o bei Läsionen im ventralen Pfad Objekterkennung beeinträchtigt bei erhaltenen, einfachen Sehfähigkeiten (Sehschärfe, Gesichtsfeld) o Läsionen bei dorsalem Pfad Probleme mit räumlichen Aufgaben und Halbseitenneglect Magno (wo) vs. parvo (was) Pfad (Livingstone und Hubel, 1983) Idee: Trennung von dorsalen & ventral ab der Retina über das magno – & parvozelluläre System. - magnozelluläres System (dorsal): Tiefenwahrnehmung – und Bewegungsinformationen, farbenblind (hell – dunkel), schnell - parvozelluläres System (ventral): Farb – und Formwahrnehmung, langsam Durch Färbung erkannten sie neurale Bereiche. Ab der Retina gibt es eine starke Trennung der Reize in der Retina, da Ganglienzellen unterschiedliche Eigenschaften haben. Trennung geht in V1 weiter und von da an in höheren, visuelle Areale. Evidenz: - Studien zeigten, dass bei Illusionen mit Kontrast zwischen Helligkeit dorsaler Weg doch funktioniert. - Allerdings gab es Gegenbeweise daher die Trennung in magno und parvo eher zweifelhaft. Wie vs. was Pfad (Goodale und Milner, 1992) Idee: Durch Studien an neuropsychologischen Patienten hatten sie Idee von Wahrnehmung – vs. Handlungsstrom. - dorsal: visuelle Steuerung von Handlungen, dieser Bereich ist nicht bewusst (s. dazu Patient D.F.), egozentrische Codierung (Objekt relativ zu sich selbst), präzise und schnell - verbal: Objekterkennung und Bewusstsein, allozentrische Kodierung (Objekt relativ zur Umgebung), flexibel und langsam Evidenz: - evolutionspsychologische Argumente - doppelte Dissoziation bei Patienten: Störung je nach betroffenen Bereich o dorsal, bei Patient V. optische Ataxie, d.h. Probleme mit visuell motorische Steuerung o Patient D.F. Formagnosie, d.h. keine Unterscheidung von Formen, Greifen aber normal - Experimente mit Ebbinghausenillusion (Aglioti, DeSousa und Goodale, 1995): o Durch Kontextelemente wird Wahrnehmung eines Kreises im Vergleich als größer oder kleiner bestimmt. o Hypothese: Illusion wirkt nur auf ventralen Pfad, aber nicht auf dorsalen Pfad Korrektes Einstellen der Handgröße auf Reiz möglich, allerdings Wahrnehmung des Kreises getäuscht o Ergebnis: Greifen wird nicht getäuscht, Hand weiß mehr als die Wahrnehmung. Dorsaler Pfad arbeitet unabhängig vom Bewusstsein vor sich hin, „Zombie“ Größe wird zweimal berechnet, einmal dorsal (unbewusst und ungetäuscht) und ventral (bewusst und getäuscht) - Replikationsexperiment durch Franz et. Al (2000) (s.u.) widerlegte Hypotheseaber teilweise und schlug Abschwächung vor (siehe unten) Replikationsexperiment (basiert auf Experiment zu Agliotis, Goodale et. al. „Wie“ oder „Was“ – Hypothese) durch Franz et. Al (2000) - Methode: Aufbau dem von Aglioti so identisch wie möglich. Probanden sollten eine Metallscheibe greifen. Die maximale Handöffnung (AV) wurde mittels Marker erfasst. Die UV waren die Variation der Kontextkreise (groß vs. klein) - Fragestellung: Schafft es die Illusion die Handöffnung zu beeinflussen? - Ergebnis: VP greifen bei kleinen Kontextelementen größer als bei Kleinen Illusionseffekt beeinflusst die Greifbewegung der Hand, also den dorsalen Pfad. - Diskussion: Zur weiteren Klärung Nachfolgeexperiment Nachfolgeexperiment (Franz et al., 2006): - Methode: Aufgabe 1: Kreis so groß wie Vergleichskreis einstellen Aufgabe 2: Kreis, um den Kontextelemente aufgedruckt sind, greifen. - Ergebnis: Illusionseffekt hatte die Wahrnehmung und das Greifen Einfluss hatte (erschien Vergleichskreis groß, stellten VP den Kreis groß ein). - Vergleich der Daten mit der Originalstudie: o Es zeigte sich, dass Aglioti et. al zwei verschiedene Aufgaben in ihrer Originalstudie genutzt haben (simultan: Kreisvergleich, sukzessiv: Greifen) Problem von Interaktion (betrug 50%) der Illusionsfiguren (im Grunde war also kein fairer Vergleich möglich), bei der Studie von Franz et. al. aber beide Aufgaben sukzessiv waren. o Bei Herausrechnung der Interaktion kamen Franz et. al zu Ergebnis, dass der Effekt auf die verschiedenen Aufgaben, aber nicht auf zwei komplett getrennte Wege zurückzuführen war - - Aufgeben der starken Hypothesen einer totalen Trennung Einführen einer schwächeren Hypothese: der dorsale und ventrale Weg arbeiten zusammen und die Objektgröße wird für die Handlung und Wahrnehmung genutzt. Die Pfade laufen nicht parallel, sondern haben gleiche Modelle, setzen aber nur unterschiedliche Schwerpunkte. Überprüfen der Stärke der anderen Evidenzen für die „wie“ oder „was“ Hypothese ratsam Kapitel 2: Sensorische Signale und deren Zusammnenspiel Fragen Einführung 1. Was ist ein sensorisches Signal (cue)? (Seite 5) 2. Wie ist das Zusammenspiel der Signale? Nenne Beispiele! (Seite 5) 3. Beschreibe Experimente zur Integration sensorischer Signale! (Seite 5 – 6) Regeln für die Integration sensorischer Signale 4. Welche Regel gibt es? (Seite 6) 5. Wie kann man so eine Regel testen? Beschreibe ein Experiment zu dieser Regel! (Seite 6 – 7) Grenzen für Integration sensorischer Signale und offene Fragen 6. Welche offenen Fragen gibt es zum Thema Signalintegration unter anderem? (Seite 7) Anwendungen 7. Wie kann man die Theorien zur Signalintegration anwenden? (Seite 7) Zusammenfassung: Einführung Definition sensorisches Signal Jede sensorische Information die Hinweis auf sensorische Schätzung einer bestimmten Eigenschaft (der Welt gibt). Es gibt intermodale (Zusammenspiel von zwei Signalen) und intermodale Signale. Zusammenspiel der Signale sensorische Kombination (sensory combination): Nicht redundante, sensorische Signale ergänzen sich und werden eindeutig (intramodal und intermodal). Unter anderem bei Disambiguierung und Kooperation der Fall (z.B. Klopfen: Kopfposition – kinästhetisch – und Zeitdifferenz zwischen Geräusch und Hören – inauteral) - Beispiel: Disambiguierung: Man sitzt in Zug, sieht einen losfahrenden Zug und hat das, dass man selbst losfährt. Das visuelle Signal unterscheidet nicht, aber das vestibuläre Signal disambiguiert. - Beispiel: Kooperation: Experiment mit Wiedererkennung von Legofiguren zeigte, dass es optimal war, wenn die VP die Figur befühlten und ansahen (da so Infos von hinten und von vorne). sensorische Integraion (sensory integration): Nach der Kombination werden die redundante Signale integriert. Es wird hier Dominanz, Hierarchie und Fusion diskutiert. Experimente zur Integration sensorischer Signale - Spritzenexperiment (visuell – haptische Wahrnehmung) - Experiment zur audio – visuellen Wahrnehmung (Drewing) - Brauchrednerexperiment (Experiment für Fusion) Alle Experimente sprechen für Verrechnung von redundanten Signalen: Inter- und intramodale Interaktionen redundanter Signale, Signaleinfluss ist situationsabhängig und Fusion aller verfügbaren Signale ist möglich Regeln für die Integration sensorischer Signalen Optimale Signalintegration - Einzelne Signale sind immer mit Rauschen behaftet (neuronal, physikalisch) - Integration mehrerer Signale reduziert Rauschen („Fehler mitteln sich aus“) - Optimale Integration = Maximale Reduktion des Rauschens Kombination & Fusion der Sinne möglich, Gesamteinschätzung der Welt so besser & weniger verrauscht Das MLE – Modell der optimalen Signalintegration: - Prämisse: Rauschen der Signale normalv. & unabhängig - A) Jedes Signal über eine physikalische Eigenschaft trägt zu deren Wahrnehmung bei in gewichtetem Mittel - B) Signale werden gemäß Zuverlässigkeit (1/Rauschen) gewichtet Maximierung der Zuverlässigkeit der Wahrnehmung Empirische Belege: - Bauchrednereffekt (Alais & Burr) und visuo – haptische Integration von Form (Helbig & Ernst) - intrahaptische Integration von Kraft- und Positionsintegration, Drewing & Ernst, 2006) - optimale Signalintegration & intramodale Integration (Ernst & Banks, 2002) Hypothesen zu offenen Fragen der Signalintegration Woher kennt das System die Signalzuverlässigkeit? - durch Lernen (erste empirische Belege durch Experiment) - Berechnungen der Reliabilitäten über die Zeit (Zellen im Gehirn, die auf spezifische Reize reagieren) Welches Signal werden demselben externen Ereignis/ Objekt zugesprochen? zeitliche Bedingung (noch unklar) räumliche Bedingung (kritisch) Lernbedingungen? (Hinweis von entwicklungspsychologischen Studien) Wie ist Signalintegration in Handlung eingebettet? - Spielt die Zeit bei der Handlung eine Rolle? (momentan wird hier geforscht) Anwendungsmöglichkeiten Haptic Device Technologie - Gefühlte virtuelle Realität (Fernseher für die Hand) - Für die Arbeitswelt: In einem Raum A sitzen und in einem Raum B eine Maschine bedienen. - momentan aber ist das Gefühl noch zu unecht Verbesserungen nötig - Spiele: taktiles Feedback zur Verbesserung dieses Gerätes Theorien der optimalen Integration heranziehen. Einführung Definition sensorisches Signal Jede sensorische Information die Hinweis auf sensorische Schätzung einer bestimmten Eigenschaft (der Welt gibt). Es gibt intermodale (Zusammenspiel von zwei Signalen) und intermodale Signale. Beispiel: Tiefensignale - visuell: Tiefenstruktur, Textur, Schatten, Okklusion, Perspektive Schatten - kinäthetisch: Akkomodation/ Konvergenz Zusammenspiel der Signale sensorische Kombination (sensory combination): Nicht redundante, sensorische Signale ergänzen sich und werden eindeutig (intramodal und intermodal). Unter anderem bei Disambiguierung und Kooperation der Fall (z.B. Klopfen: Kopfposition – kinästhetisch – und Zeitdifferenz zwischen Geräusch und Hören – inauteral) - Beispiel: Disambiguierung o Man sitzt in einem Zug, sieht einen losfahrenden Zug und hat das Gefühl, dass man selbst losfährt. Das visuelle Signal unterscheidet nicht, aber das vestibuläre Signale vestibuläres Signal disambiguiert. - Beispiel: Kooperation o der zweideutige Würfel wo man mal eine, mal die andere Seite im Vordergrund sieht. Signal der Verdeckung hebt die Disambiguierung auf. o Mit zugehaltener Nase in eine rohe Kartoffel und einen Apfel beißen und man schmeckt keinen Unterschied Kooperation von Geschmacks-, Geruchs- , ggf. Schmerz- (Chili) und ggf. Kältesinn (Minze). o Experiment mit Wiedererkennung von Legofiguren zeigte, dass es optimal war, wenn die VP die Figur befühlten und ansahen (da so Infos von hinten und von vorne) sensorische Integraion (sensory integration): Nach der Kombination (z.B. zeigen 3 Signale wo Klopfen ist = redundantes Signal) werden die redundante Signale integriert. Es wird hier Dominanz (ein Reiz im Vordergrund), Hierarchie (immer nächst bester Reiz ist wichtig) und Fusion diskutiert. Experimente zur Integration sensorischer Signale Spritzenexperiment (visuell – haptische Wahrnehmung) - Methode: In 1. Phase sollten VP auf die Spritze drücken, dann verkürzt sich auch die Spritze auf dem Bildschirm. Die VP sollten in der 2. Phase eine zweite Spritze soweit wie die erste drücken. - Ergebnisse: Das was sie glauben getan zu haben wurde stark von dem Gesehenen dominiert möglicherweise visuelle Dominanz. Experiment zur audio – visuellen Wahrnehmung (Drewing) - Methode: VP bekam 1 – 3 Stöße auf den Finger und hörte 1 – 3 Töne (Häufigkeiten wurden variiert) und die VP sollen die Anzahl der Stöße auf den Zimmer zählen. - Ergebnisse: Wenn 1 Ton weniger spürten VP einen Stoß weniger, bei mehr Tönen spürten sie mehr Taps. Die Anzahl der Töne wurde nicht von den Stößen beeinflusst - Diskussion: Möglicherweise auditive Dominanz für Ereigniszahl, Situationsabhängigkeit für dominante Reize und Fusion beider Signale möglich. Brauchrednerexperiment (Experiment für Fusion) - Methode: Im Dunklen Raum erklang ein Ton und ein Blitz erschien. VP sollten den Ton lokalisieren - Ergebnisse: Fusion von auditiven Signalen und gesehenen Information und Ton wird genau zwischen Blitz und richtigem Tonort lokalisiert. Alle Experimente sprechen für Verrechnung von redundanten Signalen: - Inter- und intramodale Interaktionen redundanter Signale, Signaleinfluss ist situationsabhägnig und Fusion aller verfügbaren Signale ist möglich Regeln für die Integration sensorischer Signalen Optimale Signalintegration - Einzelne Signale sind immer mit Rauschen behaftet (neuronal, physikalisch) - Integration mehrerer Signale reduziert Rauschen („Fehler mitteln sich aus“) - Optimale Integration = Maximale Reduktion des Rauschens Kombination und Fusion der Sinne ist möglich, da die Gesamteinschätzung der Welt so besser und wenig verrauscht ist. Das MLE – Modell der optimalen Signalintegration: - Prämisse: Rauschen der Signale normalv. & unabhängig - A) Jedes Signal über eine physikalische Eigenschaft trägt zu deren Wahrnehmung bei in gewichtetem Mittel - B) Signale werden gemäß Zuverlässigkeit (1/Rauschen) gewichtet Maximierung der Zuverlässigkeit der Wahrnehmung Empirische Belege: - Bauchrednereffekt (Alais & Burr, 2004) - visuo – haptische Integration von Form (Helbig & Ernst, in press) - intrahaptische Integration von Kraft- und Positionsintegration, Drewing & Ernst, 2006) - optimale Signalintegration & intramodale Integration (Ernst & Banks, 2002) Experiment zu dem MLE – Modell der optimalen Signalintegration & intermodale Integration (visuo – haptische Größeneinschätzung) (Ernst & Banks, 2002) Methode: Mittels Phantomlab sollten VP die Größe von Objekte per Berührung und Sehen einschätzen. Bei dem Phantomlab sieht man mittels einer Bildschirmbrille die Objekte und mittels haptischer Signale am Finger werden Objekte simuliert (indem an den entsprechenden Stellen Druck auf die Finger gegeben) wird). Material: Random – Dot Stereogramm, bei dem man ein Rechteck vor einem Hintergrund sieht Vorgehen 1) Bestimme (& manipuliere) Zuverlässigkeiten der einzelnen Modalitäten = einzelne Signale Diskriminationsschwellen (2-IFC, constant stimuli) Sukzessives Greifen und visueller Vergleich von 2 Objekten zum Vergleich ob 2. Objekt kleiner oder größer war Ermittlung einer psychometrischen Funktion mit einer Schwelle (wo zu 84% richtig gesagt wurde, was größer/ kleiner war), je kleiner die Schwelle, umso zuverlässiger ist die Wahrnehmung 4 – 5 mm Reizunterschied nötig, Manipulation beim Sehen mittels Rauschen 2) Vorhersagen für Zuverlässigkeiten & Signalgewichte bei intermodaler Integration gemäß Modell Gewichtung vom visuellen und haptischen Reiz mittels Rauschstufen beim Sehen und Vorhersagen der Zuverlässigkeit Fühlen = Sehen (Gewicht 50%/ 50%); Fühlen < Sehen (Gewicht fühlen < Gewicht sehen); Fühlen > sehen (Gewicht Fühlen > Gewicht sehen); Fühlen + Sehen bestes Ergebnis. 3) Bestimme empirische Werte bei intermodaler Integration 2-IFC Diskriminationsschwellen & PSE’s bei diskrepanten Signalen Darbietung eines visuell – haptischen Reizes (diskriminant/ nicht diskriminant) gleichzeitig, dann Vergleich mit zweitem Reiz um die Vorhersagen zu überprüfen. Gewichtung der Modalitäten sind ähnlich wie vorhersagt: - Sehen besser wenn Gewicht von visuellem Signal stärker - Fühlen besser wenn Gewicht vom haptischen Signal besser - Fühlen und Sehen zeigen bestes Ergebnis Hypothese bestätigt Schlussfolgerungen: - Menschen integrieren visuelle und haptische Information in einer statistisch optimalen Weise - Kombination reduziert die Varianz - Lineares Gewichtungsschema für visuo – haptische Wahrnehmung Offene Fragen zur Signalintegration Woher kennt das System die Signalzuverlässigkeit? Zwei Hypothesen: - durch Lernen Experiment von Jacobs (2002) zeigte Rolle des Lernens auf. - Berechnungen der Reliabilitäten über die Zeit Im Gehirn reagieren einige Zellen auf bestimmte Stimulus stärker als andere. Die Breite der Zellen könnten implizites Wissen sein, je breiter sie feuern, desto unklarer ist das Wahrgenommene Welches Signal werden demselben externen Ereignis/ Objekt zugesprochen? Hypothesen: zeitliche Bedingung (noch unklar) räumliche Bedingung (kritisch) Lernbedingungen? (Hinweis von entwicklungspsychologischen Studien) Wie ist Signalintegration in Handlung eingebettet? - Spielt die Zeit bei der Handlung eine Rolle? (momentan Forschungen an der Justus – Liebig Universität Gießen) Anwendungsmöglichkeiten Haptic Device Technologie - Gefühlte virtuelle Realität (Fernseher für die Hand) - Für die Arbeitswelt: In einem Raum A sitzen und in einem Raum B eine Maschine bedienen. - momentan aber ist das Gefühl noch zu unecht Verbesserungen nötig - Spiele: taktiles Feedback zur Verbesserung dieses Gerätes Theorien der optimalen Integration heranziehen. Kapitel 3: Die Psychobiologie des Schmerzes Fragen Grundlagen: Nozizeption und Schmerz 1. Definiere Schmerz und Nozizeption, nenne auch Hirnzentren des Schmerzes! (Seite 8) 2. Welche Arten von Schmerz gibt es? (Seite 8) 3. Beschreibe die Spezifitätstheorie des Schmerzes! (Seite 8 – 9) 4. Beschreibe zwei Phänomene des Schmerzes. (Seite 10) 5. Beschreibe die Komponenten des Schmerzes! (Seite 10) 6. Wie wird der Schmerzreiz im Gehirn selbst verarbeitet? Beschreibe ein Modell & Belege dafür! (S. 11) Warum Schmerz für Psychologen relevant ist 7. Welche Faktoren sind für den Schmerz relevant? (Seite 11) 8. Chronischer und akuter Schmerz: Wo liegen hier Unterschiede, welcher Schmerz ist für Psychologen interessant? Beschreibe Modelle zu chronischem Schmerz! (Seite 11 – 12) 9. Welche Rolle spielt Schmerzwahrnehmung im frühen Kindesalter? (Seite 12) Zusammenfassung Grundlagen: Nozizeption und Schmerz Definitionen zu Schmerz und Nozizeption Definition Schmerz: Schmerz ist Sinnesempfindung und Gefühlsleben, kann verknüpft mit Gewebsschädigung sein, muss es aber nicht. Der Schmerzreiz wird von Nozizeptoren aufgenommen, geht zum ZNS und von dort aus zum Gehirn. Der Schmerz ist eine subjektive Empfindung und muss nicht unbedingt mit einer eventuell gegebenen objektiven Gewebsschädigung übereinstimmen. Schmerz kommt durch den Cortex zum Bewusstsein Verlauf des Schmerzreizes: Nozizeptoren (neurophysiologischer Prozess)-> Rückenmark (neurophysiologischer Prozess)-> Hirnstamm (neurophysiologischer Prozess)-> limbische Strukturen (neurophysiologischer Prozess)-> Cortex (der Cortex ist bewusst) Studien zeigten, dass Schmerzerfahrungen im Säuglingsalter (durch intensive, medizinische Betreuung) zu einer höheren Schmerzschwelle, aber auch zu einer schnelleren Sensitivierung bei Schmerzreizen führt. Definition Nozizeption: Aufnahme, Weiterleitung und zentralnervöse Verarbeitung noxischer Reize („objektiv“, neurale Prozesse). Ein Nozizeptor ist ein Sensor, der durch noxische Signale aktiviert wird und noxische Signale aufnimmt und weiterleitet. Unterschied zu Schmerz: Schmerz ist eine Empfindung, die nicht 100% mit nozizeptiven Einfluss übereinstimmen. Nozizeptoren: es gibt mehrere, die für die Weiterleitung von Schmerz geeignet sind. Aβ - Fasern: empfindliche Mechanozeptoren (Tastsinn) erster Schmerz läuft über die schnellen, myelinisierten Aβ – Fasern. Aδ – Fasern : empfindliche Mechanozeptoren (Haare) C - Fasern: zweiter Schmerz läuft über die C - Fasern o empfindliche Mechanoreztporen (Haare), o Warmrezeptoren o mechanosensitive Nozizeptoren o Hitzenozizeptoren o polymodale Nozizeptoren: Sprechen auf viele Arten von Schmerzreizen an. die Schmerzschwelle spiegelt zentralnervöse Verarbeitung der Inputs vieler aktivierter Nozizeptoren wieder. Arten von Schmerz Spezifitätstheorie des Schmerzes Schmerz ist eine selbstständige Empfindung mit einem weitgehend dafür spezialisierten neuronalen System, das entsprechende Sensoren, Nervenbahnen und Zentren beinhaltet. Beteiligte Neurotransmitter sind Serotonin, Dopamin, Noradrenalin, Endorphine) (Lernskript Im Rückenmark werden die nozizeptiven Afferenzen an Neuronen des Hinterhorns auf die Vorderseitenstrangbahnen umgeschaltet, und laufen zum Hirnstamm aufwärts, wo sie sich mit den nozizeptiven Afferenzen aus dem Kopfbereich (Nervus trigeminus) vereinigen, um dann weiter zum Thalamus zu ziehen. Auch Teile der Großhirnrinde sind an Nocizeption und Schmerz beteiligt (...)) Nozizeptive Bahnen Vorderseitenstrangbahn: Weiterleitung des Schmerzes, Temperatur, Viscerzeption zum Thalamus deszendierende, hemmende Bahnen: schmerzhemmender Mechanismus (bei Frauen schwächer als bei Männern), dessen Zentrum im Hirnstamm (dem PAG liegt) (Lernskript: Um die Ausweitung der Erregung zu beschränken gibt es die Hemmung der Erregungsweiterleitung durch Interneurone. Diese sind mit den erregten Neuronen verschaltet und üben ihren hemmenden Einfluss bei Erregung aus. Der für die sensorische Weiterleitung wichtigste Mechanismus ist die laterale Hemmung durch negative Rückkoppelung. Dabei bildet sich um das Neuron eine Hemmzone aus, die auch auf die vorgeschalteten synaptischen Gebiete hemmend wirkt. Die Hemmung kann im Fall der rezeptiven Felder auch kontrastverschärfende Wirkung haben.) bei chronischen Schmerzpatienten möglicherweise Probleme bei hemmenden Bahnen. Hautnerven und Dermatome Periphere Nerven Hautnerven Zusammenlaufen der Hautnerven im Rückenmark bei den Spinalnerven Innervationsgebiete der Hinterwurzeln sind die Dermatome. z.B. Ischeasschmerz zieht durch das ganze Bein, da im Lendenwirbel Versorgungsglied der Innervation des Beines liegt Phänomene des Schmerzes Übertragener Schmerz: Für jedes innere Organ gibt es typische Hautareale, auf die eine nociceptive Reizung der Eingeweide übertragen wird (Head−Zones, oberflächliche hyperalgetische Zonen). Ist diagnostisches Hilfsmittel. Dermatom: Hautafferenzen konvergieren hier auf das gleiche Rückenmarkssegment, das auch die viszeralen Schmerzimpulse empfängt. z.B. bei Blinddarmreizung schon beim Anfassen des Bauches Schmerz. Die Ursache vom Schmerz liegt also tiefer als nur auf der Haut. Projizierter Schmerz Ort der noxischen Reizung ist nicht mit dem der Schmerzempfindung identisch. Starke Reizungen der afferenten Fasern des Ellenbogens werden in das Versorgungsgebiet der Afferenzen projiziert wo die normalerweise herkommen (hier die Hand/Finger). z.B. man stößt mit Musikantenknochen des Ellbogen gegen den Tisch und der Schmerz zieht durch den ganzen Arm. Verschiedene Komponenten des Schmerzes kognitive Komponente: Schmerzvergleich mit bereits gemachten Schmerzerfahrungen, speist sich aus: - sensorische Komponente: Sinnesempfindung einer Noxe hinsichtlich Lokalisation, Intensität, Beginn und Ende Thalamus, SI, SII, Insula - affektive oder emotionale Komponente: psychologischer Aspekt des Schmerzes; Leiden am Schmerz Thalamus, Insula, ACC, PFC, PPC, Amygdala - autonome oder vegetative Komponente: reflektorische Reaktion des vegetativen/autonomen Nervensystemsaufeine Noxe; visceral - motorische Komponente: reflektorisches Wegziehen, bevor der Schmerz »bewußt« wird; Schutzreflex beim Oberflächenschmerz; Tiefenschmerz oder Eingeweideschmerz: Muskelverspannungen Cerebellum, M1, supplementär – motorisches Areal, prämotorischer Kortex - psychomotorische Komponente: verzerrte Mimik oder Wehklagen psychosoziale Faktoren: Erziehung, soziales Umfeld, ethnische Herkunft bei chronischen Schmerzen Schmerzbewertungen wichtiger Aspekt, bei der Intensität des erlebten Schmerzes bei guter Stimmung weniger Schmerzempfindung und bei schlechter Stimmung mehr Schmerzempfindung Verarbeitung des Schmerzes: Lateral und mediales System Laterales System (tractus neo – spinothalamicus): Input geht vom Rückenmark aus zum sensomotorischen Kortex sensorischen Komponente Mediales System (tractus paläo – spinothalamicus): Information wird im medialen Thalamus umgeschaltet und geht zu den limbischen Arealen affektive Komponente Befunde - In Studie sollten Probanden durch Hypnose einen Schmerz intensiver und weniger intensiv empfinden. Man fand bei beiden Gruppen eine gleiche Aktivierung im somatosensorischen Kortex, während im arteriosen Cingulum im limbischen System es unterschiedlich starke Aktivierungsmuster gab. - Ein Patient erlebte durch Motorradunfall ein Schädel – Hirn Trauma und danach war zwar seine Schmerzwahrnehmung da (d.h. Lokalisation der Reize möglich), aber er bewertete die Schmerzen nicht (empfand also die Schmerzwahrnehmung nicht als unangenehm) Warum Schmerz für Psychologen relevant ist Faktoren die bei Schmerz eine Rolle spielen psychologischen Faktoren: Kognition (Glauben über Schmerz und Selbstwirksamkeit, Passivität -> möglich ist Katastrophisieren, Übergeneralisation, …) und Emotion (Frustration, Ärger, Angst) Soziokulturelle Faktoren: Lernprozesse: - nicht assoziatives Lernen: durch chronische Schmerzen werden Patienten sensibler. Neuronale Netze werden schneller aktiviert. Beispiel hier Phantomschmerz: Im Zuge der kortikalen Reorganisation wird beispielsweise die Mundregion auf der nicht intakten Hirnseite zu und somit hat der Patient am eigentlich amputierten Arm Schmerzen. neuroplastische Veränderungen im Kortex und Thalamus und Entstehung eines kortikalen Schmerzgedächtnisses - Klassisches Konditionieren und operantes Konditionieren: Sensitivierungsprozesse finden auf allen Ebenen der Schmerzverarbeitung (Rezeptoren, zentralnervöse Ebene, Gehirn) Studie zum KK: Säuglinge, die wegen Diabetes Erkrankung der Mutter selbst Bluttests über sich ergehen lassen mussten (EG), und Babys, die keinen Tests ausgesetzt waren (KG), wurden nach dem Reinigen der Haut gepiekst Säuglinge mit Diabetes Tests reagierten stärker auf den Schmerz als die KG und reagierten bereits beim Reinigen der Haut körperlich stärker als die KG. kultureller Glauben Pathophysiologische Faktoren: Nozizeptive Sensitivität, degenerative Krankheit, Neuropathie der rein – organische Faktor ist nur eine, gleich gesetzte Komponente! akuter und chronischer Schmerz - akute Schmerzen: meist auf den Ort der Schädigung begrenzt; Ausmaß proportional zur Schädigung; Warnfunktion Patient schont sich für einige Zeit und bewegt sich danach wieder - chronische Schmerzen: können als eigenes Krankheitsbild auftreten: chronisches Schmerzsyndrom, Gefahr des übermäßigen Schonens und somit zur Verschlimmerung der Symptomatik (s. Teufelskreis des Schmerzes) - Entscheidender Punkt nach Prof. Dr. Hermann: Die emotionale Reaktion auf den Schmerz! Operantes Modell zum chronischen Schmerz operante Konditionierung sehr wichtiger Faktor! Schmerzwahrnehmung und frühes Kindesalter Babys machen Schmerzerfahrungen zu dem Zeitpunkt bei dem die Natur sie nicht erwartet hat. Beispielsweise durch intensive, medizinische Betreuung bei Frühgeburten. Studie zu Schmerzwahrnehmung und Schmerzempfindung im wahrem Kindesalter Methode: Ermittlung der Schmerzschwelle bei 9 – 16 Jahre alte Kinder (EG: frühe Schmerzerfahrung, KG: keine frühe Schmerzerfahrung) wurde in erster Phase mittels einer hoch heizenden Thermole. In zweiter Phase sollten die VP die Temperatur so einstellen, dass sie ihn gerade noch so ertragen können. Parallel dazu wurden Daten zu Schmerzerfahrungen im Kindesalter erhoben. Ergebnisse: Kinder mit frühren Schmerzerfahrungen sensitivieren schneller als die Kontrollgruppe, aber hatten eine höhere Schmerzschwelle in der ersten Phase des Experimentes. Tierstudien zeigten ähnliche Ergebnisse. Im Laufe der kindlichen Entwicklung entsteht das schmerzverarbeitende System! - Kapitel 4: (Emotionales) Lernen und Gedächtnis Fragen Prinzipien und Mechanismen der klassischen Konditionierung 1. Beschreibe ein Konditionierungsexperiment mit einer Mantelschnecke und den dahinter stehenden physiologischen Mechanismus! (Seite 14) 2. Was ist Langzeitpotenzierung und welche Körpersysteme spielen eine Rolle? Was ist assoziative Langzeitpotenzierung? (Seite 15) Die klassische Konditionierung von emotionalen Reaktionen 10. Warum ist dieses Thema für Psychologen so interessant? (Seite 15) 11. Beschreibe LeDoux’s Modell zum emotionalen Lernen! (Seite 16) 12. Beschreibe Studien + Ergebnisse zur Konditionierung emotionaler Reize? (Seite 16 – 17) Klassische Konditionierung bei Angststörungen 13. Welche Befunde brachten Experimente auf dem Gebiet klinischer Störungen und KK? (Seite 17 – 18) Verlernen von gelernter Angst 14. Wie kann Angst verlernt werden? (Seite 18) Zusammenfassung Prinzipien und Mechanismen der klassischen Konditionierung Langzeitpotenzierung Die Langzeit-Potenzierung (eng: long-term potentiation, LTP) ist ein an Synapsen von Nervenzellen beobachtetes Phänomen. Sie stellt eine Form der synaptischen Plastizität dar. Unter LTP versteht man eine langandauernde (long-term) Verstärkung (potentiation) der synaptischen Übertragung und somit eine Erhöhung der Effektivität der Synapse. Assoziative Langzeitpotenzierung: Die schwache Synapse (z.B. Input des CS zu Amygdala) kann in der Effektivität verstärkt werden, wenn sie mit starken Synapsen (z.B. Schockreiz) gepaart wird. Dieser neuronale Vorgang ist bei fast allen Arten der LTP gleich. Systeme, die mit LTP zu tun haben: - Hippocampus: Hier werden explizite & räumliche Gedächtnisinhalte gebildet. - Glutamat und die NMDA Rezeptoren: repetitive Stimulation Wegschleuderung des Magnesiumsmoleküls vom Rezeptor verstärkter Calciumfluss erhöhte Freisetzung von Glutamat verstärktes, exzitatorische, postsynaptische Signale - Amygdala (das emotionale Gedächtnis): Wird auch von LTP mit beeinflusst, spielt vor allem beim Lernen von emotionalen Reizen eine Rolle. Beeinflussung erfolgt, da die Amygdala unter anderem Verbindungen zum Hippocampus hat. (weitere Details zum emotionalen Lernen siehe weiter unten) Die klassische Konditionierung von emotionalen Reaktionen Relevanz des Themas Bei vielen psychischen Krankheiten spielt emotionales Lernen eine Rolle. PTSD – Patienten können eine Symptomatik nach einem Trauma erleiden: - Langzeitpotenzierung löst sich nicht nach wenigen Minuten sich auf - Beteiligung der Amygdala am emotionalen Lernen, die Erinnerungen brennen sich ein, da es negative Erinnerungen sind (Ereignisse mit emotionaler Bedeutung erinnert man besser als ohne emotionale Bedeutung) - Es wird auch unbewusst gelernt, und alle Reize, auch in Trauma – Situation nicht bedrohliche, können zum CS + werden. Auswirkung eines Gefahrenreizes auf den Organismus Ein natürlich oder erlernten Gefahrenreiz löst viele Reaktionen aus, wie z.B. parasympathische und sympathische Aktivierung, Vigilanz, erhöhte Schreckhaftigkeit, Defensivverhalten, Erstarren, Cortisolfreistzung, usw. Indikatoren gelernter Furchtreaktionen: Amygdalareaktion (bei Tierversuchen), Blinzelreflex (beim Menschen) Das Modell von LeDoux Emotionsevozierende Reize lösen zwei Prozesse im ZNS aus, die beide ihren Ursprung im Thalamus haben. - Quick und Dirty: Thalamus Amygdala; schnelle und grobe Kategorisierung von erlernten Reizmustern, Vorbereitung schneller Reaktionen - Langsam und Genau: Thalamus PFC Hippocampus; zeitaufwendiger - Studie gab Hinweise, dass es diese Prozesse auch beim Menschen gibt. Studien zum klassischen Konditionieren und emotionalen Reizen zeigten, dass - Es zu erhöhter Aktivität in der Amygdala kommt beim CS + der KK - LTP – ähnliche assoziative Prozesse bei Furchtkonditionierung unterliegen vermutlich der assoziativen Langzeitplastizitität. - Verstärkung des Erschreckens, wenn man bereit in einer angespannten, ängstlichen Situation ist (auch im Alltag bei Menschen beobachtbar) - Amygdala – Aktivität beim Anschauen emotionaler Bilder höher als bei nicht emotionalen Bildern. NA, A und Stresshormone führen vermittelt über die Amygdala zu einer besseren Erinnerung. Klassische Konditionierung bei Angststörungen Experimente zeigten, dass… - Stimulus bekommt durch die Konditionierung furchtauslösende Qualität (Messung mittels Blinzeln) - Sozialphobiker schneller lernen negative Konsequenzen mit neutralen Situationen zu verbinden, Gesunde Probanden taten dies nicht. - Bei PTSD Patienten stärkere Reaktionen auf CS – und CS + - Bei Experiment mit PTSD Patienten sah man auch, dass KK der 2. Ordnung erfolgen kann, da das Bild nicht eine unmittelbare Erfahrung war. - Weitere neutrale Reize können in Kopplung mit dem furchtauslösenden Stimulus selbst furchtauslösende Qualität erhalten Verlernen von gelernter Angst Extinktion Extinktion: Mehrmalige Präsentation des CS ohne den UCS Studien: - Extinktion kam es zu Abnahme der Hautleitreaktion, bis sie sich der Hautleitreaktion der CS angeglichen hat. - Studien zeigten bei der Extinktion starke Aktivierung im Subregionen des MPFC und eine Verminderung der Aktivität in der Amygdala und im Hippocampus präfrontale Areale wichtig für das Extinktionsgedächtnis, wobei der Reiz eher umgelernt als „ausradiert“ wird, Amygdala wichtig für das Erlernen der Furchtreaktion Prinzipien und Mechanismen der klassischen Konditionierung Klassisches Paradigma Ein klassisches Paradigma zum KK enthält einen CS + (das ist der harmlose Reiz, mit dem der Furchtreiz gepaart wird), einen CS - (ein Entwarnungssignal, da auf diesen Reiz hin kein Furchtreiz folgt). Mithilfe dieser beiden Reize kann man nun verschiedene körperliche und emotionale Reaktionen von Menschen/ Tieren auf Konditionierung hin überprüfen. Konditionierungsexperiment bei einer Mantelschnecke Methode: Eine Mantelschnecke, die nur wenige Neurone hat und daher gut in Bezug auf physiologische Vorgänge beim KK zu konditionieren ist, kann als Antwort auf einen Schock reflexartig (mittels eines verbindenden Motoneurons) die Kiemen zurückziehen. Ein sensorisches Interneuron am Schwanz hat Verbindung mit dem Motoneuron, in Experiment Paarung der Stimulation des Schwanzes mit CS + (Schock), danach Schock erst mit zeitlicher Verzögerung. Ergebnis: Es kommt zu stärkerer motorischer Reaktion allein bei der Stimulation des Schwanzes, die Schnecke hat gelernt. Und es kommt präsynaptisch zu Verstärkung der Transmitters beim sensorischen Neuron. Der Lernprozess ist aktivitätsabhängig. Langzeitpotenzierung Die Langzeit-Potenzierung (eng: long-term potentiation, LTP) ist ein an Synapsen von Nervenzellen beobachtetes Phänomen. Sie stellt eine Form der synaptischen Plastizität dar. Unter LTP versteht man eine langandauernde (long-term) Verstärkung (potentiation) der synaptischen Übertragung und somit eine Erhöhung der Effektivität der Synapse. Assoziative Langzeitpotenzierung: Die schwache Synapse (z.B. Input des CS zu Amygdala) kann in der Effektivität verstärkt werden, wenn sie mit starken Synapse (z.B. Schockreiz) gepaart wird. Dieser neuronale Vorgang ist bei fast allen Arten der LTP gleich. Systeme, die mit LTP zu tun haben: - Hippocampus: Hier werden explizite und räumliche (z.B. Setting einer Situation) Gedächtnisinhalte gebildet. Die am besten untersuchte Form der LTP findet an den Synapsen der Pyramidenzellen in der CA1-Region des Hippocampus mit den Schaffer-Kollateralen statt. Der Hippocampus ist beim Menschen für das Anlegen episodischer Gedächtnisinhalte notwendig. Von Mäusen und Ratten ist bekannt, dass der Hippocampus notwendig für räumliches Lernen ist. War bis vor kurzem der direkte Zusammenhang zwischen LTP an den CA1-Synapse und Lernen noch hypothetisch, so wurde jetzt der direkte Beweis erbracht, dass erstens räumliches Lernen bei Ratten LTP erzeugt (Whitlock et al., Science 313,1093-1097) und zweitens die Unterbindung der Aufrechterhaltung der LTP die Löschung bereits angelegter räumlicher Gedächtnisinhalte zur Folge hat (Pastalkova et al., Science 313, 1141-1144). - Glutamat und die NMDA Rezeptoren: Bei Freisetzung des Glutamats wird der NMDA – Rezeptor durch Magnesium blockiert. Bei Induzierung von LTP, d.h. bei repetitiver Stimulation wird das Magnesiummolekül weggeschleudert und der Kanal ist offen, sodass Calcium einströmen kann. Durch Enzymschritte auf präsynaptischer Seite werden kommt es nun zur Ausschüttung von mehr Glutamat verstärke, exzitatorische, postsynaptische Signale - Amygdala (das emotionale Gedächtnis): Wird auch von LTP mit beeinflusst, spielt vor allem beim Lernen von emotionalen Reizen eine Rolle. Beeinflussung erfolgt, da die Amygdala unter anderem Verbindungen zum Hippocampus hat. (weitere Details zum emotionalen Lernen siehe weiter unten) Die Amygdala hat verschiedene Kerngruppen, die einen Output schicken an - Striatum und zentrales Höhlengrau somatomotorisches Verhalten (z.B. Erstarren) - an Hypothalamus & Hirnstamm vegetative + endokrine Reaktion (z.B. Herzrate ↑) Die Amygdala interagiert mit folgenden Kerngruppen: - Hippocampus, Cortex enthorhinals Gedächtnisbildung - Orbitofrontaler Kortex Anpassung von Emotion und Motivation - Assoziative Kortizes, temporale Bereiche, insuläre Bereiche Umwelt & Gedächtnis Beispiel für Langzeitpotenzierung: In einem Experiment wurde mit bestimmter, repetitiver Frequenz (60 – 100 Hz) ein Neuron stimuliert, dadurch kam es zu einer Verstärkung des exzitatorischen, postsynaptischen Signals, welches Stunden bis Tage anhalten kann. Die klassische Konditionierung von emotionalen Reaktionen Relevanz des Themas Bei vielen psychischen Krankheiten spielt emotionales Lernen eine Rolle. Z.B. bei der Sozialphobie, in der die Patienten alleine in neutralen Gesichtern schon unangenehme Reize sehen oder die PTSD – Patienten. Diese zeigen auf harmlose Reize, die in Situationen vorhanden waren, in denen sie ein Trauma erlitten hatten, starke Furchtreaktionen. Unter anderem daher ist Rolle des KK bei dem emotionalen Lernen interessant. PTSD – Patienten können eine Symptomatik nach einem Trauma erleiden: - Langzeitpotenzierung löst sich nicht nach wenigen Minuten sich auf - Beteiligung der Amygdala am emotionalen Lernen, die Erinnerungen brennen sich ein, da es negative Erinnerungen sind (Ereignisse mit emotionaler Bedeutung erinnert man besser als ohne) - Es wird auch unbewusst gelernt, z.B. gibt es bei Bombenattentat große Menschenmenge und der Patient reagiert mit Furcht auf Menschenmengen, da es nach LeDoux einen Quick – und Dirty Weg bei der Verarbeitung von emotionalen Reizen gibt. Alle Reize können zum CS + werden. Auswirkung eines Gefahrenreizes auf den Organismus Einfaches Stimulusmaterial (z.B. Ton): Reicht aus, wenn die Information über den Thalamus zur der Amygdala geht, allerdings reicht er nicht aus für ein Angstgedächtnis, da ein Ton keine komplexere Information übertragt. Bei dem Angstgedächtnis spielen noch das primär sensorische Areal, Assoziationskortizes und Hippocampus eine Rolle. Studien zeigten aber, dass bei der Paarung eines harmloseren Furchtreiz mit einem schwereren Furchtreiz die Schreckreaktion verstärkt werden kann (Ratte sprang nach Konditionierung von Schock + Ton bei dem Ton höher, als wenn sie vorher nur einen lauten Ton gehört hatte ohne Konditionierung). Dies ist auch bei Menschen im Alltag beobachtbar. Indikatoren gelernter Furchtreaktionen: Amygdalareaktion (bei Tierversuchen), Blinzelreflex (beim Menschen) Das Modell von LeDoux Emotionsevozierende Reize lösen zwei Prozesse im ZNS aus, die beide ihren Ursprung im Thalamus haben. - Quick und Dirty: Thalamus Amygdala schnelle und grobe Kategorisierung von erlernten Reizmustern als gefährlich/ ungefährlich und daher fehlanfällig Vorbereitung schneller Reaktionen z.B.: zuerst erkennt man einen Gartenschlauch als Schlange und tritt zurück - Langsam und Genau: Thalamus PFC Hippocampus Kontrolle der beim emotionalen Prozessieren gewonnen Infos, daher zeitaufwendiger z.B. erkennt man kurze Zeit später Gartenschlauch als Gartenschlauch und beruhigt sich. Studie zu LeDoux Modell - Methode: KK mit maskierten Reizen + Schock (CS + maskiert), unmaskierten Reizen + Schock (CS + unmaskiert), maskierten Reizen + ohne Schock (CS – maskiert) und unmaskierten Reizen + ohne Schock (CS – unmaskiert). Dann maskierte Präsentation der CS + und CS –,d.h. Darbietung des CS + / CS – und nach 30msec schon wurde neutrales Gesicht gezeigt, und unmaskierte Präsentation. - Ergebnis: - bei maskierter Darbietung des CS + korrelierte die Aktivierung in der rechten Amygdala mit der Aktivierung des pulvinaren Thalamus - bei unmaskierter Darbietung des CS + korrelierten die Aktivierungen nicht Befunde deuten auf einen Quick und Dirty Weg beim Menschen hin und emotionales Lernen setzt nicht voraus, dass man es bewusst mitkriegt. Studien zum klassischen Konditionieren und emotionalen Reizen Experimente zeigten, dass… - Es zu erhöhter Aktivität in der Amygdala kommt beim CS + der KK - LTP – ähnliche assoziative Prozesse bei Furchtkonditionierung unterliegen vermutlich der assoziativen Langzeitplastizitität. - Verstärkung des Erschreckens, wenn man bereit in einer angespannten, ängstlichen Situation ist (auch im Alltag bei Menschen beobachtbar) - Amygdala – Aktivität beim Anschauen emotionaler Bilder höher als bei nicht emotionalen Bildern. NA, A und Stresshormone führen vermittelt über die Amygdala zu einer besseren Erinnerung. Studie: KK mit Ton und Schock, Messung der Aktivität der Amygdala (Collins und Pare, 2000) - Methode: CS + (hoher Ton, der mit Schock gepaart wurde), CS – (tiefer Ton ohne Schock). Messung der Aktivität des basolateralen Kerns der Amygdala. - Ergebnis: Nach der Reizpaarung kam es zu mehr Aktivität in der Amygdala, wenn der CS + präsentiert wird, bei dem CS – gibt es kaum Aktivität! Studie: Ähnlichkeit LTP und Furchtkonditionierung (Rogan et al., 1997) - Methode: Sie leiteten auditorisch – induzierter Feldpotential in der LA (laterale Amygdala) und bestimmten Furchtverhalten vor der CS – US – Kopplung während und nach der Furchtkonditionierung. - Ergebnis: Nur zeitlich gepaarte CS und US Präsentation führte zu einer Vergrößerung der CS vermittelten Feldpotentialamplitude in den konditionierten Tieren. Die Furchtreaktion veränderte die auditorischen Antworten im LA in gleicher Weise, wie eine LTP – Induktion. - In der Amygdala fand Furchtkonditionierung statt. - LTP – ähnliche assoziative Prozesse bei Furchtkonditionierung unterliegen vermutlich der assoziativen Langzeitplastizitität. Studie: Erhöhung der Schreckreaktion - Methode: Als Maß für die Schreckreaktion nahmen die Forscher, wie hoch die Ratte sprang. Zuerst präsentierten sie der Ratte einen lauten Reiz und im zweiten Teil konditionierten sie die Ratte (Licht + Schock, Ton + Schock). - Ergebnis: Bei Ton + Schock war die Schreckreaktion verstärkt. - Verstärkung des Erschreckens, wenn man bereit in einer angespannten, ängstlichen Situation ist (auch im Alltag bei Menschen beobachtbar) Studie: Emotionales Gedächtnis und Amygdala beim Menschen - Theoretischer Hintergrund: Infos, die mit emotionalem Erleben verbunden sind, erinnert man besser als Informationen, die nicht mit emotionalem Erleben verbunden sind. - Methode: Man ließ Probanden Bilder (emotionale und nicht emotionale) einschätzen und ließ sie dann nach einer Woche zu einem Wiedererkennungstest antreten. Dabei maß man die Amygdala-aktivität - Ergebnis: Die emotionalen Bilder wurden besser erinnert als die nicht emotionalen Bilder. Hohe Korrelationen zwischen Amygdala – Aktivität und emotionalen Bildern, bei nicht emotionalen Bildern war die Korrelation niedrig. - Amygdala – Aktivität beim Anschauen emotionaler Bilder höher als bei nicht emotionalen Bildern. NA, A und Stresshormone führen vermittelt über die Amygdala zu einer besseren Erinnerung. Klassische Konditionierung bei Angststörungen Experimente zeigten, dass… - Stimulus bekommt durch die Konditionierung furchtauslösende Qualität (Messung mittels Blinzeln) - Sozialphobiker schneller lernen negative Konsequenzen mit neutralen Situationen zu verbinden, Gesunde Probanden taten dies nicht. - Bei PTSD Patienten stärkere Reaktionen auf CS – und CS + - Bei Experiment mit PTSD Patienten sah man auch, dass KK der 2. Ordnung erfolgen kann, da das Bild nicht eine unmittelbare Erfahrung war. - Weitere neutrale Reize können in Kopplung mit dem furchtauslösenden Stimulus selbst furchtauslösende Qualität erhalten Studie: Furchtkonditionierung beim Menschen - Methode: Furchtmaß war die Blinzelreaktion. CS + (Bilder + Schreckton), CS – (Bilder + kein Schreckton) und Kontrollreiz (Schreckreiz zwischen den Durchgängen). - Ergebnis: Nach Konditionierung erfolgte bei Darbietung des CS + eine stärkere Blinzelreaktion, als bei der Darbietung des CS - . - Stimulus bekommt durch die Konditionierung furchtauslösende Qualität Studie: KK bei sozialer Phobie - Methode: Die VP waren Sozialphobiker und gesunde Personen. CS + war neutrales Gesicht, welches gepaart wurde mit neg., pos., neutralen Gesichtern und neg., pos., neutralen Kommentaren. - Ergebnis: bei Sozialphobikern stärkere Schreckreaktion (Blinzeln) bei neutralen Gesichtern mit negativem Kommentar im Vergleich zur Kontrollgruppe, die so gut wie keine Reaktionen zeigten. - Sozialphobiker lernen schneller negative Konsequenzen mit neutralen Situationen zu verbinden, Gesunde Probanden taten dies nicht. Studie: KK bei PTSD - Methode: Die VP waren Traumapatienten mit PTSD/ Traumapatienten ohne PTSD und gesunde Personen. CS + waren neutrale Formen, gepaart mit Unfallbildern. Die Probanden sollten die Bilder einschätzen in Bezug auf die emotionale Valenz (Skala maß die Aggression) und das Arousal. Gemessen wurde auch Differenz der Amplitude des evozierten Potential und den konditionierten Stimuli (also Reaktion auf Sicherheitssignal Cs – und CS +. - Ergebnis: Keine Unterschiede zwischen den Gruppen bei der emotionalen Valenz (könnte daran gelegen haben, dass dort Aggression mit gemessen wurde), allerdings Unterschiede bei der Erregungseinschätzung. VP mit PTSD lernten Verbindung zwischen harmlosen Stimuli (Formen) und den Unfallbilder, da sie diese aversiver wahrnahmen. Stärkere Differenz der Amplitude zwischen CS +und CS – bei Patienten mit PTSD als bei der KG und Patienten mit Trauma ohne PTSD. - Bei PTSD Patienten stärkere Reaktionen auf CS – und CS + und es erfolgte eine KK der 2. Ordnung, da das Bild nicht unmittelbare Erfahrung war. Weitere neutrale Reize können in Kopplung mit dem furchtauslösenden Stimulus selbst furchtauslösende Qualität erhalten. Verlernen von gelernter Angst Extinktion Extinktion: Mehrmalige Präsentation des CS ohne den UCS Studien: - Extinktion kam es zu Abnahme der Hautleitreaktion, bis sie sich der Hautleitreaktion der CS angeglichen hat. - Studien zeigten bei der Extinktion starke Aktivierung im Subregionen des MPFC und eine Verminderung der Aktivität in der Amygdala und im Hippocampus präfrontale Areale wichtig für das Extinktionsgedächtnis, wobei der Reiz eher umgelernt als „ausradiert“ wird, Amygdala wichtig für das Erlernen der Furchtreaktion Kapitel 5: Gesichtverarbeitung und neurophysiologische Korrelate Fragen 1. Was ist das Spezielle an der Gesichtsverarbeitung? 2. Welche Verarbeitungsstile gibt es? Und mit welchen Standardparadigmen kann man sie untersuchen? 3. Wie verläuft die Entwicklung der Gesichtsverarbeitung? 4. Welche Modelle der Gesichtsverarbeitung gibt es? 5. Was ist mit Plastizität des Gehirns gemeint und welche Befunde gibt es dazu in Hinsicht auf Gesichtsverarbeitung? 6. Was ist das EEG und was sind EKP’s? 7. Was zeigten EEG – Befunde zur Gesichtsverarbeitung bei Säuglingen, z.B. Spezialisierung, Risikogruppen, Kognitionen und Entwicklung der EKP’s? Zusammenfassung - Das Spezielle an der Gesichtsverarbeitung Kortikale Areale speziell für Gesichtsverarbeitung: Gesichtssensitive Neurone bei Affen (Einzelzellableitungen) und doppelte Dissoziation von Gesichts- und Objektverarbeitung: Konfigurale und holistische Enkodierung von Gesichtern Bei Gesichtern globale Muster und Relationen: first order vs. second order relation properties Verarbeitungsstile Konfigurale / Holistische Enkodierung von Gesichtern Analytische Verarbeitung: an Einzelmerkmalen orientiert Holistische Verarbeitung: durch Gesamtstruktur bedingt Konfigurale Verarbeitung: besondere Bedeutung von räumlichen Beziehungen Häufiges Überwiegen der holistischen bzw. konfiguralen Verarbeitung, allerdings auch analytische Verarbeitungsprozesse. Interaktion, bzw. Koexistenz beider Prozesse sind möglich nach aktuellen Theorien. Paradigmen zur Untersuchung Switch – Design (zur Untersuchung der analytischen Verarbeitung) Inversionseffekt (zur Untersuchung der konfiguralen Verarbeitung) Composite – Effekt (zur Untersuchung der holistischen Verarbeitung) Entwicklung der Gesichtsentwicklung Neugeborene: Säuglinge: Kindheit: • • • • • • • • • Schon Neugeborene zeigen Präferenz für Gesichter Sensorische vs. Strukturhypothese Wichtiges Areal: Hippocampus Mit 2 Mon.: Werden sensitiver für inneren Merkmale, z.B. Augen Erkennen die selbe Identität aus verschiedenen Ansichten 3Monatige im Gegensatz zu 1monatigen erkennen ein aus 4 bekannten Gesichtern gemitteltes neues Gesicht als bekannt reifere Verbindung zum Kortex 7 – 10 Jahre: Wiedererkennensleistung steigt kaum an, aber Verarbeitungstempo Mit 10 J.: Graduelle Zunahme von analytischer zur kategorialen Verarbeitung 10 – 16 J. (je nach Studie): Altersangaben wann Niveau Erwachsener erreicht ist Modelle der Gesichtsverarbeitung Modell von Bruce und Young (1986) - Die Identifizierung eines Individuums erfolgt in drei Schritten: Gesichtserkennung, Personenidentifizierung und Namensgebung - Identität und soziale Gesichtsinformationen (Emotionaler Ausdruck, Sprechmimik) werden unabhängig voneinander identifiziert! Modell von Haxby et al. (2000) • neuroanatomisches, hierarchisches Modell, welches sich auf bildgebende Verfahren stützt. • Es gibt veränderbare & unveränderbare (z.B. Identität) Merkmale, welche zunächst von einem Kernsystem verarbeitet werden & dann erst getrennt in einem erweiterten System beide Modelle postulieren die Unabhängigkeit von veränderbaren und unveränderbaren Merkmalen, Studien zeigten aber asymmetrische Verarbeitungsmuster von Identität & emotionalen Ausdruck/ Sprechmimik gibt Plastizität Studien in Bezug auf Gesichte • Patientenstudie: fehlender visueller Input, v.a. aus rechter Heimssphäre kritisch für die Entwicklung des „Expertenlevels“ in der Gesichtsverarbeitung • Entwicklungsstudien: Mit 3 Monaten zeigte sich bei Erfahrung Präferenz der Babys beim Anschauen von Gesichtern (z.B. lieber Bilder von Personen mit gleichen Geschlecht wie Bezugsperson an) • Diskriminationstest mit Affenbildern: Bis 6 Monate haben die Kinder noch die Fähigkeit, Gesichter unabhängig von der Gattung zu unterscheiden. Danach verlieren sie Fähigkeit, durch Training ist dies aufhaltbar. Grundlagen EEG Allgemeine Aspekte • Durch die Erfassung der elektrophysiologischen Hirnaktivität ist es möglich, Rückschlüsse über die zugrunde liegenden neuronalen Prozesse des Gehirns zu ziehen • Das EEG ist die graphische Darstellung der Spannungsunterschiede. Ursache der Spannungsschwankungen: physiologische Vorgänge innerhalb einzelner Gehirnzellen, z.B. Aktionspotentiale. • Anbringung nach einem 10 – 20 System • Vorteil: sehr gute zeitliche Auflösung; Nachteil: eine schlechte, räumliche Auflösung • Nutzung unter anderem bei Diagnose von Epilepsie, lokalen Herden (z.B. Tumoren), allgemeinen Gehirnveränderungen (z.B. bei Entzündungen) und bei der Forschung. EKP’s • Wellenformen im EEG, die mit Sinneswahrnehmungen o. kogn. Prozessen in Zusammenhang stehen • Vorteil bei Anwendung bei Babys: Nicht invasiv, keine Anforderungen an verbale oder motorische Fähigkeiten, Artefakte, z.B. Augen, Muskeln, Toleranz der Elektroden, EKPs sind nur so gut wie die zugrunde liegende Verhaltensaufgabe EEG Befunde bei Säuglingen Befunde • Wellenformmorphologie unterscheidet sich zwischen 8 – jäh. & Erwachsenen bei gleicher Leistung • Spezialisierung grenzt sich ein: bis 3. Lj. wird Antwort auf auditorische Stimuli im vis. Kortex kleiner • Risiko der defizitären Hippocampusentwicklung bei Babys von Diabetesmüttern • Korrelation zwischen Gehirn und Verhalten: • Anhand von EKPs von Neugeborenen kann gut auf verbale Diskriminationsleistung mit 5 Jahren geschlossen geschlossen werden • Nachahmungsaufgabe und Anschauen von Spielsituationen zeigte, dass EKP’s 1 Monat (beim Anschauen der Bilder) zuvor sagten diese Unterschiede (wie gut Spielsituation von Bildern nachgeahmt werden konnte) voraus! Entwicklung der EKP’s - P1: altersunabhängige Antwort auf visuelle Reiz - N290, P400: Vorläufer bei Säuglingen - N400: Bei Kindern unter 2 Jahren stärker ausgeprägt, wenn sie Mütter sahen, als wenn sie Fremde sahen, bei Älteren Kindern umgekehrtes Muster entspricht Stufe der „person identity nodes“ im Modell von Bruce & Young (Verarbeitung der Identität, Wiedererkennung von Gesichtern) - N170: ab 4. / 5. Lebensjahr; Latenz nimmt mit Alter ab, aber Amplitude in rechter Gehirnhälfte zu. Entspricht erster Stufe der Gesichtsverarbeitung im Modell von Bruce & Young (1986) Das Spezielle an der Gesichtsverarbeitung - - Kortikale Areale speziell für Gesichtsverarbeitung: Gesichtssensitive Neurone bei Affen (Einzelzellableitungen): bei Darstellung einer Hand oder Darstellung eines Körpers ohne Gesicht feuerten sie weniger stark als bei der Darstellung von Gesichtern Doppelte Dissoziation von Gesichts- und Objektverarbeitung: Einige Patienten können keine Gesichter erkennen, dafür aber Objekte; andere Patienten erkennen keine Objekte, dafür aber Gesichter. es wird daher angenommen, dass verschiedene, neuronale Substrate zugrunde liegen. Gesichtssensitive Gehirnaktivierung im Gyrus fusiformis auf der rechten Hemissphäre Konfigurale / Holistische Enkodierung von Gesichtern Bei Objekten werden Einzelteile und isolierte Merkmale verarbeitet Bei Gesichtern globale Muster und Relationen First-order relational properties: machen ein Gesicht zum Gesicht, da jedes Gesicht eine spezielle, relationale Anordnung hat (z.B. oben zwei Augen, in der Mitte eine Nase, unten einen Mund) Second-order relational properties: machen ein Gesicht zu einem bekannten Gesicht, spezielle Anordnungen in einem Gesicht. Verarbeitungsstile Konfigurale / Holistische Enkodierung von Gesichtern Analytische Verarbeitung: an Einzelmerkmalen orientiert Holistische Verarbeitung: durch Gesamtstruktur bedingt, Vergleich aufgrund von genereller Ähnlichkeit und Unähnlichkeit. Konfigurale Verarbeitung: besondere Bedeutung von räumlichen Beziehungen Häufiges Überwiegen der holistischen bzw. konfiguralen Verarbeitung, allerdings auch analytische Verarbeitungsprozesse. Interaktion, bzw. Koexistenz beider Prozesse werden momentan in der Wissenschaft diskutiert. Paradigmen zur Untersuchung Switch – Design (zur Untersuchung der analytischen Verarbeitung): Habituation an zwei Gesichtern. In Testphase aber 3 Gesichter (ein bekanntes, ein neues und eine Mischung aus dem bekannten und dem neuem Gesicht) Analytische Verarbeitung wäre gegeben, wenn Switch – Gesicht nicht als neu bewertet wird, da Einzelmerkmale schon bekannt Inversionseffekt (zur Untersuchung der konfiguralen Verarbeitung): Präsentation von einem invertiertem und einem nicht invertiertem Gesicht Konfigurale Verarbeitung wäre gegeben, wenn invertiertes Gesicht schlechter erinnert wird, da konfigurale Informationen nicht so gut wahrgenommen werden Composite – Effekt (zur Untersuchung der holistischen Verarbeitung): 2 Gesichter werden geteilt und die zwei Gesichtshälften werden 100%ig (composite) oder nicht 100% aufeinander gesetzt. Holistische Verarbeitung wäre gegeben, wenn composites schlechter erinnert werden, da durch das Zusammenfügen ein neues Gesicht entsteht Entwicklung der Gesichtsentwicklung Neugeborene: • • • Säuglinge: • • • • Kindheit: • • • • • Schon Neugeborene zeigen Präferenz für Gesichter (Vermittlung durch subkortikalen Mechanismus) Sensorische (physikalische Musterlemente eines Gesichtes entsprechen den visuell – sensorischen Fähigkeiten eines Neugebornen) vs. Strukturhypothese (angeborene Präferenz für Gesichter, vermittelt durch subkortikale Mechanismen) Wichtiges Areal: Hippocampus (Kinder diskriminieren zwischen Gesichtern, allerdings sind die externalen, z.B. Haare, Merkmale und Kontraste wichtiger als die internen Merkmale, z.B. Nase!) Schon Säuglinge verfügen über analytische und konfigurale Verarbeitungsmechanismen Mit 2 Mon.: Werden sensitiver für inneren Merkmale, z.B. Augen Erkennen die selbe Identität aus verschiedenen Ansichten 3Monatige erkennen im Gegensatz zu 1monatigen auch ein aus vier bekannten Gesichtern gemitteltes eigentlich neues Gesicht als bekannt reifere Verbindung zum Kortex Fähigkeit, Gesichter wieder zu erkennen, verbessert sich mit steigendem Alter Kontinuierlicher Anstieg zwischen dem 3. und 8. Lebensjahr 7 – 10 Jahre: Wiedererkennensleistung steigt kaum an, aber das Verarbeitungstempo Mit 10 Jahren: Graduelle Zunahme von analytischer zur kategorialen Verarbeitung Paraphernalia – Effekt: auffällige Merkmale wie Hut steuern nicht mehr für Wiedererkennung ausschlaggebend. Inversionseffekt: Ab 10 Jahre mehr Beeinträchtigung des Wiedererkennen durch den Inversionseffekt. 10 – 16 Jahre: Altersangaben wann das Niveau Erwachsener erreicht ist (variieren je nach der Studie) Modelle der Gesichtsverarbeitung Modell von Bruce und Young (1986) Menschliche Gesichter bieten auch viele soziale Signale. Strukturelle Enkodierung produziert abstrakte und konkrete Beschreibung. Die Identifizierung eines Individuums erfolgt in drei Schritten: Gesichtserkennung, Personenidentifizierung und Namensgebung Identität und soziale Gesichtsinformationen (Emotionaler Ausdruck, Sprechmimik) werden unabhängig voneinander identifiziert! Modell von Haxby et al. (2000) • • Es handelt sich um ein neuroanatomisches, hierarchisches Modell, welches sich auf bildgebende Verfahren stützt. Es gibt veränderbare & unveränderbare (z.B. Identität) Merkmale, welche zunächst von einem Kernsystem verarbeitet werden & dann erst von einem erweiterten System: • Kernsystem: Entscheidung ob es sich um veränderbares (über Gyrus fusiformis) oder unveränderbares (über superior, temporal sulcus) Merkmal handelt. • Erweitertes System: • veränderbare Merkmale werden über den anterior temporalen Lappen (biographische Infos, Namen, Personenidentität) verarbeitet • unveränderbare Merkmale über den auditorischen Cortex, Amygdala/ Insula/ limbisches System (Emotion) und intraparitaler Sulcus (räumliche Verarbeitung) verarbeitet beide Modelle postulieren die Unabhängigkeit von veränderbaren und unveränderen Merkmalen, Studien zeigten aber, dass es assymetrische Verarbeitungsmuster von Identität und emotionalen Ausdruck/ Sprechmimik gibt, d.h. Identität kann unabhängig verarbeitet werden, emotionaler Ausdruck und Sprechmimik nicht (hier hat Identität einen wichtigen Einfluss), sie werden durch die Identität beeinflusst. Die Ergebnisse wurden repliziert! Plastizität Definition • Unter neuronaler Plastizität versteht man die Eigenschaft von Synapsen, Nervenzellen oder ganzen Hirnarealen, sich in Abhängigkeit von der Verwendung in ihren Eigenschaften zu verändern. • Erfahrung spielt eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung vieler perzeptueller und kognitiver Funktionen • Beispiel: Sprachverarbeitung bei Säuglingen (Nach dem 8. Monat können sie schlechter zwischen Phonemen der Muttersprache & anderer Sprachen unterscheiden) Studien in Bezug auf Gesichte Sie zeigten Hinweise für erfahrungsabhängige Entwicklung der Gesichtsverarbeitung: • Patientenstudie: fehlender visueller Input nach der Geburt führte zu subtilen Defiziten in der Gesichtsverarbeitung (keine Erkennung von Gesichtern) bei uneingeschränkter Fähigkeit in der allg. Objektunterscheidung. Vor allem. der visuelle Input in die rechte Hemisphäre zeigte sich kritisch für die Entwicklung des „Expertenlevels“ in der Gesichtsverarbeitung. • Entwicklungsstudien: Mit 3 Monaten präferierten die Babys Gesichter des gleichen Geschlechtes wie die Bezugsperson und hatten mit 3 Monaten bei Nicht – Erfahrung mit Gesichtern anderer Rassen Probleme bei deren Wiedererkennung („other – race – Effekt“) • Diskriminationstest mit Affenbildern: Bis 6 Monate haben die Kinder noch die Fähigkeit, Gesichter unabhängig von der Gattung zu unterscheiden. Durch Training (regelmäßiges Zeigen von Affenbildern über 3 Monate hinweg) konnten Kindern mit 9 Monaten besser Affengesichter wiedererkennen, als Kinder, die das Training nicht hatten. Rückgang einer breit – gestreuten Fähigkeit kann Einhalt geboten werden! Grundlagen EEG Allgemeine Aspekte • Beim EEG werden elektrische Spannungsunterschiede an der Kopfhaut gemessen, die im Bereich von wenigen Mikrovolt (5 bis 150) liegen. • Durch die Erfassung der elektrophysiologischen Hirnaktivität ist es möglich, Rückschlüsse über die zugrunde liegenden neuronalen Prozesse des Gehirns zu ziehen • Das EEG (Elektroenzephalogramm) ist die graphische Darstellung der Spannungsunterschiede • Ursache der Spannungsschwankungen: physiologische Vorgänge innerhalb einzelner Gehirnzellen, z.B. Aktionspotentiale. Aufgrund ihrer spezifischen räumlichen Anordnung addieren sich die von einzelnen Neuronen erzeugten Ströme in den Zellzwischenräumen auf, so dass sich über den gesamten Kopf verteilte Spannungsänderungen messen lassen. • Anbringung nach einem 10 – 20 System, d.h. erst Vermessung des Kopfes und dann Anbringung der Elektroden in 10% oder 20% Schritten. Inzwischen gibt es Hauben, die das Verfahren vereinfachen. • Vorteil ist sehr gute zeitliche Auflösung, sodass neuronale Prozesse im Bereich von Millisekunden untersucht werden können. • Nachteil ist eine schlechte, räumliche Auflösung. Hier sind bildgebende Verfahren wie das fMRT besser. • Nutzung unter anderem bei Diagnose von Epilepsie, lokalen Herden (z.B. Tumoren), allgemeinen Gehirnveränderungen (z.B. bei Entzündungen) und bei der Forschung. Wellenarten im EEG • Betawellen: unter der Einwirkung von Sinnesreizen oder bei geistiger Aktivität auf. • Alphawellen: Grundrhythmus des ruhenden Gehirns bei geschlossenen Augen; Entspannungszustand • Thetawellen: Wellenform bei Kindern normal, bei Erwachsenen nur im Schlaf oder bei starker Müdigkeit auf. • Deltawellen: Im Tiefschlaf bei Erwachsenen normal, im Wachzustand Hinweis auf Gehirnschädigung. Bei Kindern sind sie unbedenklich. • Nulllinie: Nach Tod eines Menschen, da keine Gehirnaktivität mehr da ist. EKP’s • Wellenformen im EEG, die mit Sinneswahrnehmungen oder kognitiven Prozessen in Zusammenhang stehen • EKPs haben im Vergleich zum EEG eine viel niedrigere Amplitude, deshalb müssen viele Daten erhoben werden. Während der Ableitung eines kontinuierlichen EEGs werden den Probanden mehrfach spezifische Reize dargeboten • Durch Mittelung der EKPs über viele Darbietungen hinweg ist es möglich die ereigniskorrelierten Potentiale von der weiteren Gehirnaktivität (Rauschen) zu isolieren und getrennt zu analysieren. • EKPs sind definiert durch ihre Amplitude und Latenz (gemessen vom Beginn des Ereignisses bis zum Auftreten des EKPs) • Wichtige Begriffe • • Auslenkung/Polarität des Potentials: P(ositivierung) oder N(egativierung) • Peaklatenz: Latenz bis zum lokalen Maximum der Amplitude Vorteil bei Anwendung bei Babys: Nicht invasiv, keine Anforderungen an verbale oder motorische Fähigkeiten, Artefakte, (z.B. Augen, Muskeln), Toleranz der Elektroden, EKPs sind nur so gut wie die zugrunde liegende Verhaltensaufgabe EEG Befunde bei Säuglingen Befunde zu Risikogruppen, Spezialisierung, Korrelation zwischen Gehirn & Verhalten und Morphologie der Wellenform • • • • Morphologie der Wellenform unterscheidet sich zwischen 8Jährigen und Erwachsenen bei gleicher Leistung beim Wiedererkennen: Spezialisierung: bei 6Monatigen sind EKPs auf einen auditorischen Stimulus gleich groß in auditorischem und visuellem Kortex; bis zum 36.Monat wird die Antwort im visuellen Kortex dann kleiner Spezialisierung der Reaktionen grenzen sich ein. Unterschiede zu Risikopopulationen im EKP erkennbar: 6Monatige von DiabetikerMüttern unterscheiden nicht zwischen Gesicht der Mutter und einer Fremder Risiko der defizitären Hippocampusentwicklung bei Diabetesbabys Korrelation zwischen Gehirn und Verhalten: • Anhand von EKPs von Neugeborenen (Diskrimination zwischen mehreren ähnlichen Sprachlauten: bi und gi) wurde auf die verbale Diskriminationsleistung mit 5 Jahren geschlossen Trefferquote: 96% richtig klassifiziert als verbal gut bzw. schlecht • Nachahmungsaufgabe: • Methode: Babys beobachteten in der 1. Sitzung den VL, wie er Spielzeuge nahm. Eine Woche später präsentierte man ihnen Fotos mit den Spielsituationen (tatsächlich stattgefundene oder nicht stattgefundene). 1 Monat danach kamen die Kinder. • Ergebnis: 50% der Kinder konnten Spielsituationen nachahmen. Die EKP’s 1 Monat zuvor sagten diese Unterschiede voraus! Entwicklung der EKP’s - P1: altersunabhängige Antwort auf visuelle Reiz - N290, P400: Vorläufer bei Säuglingen - N400: Bei Kindern unter 2 Jahren stärker ausgeprägt, wenn sie Mütter sahen, als wenn sie Fremde sahen, bei Älteren Kindern umgekehrtes Muster (haben mütterliches Gesicht so weit internalisiert, dass nun die Aufmerksamkeit stärker auf fremde Gesichter ausgerichtet werden kann)! entspricht Stufe der „person identity nodes“ im Modell von Bruce & Young (Verarbeitung der Identität, Wiedererkennung von Gesichtern) - N170: ab 4. / 5. Lebensjahr; Latenz nimmt mit Alter ab, aber Amplitude in rechter Gehirnhälfte zu. - Korrelat nur für frühen Gesichtsverarbeitung, in rechter Gehirnhälfte stärker ausgeprägt, spezifisch für Gesichtsverarbeitung - Wird bei Betrachtung anderer Objekte nicht ausgelöst - Weist bei untypischer Darbietung von Gesichtern (invertierte Gesichter) eine größere Latenz auf Entspricht erster Stufe der Gesichtsverarbeitung im Modell von Bruce & Young (1986) (hier wird ein Gesicht als Gesicht erkannt, nicht aber die Identität (Patienten mit Prosopagnosie zeigen diese Welle ebenfalls)) - P600: Verarbeitung der Identität, Wiedererkennung von Gesichtern entspricht Stufe der „person identity nodes“ im Modell von Bruce & Young Kapitel 6: Entwicklung und Plastizität Fragen Entwicklung des ZNS 1. Beschreibe die allgemeine Entwicklung des ZNS! 2. Beschreibe den Mechanismus der Kortexentwicklung! 3. Wie läuft die Spezialisierung kortikaler Areale ab? 4. Wie stehen spezifische kognitive Leistungen in Verbindung mit der Entwicklung spezifischer Hirnareale? 5. Wie interagiert Erfahrung mit intrinsischen Entwicklungsprozessen? Ist das Gehirn plastisch? Beschreibe es an einem Beispiel an dem menschlichen Bereich! 6. Welche grundlegenden Prinzipien der Plastizität/ kortikalen Reorganisation gibt es nach Elbert und Rockstroh? Was ist Hebbsches Lernen und Langzeitpotenzierung? Zusammenfassung: Entwicklung und Plastizität des Gehirns Einleitung Entwicklung des zentralen Nervensystem Allgemeine Entwicklung (Neurulation) (ab ca. 18. Tag nach der Konzeption) 1. Chorda Dorsalis regt Entwicklung des Ektoderm an, d.h. aus der Keimscheibe entwickelt sich alles 2. (Neuroinduktion durch Chorda Dorsalis) Neuralplatte entwickelt sich 3. (Neurutation im weitem Sinne) Neuralrinne entwickelt sich 4. (Neurutation im engem Sinne) Neuralrohr – abgespaltet – (ZNS) und Neuralleiste (PNS) – abgeschnürt – + Zellen der weichen Hirnhäute entwickeln sich Allgemeine Entwicklungstrends - Bei der Geburt sind fast alle ca. 15 Milliarden Neurone vorhanden - Gehirnvolumen verdreifacht sich von der Geburt bis zum Erwachsenenalter - Frühere Differenzierung subkortikaler im Vergleich zu kortikalen Strukturen - Methoden: bei älteren Kindern bildgebende und elektrophysiologische Verfahren (z.B. EEG), ansonsten zur frühen Neuroanatomie: Gehirnschnitte bei Obduktionen Mechanismen der Kortex – Entwicklung 1. Proliferation: erst symmetrische, dann asymmetrische Teilung der Gründerzellen (kommen aus Ventrikularzone und bilden Zellen des NS – Neurone und Glia), Dauer: pränatal 4 – 5 Monate 2. Migration: Neurone wandern entlang durch radiale Gliazellen gespannte Pfade („Filamente“) zu ihrem Bestimmungsort; Entwicklung verläuft von innen nach außen: Radial unit hypothesis (Rakic, 1988): Die Organisation wird bestimmt durch und zeitliche Faktoren bei der Zellbildung; alle Zellen einer Gründerzelle wandern entlang derselben Faser der Radialglia und bilden eine Säule funktionell verwandter Neurone Störung der Migration: Desorganisation kortikaler Schichten (z.B.: Fetales Alkoholsyndrom) 3. Differenzierung: Sobald Neurone ihr Zielgebiet erreichen, beginnen sie, die charakteristischen Merkmale auszubilden, die ihrem Typ / ihrer Funktion entsprechen: Regionale Differenzierung 4. Axonales Wachstum, Dendritenbildung und Verschaltung: Sprossung der Axone und Beginn der Dendritenbildung nach Ankunft im Zielbereich Verschaltung zwischen verschiedenen Neuronen / Gehirnarealen; Dendritenbildung erfolgt spontan oder induziert 5. Synapsenbildung: Maximum der Synapsen mit 2 Lebensjahr, danach Absinken der Synapsendichte bis zum 16. Lebensjahr; Annahme, dass die Reifung primär sensorischer und motorischer Kortexareale der Reifung von Assoziationsarealen zeitlich voraus geht 6. Synapseneliminierung: „Aussortieren“ überschüssiger Verbindungen zur Feinabstimmung der Verarbeitung (ca. 42%) 7. Myelinisierung: Beginnt pränatal am Rückenmark, setzt sich in des subkortikalen Bereichen fort und endet im Kortex, Höhepunkt ist; Höhepunkt ist 3. Lebensjahr und der dauert bis ins Erwachsenenalter an. Vervierfachung des Gehirnvolumens zwischen Geburt und Erwachsenenalter, hauptsächlich weiße Substanz (Verbindungen zwischen verschiedenen Gehirnregionen) Spezialisierung kortikaler Areale a) Genetischen Faktoren: Rakic, Protomap-Hypothese: Neurone in der ventrikulären Zone etablieren eine kortikale Landkarte und ziehen „passende“ thalamische afferente Fasern an b) Inputs / Verschaltungen: - Protokortex-Hypothese: Kortikale Neurone sind unspezifisch und erhalten ihre Spezifität durch Inputs aus dem Thalamus / Verschaltungen mit anderen Arealen - Transplantiert man Zellen aus dem visuellen Kortex einer Ratte in den somatosensorischen Kortex, entwickeln visuelle Neuronen eine Morphologie, welche derjenigen der somatosensorischen Neuronen entspricht („Barrel Fields“) Zusammenhang zwischen kognitiven Funktionen und der Entwicklung von Hirnarealen 1. Reifungshypothese: Spezifische Areale sind für bestimmte Funktionen zuständig Reifung dieser Areale führt zum Einsetzen der entsprechenden Funktion 2. Interaktive Spezialisierung (Johnson, 2000): Funktionale Spezialisierung verschiedener Regionen hängt von der Aktivität anderer kortikaler Regionen und der Konnektivität mit diesen ab Plastizität im sich entwickelnden und „reifen“ Gehirn Interaktion der Erfahrung mit intrinsischen Entwicklungsprozessen Greenough & Black, 1992: Auf allen Stufen (Umwelt, Zelle, Organ, Organismus, extraorganischem) Interaktion zwischen intrinsischen Prozessen und dem Einfluss der Umgebung, außer bei „Genotyp driven“ (Prozesse, die über einen weiten Bereich von Umwelten relativ stabil bleiben, z.B. allgemeine Organisation von Gehirn und Rückenmark („Reifung“)) Erfahrungserwartend vs. erfahrungsabhängige Prozesse: - Erfahrungserwartend: „angewiesen“ auf im Regelfall zuverlässig auftretende spezies - spezifische Infos (z.B. Sprache, Licht); Synapsenüberproduktion und selektivem synaptischen Verlust, da spezifische Erfahrung antizipiert wird = kritische und sensible Perioden o Beispiel: Kritische und sensible Perioden für die Augen Studien von z.B. Hubel und Wisel zeigten Belege bei monokularer Deprivation (Augenlid wurde abgedeckt) und nach 10 Wochen Störung der okularen Dominanz Evolutionär “vorhersehbare” Stimulationsmuster sind notwendig, um die Ausbildung einer bestimmten Struktur zu unterstützen Zellen treten in Konkurrenz zu einander, was die Nutzung von überlappenden Verbindungen betrifft, d.h. Ergebnis abhängig von der Aktivität einer bestimmten Verbindung o Beispiel: Sprache Lenneberg (1967): Biologische Determiniertheit d. Sprache, kritische Periode v. Geburt bis Beginn der Pubertät Aphasie (Kompensation nur möglich vor Pubertät) Chomsky (1965): Language-acquisition device: Spracherwerb hauptsächlich beeinflusst durch biologische Faktoren und Reifungsprozesse Werker & Tees (2005): Sprachwahrnehmung: frühe Präferenzen (z.B. generell für Sprache gegenüber anderen komplexen Lauten) kanalisieren Aufmerksamkeit und Lernen; Annahme, dass es innerhalb der Entwicklung der Sprachwahrnehmung mehrere optimale Perioden (OP) für verschiedene Aspekte der Sprache gibt, die aufeinander aufbauen Phonologische Entwicklung: sprachspezifischer Einfluss auf die Wahrnehmung von Lauten als Allophone, bzw. Phoneme (r vs. l); Einschränkung auf muttersprachliche, Phoneme findet innerhalb der ersten 10 M. statt muttersprachliche Kategorien werden früher Reorganisiert als seltene, das Alter ist verzögert bei bilingual aufwachsenden Kindern ( Aufrechterhaltung der Sensitivität). - Erfahrungsabhängig: Veränderungen, die auf der Aufnahme individuumsspezifischer Informationen beruhen und abhängig von der Interaktion mit der Umwelt sind, funktionale Plastizität, lebenslanges Lernen ohne Beschränkung auf eine Phase o o o Fazit - - z.B. klassische Rattenexperimente (Hebb, 1949): Ratten, die in angereicherten, komplexen Umgebungen aufwachsen, zeigen bessere Leistungen in Lernaufgaben als deprivierte Ratten. Bei jungen wie alten Ratten höhere Anzahl von Synapsen pro Neuron im visuellen Kortex. Hebb’sches Lernen: Cell-Assembly-Theory: Neuronenverband mit wechselseitigen Verbindungen, verbunden durch erregende Synapsen. Entstehung der Assemblies in Konsolidierungsphase, in der wiederholte Erregung der Synapsen mit dem gleichen Impulsmuster zur Verstärkung einer Verbindung führt wenn beide Neuronen synchron aktiv sind LTP (Langzeitpotenzierung): Resultat: langandauernde Modifikation der Stärke horizontaler exzitatorischer Verbindungen Einige grundlegende Prinzipien der Plastizität / kortikaler Reorganisation (n. Elbert & Rockstroh) Übungseffekt: Verstärkte Nutzung / Stimulation eines Rezeptorpools Ausdehnung der kortikalen Repräsentation Use it or lose it: Nichtbenutzung eines kortikalen führt zu Übernahme durch benachbarte Neurone. Je häufiger ein Neuron A gleichzeitig mit Neuron B aktiv ist, umso bevorzugter werden die beiden Neuronen aufeinander reagieren (z. B.: kortikale Reorganisation bei Blindgeborenen) Fire together, wire together: Synchrone Inputs / Stimulation benachbarter Areale führt zur Integration der kortikalen Repräsentation You have to dream it to achieve it: Veränderungen finden nur bei verhaltensrelevanten und trainingsintensiven Aufgaben statt, die das Gehirn auch noch im Schlaf verarbeitet. Basale Gehirnentwicklung relativ stark genetisch determiniert Trotzdem Störung der Entwicklung durch teratogene Faktoren möglich Überproduktion von Synapsen im Sinne erfahrungserwartender Prozesse ermöglicht Feineinstellung des Systems durch Erfahrung Zeitraum, in dem größere Reorganisationen stattfinden können, ist aber zeitlich begrenzt Begrenzte Modifikationen der funktionalen Struktur durch erhaltene Plastizität lebenslang möglich Lernen Einleitung Grundlegende Thematiken - - Nature-nurture Debatte: Einfluss von Erbe vs. Umwelt auf das Verhalten / die Veränderung des Verhaltens Zeigt sich die hohe funktionale Spezialisierung des reifen Gehirns bereits bei jungen Kindern oder gibt es eine Entwicklung hin zur Spezialisierung? Werden ähnliche kognitive Funktionen über das Alter hinweg von denselben Strukturen unterstützt? Wenn nicht, welche Konsequenzen hat das für die zugrunde liegenden Repräsentationen? Welche Prozesse unterstützen die Spezialisierung? Reifung vs. Erfahrung Entwicklung des zentralen Nervensystem Allgemeine Entwicklung (Neurulation) (ab ca. 18. Tag nach der Konzeption) 1. Chorda Dorsalis regt Entwicklung des Ektoderm an, d.h. aus der Keimscheibe entwickelt sich alles 2. (Neuroinduktion durch Chorda Dorsalis) Neuralplatte entwickelt sich 3. (Neurutation im weitem Sinne) Neuralrinne entwickelt sich 4. (Neurutation im engem Sinne) Neuralrohr – abgespaltet – (ZNS) und Neuralleiste (PNS) – abgeschnürt – + Zellen der weichen Hirnhäute entwickeln sich a. Neuralrohr: Inneren des Neuralrohrs ist ventrikuläre Zone und Produktionsort von Neurone (Kopfteil: Gehirn, Rumpfteil: RM, Hohlraum: Ventrikel und Rückenmarkskanal) b. Neuralleiste: PNS Allgemeine Entwicklungstrends - Bei der Geburt sind fast alle ca. 15 Milliarden Neurone vorhanden - Gehirnvolumen verdreifacht sich von der Geburt bis zum Erwachsenenalter - Frühere Differenzierung subkortikaler im Vergleich zu kortikalen Strukturen - Methoden: bei älteren Kindern bildgebende und elektrophysiologische Verfahren (z.B. EEG), ansonsten zur frühen Neuroanatomie: Gehirnschnitte bei Obduktionen Mechanismen der Kortex – Entwicklung 1. Proliferation: - - 2. Migration - - - - Erste 5-6 pränatale Wochen: symmetrische Teilung der Gründerzellen (kommen aus Ventrikularzone, durch Gründerzellen Bildung von Zellen des NS – Neurone und Glia) starke Vermehrung Weitere 3 Monate: Nach symmetrischer eine asymmetrische Teilung: Zellen teilen sich auf in jeweils zwei Zellen, von denen eine wandert und die andere sich weiter aufteilt (Dauer ca. 3 Monate) Neurone wandern entlang durch radiale Gliazellen gespannte Pfade („Filamente“) zu ihrem Bestimmungsort Migration resultiert in einer dreidimensionalen Organisation von Schichten und Säulen funktional ähnlicher Neurone Entwicklung verläuft von innen nach außen: zuerst Formierung der inneren Cortexschichten, dann der äußeren (innen alt, außen jung), bis zur 18. Gestationswoche Radiale Wanderung vs. Passive Zellmigration: o Radiale Wanderung: kortikale Neurone gehen kortikal – subkortikale Verbindungen ein (z.T. auch laterale Migration festgestellt, v.a. bei Interneuronen) o „Passive Zellmigration“: Verdrängung bereits bestehender Neurone durch neue Neurone (z.B. im Thalamus), d.h. innen jung und außen alt Radial unit hypothesis (Rakic, 1988): Die Organisation wird bestimmt durch lokale (Position d. Gründerzelle x / y Koordinate) und zeitliche (Zeitpunkt der Genese, z-Koordinate) Faktoren bei der Zellbildung; alle Zellen einer Gründerzelle wandern entlang derselben Faser der Radialglia und bilden eine Säule funktionell verwandter Neurone Störung der Migration: Desorganisation kortikaler Schichten (z.B.: Fetales Alkoholsyndrom kognitive Defizite, Verhaltensauffälligkeiten, typische Physiognomie) 3. Differenzierung: - - 4. Axonales Wachstum, Dendritenbildung und Verschaltung: - - - - Sobald Neurone ihr Zielgebiet erreichen, beginnen sie, die charakteristischen Merkmale auszubilden, die ihrem Typ / ihrer Funktion entsprechen: Regionale Differenzierung Annahme, dass ventrikuläre Zellen in ihrer Funktion bereits zum Zeitpunkt der Teilung genetisch determiniert sind Zelltyp korreliert mit dem Zeitpunkt der Entstehung werden Zellen an der Migration gehindert, entwickeln sie dennoch ein Verschaltungsmuster, das sie erwartungsgemäß an ihrer Zielposition ausgebildet hätten Sprossung der Axone und Beginn der Dendritenbildung nach Ankunft im Zielbereich Verschaltung zwischen verschiedenen Neuronen / Gehirnarealen Wachstum der Axone wird gelenkt durch physikalische und chemische Faktoren, z.B. Ausschüttung von Molekülen, die verschiedene Axonentypen attrahieren Wachstumszapfen der Axone sind empfindlich für Oberflächenmoleküle der „unterwegs“ angetroffenen Zellen sowie für chemische Substanzen, die z.B. von den Zielzellen Dendritenbildung erfolgt spontan (genetisch determinierte Signale) oder induziert durch die Aktivität eintreffender axonaler Fortsätze weitere dendritische Differenzierung und Elaboration wahrscheinlich abhängig von afferenten Inputs 5. Synapsenbildung: Setzt nach der Ausbildung der Dendriten ein Zunahme der Synapsendichte von pränatal bis zum 2. Lebensjahr (Maximum), danach Absinken der Synapsendichte bis zum 16. Lebensjahr (Synapsenreduktion) Synapsenbildung und -eliminierung scheinen in verschiedenen Gehirnbereichen zu unterschiedlichen Annahme, dass die Reifung primär sensorischer und motorischer Kortexareale der Reifung von Assoziationsarealen zeitlich voraus geht Synapsenbildung im visuellen Kortex beginnt pränatal und die Synapsendichte, erreicht ein Maximum zwischen 4 und 12 Monaten, und Erwachsenenniveau zwischen 2 und 4 Jahren Synapsenbildung im frontalen Kortex erreicht hohe Zuwächse zum Ende des ersten Lebensjahres und da Erwachsenen-Niveau wird erst in der Adoleszenz erreicht 6. Synapseneliminierung: - „Aussortieren“ überschüssiger Verbindungen zur Feinabstimmung der Verarbeitung (ca. 42%); nur häufig genutzte, „bewährte“ Synapsen bleiben bestehe und durch Apoptose (programmierten Zelltod) Abbau überschüssiger Neurone. Reduktion von Synapsen und Neuronen als Resultat eines Wettbewerbs zwischen den Neuronen um Verbindungen und metabolische Ressourcen 7. Myelinisierung: - Verbesserung der Signalübertragung & höhere Schnelligkeit der Infoverarbeitung Beginnt pränatal am Rückenmark, setzt sich in des subkortikalen Bereichen fort und endet im Kortex Bei Geburt sind essentielle Strukturen und alle Neuronen bereits vorhanden, allerdings ist die Myelinisierung sehr unvollständig und die Vorschaltungen sind unausgereif Höhepunkt ist 3. Lebensjahr: dauert aber bis ins Erwachsenenalter an Myelinisierung frontaler Areale setzt sich bis ins Jugendalter fort Vervierfachung des Gehirnvolumens zwischen Geburt und Erwachsenenalter, hauptsächlich weiße Substanz (Verbindungen - - zwischen verschiedenen Gehirnregionen) Veränderungen der metabolischen Aktivität: 1. Erste Wochen nach der Geburt: höchster Glukoseverbrauch im sensumotorischen Kortex, Thalamus, Hirnstamm und Cerebellum (Chugani et al., 1987) 2. Bis zum Ende des 3. Monats: Anstieg im parietalen, temporalen und okzipitalen Kortex, sowie in den Basalganglien 3. Mit 6 bis 8 Monaten: Anstieg des Metabolismus in frontalen Regionen 4. Mit 4-5 Jahren erreicht der Metabolismus in manchen Hirnregionen bis zu 150% des Erwachsenenniveaus Spezialisierung kortikaler Areale a) Genetischen Faktoren: Rakic, Protomap-Hypothese: Neurone in der ventrikulären Zone etablieren eine kortikale Landkarte und ziehen „passende“ thalamische afferente Fasern an Spezialisierung durch Interaktion mit den attrahierten Neuronen b) Inputs / Verschaltungen: - Protokortex-Hypothese: Kortikale Neurone sind unspezifisch und erhalten ihre Spezifität durch Inputs aus dem Thalamus / Verschaltungen mit anderen Arealen - Eingriff, bei dem der auditorische Kortex mit visuellen thalamische Arealen verbunden wurde (LGN), führte zur Ausprägung visueller Repräsentationen (Sur, Grraghty & Roe, 1988) - Transplantiert man Zellen aus dem visuellen Kortex einer Ratte in den somatosensorischen Kortex, entwickeln visuelle Neuronen eine Morphologie, welche derjenigen der somatosensorischen Neuronen entspricht („Barrel Fields“) - Probematisch: Zellen übernehmen nicht alle Funktionen, die dem „adäquat“ verschalteten Kortex entsprechen würden - Zeitpunkt der Transplantation entscheidend: früher ist besser - Längst nicht alle Neurone übernehmen neue Verschaltungen / Funktionen - Spezies – spezifische Unterschiede; Kortices der untersuchten Spezies evtl. plastischer Zusammenhang zwischen kognitiven Funktionen und der Entwicklung von Hirnarealen 1. Reifungshypothese: Spezifische Areale sind für bestimmte Funktionen zuständig � Reifung dieser Areale führt zum Einsetzen der entsprechenden Funktion 2. Interaktive Spezialisierung (Johnson, 2000): Funktionale Spezialisierung verschiedener Regionen hängt von der Aktivität anderer kortikaler Regionen und der Konnektivität mit diesen ab Spezialisierung ergibt sich nicht aus der isolierten Reifung spezifischer Hirnareale, sondern aus der Interaktion zwischen verschiedenen Regionen, die sich in verschiedenen Reifestadien befinden (s. a. Plastizität) Regionen sind zunächst wenig spezialisiert; zunehmende Spezialisierung / funktionale Einschränkung durch Interaktion und Konkurrenz Hinweis: oft distribuierte Aktivierung bei bestimmten Aufgaben, die sich dann über das Alter hinweg stärker fokussiert (sichtbar gemacht, z.B. durch Ableitung von ERP); z.B.: Gesichterwahrnehmung, Unterscheidung zwischen bekannten und unbekannten Wörtern Plastizität im sich entwickelnden und „reifen“ Gehirn Interaktion der Erfahrung mit intrinsischen Entwicklungsprozessen Greenough & Black, 1992: Auf allen Stufen (Umwelt, Zelle, Organ, Organismus, extraorganischem) Interaktion zwischen intrinsischen Prozessen und dem Einfluss der Umgebung, außer bei „Genotyp driven“ (Prozesse, die über einen weiten Bereich von Umwelten relativ stabil bleiben, z.B. allgemeine Organisation von Gehirn und Rückenmark („Reifung“)) Erfahrungserwartend vs. erfahrungsabhängige Prozesse: - Erfahrungserwartend: „angewiesen“ auf im Regelfall zuverlässig auftretende spezies - spezifische Infos (z.B. Sprache, Licht); Synapsenüberproduktion und selektivem synaptischen Verlust, da spezifische Erfahrung antizipiert wird = kritische und sensible Perioden o kritische Perioden: Zeitfenster, in dem Erfahrung / externe Stimulation einen maximalen Einfluss auf den Entwicklungsprozess hat; hat einen bestimmten onset und offset (Beginn & Ende), Deprivation von erwachsenen Tieren brachte in Studien keinerlei Störung. o sensible Perioden: Periode, während der überschüssige Verbindungen zwischen Neuronen bestehen; nach der Selektion bestimmter Verbindungen ist die fundamentale Organisation des Systems festgelegt - Erfahrungsabhängig: geprägt durch individuelles Lernen o Veränderungen, die auf der Aufnahme individuumsspezifischer Informationen beruhen und abhängig von der Interaktion mit der Umwelt sind o Funktionale Plastizität o Lebenslanges Lernen ohne Beschränkung auf Phase o Werden in Zusammenhang gebracht mit der Ausbildung neuer synaptischer Verbindungen / Veränderung der Stärke synaptischer Verbindungen zwischen Neuronen o z.B. klassische Rattenexperimente (Hebb, 1949): Ratten, die in angereicherten, komplexen Umgebungen aufwachsen, zeigen bessere Leistungen in Lernaufgaben (z.B. Diskriminationslernen) als deprivierte Ratten und bei junegn wie alten Ratten höhere Anzahl von Synapsen pro Neuron im visuellen Kortex und die Veränderungen sind nicht auf einen generellen Anstieg der Metabolismus in bestimmten Arealen zurückführbar. Es gab Veränderungen der funktionalen Verschaltungsmuster im Gehirn, das sich in einer „adäquaten“ Umwelt befand. Erfahrungsabhängig: Einige grundlegende Prinzipien der Plastizität / kortikaler Reorganisation (n. Elbert & Rockstroh) Practice makes perfect (Übungseffekte) Verstärkte Nutzung / Stimulation eines Rezeptorpools Ausdehnung der kortikalen Repräsentation Verhaltensrelevante Änderungen (z.B. geringere Diskriminationsschwelle) z. B. Trainingseffekte bei Musikern: Violinisten mit ausgedehnterer Fingerrepräsentation Use it or lose it Nichtbenutzung eines kortikalen Areals (z.B. fehlender Input aus den zugeordneten Sinnesorganen), Übernahme durch benachbarte Neurone (z. B.: kortikale Reorganisation bei Blindgeborenen) z.B.: der okzipitale Cortex kann Inputs aus dem auditorischen Cortex erhalten und demnach auditorische Funktionen übernehmen Fire together, wire together: Synchrone Inputs / Stimulation benachbarter Areale führt zur Integration der kortikalen Repräsentation - Experiment mit Multifinger Braille- Leser von Sterr et al. (1998): Multifinger-Leser können schlechter diskriminieren, welcher ihrer gemeinsam genutzten Finger mit einem taktilen Reiz stimuliert wird - Asynchrone Inputs � Trennung der repräsentierenden Areale You have to dream it to achieve it: Veränderungen finden nur bei verhaltensrelevanten und trainingsintensiven Aufgaben statt, die das Gehirn auch noch im Schlaf verarbeitet. Erfahrungsabhängig: Hebbsches Lernen - Cell-Assembly-Theory: Neuronenverband mit wechselseitigen Verbindungen, verbunden durch erregende Synapsen - Ein Neuron beteiligt an verschiedenen Assemblies - Entstehung der Assemblies in Konsolidierungsphase, in der wiederholte Erregung der Synapsen mit dem gleichen Impulsmuster zur Verstärkung einer Verbindung führt wenn beide Neuronen synchron aktiv sind Wichtig: zeitliche Korrelation neuronaler Aktivität und es gibt nur synaptische Verstärkung beim Überschreiten eines bestimmten Stellenwertes. Mit steigendem ISI Abnahme des postsynaptischen Potentials LTP (Langzeitpotenzierung) als Resultat: langandauernde Modifikation der Stärke horizontaler exzitatorischer Verbindungen, d.h. Synaptische Kontakte sind plastisch und werden durch simultane Aktivierung der prä- und postsynaptischen Neurone modifiziert Studien zu erfahrungserwartenden Prozesse Monokulare Deprivation (Hubel und Wiesel): - Methode: Katzen wurde ein Augenlid zugeklebt kurz nach der Geburt und nach 10 Wochen wieder aufgetrennt - Ergebnis: Sehr geringer Anteil monokularer Zellen, die ausschließlich auf die Stimulation des abgedeckten Augen reagierten und überproportionaler Anteil von Zellen, die auf die Stimulation des offenen Augen reagierte Störung der okularen Dominaz. Komplette Deprivation (Hubel und Wisel) - Methode: Abdecken beider Augenlider - Ergebnis: „normales“, symmetrisches Muster im visuellen Kortex, Hinweis auf Wettbewerb der Zellen um Verbindungen und anfangs überlappende Verbindungen. Fehlende Input- Synchronisation - Methode: Durchtrennen eines Augenmuskels und Induktion eines Strabismus. - Ergebnis: Zellen reagierten entweder auf die Stimulation des einen Auges oder auf die Stimulation des anderen Auges binokulare Zellen extrem unterrepräsentiert trotz synchronem Input; Synchroner Input beider Augen Aktivierung von Zellen durch Stimulation korrespondierender Punkte Evolutionär “vorhersehbare” Stimulationsmuster sind notwendig, um die Ausbildung einer bestimmten Struktur zu unterstützen Zellen treten in Konkurrenz zu einander, was die Nutzung von überlappenden Verbindungen betrifft, d.h. Ergebnis abhängig von der Aktivität einer bestimmten Verbindung eispiel erfahrungserwartender Prozesse für den menschlichen Bereich: Sprache Lenneberg (1967): Biologische Determiniertheit der Sprache, kritische Periode von Geburt bis Beginn der Pubertät Aphasie: Funktionale Rehabilitation bei Läsionen in den Spracharealen im linken Kortex nur möglich bei einer Schädigung, die vor der Pubertät stattgefunden hat, aber nicht bei später aufgetretener Schädigung Erwerb einer Fremdsprache fast akzentfrei bis Pubertät, danach selten akzentfrei Chomsky (1965): Language-acquisition device Spracherwerb hauptsächlich beeinflusst durch biologische Faktoren und Reifungsprozesse Werker & Tees (2005): Sprachwahrnehmung: o frühe Präferenzen (z.B. generell für Sprache gegenüber anderen komplexen Lauten) kanalisieren Aufmerksamkeit und Lernen o Annahme, dass es innerhalb der Entwicklung der Sprachwahrnehmung mehrere optimale Perioden (OP) für verschiedene Aspekte der Sprache gibt, die aufeinander aufbauen. Biologisch determinierte Periode und es gibt eine gewisse zeitliche Variabilität. Außerhalb dieser Periode Einfluss von Erfahrung möglich (durch Training), aber weniger effektiv. Privilegierte Verarbeitung von Sprache Phonologische Entwicklung: - Es gibt sprachübergreifende Lautgrenzen, die als Übergänge zwischen qualitativ unterschiedlichen Reizen wahrgenommen werden kategoriale Wahrnehmung - Zusätzlich: sprachspezifischer Einfluss auf die Wahrnehmung von Lauten als Allophone, bzw. Phoneme (r vs. l) - Einschränkung auf muttersprachliche, Phoneme findet innerhalb der ersten 10 M. statt o vorher: Diskrimination aller „natürlichen“ Phoneme, kategoriale Wahrnehmung o im Erwachsenenalter: schlechte Diskrimination - muttersprachliche Kategorien werden früher Reorganisiert als seltene, das Alter ist verzögert bei bilingual aufwachsenden Kindern ( Aufrechterhaltung der Sensitivität). - Bei Deprivation, d.h. gehörlosen Kindern ist es hilfreich vor dem Alter von 3,5 Jahre ein Cochlea – Implantat einzupflanzen. Nach einem Alter von 7 Jahren eher schlecht. Fazit - Basale Gehirnentwicklung relativ stark genetisch determiniert Trotzdem Störung der Entwicklung durch teratogene Faktoren möglich - Überproduktion von Synapsen im Sinne erfahrungserwartender Prozesse ermöglicht Feineinstellung des Systems durch Erfahrung Zeitraum, in dem größere Reorganisationen stattfinden können, ist aber zeitlich begrenzt - Begrenzte Modifikationen der funktionalen Struktur durch erhaltene Plastizität lebenslang möglich Lernen Kapitel 7: Psychoneuroimmunologie Fragen Grundlagen zur Immunologie Welche Funktion hat das Immunsystem? (Seite 38) Welche Komponenten hat die immunlogische Abwehr? (Seite 39 – 42) Wie ist der Zusammenhang zwischen Krankheit und Gesundheit? (Seite 43) Was ist Psychoneuroimmunologie? (Seite 43) Welche mögliche Bedeutung hat die IS – NS Achse? (43) Psychoneuroimmunologie Was ist Sickness Behaviour? (Seite 44 46) Wie hängen immunologische Veränderungen mit akutem & chronischem Stress zusammen? (Seite 46 – 49) Wie kann das Immunsystem konditioniert werden? (Seite 49) Zusammenfassung: Psychoneuroimmunlogie Grundlagen zur Psychoneuroimmunologie Funktionen des Immunsystems Identifikation und Elimination körperfremder Antigene Identifikation und Zerstörung körpereigener, bösartig entarteter Zellen !!!Das Immunsystem unterscheidet zwischen selbst und fremd. Dafür der Major Histokpatibilitätskomplex (MHC) zuständig. MHC – 1:. Schutz gegen Angriff auf gesunde, körpereigene Zellen. MHC – 2: Starten der Immunabwehr gegen von außen eingedrungene Fremdproteine. Zellulär Komponenten der immunlogischen Abwehr Angeborene, unspezifische Erworbene, spezifische Immunität Immunität Makrophagen (große Fresszellen) T – Lymphozyten - Erkennen Oberfläche des Lymphozyten als Träger spez.Abwehr Antigens als fremd Ursprung der Lymphoyzten: primäre, - Phagozytosefähigkeit lymphatische Organe - gehören zu den Merkmale spezifischer Immunität: antigenpräsentierenden Zellen Gedächtnis und Spezifität (Schlüssel – - bei Aktivierung Produktion von Zytokinen enthält MHC – 2 Moleküle Neutrophile Granulozyten: Erste Zellen am Zielort und Phagozytose Natürliche Killerzellen (NK – Zellen) - Zerstörung virusinfizierter und tumorös entarteter Zellen - Zerstörung des Antigens durch Zell – Zell Kontakt und Ausschüttung toxischer Substanzen - besitzen Rezeptormoleküle der T – Zell Linien. Sie haben aber kein immunlogischer Gedächtnis wie T – und B – Zellen. Humoral Komplementsystem - Effektivster Teil der humoralen, unspezifischen Immunantwort - Kaskadenförmig ablaufende Reaktionen verschiedener enzymatischer Spaltungen - Bestehen aus 20 Proteinen, die vor allem in der Leber hergestellt werden. - Erleichtert Phagozytose durch Opsonierung - Zwei Wege der Komplementaktivierung: klassisch (setzt Vorhandensein von Antikörpern voraus) und alternativ (Komplementmoleküle lagern sich direkt an das Antigen Zytokine und Lysozym Schloss Prinzip) Diversität der Lymphozyten Antigenrezeptoren: Lymphozyten und Antikörperrezeptoren bestehen aus konstanten und variablen Regionen Variable Region ermöglicht Bindung an spezifisches Antigen, für die variable Region kodieren eine Gruppe von Gensegmenten so ist Vielzahl an Rezeptoren möglich - Zelluläre Immunabwehr durch T – Lymphozyten: Sie erkennen Peptidfragmente intrazellullärer Krankheitserreger, die von anderen Zellen durch MHC präsentiert werden Cytotoxische T – Zellen (CD 8): Erkennen Antigen an infizierter Zelle über MHC – I und zerstören sie T – Helferzellen (CD 4): erkennen Antigene, die über MHC – 2 präsentiert werden (von antigenpräsentierenden Zellen) B – Lymphozyten, bzw. deren Antikörper - Erkennen mit spez. Rezeptoren Antigene außerhalb von Zellen - Funktionen der B – Zellen: Antikörperproduktion , Immunlogisches Gedächtnis, Antigenpräsenation: - Antikörper o Produziert von Plasmazellen (ausdifferenzierte B – Zellen), tragen denselben Rezeptor o Enorme Spezifität (durch variable Region) und Effektivit (durch konstante Region) o Enorme Effektivität (konstante Region legt Effektormechanismus der Antigenbeseitigung fest) o Effektormechanismen der Antikörper: Neutralisation, Opsonierung, Komplementreaktion Grundlagen zur Psychoneuroimmunologie (PNI): Gegenstandsbereich der PNI: Befasst sich mit den Wechselwirkungen zwischen Nervensystem, Hormonsystem, Immunsystem und Psyche. Kommunikation zwischen Immun – und neuroendokrinen System Organe des Immunsystem und Immunzellen sind mit Nerven verkabelt Zellen d. IS verfügen ü. Rezeptoren für Botenstoffe des NS, sowie Hormonrezeptoren Zellen d. NS verfügen über Rezeptoren für Cytokine Nervenzellen können auch Cytokine freisetzen Immunzellen können auch Hormone und Neuropeptide freisetzen. In Studien wurde gezeigt, dass Vireninfektion zur Aktivierung der HPA – Achse führt, man zeigte auch dass Hormonanstiege vermutlich IL – 1 vermittelt sind und Makrophagen die Hauptproduzenten sind. Signalsubstanzen des NS: klassische Transmitter (NA, Acetycholin, Gluatmat), Neuropeptide (Opioide), Wachstumsfaktoren ( Neurotrophine, Zytokine) Signalsubstanzen des Immunsystems: Zytokine, Neuropeptide, Neurotrophine/ Wachstumsfaktoren) Hormone: Gluccocorticoide, Prolaktin, Wachstumshorme (GH), Katecholamine Die IS – NS Achse: Mögliche Bedeutung Studien zeigten, dass Produkte des IS (IL – 1, TNF – Alpha und IL – 6) das ZNS beeinflussen Psychoneurimmunologie Sickness Behaviour (SB) Infektionen und entzündliche Prozesse gehen oft mit unspezifischen Krankheitssymptome einher: Geschmacksreduktion, Appetitlosigkeit, Reduktion von Nahrungs – und Flüssigkeitsaufnahme Verhinderung der Kontamination durch Bakterien im Essen allerdings wird gegessen wenn das Essen vor einen gestellt wird, d.h. nur Hemmung von essensuchendem Verhalten, da man dafür aktuell für den Körper dringend benötigte Energie braucht. Bevorzugung von kohlenhydratreicher Kost da bei Infektion schon viele Fette im Blut sind Reduktion sozialen „Explorationsverhaltens“ um sich nicht bei Artgenossen im geschwächten Zustand mit weiteren Viren anzustecken Schläfrigkeit Fieber damit weniger Erreger im Körper überleben können Beteiligt an SB: Zytokine - Insbesondere IL 1 - Beispielsstudie: 1 Injektion von IL 1 intrazelluär ins Gehirn und peripher in den Bauch Reduktion des Nahrungs – und sozialen Explorationsverhaltens in Rattenstudien - Praxisbeobachtungen: Bei Pharmakotherapie mittels Zytokine bei Krebspatienten drastische Veränderungen Präventive AD Gabe - Aber Zytokine können die Blut – Hirn Schranke nicht überwinden. (Wie es doch funktioniert, siehe rechts) pathophysiologische Implikationen - Erklärung emotionaler Zustände bei immunologisch relevanten Erkrankungen (z.B. Depressionen bei Tumorerkrankungen eher durch Zytokine als Tumor selbst, Infektionen, Autoimmunkrankheiten etc.). - Möglicherweise Pathomechanismen für Erkrankungen bislang unklarer Ätiologie - Aktivierung peripherer Monozyten und T – Zellen möglicherweise an der Pathophysiologie depressiver Erkrankungen beteiligt (Maes et al., 1995) - Störungen im Ernährungsverhalten Immunologische Veränderungen nach akutem und chronischem Stress akuter Stress und Immunfunktion - maßgeblich beteiligt: o Adrenalin (Steigerung der NK, am meisten NK bei mittlerer Adrenalinkonzentration) o Katecholamine (bzw. ß2 - adrenerge Rezeptoren) sind an immunologischer stressinduzierter Aktivierung ursächlich beteiligt! (s. Studien mit Betablockern) - Durch Stress kommt es zu einer Aktivierung des sympathischem Nervensystems und damit zur Ausschüttung von Katecholaminen, die über ß –adrenerge Rezeptoren kardiovaskuläre und immunologische Veränderungen bewirken Studie bestätigte Hypothese und brachte Hinweise, dass - 5. ß2 – Rezeptor der massgebliche Rezeptor ist! Mögliche Bedeutung einer akuten stressinduzierten Immunaktivierung: Anstieg insbesondere von Immunzellen (z.B. NK – Zellen), die erste Verteidigungslinie gegen eindringende Pathogene bilden. kurzer Stress also eher adaptiv, chronischer Stress schädigend (s. PTSD – Patienten) Gegenregulation durch Cortisol: Eigenschaften von Cortisol Cortisol blockiert die Freisetzung proinflammatorischer Substanzen und verhindert die Ausdifferenzierung der B – Zellen zu Plasmazellen Die initiale Aktivierung des Immunsystems durch Katecholamine wird von Cortisol zurückreguliert indem die TH2 – Zellen in ein Übergewicht im Vergleich zu TH1 Zellen gebracht werde Studien brachten bestätigende Ergebnisse. chronischer Stress und Immunfunktion 6. 7. Zur Erinnerung: Chronischer Hypercorticalismus nach chronischem Stress ist schädigend! Z.B.. haben PTSD – Patienten eine permanent erhöhte Cortisolrate und ein reduziertes, hippocampales Volumen. Studien 7 ‐ 9 Wo nach Verlusterlebnis: Verminderte Lymphozytenproliferation auf das Mitogen PHA (Phytohaemagglutinin), d.h. Zellen konnten sich nicht teilen (Barton, 1977) Studenten mit hoher subjektiver Belastung und Einsamkeit zeigten die stärksten Abfälle der NK Aktivität während dem Examen (Kiecolt‐Glaser et al., 1984)! Bei Pflege eines demenzkranken Familienmitgliedes über ein Jahr hinweg zeigte sich eine Erhöhung der Antikörpertiter gegen das Ebbstein Barr Virus Interpretation der Studien Beeinflussung immunologischer Parameter durch bestimmte Lebensstile, die unter chronischem Stress häufiger zu erwarten sind, sowie Alkohol, Drogen, Medikamente, Zigaretten, Schlaf und Ernährung Klinische Relevanz der immunologischen Veränderungen → Psychische und emotionale Faktoren spielen eine Rolle und müssen daher in Studien mitberücksichtigt werden, z.B. mittels Matching! Konditionierung des Immunsystems Studien 8. 1975: Konditionierungsstudien von Ader & Cohen:Konditionierung einer Immunssuppression mittels Paarung von übelkeitserregendem, immunsuppressives Cyclophosphamid mit Saccarin (Zuckerlösung). Mehr Ratten starben danach alleine bei Saccarin. Folgeexperiment zeigte, dass Immunssuppression nicht alleine von Stress, in dem Fall konditionierter Glukokortikoidansteig ausgelöst. Klinische Implikationen: Organtransplantation, Erklärung für Allergiemuster, Behandlung von Autoimmunerkrankungen, U.v.m. Grundlagen zur Psychoneuroimmunologie Funktionen des Immunsystems 9. Identifikation und Elimination körperfremder Antigene (z.B. Bakterien, Viren, Pilze Parasiten) 10. Identifikation und Zerstörung körpereigener, bösartig entarteter Zellen 11. !!!Das Immunsystem unterscheidet nicht zwischen schädlich und unschädlich, sondern zwischen selbst und fremd. Dafür der Major Histokpatibilitätskomplex (MHC) zuständig. Kennzeichnet Zellen als dem eigenen Körper zugehörig Wird auch als Human Leucocytes Antigen System bezeichnet (HLA) Kodierung der MHC Moleküle durch mehrere 100 Gene, die dazu noch hoch polymorph sind. MHC – 1: Alle kernhaltigen Körperzellen und Blutblättchen tragen MHC – 1 Moleküle. Schutz gegen Angriff auf gesunde, körpereigene Zellen. MHC – 2: Antigenpräsentierende Zellen tragen zusätzlich MHC – II Moleküle, die die Immunabwehr gegen von außen eingedrungene Fremdproteine starten. Immunzellen entstehen aus einer pluripotenten hämatopoetischen Stammzelle des Knochenmarks. Komponenten immunologischer Aktivität Es gibt mechanische und biochemische Barrieren (Haut, bakterizide Eigenschaften von Schweiß, saures Milieu Zellulär Angeborene, unspezifische Immunität Makrophagen (große Fresszellen) - Erkennen Oberfläche des Antigens als fremd - Phagozytosefähigkeit - gehören zu den antigenpräsentierenden Zellen - bei Aktivierung Produktion von Zytokinen - enthält MHC – 2 Moleküle Neutrophile Granulozyten: Erste Zellen am Zielort und Phagozytose Natürliche Killerzellen (NK – Zellen) - Zerstörung virusinfizierter und tumorös entarteter Zellen - Zerstörung des Antigens durch Zell – Zell Kontakt und Ausschüttung toxischer Substanzen - besitzen Rezeptormoleküle der T – Zell Linien. Sie haben aber kein immunlogischer Gedächtnis wie T – und B – Zellen. Erworbene, spezifische Immunität T – Lymphozyten Lymphozyten als Träger spez.Abwehr Ursprung der Lymphoyzten: primäre, lymphatische Organe Merkmale spezifischer Immunität: Gedächtnis und Spezifität (Schlüssel – Schloss Prinzip) Diversität der Lymphozyten Antigenrezeptoren: Lymphozyten und Antikörperrezeptoren bestehen aus konstanten und variablen Regionen Variable Region ermöglicht Bindung an spezifisches Antigen, für die variable Region kodieren eine Gruppe von Gensegmenten so ist Vielzahl an Rezeptoren möglich - Zelluläre Immunabwehr durch T – Lymphozyten: Sie erkennen Peptidfragmente intrazellullärer Krankheitserreger, die von anderen Zellen durch MHC präsentiert werden Cytotoxische T – Zellen (CD 8): Erkennen Antigen an infizierter Zelle über MHC – I und zerstören sie T – Helferzellen (CD 4): erkennen Antigene, die über MHC – 2 präsentiert werden (von antigenpräsentierenden Zellen) Humoral Komplementsystem - Effektivster Teil der humoralen, unspezifischen Immunantwort ist das Komplementsystem - Kaskadenförmig ablaufende Reaktionen verschiedener enzymatischer Spaltungen - Bestehen aus 20 Proteinen, die vor allem in der Leber hergestellt werden. - Erleichtert Phagozytose durch Opsonierung - Zwei Wege der Komplementaktivierung: klassisch (setzt Vorhandensein von Antikörpern voraus) und alternativ (Komplementmoleküle lagern sich direkt an das Antigen Zytokine Lysozym B – Lymphozyten, bzw. deren Antikörper - Erkennen mit spezifischen Rezeptoren Antigene außerhalb von Zellen (z.B. einige Bakterien) - Funktionen der B – Zellen: Antikörperproduktion , Immunlogisches Gedächtnis, Antigenpräsenation: - Antikörper o Produziert von Plasmazellen (ausdifferenzierte B – Zellen), tragen denselben Rezeptor o Enorme Spezifität (durch variable Region) und Effektivit (durch konstante Region) o Enorme Effektivität (konstante Region legt Effektormechanismus der Antigenbeseitigung fest) o Effektormechanismen der Antikörper: Neutralisation, Opsonierung, Komplementreaktion Angeborene, unspezifische Abwehr - - - Makrophagen (große Fresszellen) o Erkennen Oberfläche des Antigens als fremd o Phagozytosefähigkeit o gehören zu den antigenpräsentierenden Zellen o bei Aktivierung Produktion von Zytokinen (Botenstoffen des Immunsystems, z.B. IL – 1) o enthält MHC – 2 Moleküle, die die Immunabwehr gegen von außen eingedrungene Fremdproteine starten. o Vorgang hier: Bakterium infiziert Makrophage Bakterien in Zellvesikeln erzeugen Peptidfragmente MHC – II bindet an bakterielle Fragmente in Vesikeln MHC 2 transportiert gebundene Peptide an die Zelloberfläche TH – Zelle erkennt Komplex aus Bakterienfragments und MHC, aktiviert die Abwehr Granuloyzten: o Neutrophile Granulozyten: Erste Zellen am Zielort und Phagozytose o Basophile Granulozyten: Grunala enthält Heparin und Histamin, Beteiligung an Allergien o Eosinophile Granulozyten Abwehr großer Erreger, die nicht phagozytiert werden können und Ausschüttung toxischer Substanzen. Natürliche Killerzellen (NK – Zellen) - Effektiv bei der Zerstörung virusinfizierter und tumorös entarteter Zellen - Zerstörung des Antigens durch Zell – Zell Kontakt und Ausschüttung toxischer Substanzen, besitzen aber keine antigenspezifische Rezeptoren, sondern Rezeptormoleküle der T – Zell Linien. Sie haben aber kein immunlogischer Gedächtnis wie T – und B – Zellen. - Je weniger MHC – I Moleküle eine Zelle exprimiert, desto höher die Wahrscheinlichkeit eines Angriffs durch NK – Zellen (Konzepte des „missing self“) Komplementsystem o Interferon – α, Interferon – β und Interferon – γ sind Proteine, die mit der Replikation von Viren interferieren (gehören zu den Cytokinen) o Effektivster Teil der humoralen, unspezifischen Immunantwort ist das Komplementsystem o Kaskadenförmig ablaufende Reaktionen verschiedener enzymatischer Spaltungen o Bestehen aus 20 Proteinen, die vor allem in der Leber hergestellt werden. o Erleichtert Phagozytose durch Opsonierung o Zwei Wege der Komplementaktivierung: klassisch (setzt Vorhandensein von Antikörpern voraus): Antikörper binden an Antigen Komplementproteine binden an Antikörperpaar Komplementproteine bilden eine membranangreifenden Komplex Lyse und Tod der Zielzelle. alternativ (Komplementmoleküle lagern sich direkt an das Antigen an). Spezifische, adaptive Immunität Lymphozyten als Träger der spezifischen Abwehr - - - - Ursprung der Lymphoyzten: primäre, lymphatische Organe wandern in Blutstrom und an sekundäre, lymphatische Organe (Antigenexposition) o Über das Lymphsystem ist ein enger Austausch von Zellen gewährleistet. Merkmale spezifischer Immunität: o Resultat evolutionärer Prozesse: massive Verstärkung der unspezifischen Abwehr o Gedächtnis: zuvor bekämpfte Antigene können erinnert werden o Spezifität: Lymphozyten (B – und T – Zellen) binden im Gegensatz zu Zellen der unspezifischen Abwehr nur an ein spezifisches Antigen (Schlüssel – Schloss – Prinzip) Klonale Selektion als fundamentales Prinzip der erworbenen Immunität o Nach Antigenexposition wandelt sich der Lymphozyt in einen Lymphoblasten um und beginnt sich zu teilen (Proliferation), wobei alle Nachkommen (zur Mutterzelle) identische Rezeptoren aufweisen o Lymphozyten mit Rezeptoren für körpereigene Moleküle werden bereits in der frühen Entwicklungsphase eliminiert und sind deshalb im Repertoire reifer Zellen nicht mehr vorhanden (klonale Deletion) Diversität der Lymphozyten Antigenrezeptoren o Lymphozyten und Antikörperrezeptoren bestehen aus konstanten und variablen Regionen o Variable Region ermöglicht Bindung an spezifisches Antigen, für die variable Region kodieren eine Gruppe von Gensegmenten so ist Vielzahl an - Rezeptoren möglich, da sich jeder Rezeptor aus 2 ungleichen, variablen Ketten zusammensetzt, die durch eine anderen Satz Gensegmente kodiert werden. Zelluläre Immunabwehr durch T – Lymphozyten: Sie erkennen Peptidfragmente intrazellullärer Krankheitserreger (wie z.B. Viren, die von anderen Zellen durch MHC präsentiert werden (MHC – Restriktion) Cytotoxische T – Zellen (CD 8): Erkennen Antigen an infizierter Zelle über MHC – I und zerstören die virusinfizierte Zelle durch Lyse der Zelle T – Helferzellen (CD 4): T – Helferzellen erkennen Antigene, die über MHC – 2 präsentiert werden (von antigenpräsentierenden Zellen); Balance zwischen Aktivierung und Hemmung der TH – Zellen ist wichtig. o CD (Cluster of Differentation): Oberflächenmuster, nach denen Lymphozyten differenziert werden können Humorale Immunabwehr durch B – Lymphozyten Erkennen mit spez. Rezeptoren Antigene außerhalb von Zellen (z.B. einige Bakterien) Funktionen der B – Zellen: o Antikörperproduktion: bei Exposition mit Antigen Aktivierung der B – Zelle Proliferation und Differenzierung zur Plasmazelle, die Antikörper produziert. o Immunlogisches Gedächtnis: Einige B – Zellen differenzieren zu Gedächtniszellen. Sekundärantwort auf das gleiche Antigen A ist schneller und effektiver (mehr Antikörper) o Antigenpräsenation: über MHC – II. Wichtig: B – Zellen benötigen meist ein zusätzliches Signal von der T – Helferzelle (TH – 2) um aktiv zu werden! Antikörper o Produziert von Plasmazellen (ausdiff. B – Zellen), tragen denselben Rezeptor o Enorme Spezifität (durch variable Region) o Enorme Effektivität (konstante Region legt Effektormechanismus der Antigenbeseitigung fest) o Verschiedene Isotypen und unterschiedliche Funktionen o Effektormechanismen der Antikörper Neutralisation: Antikörper bindet an Antigen und verhindert so den Eintritt in die körpereigene Zellen Opsonierung: Durch Bindung des Antikörpers an das Antigen wird der komplex schmackhaft für phagozytierende Zellen (z.B. Makrophagen) Komplementreaktion Immunsystem und Krankheit/ Gesundheit Grundlagen zur Psychoneuroimmunologie (PNI) Gegenstandsbereich der PNI: Befasst sich mit den Wechselwirkungen zwischen Nervensystem, Hormonsystem, Immunsystem und Psyche. Kommunikation zwischen Immun – und neuroendokrinen System Organe des Immunsystem und Immunzellen sind mit Nerven verkabelt (parasympathische und sympathische Innervation) Zellen des IS verfügen über Rezeptoren für Botenstoffe des NS, sowie Hormonrezeptoren Zellen des NS verfügen über Rezeptoren für Cytokine Nervenzellen können auch Cytokine freisetzen Immunzellen können auch Hormone und Neuropeptide freisetzen. In Studien bei Mäusen wurde gezeigt, dass Vireninfektion zur Aktivierung der HPA – Achse führt, man zeigte auch dass Hormonanstiege vermutlich IL – 1 vermittelt sind und Makrophagen die Hauptproduzenten sind. Signalsubstanzen des NS: klassische Transmitter (NA, Acetycholin, Gluatmat), Neuropeptide (hierzu zählen auch Opioide), Wachstumsfaktoren( Neurotrophine, Zytokine Signalsubstanzen des Immunsystems: Zytokine, Neuropeptide, Neurotrophine/ Wachstumsfaktoren) Hormone: Die IS – NS Achse: Mögliche Bedeutung Studien zeigten, dass Produkte des IS (IL – 1, TNF – Alpha und IL – 6) das ZNS beeinflussen Psychoneuroimmunologie Allgemeines zur Psychoneuroimmunologie - Gegenstandsbereich der PNI: o befasst sich mit den Wechselwirkungen zwischen Nervensystem, Hormonsystem, Immunsystem & Psyche o Organe durch sympathische und parasympathische NS beeinflusst. Das Immunsystem aht Rezeptoren für Hormone und Neuropeptide. o Autonomes Nervensystem über nervale Innervation durch Rezeptoren immunologischer Zellen beeinflussbar Sickness Behaviour Infektionen und entzündliche Prozesse gehen oft mit unspezifischen Krankheitssymptome einher: Geschmacksreduktion, Appetitlosigkeit, Reduktion von Nahrungs – und Flüssigkeitsaufnahme Reduktion sozialen „Explorationsverhaltens“ Schläfrigkeit und Fieber Beteiligt an Sickness Behaviour: Zytokine - IL 1 Injektion intrazelluär ins Gehirn und peripher in den Bauch Reduktion des Nahrungs – und sozialen Explorationsverhaltens in Rattenstudien - Gabe von IL 1 - Antagonist (EG) und Salzlösung (KG) bei EG stieg soziale Exploration wieder auf 100% und Nahrungsaufnahme wieder auf 50% (da nur Abschwächung spielen vermutlich nach andere Faktoren eine Rolle) - Zytokin – Injektion bringt Effekte egal ob peripher oder zentral injiziert wird, daher Vermittlung über einen Weg. Aber Zytokine können die Blut – Hirn Schranke nicht überwinden. - - 2Theorien zur Wirkung von Zytokinen über einen Weg trotz Blut – Hirn - Schranke: o !!!Über zirkumventriküle Organe: Zytokine können an zirkumventrikulären Organen (Organe, die auf Blut – Hirn – Schranke liegen) die Freisetzung von anderen Mediatoren (Prostaglandinen) induzieren, die wiederum die psychische Ebene beeinflussen o !!!Vagale Kommunikationswege: Zytokine können über den nervus vagus Signale an das ZNS übermitteln und so die Ausschüttung von Zytokinen im ZNS stimulieren durch Studien mit Vagotomie (Durchtrennung des Vagusnerv) Bestätigung Bei Pharmakotherapie mittels Zytokine zeigten sich bei Krebspatienten drastische Veränderungen, aufgrund derer präventiv Psychopharmaka bei Krebstherapie mit Zytokinen gegeben werden. Sinn/ Bedeutung von Sickness Behaviour - durch erhöhte Körpertemperatur können weniger Erreger überleben - Einsparung von Energie durch Wegfall von Nahrungssuche - Reduziertes Risiko, Feinden zum Opfer zu fallen - Reduziertes Risiko der oralen Aufnahme kontaminierter Substanzen, d.h. mit Bakteriem versetztem Essen (Bakterien können bei gesundem Zustand gut abgewehrt werden) - Effekte von Zytokinen: Reduktion von futtersuchendem Verhalten und nicht Reduktion der Nahrungsaufnahme (Neal Miller); Aufnahme von Nahrung, wenn sie vor einen gestellt wird. - Im Tierversuch auch nachgewiesen: Präferenz bestimmter Nahrungskategorien (an erster Stelle Kohlenhydrate, da durch metabolische Wirkung der Zytokine bereits schon viel Fett im Blut ist fettreiche Nahrung würde die Sache schlimmer machen). - Weniger Sozialverhalten um den geschädigten Organismus dafür zu schützen durch Kontakt mit Artgenossen/ anderen Menschen weitere Erreger zu bekommen Entweder Sickness Behaviour reine Erschöpfungsreaktion des Körpers (1. Theorie) oder motivationsbedingte, organisierte, überlebenswichtige Strategie (2. Theorie) -> für 2. Theorie spricht, dass man trotz Krankheit sehr wichtige Termine wahrnehmen und aus einem brennen Haus flüchten kann. pathophysiologische Implikationen - Erklärung emotionaler Zustände bei immunologisch relevanten Erkrankungen (z.B. Depressionen bei Tumorerkrankungen eher durch Zytokine als Tumor selbst, Infektionen, Autoimmunkrankheiten etc.). - - - Möglicherweise Pathomechanismen für Erkrankungen bislang unklarer Ätiologie (z.B. chronic fatique syndrome, CFS – Symptome einer akuten Infektion ohne Vorhandensein dieser) Aktivierung peripherer Monozyten und T – Zellen möglicherweise an der Pathophysiologie depressiver Erkrankungen beteiligt, da ähnliche Symptome bei Sickness Behaviour und Depression (Maes et al., 1995) Störungen im Ernährungsverhalten (z.B. Erhöhung von Zytokinen bei Anorexia nervosa, oder Auszehrung HIV- positiver Patienten) Immunologische Veränderungen nach akutem und chronischem Stress akuter Stress und Immunfunktion - maßgeblich beteiligt: o Adrenalin (am meisten NK bei mittlerer Adrenalinkonzentration) o Katecholamine (bzw. ß2 - adrenerge Rezeptoren) sind an immunologischer stressinduzierter Aktivierung ursächlich beteiligt! (s. Studien mit Betablockern) - Studie von Schedlowski et al., 1993: Physiologische und immunologische Veränderungen nach Tandemfallschirmsprung (war erster Sprung für VP und da Tandemsprung war VP auch passiv) o Sprung: Anstiege der NK Zellzahl (CD16+ und CD56+) und Aktivität o Ein Stunde nach Sprung: NK Zellzahl und Aktivität sinkt unter Baseline (wegen Gegenregulation mittels Cortisol) - Durch Stress kommt es zu einer Aktivierung des sympathischem Nervensystems und damit zur Ausschüttung von Katecholaminen, die über ß –adrenerge Rezeptoren kardiovaskuläre und immunologische Veränderungen bewirken Studie zeigte Zusammenhang zwischen gestiegenem Adrenalin und immunlogischem Anstieg (am meisten NK bei mittlerer Adrenalinkonzentration) In Fallschirmsprungstudie gab man EG einen Betablocker (Propanolol) der die Bildung von Katecholaminen verhinderte und fand heraus, dass es bei KG und EG keine Unterschiede hinsichtlich der Hormonanstiege gibt, aber bei EG blieben stressinduzierte Immunanstiege aus! In Studie (Placebo/ Propanolol – blockt ß1 + ß2 Adrenorezeptor - / Bisoprolol – blockt selektiv ß1 Adrenorezeptor - ) zeigte sich, dass bei Proponolol NK – Anstiege nach der Adrenalininjektion ausblieben, Hinweis auf Wichtigkeit von ß2 - Rezeptoren - Mögliche Bedeutung einer akuten stressinduzierten Immunaktivierung: Anstieg insbesondere von Immunzellen (z.B. NK – Zellen), die erste Verteidigungslinie gegen eindringende Pathogene bilden. Akuter Stress bringt adaptive, nicht schädliche Reaktion hervor Chronischer Hypercorticalismus nach chronischem Stress ist schädigend! Zum Beispiel haben PTSD – Patienten eine permanent erhöhte Cortisolrate und ein reduziertes, hippocampales Volumen. 12. Eigenschaften von Cortisal (Gegenregulation durch cortisol) Cortisol blockiert die Freisetzung proinflammatorischer Substanzen wie IL 1, IL 2, IL 3 und TNF und verhindert die Ausdifferenzierung der B – Zellen zu Plasmazellen (spielt bei Allergien eine Rolle) Die initiale Aktivierung des Immunsystems durch Katecholamine wird von Cortisol zurückreguliert indem die TH2 – Zellen in ein Übergewicht im Vergleich zu TH1 Zellen gebracht werden Bei gesundem Menschen Balance zwischen TH1 Zellen (proinflammatorisch) und TH2 Zellen (antinflammatorisch). Bei Stress Verschiebung zu TH1, bei Immunsuppresion & Cortisolreaktion Verschiebung zu TH2. Cortisol wird unter durch Hypothalamus und Hypophyse reguliert, die ACTH ausschütten, worauf aus der Nebennierenrinde Cortisal ausgeschüttet wird Studien zur Gabe von Dexamethason und Cortisolausschüttung: Gabe von Dexamethoson (Unterdrückt die Cortisolausschüttung am nächsten Tag) und Placebo am Vorabend einer Rede. VP mit Dexamethoson zeigten signifikant geringere Cortisolauschüttung (50 nmol/l bei EG vs. 300nmol/l bei KG) zur Gabe von Dexamethason und Gegenregulation: Gabe von Dexamethason und Placebo vor einer öffentlichen Rede. Initial gleich hohe Aktivierung der zytotoxischen Killerzellen (CD8 ) in beiden Gruppen. Aber in der Dexamethason Gruppe jedoch verzögerte dexamethasone Rückregulation! chronischer Stress und Immunfunktion - Zur Erinnerung: Mögliche Bedeutung einer akuten stressinduzierten Immunaktivierung Anstieg insbesondere von Immunzellen (z.B. NK – Zellen), die erste Verteidigungslinie gegen eindringende Pathogene bilden. Akuter Stress bringt adaptive, nicht schädliche Reaktion hervor Chronischer Hypercorticalismus nach chronischem Stress ist schädigend! Zum Beispiel haben PTSD – Patienten eine permanent erhöhte Cortisolrate und ein reduziertes, hippocampales Volumen. 13. Studien Erhebung immunologischer Parameter nach Verlusterlebnis, gematchte Kontrollgruppe 7 ‐ 9 Wo nach Verlusterlebnis: Verminderte Lymphozytenproliferation auf das Mitogen PHA (Phytohaemagglutinin), d.h. Zellen konnten sich nicht teilen (Barton, 1977) Studenten mit hoher subjektiver Belastung und Einsamkeit zeigten die stärksten Abfälle der NK Aktivität während dem Examen (Kiecolt‐Glaser et al., 1984)! Bei Pflege eines demenzkranken Familienmitgliedes über ein Jahr hinweg zeigte sich eine Erhöhung der Antikörpertiter gegen das Ebbstein Barr Virus (= Verminderte Immunkomeptenz, da EBV den latenten Zustand, in dem es durch das Immunsystem gehalten wird, verlassen hat) (Kiecolt – Glaser et. al. 1991). 14. Interpretation der Studien Beeinflussung immunologischer Beeinflussung immunologischer Parameter durch bestimmte Lebensstile, die unter chronischem Stress häufiger zu erwarten sind Modulierend auf Immunfunktionen wirken in diesem Zusammenhang u.a. Alkohol, Drogen, Medikamente, Zigaretten, Schlaf, Ernährung Klinische Relevanz der immunologischen Veränderungen was bedeutet die Veränderung für die Mortalität, Belastung im täglichen Leben, Arztbesuche, etc. → Psychische und emotionale Faktoren spielen eine Rolle und müssen daher in Studien mitberücksichtigt werden, z.B. mittels Matching! Konditionierung des Immunsystems Studien 15. 1975: Konditionierungsstudien von Ader & Cohen: Übelkeitserregendes, immunsuppressives Cyclophosphamid wurde in Konditionierungsphase in Verbindung mit Saccarin (Zuckerlösung) verabreicht. Die Ratten starben danach alleine bei Saccarin, d.h. Saccarin erhielt eine immunsuppressive Wirkung alleine durch die Konditionierung. In einem Folgeexperiment zeigte sich, dass die konditionierte Gruppe mit Saccarin + Cyclophosphamid, die ebenso wie die KG Antigene injiziert bekam, die niedrigste Antikörperkonzentration hatte (auch hier konditionierte Immunsuppression). 16. Ader und Cohen: Wird Immunsuppression alleine vom Stress, in dem Fall konditionierter Anstieg von Glukokortikoiden, ausgelöst? Nein, da das Experiment wurde mit Lithiumchlorid (nur übelkeitsauslösend, nicht immunsuppressiv) wiederholt und es zeigte sich keine konditionierte Immunsuppression. 17. Gorcynski et al. (1982) : Auch klassisch konditionierte Anstiege immunologischer Funktionen (US: Transplantat, CS: Bandage) 18. Buske‐Kirschbaum et al (1992): Konditionierte Stimulation von NK‐Zellen beim Menschen (US: Adrenalininjektion, CS: Bonbon) Klinische Implikationen: • Organtransplantation • Erklärung für Allergiemuster • Behandlung von Autoimmunerkrankungen • U.v.m. Literaturempfehlungen für dieses Themengebiet Für die gesamte Vorlesung verbindlich • Carlson (2004). Physiologische Psychologie. 8. Aufl. Pearson, München,: Kapitel 1‐5,17.4,18 Psychoneuroimmunologie • Janeway & Travers (1995). Immunologie: Kapitel 1 • Schedlowski & Tewes (1996). Psychoneuroimmunologie, Spektrum Heidelberg.: Kapitel 8, 12, 15, 16, 23 • Hennig, J. (1998). Psychoneuroimmunologie, Hogrefe: Kapitel 3 und 4, Kapitel 8: Neurobiologie von Emotionen Fragen Emotion aus neurobiologischer Sicht 1. Was sind Bestandteile einer Emotion? (Seite 52) 2. Welche Theorien gibt es zu Emotionen? (Seite 54) 3. Welche neurobiologischen Modelle gibt es? (Seite 53 - 54) 4. Nenne einige wichtige Emotionstheorien! (Seite 55 – 56) 5. Mit welchen Methoden kann man Emotionen in der Forschung induzieren? (Seite 57) Psychophysiologie von Emotionen 6. Welche peripheren – physiologischen Methoden gibt es? Was ist eine Startle Response und welche Methoden bilden sie gut ab? (Seite 57) Neuronale Substrate von Emotionen 7. Welche Befunde gab es im Tierbereich und wie geht man dort vor? (Seite 58) 8. Welche Befunde gab es im Humanbereich und wie geht man dort vor? (Seite 58 – 60) 9. Wie werden positive und negative Reize emotional verarbeitet? Beschreibe die verschiedenen Stationen vom Sehen des Reizes bis ins Gehirns.(Seite 60) Zusammenfassung: Neurobiologie von Emotionen Emotion aus neurobiologischer Sicht Single System Models Limbic system theory (Papez, 1937) Right hemisphere hypothesis (Mills, 1912) Dual SystemModels Valence asymmetry (Davidson, 1984) Approach / withdrawal systems (Lang et al., 1997): Neurobiologische Modelle (immer nur ein System beteiligt) - Das limbische System ist das zentrale System für Emotionsverarbeitung. - Der Hypothalamus ist für das Verhalten verantwortlich - Verarbeitung eines emotionalen Reizes: Emotionale Reize werden im Thalamus verarbeitet und danach geht die Info als Gefühlsstrom direkt oder als Gedankenstrom indirekt über den Neokortex und sensorische Areale über den Papez – Kreis, von da aus zum zingulären Kortex (bewusstes Gefühl) und Hippocampus (Verhalten) - Das limbische System besteht aus: Hippocampus (zentrale Struktur), Fornix, Corpus mamillare, Gyrus cinguli (anterior un&d posterior), Corpus amygdaloideum (Amygdala), Nuclei anterioventrales des Thalamus Jeder dieser Bestandteile besitzt wichtige funktionelle Verbindungen zu Steuerungszentren in anderen Hirnregionen. Als Zentrale des limbischen Cortex gilt heute der Mandelkern (Amygdala). - Das rechte Cerebellum ist für die Verarbeitung von allen emotionalen Reizen dominant, unabhängig von ihrer Valenz. - Behavioral activation / inhibition systems - Approach / avoidance motivation - Valenz spezifische Hypothese: linke Hemisphäre spezialisiert ist für positiven Affekt, die rechte für den negativen Affekt Zwei basale Motivationsmodelle: Valenz (Motivationssystem) und Arousal (Intensität spannen den emotionalen Raum auf. Basale Motivation wird am Zustand des amygdalären Systems festgemacht. Subjektive Bewertung von Bildern mittels Self Assessment Maniken (Lang, Bradley & Cuthbert): Valenz, Erregung, Dominanz Es gibt zwei Prozesse, einen für negative und einen für positive Reaktionen. Ein System für “avoidance” und eins für “approach” Multisystem-Models: - Affect programs (Darwin, 1872; Ekman & Friesen, 1982) Neurophysiological systems (Rolls, 1999; Panksepp, 2000) - - Emotionstheorien Expressionstheorie (Darwin) Psychoanalytische Theorie (Freud) Aktivationstheorien (James – Lang) Kognitions -Aktivationstheorie Neurobiologische Theorien (Cannon – Bard Tradition) Kommunikativer Aspekt der Emotion steht im Vordergrund. Emotion als Begleiterscheinung von Konflikten Emotion durch Wahrnehmung von Erregung (d.h. durch Afferenzen) nach dem physiologischen Geschehen Emotionale Erfahrung nach Einschätzung der Erregung. Hirnregionen sind bei Verarbeitung von emotionalen Reaktionen beteiligt. Diese Theorie ist heute aktuell. Emotionale Erfahrung nur Teil von einer Gehirnaktivierung und Verarbeitung des Reizes. Wichtige Emotionstheorien Basisemotionen - Definitionen: Basisemotionen sind Reaktionsmuster, die sich phylogenetisch herausgebildet haben, um mit elementaren Lebensanforderungen umzugehen. - Charakteristika: Spez. Auslösesituationen, emotionaler Ausdruck lässt sich in stammesgeschichtlich verwandten Spezies beobachten, emotionale Prozesse können automatisch ohne Bewusstsein ablaufen - Zahl der Basisemotionen: Über die Zahl der Basisemotionen besteht Uneinigkeit. Ekman schlug zum Beispiel 6 Basisemotionen vor (Überraschung, Ärger/ Wut, Angst, Freude, Traurigkeit, Abscheu) - Zweck der Basisemotion: Furcht ist eine Basisemotion, die sich in der Phylogenese als evolutionärer Vorteil herausgebildet hat um den Organismus auf adäquates Handeln vorzubereiten und die Kommunikation in der Gruppe zu verbessern. Furchtkonditionierung spricht für diese festen Programme. Component Process Modell of emotions (Scherer, 2001) Emotionales Erleben entsteht durch eine Kette von Bewertungen entsteht 1. Es gibt ein Ereignis (z.B. jemand spricht einen an) und 2. somit wird eine Kaskade von Bewertungsschritten (Relevanz Implikation Coping Bedeutung) sequentiell durchlaufen und alle möglichen kognitiven Prozesse werden zu bestimmten Zeiten ein – und ausgeschaltet. Parallel dazu gibt es die Einschaltung individueller Muster des autonomen und vegetativen NS, sowie neuroendokrinologischer Systeme. 3. Je nach den Bewertungsschritten stellen sich nun die verschiedenen Emotionen ein. Zu jedem Bewertungsschritt gehören verschiedene Emotionen. Bei neuartigen, bedrohlichen Reizen gewähren die Reaktionen des Körpers (autonomes & vegetatives NS, neuroendokrinologisches System) gute Anpassung. Das Angstnetzwerk nach LeDoux Emotionsevozierende Reize lösen zwei Prozesse im ZNS aus, die beide ihren Ursprung im Thalamus haben. - Quick und Dirty: Thalamus Amygdala (schnelle Reaktionen, aber auch fehleranfällig) - Langsam und Genau: Thalamus PFC Hippocampus (langsamer, genauer) Emotionsinduktion im Labor: visuell, akustisch, taktil, Geruchs- und Geschmackssimulation, Imagination Psychophysiologie von Emotionen Peripher-physiologische Reaktionen Kardiovaskuläres System: - Herzrate: dezelerative Reaktion am stärksten bei unangenehmen Reizen (Vagorezeptoren – Hypothese) - Blutdruck, Herzminutenvolumen,, Herzperiodenvariablität Atmung: Atemfrequenz, Atemvolumen Elektrodermales System: Phasische Reaktion, tonische Reaktion - EDA als Maß der Intensität (z.B. für Überraschung – höchste Reaktion – und Freude, Angst, Ekel) Muskuläres System: Elektromyogramm. Gesichtsmuskeln differenzieren gut zwischen Emotionsbezogenen Muskuläres System: Elektromyogramm. Gesichtsmuskeln differenzieren gut zwischen emotionsbez. Mimiken. - Corrugator: bei negativen Reizen involviert, guter Indikator für die Valenz. - Orbicularis Oculi und Zygomatikus, - Lavator Labii: Gute Differenzierung zwischen Ekel und Furcht guter Ekelindikator (Bei Herzrate wenig Differenzierung zwischen Ekel und Furcht). - Beispiel für muskuläre Messung ist die „startle Response“: Gut zu messen mittels des Corrugators nur bedingt objektivere Datenerhebung durch Messung der peripheren physiologischen Reaktionen. keine ausgeprägten emotionsspezifischen Reaktionsmuster in den autonomen Maßen 52 es gibt auch interindividuelle Unterschiede bei Probanden Neuronale Substrate von Emotionen Befunde zu Studien im Humanbereich Methoden zur Untersuchung - Läsionsstudien bei Patienten (z.B. bei Ausfall des Temporallappens hat der Patient weniger Angst) - Bildgebende Verfahren o EEG: Quellenlokalisation o PET: Positronen-Emissions-Tomographie o fMRT: Erlaubt Studien am intaktem Gehirn!Bei Nervenzellaktivität nimmt die SauerstoffExtraktionsrate zu (deoxygeniertes Hämoglobin). Nach wenigen Sekunden kommt es durch Vasodilatation und den vermehrten Blutzustrom zu einem Überwiegen des oxygenierten Hämoglobins (Zunahme des MRSignals). Neurovaskuläre Kopplung Befunde: Bisher sind die Befunde insgesamt leider sehr durcheinander. Allerdings sprechen Befunde heute dafür, dass es ein emotionsverarbeitendes Netzwerk gibt, welches sich durch das ganze Gehirn zieht. Die Strukturen haben allgemeine Funktionen im Rahmen der Informations – und Emotionsverarbeitung. Amygdala Orbitofrontaler Kortex Insulärer Kortex Nucleus Acumbens Anteriores Zingulum Gehirnareale und ihre emotionale Funktion - Zentral für die Verarbeitung Bewertung emotionaler Reize - Arbeit von LeDoux: Unterscheidung von low road und high road - zahlreiche Afferenzen und Efferenzen zu anderen Strukturen - Das Ausmaß und die Lateralität der Amygdala Aktivität hängt von verschiedenen Faktoren ab (Psychiatrischer Status, Geschlecht, Persönlichkeitseigenschaften) - Evaluation eines Verstärkerwert eines Reizes und emotionale Entscheidungen; Schnittstelle zum bewussten Gefühl - Somatosensorische Integration und Bedeutung bei Ekel, sexueller Stimulation und Schmerz - Teil des dopaminergen Belohungssystems spielt große Rolle bei Sucht und bei subjektivem Erleben - aktiviert sobald Belohnung erwartet wird, z.B. durch Drogen/ Sex - Schnittstelle zwischen Emotion und Aufmerksamkeit - Aufgaben: Schmerzverarbeitung, Fehlerverarbeitung und Erkennung, komplexe Belohnungs- und Bestrafungswahrnehmung Verarbeitung emotionaler positiver und negativer Reize Negativer Reiz: Negativer Reiz Auge Thalamus schnelle Verbindung zur Amygdala oder langsame Verbindung durch weitere Verschaltungen Verhaltensprogramme (BG) Rückprojektion auf vorverarbeitende Stufen zur optimalen Lenkung der Aufmerksamkeit (mittels optimaler Justierung des Gehirns) Positiver Reiz: Fast genauso wie beim negativen Reiz, allerdings ist beim positiven Riez auch der Nucleus Acumbens mit involviert Emotion aus neurobiologischer Sicht Bestandteile einer Emotion Es gibt weder eine einheitliche Theorie der Emotionen noch eine interdisziplinär akzeptierte Definition. Bestandteile sind: - Reiz (mit der Interpretation diesens) (Drohen Gefahr) - Das Gefühl (das bewusst wahrgenommene) (Angst) - Verhalten (Wegrennen) - Wirkung des Verhaltens (Leben wurde geschützt) 53 Single System-Models Limbic system theory (Papez, 1937) Neurobiologische Modelle (immer nur ein System beteiligt) - - - - Right hemisphere hypothesis (Mills, 1912) Das limbische System ist das zentrale System (limes = Randbezirk, Wall) für Emotionsverarbeitung. Es liegt im Übergang vom Neokortex zu älteren Strukturen. Der Hypothalamus ist für das Verhalten verantwortlich Verarbeitung eines emotionalen Reizes: Emotionale Reize werden im Thalamus verarbeitet und danach geht die Info… o Direkter Weg: als Gefühlsstrom direkt in den Papez – Kreis o o Indirekter Weg: über den Neokortex und sensorische Areale (d.h. geht zum sensorischen Kortex als Gedankenstrom) und kommt von daraus in den Papez – Kreis. Im zingulären Kortex laufen alle Informationen zusammen und werden dann zu einem bewussten Gefühl. Hypothalamus ist für das Verhalten verantwortlich. Der Papez – Kreis: allgemeiner Mechanismus für Emotionen, bei dem der Hippocampus eine Rolle spielt. Der Papez – Kreis besteht aus dem Hippocampus Hypothalamus anteriorem Thalamus zingulären Kortex Hippocampus usw. Das limbische System besteht aus: o Hippocampus (zentrale Struktur) o Fornix (Faserverbindung, die Amygdala und Hippocampus verbindet) o Corpus mamillare o Gyrus cinguli(anterior und posterior) o Corpus amygdaloideum (Amygdala, Mandelkern) o Nuclei anterioventrales des Thalamus Jeder dieser Bestandteile besitzt wichtige funktionelle Verbindungen zu Steuerungszentren in anderen Hirnregionen. Als Zentrale des limbischen Cortex gilt heute der Mandelkern (Amygdala) - Das rechte Cerebellum ist für die Verarbeitung von allen emotionalen Reizen dominant, unabhängig von ihrer Valenz. - Valenz spezifische Hypothesen – Theorie sagt dagegen: linke Hemisphäre spezialisiert ist für positiven Affekt, die rechte für den negativen Affekt Forschung gab Hinweis darauf, dass nicht nur eine der beiden Theorien gilt, sondern dass sie verschiedene Facetten von einem komplexen, verteilenden, emotionsverarbeitendem System sind (Kilgore et al. 2007, „The right-hemisphere and valence hypotheses: could they both be right?“) 54 Dual System-Models Valence asymmetry (Davidson, 1984) - Valenz spezifische Hypothese: linke Hemisphäre spezialisiert ist für positiven Affekt, die rechte für den negativen Affekt Approach / withdrawal systems (Lang et al., 1997): - Zwei basale Motivationsmodelle: o Valenz (Motivationssystem): Annäherung (angenehm) oder Vermeidung (unangehem) o Arousal (Intensität Beide Systeme spannen den emotionalen Raum auf Subjektive Bewertung von Bildern mittels Self Assessment Maniken (Lang, Bradley & Cuthbert): Valenz, Erregung, Dominanz (wie klein oder dominant fühle ich mich in der Situation; Dominanz besitzt aber geringen Stellenwert) Wird am Zustand des amygdalären Systems festgemacht. z.B. Freude = sehr angenehm und hohe Erregung, Trauer = unangenehm und niedrige Erregung, Wut = unangenehm und hohe Erregung - - Behavioral activation / inhibition systems (Gray, 1982) - Es gibt zwei Prozesse, einen für negative und einen für positive Reaktionen. Approach / avoidance motivation (Cloninger, 1987) - Ein System für “avoidance” und eins für “approach” Multisystem-Models: (jeweils 1 Areal für eine Emotion zuständig) - Affect programs (Darwin, 1872; Ekman & Friesen, 1982) Neurophysiological systems (Rolls, 1999; Panksepp, 2000) Emotionstheorien Es gibt weder eine einheitliche Theorie der Emotionen noch eine interdisziplinär akzeptierte Definition. Diese Tabelle spiegelt eine Einordnung der Theorien in ein Schema wieder. Wichtige Unterschiede gibt es bei der Postulation des Auftauchens der emotionalen Erfahrungen. Expressionstheorie (Darwin – Tradition) Psychoanalytische Theorie (Freud Tradition) Aktivationstheorien (James – Lang Tradition) KognitionsAktivationstheorie (Schachter – Singer Tradition) Neurobiologische Theorien (Cannon – Bard Tradition) Kommunikativer Aspekt der Emotion steht im Vordergrund. Emotion als Begleiterscheinung von Konflikten Als Folge emotionaler Stimuli entstehen Muster der Aktivität des autonomen NS, die von den jeweiligen Personen als Emotionen wahrgenommen und subjektiv erlebt werden. Auftauchen der emotionalen Erfahrung: Emotion durch Wahrnehmung von Erregung (d.h. durch Afferenzen) nach dem physiologischen Geschehen Emotionen werden erst durch Bewertungen zu Emotionen. Studien zeigten die Manipulierbarkeit von Emotionen. Auftauchen der emotionalen Erfahrung: Emotionale Erfahrung nach Einschätzung der Erregung. Hirnregionen sind bei Verarbeitung von emotionalen Reaktionen beteiligt. Diese Theorie ist heute aktuell. Auftauchen der emotionalen Erfahrung: Emotionale Erfahrung nur Teil von einer Gehirnaktivierung und Verarbeitung des Reizes. 55 Wichtige Emotionstheorien Neben dem Modell von Papez noch: Basisemotionen - Definitionen: Basisemotionen sind Reaktionsmuster, die sich phylogenetisch herausgebildet haben, um mit elementaren Lebensanforderungen umzugehen. Idee liegt nahe, da auch Affen vergleichbare Angst und Ekelreaktionen wie die Menschen machen. Babys kennen ebenfalls bereits schon emotionale Ausdrücke, obwohl bei ihnen Lernen noch eine kleine Rolle spielt. - Charakteristika: o Spezifische Auslösesituationen o Emotionaler Ausdruck lässt sich in stammesgeschichtlich verwandten Spezies beobachten o !!!Emotionale Prozesse können automatisch ohne Bewusstsein ablaufen - Zahl der Basisemotionen: Über die Zahl der Basisemotionen besteht Uneinigkeit. Dies ist auch ein Ansatzpunkt für Kritik, da man bei festen Schaltplänen eine feste Zahl identifizieren müsste. Hier einige Beispiel für die Ansichten verschiedener Autoren über die Anzahl von Basisemotionen. o 4 Basisemotionen (Panksepp, 1982): Neugier, Wut, Angst, Panik ( viszeral-limbische Schaltkreise) o 6 Basisemotionen (Ekman & Friesen, 1978): Überraschung, Ärger/Wut, Angst, Freude, Traurigkeit, Abscheu 8 Basisemotionen (Tomkins, 1962): Interesse, Überraschung, Freude, Ärger, Angst, Scham, Ekel, Wut Auslöser Reaktionsmöglic hkeit Verlauf - Furcht Bekannte innere und äußere Gefahren, d.h. direkte und bedrohliche Reize Flucht/ Vermeidung Phasisch, da nur kurzfristige Erregungszustände Angst Oft nicht bekannt, Angst eher in Richtung Zukunft gerichtet. Keine wirkungsvollen Reaktionsprogramme phasisch Zweck der Basisemotion: Furcht ist eine Basisemotion, die sich in der Phylogenese als evolutionärer Vorteil (festes, einprogrammiertes neuronales Netzwerk) herausgebildet hat. Furchtkonditionierung spricht für diese festen Programme (kann man z.B. an Herzratenerhöhung festmachen) 56 Component Process Modell of emotions (Scherer, 2001) Dieses Modell findet Stark nicht uninteressant. Die Idee ist, dass emotionales Erleben durch eine Kette von Bewertungen entsteht. Es gibt quasi eine Verzahnung von Bewertungen. 1. Es gibt ein Ereignis (z.B. jemand spricht einen an) und 2. somit wird eine Kaskade von Bewertungsschritten (Relevanz Implikation Coping Bedeutung) sequentiell durchlaufen und alle möglichen kognitiven Prozesse werden zu bestimmten Zeiten ein – und ausgeschaltet. Parallel dazu gibt es die Einschaltung individueller Muster des autonomen und vegetativen NS, sowie neuroendokrinologischer Systeme. a. Relevanz: „stimmt das angesprochene Thema mit meinen Interessen überein?“ b. Implikation: „habe ich Zeit für das Gespräch oder nicht?“ c. Coping: „Wie gehe ich mit der Situation jetzt um, ängstlich vs. selbstbewusst?“ d. Bedeutung: „Moralische Bedeutung der Situation?“ (beim Ansprechen etwas an den Haaren herbeigezogen) 3. Je nach den Bewertungsschritten stellen sich nun die verschiedenen Emotionen ein. Zu jedem Bewertungsschritt gehören verschiedene Emotionen, hiermit lässt sich auch erklären, warum manchmal Gefühlslagen nicht eindeutig zuzuordnen sind. Und bei neuartigen, bedrohlichen Reizen gewähren die Reaktionen des Körpers (autonomes und vegetatives NS, neuroendokrinologisches System) eine gute Anpassung an diese Situation. Das Angstnetzwerk nach LeDoux Emotionsevozierende Reize lösen zwei Prozesse im ZNS aus, die beide ihren Ursprung im Thalamus haben. - Quick und Dirty: Thalamus Amygdala schnelle und grobe Kategorisierung von erlernten Reizmustern als gefährlich/ ungefährlich und daher fehlanfällig Vorbereitung schneller Reaktionen z.B.: zuerst erkennt man einen Gartenschlauch als Schlange und tritt zurück - Langsam und Genau: Thalamus PFC Hippocampus Kontrolle der beim emotionalen Prozessieren gewonnen Infos, daher zeitaufwendiger 57 z.B. erkennt man kurze Zeit später Gartenschlauch als Gartenschlauch und beruhigt sich. Studien ergaben Hinweise, dass dieses Netzwerk existieren könnte. Emotionsinduktion im Labor - Visuelle Stimulation: Filme, Bilder (standardisiertes Material beim International Affective Picture System; Erregung ruhig – aufgeregt und Valenz angenehm und unangenehm) - Akustische Stimulation: Beschreibungen von Situationen, Akustische Stimulation per se (z. B. Geräusche, Musik) - Taktile Stimulation: z.B. elektrische Stimulation bei der Schmerzforschung - Geruchs- und Geschmacksstimulation: z.B. mittels Buttersäure - Imaginationen: Bei Imagination gleiche primären und sekundären Cortizes aktiviert wie bei tatsächlicher Stimulation. Psychophysiologie von Emotionen Peripher-physiologische Reaktionen Kardiovaskuläres System: - Herzrate: dezelerative Reaktion stark für unangenehme Reize, schwach für angenehme Reize (Vagorezeptoren – Hypothese: Durch Senkung der Herzrate leichtere Orientierungsreaktion und bessere Wahrnehmung der Umgebung); Verläufe ähnlich für Imagination und Perzeption, bei Imagination allerdings etwas schwächer. - Blutdruck, Herzminutenvolumen,, Herzperiodenvariablität Atmung: Atemfrequenz, Atemvolumen Elektrodermales System: Phasische Reaktion, tonische Reaktion - EDA als Maß der Intensität (z.B. für Überraschung – höchste Reaktion – und Freude, Angst, Ekel) Muskuläres System: Elektromyogramm. Gesichtsmuskeln differenzieren gut zwischen Emotionsbezogenen Mimiken. Wichtige Gesichtsmuskeln wären: - Corrugator: bei negativen Reizen involviert (Reaktion bei unangenehmen Reizen hoch, bei angenehmen Reizen niedrig) - Orbicularis Oculi: - Zygomatikus: - Lavator Labii: Gute Differenzierung zwischen Ekel und Furcht guter Ekelindikator (Bei Herzrate wenig Differenzierung zwischen Ekel und Furcht). Insgesamt sind die Unterschiede zwischen den Emotionen aber nicht so groß. - Beispiel für muskuläre Messung ist die „startle Response“: o Startlemodulation als Test des basalen Motivationszustandes. Dies kommt durch Querverbindungen der Amygdala mit dem Motoneuron des Auges zustande. o Gemessen mittels einer Elektrode an dem Corrugator. o Hierbei handelt sich nach Studie um einen guten Indikator für die Valenz eines Reizes: - Reaktion bei unangenehmen Reizen immer höher als bei angenehmen - Phobiker wiesen stärkere Differenzierung zwischen Valenzen eines Reizes auf Zum Teil schwache Korrelation zwischen verbalen Report und physiologischen Reaktionen, daher nur bedingt objektivere Datenerhebung durch Messung der peripheren physiologischen Reaktionen. 58 keine ausgeprägten emotionsspezifischen Reaktionsmuster in den autonomen Maßen es gibt auch interindividuelle Unterschiede bei Probanden, z.B. reagierten einige VP’s auf laute Schreie mit hoher Herzratenänderung, andere zeigten nur niedrige und wiederum andere keine Herzratenänderung Neuronale Substrate von Emotionen Tierexperimentellen Befunde an Ratten zu emotionsspezifischen Regionen Vorgehen: z.B. durch Setzen von Läsionen Befunde: Befunde zu Studien im Humanbereich Methoden zur Untersuchung - Läsionsstudien bei Patienten (z.B. bei Ausfall des Temporallappens hat der Patient weniger Angst) - Bildgebende Verfahren o EEG: Quellenlokalisation o PET: Positronen-Emissions-Tomographie o fMRT: Erlaubt Studien am intaktem Gehirn! - Funktionelle Aufnahme: schnell (2 s), begrenzte Auflösung - Anatomische Aufnahme: langsam ( 6 Minuten), gute Auflösung: 1x1x1mm3 - Prinzip: Die magnetischen Eigenschaften von oxygeniertem und deoxygeniertem Hämoglobin sind unterschiedlich. Bei Nervenzellaktivität nimmt die Sauerstoff-Extraktionsrate zu (deoxygeniertes Hämoglobin). Nach wenigen Sekunden kommt es durch Vasodilatation und den vermehrten Blutzustrom zu einem Überwiegen des oxygenierten Hämoglobins (Zunahme des MRSignals). Neurovaskuläre Kopplung ist der Schlüsssel Studien belegten bereits Zusammenhang des BOLD – Signals mit der neuronalen Aktivität (allerdings setzt BOLD – Signal mit 6 Sekunden Verzögerung ein) Befunde: 59 Bisher sind die Befunde insgesamt leider sehr durcheinander. Allerdings sieht man heute immer mehr, dass es keine getrennten Strukturen für Emotionsverarbeitung gibt, sondern es ein emotionsverarbeitendes Netzwerk gibt, welches sich durch das ganze Gehirn zieht. Die Strukturen haben allgemeine Funktionen im Rahmen der Informations – und Emotionsverarbeitung. Amygdala Orbitofrontaler Kortex Gehirnareale und ihre emotionale Funktion - Meist untersuchte Struktur bei emotionalen Prozessen - Zentral für die Verarbeitung Bewertung emotionaler Reize - Arbeit von LeDoux: Unterscheidung von low road und high road - Verbindungen der Amygdala: zahlreiche Afferenzen und Efferenzen zu anderen Strukturen - Zusammenfassung der Studien zur Funktion der Amygdala o Die Amygdala wird durch die Exposition mit aversiven o Reizen in verschiedenen Sinnesmodalitäten aktiviert. o Die Amygdal reagiert auch auf positive Reize, aber die o Reaktionen sind weniger konsistent wie die auf negative Reize. o Die Amygdala Reaktionen werden moduliert von der Intensität und Salienz eines Reizes. o Amygdala Reaktionen habituieren schnell. o Der zeitliche Ablauf der Amygdala Reaktion hängt von den Stimuli und den untersuchten Populationen ab. o Auch nicht wahrgenommene Reize können zu Amygdala Aktivität führen. o Bewusste hedonistische Bewertungen benötigen nicht eine Amygdala Aktivierung o Amygdala – Aktivität moduliert die motorischen Reaktionen, autonomen Reaktionen und kognitive Prozesse wie Aufmerksamkeit und Gedächtnis. o Das Ausmaß und die Lateralität der Amygdala Aktivität hängt von verschiedenen Faktoren ab (Psychiatrischer Status, Geschlecht, Persönlichkeitseigenschaften) - Insulärer Kortex - Anteriores - Evaluation eines Verstärkerwert eines Reizes: Hypothese: Belohnende Reize medial, bestrafende Reize lateral Schnittstelle zum bewussten Gefühl Ventromedialer Teil: Emotionale Entscheidungen Primäres kortikales Projektionsareal für Geschmack und Geruch Viszerales Areal Somatosensorische Integration Bedeutung bei Ekel, sexueller Stimulation und Schmerz (also bei starker Körperwahrnehmungen) Schnittstelle zwischen Emotion und Aufmerksamkeit 60 Zingulum - Schmerzverarbeitung Fehlerverarbeitung und Erkennung komplexe Belohnungs- und Bestrafungswahrnehmung rostraler Bereich für Emotionen, der andere Bereich ist für Kognitionen zuständig. Nucleus Acumbens - Ventrales Striatum = Teil der Basalganglien Teil des dopaminergen Belohungssystems Spielt große Rolle bei Sucht und bei subjektivem Erleben Reward-Prediction Error (Schulz, 2000 Aktiviert sobald Belohnung erwartet wird, also durch o Kokain (Breiter et al., 1997) o Schokolade (Small et al., 2001) o Sexuelle Stimuli (Bocher et al., 2001) Positiver Affekt entsteht in der Schale des Nucleus Accumbens Sexuelle Attraktivität von Bildern korreliert mit NAcc – Aktivität - Verarbeitung emotionaler positiver und negativer Reize Negativer Reiz: 1. Negativer Reiz 2. Auge 3. Thalamus 4. schnelle Verbindung zur Amygdala oder langsam Verbindung (Sehrinde „es wird etwas gesehen“ -> ventrale Bahn „was genau gesehen wird“ -> Netzwerk von Amygdala/ orbitofrontalem Kortex, anteriorem Cingulum zur Bewertung der Salienz und des Verstärkerwertes) 5. Verhaltensprogramme (Basalganglien) 6. Rückprojektion auf Vorverarbeitende Stufen zur optimalen Lenkung der Aufmerksamkeit (mittels optimaler Justierung des Gehirns) Positiver Reiz: 1. Negativer Reiz 2. Auge 3. Thalamus 4. schnelle Verbindung zur Amygdala oder langsam Verbindung (Sehrinde „es wird etwas gesehen“ -> ventrale Bahn „was genau gesehen wird“ -> Netzwerk von Amygdala/ orbitofrontalem Kortex, anteriorem Cingulum zur Bewertung der Salienz und des Verstärkerwertes) 5. Verhaltensprogramme (Basalganglien) 6. Rückprojektion auf Vorverarbeitende Stufen zur optimalen Lenkung der Aufmerksamkeit (mittels optimaler Justierung des Gehirns Unterschied zum negativen Reiz: Beim positiven Reiz ist nun auch der Nucleus Accumbens mit involviert, d.h. das subjektive „was ist das toll!“ – Erleben. 61 Kapitel 8: Zusammenfassung Fragen XXX D D D D XXXX D D D D XXXX D D D D Zusammenfassung XXX Kapitel 8: Zusammenfassung Fragen XXX D D D D XXXX D D D D XXXX D D D D 62 Zusammenfassung XXX 63
