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Methoden der Biologischen Psychologie


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neuroanatomische Methoden
Histologie; Perfusion, Mikrotom, Nisse-Färbung, Golgi-Färbung, Meerettichperoxidase, Immunhistochemische Färbungen
neurochemische Methoden
Aminosäurenautoradiographie, In-situ-Hybridisierung, Mikrodialyse, Stereotaxis, Läsionsmethode, europsychologische Test
Bildgebende Verfahren
PET, fMRT, Relaxationszeit, t2 (Querrelaxation); t1 (Längsrelaxation); fMRT, Nahinfrarotspektroskopie, optische Bildgebung, rCBF
zwei Herangehensweisen / Forschungsstrategien i.d. Biopsychologie
A: psycholog. Substrat wird manipuliert...
Histologie
= Gewebelehre, die Gewebestrukturen im mikroskopischen Bereich erforscht (neuroanatomisch)
Methoden der Histologie sind z.B....
Fixierung, Mikrotomie und Färbemethoden am lebenden Gewebe
Perfusion
= Fixierung des Gewebes durch Ersetzen des Blutes mit einer anderen Flüssigkeit (neuroanatomisch)
Mikrotom
Gerät für Hirnschnitte nach der Perfusion (neuroanatomisch)
Nissl-Färbung
Färbemethode die zur Darstellung von Zellkörpern dient und somit die Zahl der Zellkörper in einem Gebiet dargestellt werden kann (neuroanatomisch)
Golgi-Färbung
Färbemethode die zur Darstellung der Zellmembran verwendet wird und damit die gesamte Struktur eines einzelnen Neurons (Dendrit, Soma und Axon) dargestellt werden kann. (neuroanatomisch)
Degenerationsmethode
Methode bei der jene Teile des Neuron markiert werden, die nach einer Läsion absterben.(neuroanatomisch)
Meerrettichperoxidase
Enzym, das von den präsynaptischen Endigungen der Axone aufgenommen wird und über den retrograden axoplasmatischen Transport zum Soma weitertransportiert wird, d.h. die Axone der angefärbten Zellen projizieren zum Einspritzort der Meerrettichperoxidase (neuroanatomisch)
Immunhistochemische Färbungen
Methoden zur Darstellung von Axonen durch Antigen-Antikörper-Reaktionen (neuroanatomisch)
Aminosäurenautoradiographie
Methode bei der radioaktive Proteine (2-Dexyglucose) in die extrazelluläre Umgebung gespritzt, dort von den Zellen aufgenommen und über das Axon zu den präsynaptischen Endigungen transportiert werden. Darstellung aktiver Hirnregionen durch Messung lokaler radioaktiver Strahlung (neurochemische Methode)
Stereotaxis
mit Hilfe des stereotaktischen Apparats und des stereotaktischen Atlasses sind ortsgenaue punktförmige Eingriffe oder Registrierungen aus der Tiefe des Gehirns möglich. (neurochemische Methode)
Läsionsmethode
1) irreversible Läsionen erfolgen durch Hochfrequenzkoagulation oder chem Läsionen mit Hilfe von z.B. Kainsäure; 2) Reversible Läsionen erfolgen durch Kühlung oder Auftropfen von KCI. (neurochemische Methode)
Interpretation der Ergebnisse bei einer Läsion erlauben meist...
nur indirekte Schlüsse über Struktur-Funktions-Beziehungen, da die Verhaltensstörungen nach einer Hirnläsion auch auf sekundäre Veränderungen des Gewebes, der Funktion und des Verhaltens zurückführbar sein kann.
neuropsychologische Tests
dienen zur Erfassung der Folgen von Hirnläsionen, z.B. Lucia-Nebraska-Neuropsychologische Testbatterie und Haldtead-Reitan-Batterie (neurochemische Methode)
Elektrische & magnetische Reizung: transkanielle Gleichstromstimulation (tDCS)
Durch Gleichströme, die zwischen zwei Elektroden fließen, lässt sich der Kortex erregen oder hemmen. Diese Gleichstromreizung des menschl. Gehirns führt in der Nähe der Anode zur Erregung - Kathode = Hemmung.
Elektrische & magnetische Reizung: transkanielle Magnetstimulation
unter der Magnetspule liegende Zellen werden depolarisiert; durch Einzelimpulse oder hochfrequente Reizung unterbrechen die gerade ablaufenden Nerventätigkeiten, hochfrequente Stimulation erhöht und niederfrequente Stimulation erniedrigt die Erregbarkeit
Elektrische & magnetische Reizung: repetitive transkanielle Magnetstimulation (rTMS)
nach Reizung in einem Zeitraum von Sek. - Min. im 15-20 Hz Bereich, kommt es zu einer anhaltenden Erhöhung der Erregbarkeit. Dadurch lassen sich Lern und Verarbeitungsprozesse positiv beeinflussen.
Elektrische & magnetische Reizung: Elektroenzephalogramm (EEG)
präzise Zeitmessung mentaler Prozesse; wichtige Methoden zur Erforschung der Zusammenhänge zw. Gehirn & Verhalten; entsteht v.a. aus EPSPs; erlaubt KEINE Aussage über strukturell-anatomische & metabolische Veränderungen während geistiger Tätigkeiten
Elektrische & magnetische Reizung: Magnetenzephalogramm (MEG)
präzise Zeitmessung mentaler Prozesse; gemessen werden die durch elektrischen Ströme verursachten magnetischen Felder
EEG-Rhytmen
Oszillaton von 0 - 100 Hz, die im Allgemeinen mit zunehmender Wachheit schneller werden
Alpha-Rhythmus
8-13 Hz- im entspannten Wachzustand, geringe visuelle Aufmerksamkeit, tritt v.a. okzipitoparietal auf
Beta-Rhythmus
13-30 Hz mentale & körperliche Aktivität, wie visuelle Konzentration und Aufmerksamkeit
Theta- und Delta-Rhythmus
4-8 Hz und < 4 - treten hauptsächlich im Tiefschlaf auf
Gamma-Wellen
Frequenz über 30 Hz, stehen in Verbindung mit kortikalen Netzwerken synchron feuernder Zellen-Assemblies
kortikaler Dipol
Dipol des Kortex entsteht durch die Schichtung des selbigen. In der Schicht I und II, die sich der Schädeldecke am nächsten befinden, befinden sich die spiralen Dendriten an denen EPSP entstehen.
EPSP in Verbindung mit kortikalen Dipol bedeutet...
das Na+ in die Zelle einströmt und die extrazelluläre Flüssigkeit negativer wird. -> Die Ströme im Zellinneren fließen zum Zellkörper und im extrazellulären Raum fließt der Strom Richtung Kopfoberfläche
Senke
der negative Pol des kortikalen Dipols der positive Ladungen anzieht und damit die Stelle des StromEINtritts ist
Quelle
ist der positive Pol des kortikalen Dipols und Ort an dem der Strom austritt
apikale Dendriten der Pyramidenzellen
Dendriten der Schicht I und II des Kortex an denen primär exzitatorische Fasern aus dem unspezifischen thalamischen Kernen und wo Kommissur- und lange Assoziationsfasern enden. Sie spielen bei der Generierung der elekt. Spannungsänderungen im Spontan EEG und bei ereigniskorrelierten Hirnpotenzialen eine dominierende Rolle
Gyri
Windungen der Hirnrinde - Aktivitätsmessung erfolgt durch EEG
radiale Dipole
werden durch MEG registriert, der Dipol liegt horizontal zu den Sensoren
Sulci
Furchen der Hirnrinde - Aktivitätsmessung erfolgt durch ein MEG
zeitl. Synchronisation
Um ein EEG oder MEG -Potenzial zu messen, müssen mehrere Module gleichzeitig synaptische aktiv sein. Nötig um eine Summation von vielen postsynaptischen Potenzialen zu ermöglichen
Thalamus
synchronisiert die kortikale Oszillation in den Frequenzbereichen bis ca. 30 Hz
Fourier-Analyse
dient der Bestimmung des Frequenzspektrum eines EEG oder MEG
Nach welchen Kriterien werden Nervenfasern üblicherweise klassifiziert?
nach Herkunft und Zielgebiet, sowie Funktion
Funktionen des Thalamus
als Tor zum Cortex oder Relaisestation, weil alle sensorischen Afferenzen die ins Großhirn weitergeleitet werden über den Thalamus laufen
Spezifische Thalamuskerne
anteriore (Aufmerksamkeit & emotionale Prozesse), mediale, ventrale auch subthalamicus (motorische Aufmerksamkeit) Kerngruppe
Unspezifische Thalamuskerne
retikuläre & intralaminäre Kerne (Filterfunktionen bei sensorischen & motorischen Aufmerksamkeitsprozessen
Funktionen Cerebellum (Kleinhirn)
kleiner als Großhirn (Cerebrum) enthält aber genauso viele Neuronen wie BEIDE Hälften des Großhirns; Besteht aus Neocerebellum, Spinocerebellum & Vestibulocerebellum; Primär Kontrollzentrum für Bewegungen
Neben der Feinabstimmung der Bewegung ist das Kleinhirn auch an...
kognitiven Funktionen , wie der Zeitgebung von Bewegungen und Wahrnehmungen beteiligt
Großaufbau des Neokortex
vielfach gefaltet mit Gyri und Sulci; besteht aus zwei Hemisphären und aus vier Lappen; zwischen Fissur Sylvi kommen die Insulaner zum Vorschein; Corpus Callosum verbindet die Hemisphären
die Vier Lappen der Großhirnrinde (Neokortex)
Okzipitallappen (Lotus occipitalis), Frontallappen (Lobus frontalis), Temporallappen(Lobus temporalis), Parietallappen (Lobus parietalis)
Cortex Schicht I
Molekularschicht, da die keine Somata enthält
Cortex Schicht I - II
Assoziationsfaser, Kommissurenfasern & unspezifische thalamische Fasern führen zu den Dendriten dieser Schichten
Cortex Schicht V und VI
Kortikale Ausgänge
Cortex Schicht III- IV
hier liegen die Pyramidenzellen , hier kommen die thalamischen Fasern an
Funktionen Cortex
an allen höheren Funktionen (Lernen, Gedächtnis...) besonders an deren Integration, Kontrolle und Planung
weiße Substanz besteht aus..
vorwiegend myelinisierten Axonen und übermitteln Informationen via Rückenmark zum Gehirn oder vom Gehirn (auf- und absteigende Bahnen)
zur grauen Substanz gehören ...
Nervenzellkörper, Dendriten sowie atonale Endungen; sie bilden im Gehirn Ansammlungen von Kernen; sie dient der Weitergabe von Infos von einem zum nächsten Neuron
das Großhirn, das direkt unter der Schädeldecke sitzt, liegt zum Hirnstamm
dorsal
Anatomische Reihenfolge Abschnitte Gehirn
Großhirn, Zwischenhirn, Cerebellum, Pons, Medulla, Rückenmark
Hirnhautschichten
Schädeldecke, Dura mater, arachnoide Membran, Liquorraum, pia matter