Biopsychologie hm 2004 skript

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					Biopsychologie                                                                   Skript

I.    Definitionen, Eingrenzung und Abgrenzung

Definitionen:
- Janke: Verbindung von biologischen und psychologischen Sachverhalten (weit); es gibt
   auch engere, z.B. nur Beziehung zwischen somatischen und psychischen Vorgängen
   oder nur NS + psychische Prozesse.  vergleichende Psychologie
- Birbaumer & Schmidt: biologische Prozesse + Verhalten  rein auf Organismus
   beschränkt
- Rosenzweig, Leiman & Breedlove: körperliche Prozesse, v.a. Hirn + Verhalten.. und
   andersherum
 Synonym: Psychobiologie

Interaktion mit folgenden Teilwissenschaften:
- Neuroanatomie: Strukturen und ihre Funktionen
- Neurophysiologie: Physiologie des Nervensystems (Hören, Schmecken, Riechen, innere
    Organe)
- Neurochemie: chemische Prozesse im NS; intrazelluläre Vorgänge
- Neuropharmakologie: Auswirkungen synthetischer (und natürlicher) Substanzen auf das
    NS
- Neuroendokrinologie: NS + Hormonsystem
    
- Neuroimmunologie: NS + Immunsystem


II.   Teildisziplinen und Untersuchungsansätze

1. Teildisziplinen der Biopsychologie
   - Physiologische Psychologie
   - Genetische Psychologie
   - Evolutionspsychologie
   - Vergleichende Psychologie
   - Tierpsychologie
   - Humanethologie (menschl. Entwicklung)

2. Untersuchungsansätze der Physiologischen Psychologie
   Es geht um den Zusammenhang zwischen Körper und Erleben/Verhalten.
   (1) Variation somatischer Funktionen  Auswirkungen auf Erleben und Verhalten (z.B.
       Auswirkungen von Pharmaka auf Sexualverhalten
   (2) Variation von Erleben/Verhalten  somatische Auswirkungen (z.B. Auswirkung der
       Präsentation eines Geschlechtspartners auf Hormonkonzentration)
   (3) Korrelative Ansätze für den Zusammenhang zwischen Soma und Erleben/Verhalten
       sind z.B. Gehirngröße-Lernleistung

3. Techniken der Variation somatischer Prozesse
a) Anregung von Funktionen
   1) Durch Oberflächen-/Tiefenelektroden kann man elektrische Stimulation in Form von
      Selbst- oder Fremdreizung erzeugen. Zur Lokalisierung der Elektrodenposition oder
      zur gezielten Läsion umgrenzter Hirnareale im ZNS benötigt man einen Gehirn-Atlas
      und einen Stereotaktischen Apparat.
   2) Durch lokale Verabreichung chemischer Substanzen erreicht man lokale chemische
      Stimulation in Form von Fremd- oder Selbstapplikation, z.B. durch Injektion von
      Stammzellen in das Gehirn (sollen zu Nervenzellen werden, z.B. bei Parkinson-
      Patienten). Lokal heißt, dass keine Ausbreitung vorliegt, sondern nur die Region
      betroffen ist. Man unterscheidet einfache und doppelte Dissoziation.

                                                                                         1
   3) Durch systemische Verabreichung chemischer Substanzen erhält man in Fremd-
      (z.B. Spritze) und Selbstapplikation (z.B. durch Schalter, Drogen!) systemische
      chemische Stimulation.

b) Ausschaltung von Funktionen
(1) Durch Durchtrennung erhält man Läsionen von Neuronenverbänden oder
    Leitungsbahnen; auch durch Koagulation (Quetschung), Unterkühlung oder Neurotoxine
    (Giftstoffe, die das NS angreifen) Bei der Lobotomie werden Verbindungen zwischen
    Gehirnteilen getrennt.
(2) Durch die operative Entfernung oder Isolation von Gehirnstrukturen erfolgen
    Abtragungen (Lobektomie). Lashleys Rattenversuch. Nur Hippocampus-Läsionen
    wirken sich auf die Gedächtnisleistung aus.
    Läsionen in einem spezifischen Ort erzeugen spezifische Defizite (Hippocamous:
    räumlich, Caudatus nucleus: motorische Reaktion und deren Speicherung, Cortex:
    Speichern und Wiedererkennung visueller Muster), d.h. Lashleys Äquipotenz-Hypothese
    nicht haltbar. Es gibt wohl Mechanismen, die die Defizite ausgleichen, wohl durch
    andere Gehirnteile, da nichts nachwachsen kann (neuronale Plastizität).
(3) Man erreicht eine systematische chemische Blockade entweder durch lokale oder
    systematische Verabreichung chemischer Substanzen.

              Zusammenfassung zu: 3. Variationstechniken somatischer Prozesse
       Angriffspunkt der           Allgemeine Methode             Beispiele für spezielle
         Veränderung                                                     Techniken
Zentrale Veränderungen       Gehirnläsion                    Mechanisch: Absaugen,
                                                             abtrennen
                                                             Elektrisch: elektrolytische Läsion
                                                             Chemisch: neurochemische
                                                             Läsion
                                                             Thermisch: Thermokoagulation
                             Gehirnstimulation               Elektrische Stimulation
                                                             Chemische Stimulation
Periphere Veränderungen      Applikation chemischer Stoffe   Inhalation, Implantation
                                                             Subkutan, intramuskulär
                                                             Oral/gastrointestinal
                                                             Intravenös, intraperitoneal
                             Operative Eingriffe             Vagotomie
                                                             Entfernung peripherer Drüsen
                             Veränderung der Ernährung       Defizitäre Nahrung
                                                             Angereicherte Nahrung


4. Teilgebiete innerhalb der Physiologischen Psychologie
   Differenziert wird nach:
   - bevorzugter Spezies
   - bevorzugtem organismischen System bzw. Betrachtungsweise
   - grundlagenbezogen vs. anwendungsbezogen
   - Eingriffe in physiologische oder anatomische Systeme
   - Gesundheitsstatus

   Teilgebiete:
   - Physiologische Psychologie im eigentlichen Sinn: grundlagenorientiert, Subjekt: Tier,
       Auswirkungen der somatischen Variation (Hirn!) auf Verhalten
   - Psychophysiologie: Auswirkungen psychischer oder situativer Merkmale auf
       somatische Prozesse (über EKG oder Röntgen), Untersuchungen ohne Eingriffe,
       Subjekt: Mensch
   - Neuropsychologie: Zusammenhänge zwischen Nervensystem (Hirn!) und
       psychischen Vorgängen am Mensch oder Tier

                                                                                              2
       -   Chemopsychologie: Zusammenhänge zwischen chemischen und psychischen
           Vorgängen am Mensch oder Tier; unterteilt in Pharmakopsychologie (Auswirkungen
           von Medikamenten auf Verhalten/Psyche), Neurochemopsychologie (Substanzen mit
           neurochemischer Wirkweise), Ernährungspsychologie, Umweltchemopsychologie
           (Auswirkungen von z.B. Umweltschadstoffen auf somatische Prozesse),
           Hormonpsychologie, Klinische Chemopsychologie


III.       Somatische Grundlagen

1. Zentrales Nervensystem
1.1 Anatomische und neuroanatomische Grundlagen
a) Makroneuroanatomie des ZNS und psychische Funktionen
    ) Orientierung und Überblick über das ZNS
       Das ZNS besteht aus Gehirn und Rückenmark; das menschliche Gehirn ist etwa
       symmetrisch aufgebaut, von Häuten umgeben und schwimmt wie das Rückenmark in
       der Cerebrospinalflüssigkeit (CSF). Die vier Hirnkammern (Ventrikel) sind durch
       schmale Kanäle verbunden.
       - Hauptregionen des ZNS: vgl. Folie 14, 15, 16
               Region                                          Funktion
Rückenmark                       -   am weitesten caudal gelegener Teil des ZNS
                                 -   enthält sensorische Info von Haut, Gelenken, Muskeln des
                                     Rumpfes und der Gliedmaßen (aufsteigenden Bahnen;
                                     afferent)
                                 -   absteigende Bahnen: motorische Verschaltung (efferent)
                                 -   Motoneuronen sind zuständig für Willkürmotorik und
                                     Reflexbewegungen
                                 -   empfängt Info aus den inneren Organen
                                 -   Neurone mit Beteiligung an der Kontrolle vegetativer
                                     FunktionenVermittlung zwischen Nerven und Gehirn
Großhirn/Cerebrum                -   Zentrum aller Sinnesempfindungen und Willkürhandlungen:
                                     Sitz von Gedächtnis, Bewusstsein und aller seelischen und
                                     geistigen Leistungen; die emotional gefärbte Info des Thalamus
                                     wird hier zum Erlebnis (z.B. Ärger)
                                 -   umgeben von der Hirnrinde mit mächtigen Ganglienzellgruppen
                                     (graue Substanz) und den Nervenfasern darunter (weiße
                                     Substanz)
                                 -   weiße+graue Substanz = Hirnmantel (pallium) mit
                                     charakteristischen Windungen (gyri) und Furchen (sulci)
Neocortex                        -   größter Teil des ZNS
                                 -   Komponenten: Großhirnrinde, weiße Substanz, Basalganglien,
                                     Hippocampus und Amygdala
                                 -   linke und rechte Hemisphäre mit spezifischen Funktionen
                                 -   perzeptive, kognitive und höhere motorische Funktionen
                                 -   Emotionen und Gedächtnis
Cerebellum/Kleinhirn             -   liegt dorsal zu Medulla und Pons
                                 -   stark gefurchte Oberfläche, verschiedene Lappen mit
                                     unterschiedlicher Funktion
                                 -   sensorische Info aus dem Rückenmark, motorische aus der
                                     Großhirnrinde und Info aus den Vestibulorganen
                                 -   Planung, zeitlicher Ablauf von Bewegungen, Aktivitätsmuster,
                                     Körperhaltungskontrolle mit Hilfe der Informationsafferenzen
                                     vom Ohr
                                 -   Koordination von Kopf- und Augenbewegungen




                                                                                                  3
Hirnstamm                      -   bestehend aus Medulla oblangata, Pons und Mittelhirn
                               -   vermittelt Info vom Rückenmark zum Gehirn und vice versa
                               -   auf- und absteigende Bahnen
                               -   Über Formatio reticularis Regulation des Wach-Schlaf-
                                   Rhythmus
                               -   Medulla oblangata + Pons: Beteiligung an der Regulation von
                                   Blutdruck und Atmung
Pons                           -   liegt rostral zur Medulla oblongata
                               -   große Anzahl von Neuronen zur Verschaltung der Info aus den
                                   Hirnhälften auf das Kleinhirn
Mesencephalon/Mittelhirn       -   liegt rostral zur Pons
                               -   kleinste Komponente des Hirnstamms
                               -   direkte Kontrolle von Augenbewegungen
                               -   Kontrolle der Skelettmuskulatur
                               -   Schaltstelle für auditive und visuelle Signale
Diencephalon/Zwischenhirn      -   Epithalamus: mit Epiphyse; Funktion unklar
                               -   Thalamus: Verarbeitung sensorischer und motorischer
                                   Information; Regulation des Wachheitsgrades; emotional-
                                   motivationale Aspekte (d.h. emotionale Färbung der
                                   eingehende Info)
                               -   Hypothalamus: Regulation des Autonomen NS und der
                                   Hormonabgabe (Kohlenhydratstoffwechsel, Wasser- und
                                   Salzhaushalt, Wärmegleichgewicht, Sexualfunktionen),
                                   afferente und efferente Verbindungen mit Thalamus, Mittelhirn
                                   und Cortex; zwei Anhänge: nach oben Epiphyse (Zirbeldrüse)
                                   und nach unten Hypophyse (Zweiteilung: Adenohypophyse und
                                   Neurohypophyse); die Drüsen regeln Wachstum,
                                   Geschlechtsreife und Blutdruck mit Zwischenhirn
                               -   ebenfalls hier: teile des Hippocampus und das limbische
                                   System (emotionale psychische Steuerung)
                               -   corpus callosum
   ) Die Großhirnrinde (Cortex cerebri)
       Das menschliche Gehirn teilt sich in vier Lappen, Frontal-, Parietal-, Temporal- und
       Occipitallappen.
          (1) Topographie und psychische Funktionen
              Gehirnkarten:
              - Projektionskarten:1.Projektionsfeld: Motorik, 2. Projektionsfeld: Sensorik,
                  3. Projektionsfeld: visuelle Info, 4. Projektionsfeld: auditive Info
              - Funktionskarten: Cortexareale werden elektrisch gereizt und
                  motorische/sensorische Reaktion registriert
              - Cytoarchitektonische Karten: z.B. Broadman-Areale: Einteilung in
                  verschiedene Zahlenabschnitte je nach Zelltyp
            (2) Exkurs: Ursachen neurologischer Störungen
                             angeboren                             erworben
               Genetisch bedingt (Mongolismus,      Perinatal erworben (hypoxiebedingte
               Trisomie 21, Chorea Huntington       Demenz/ Lähmung)
               (Veitsstanz))
               Pränatal erworben                    Traumatisch bedingt (Schädel-Hirn-
               (Alkoholembryopathie: somatische     Trauma)
               Missbildung, psychische
               Funktionsdefizite )
                                                    Tumorbedingt (Gliome, Meningeome,
                                                    Neurinome, ..)
                                                    Infektionsbedingt/virusbedingt
                                                    (Meningitis, Encephalitis, Creutzfeld-
                                                    Jakob, ...)
                                                    Vaskulär bedingt (Ischämischer Insult,
                                                    vaskuläre Demenzen, z.B. Folge von
                                                    kleinen Schlaganfällen...)

                                                                                               4
                                           Degenerativ bedingt (M. Alzheimer, M.
                                           Parkinson, Multiple Sklerose, ...)
                                           Intoxikationsbedingt (Alkoholneuropathie,
                                           Metallvergiftung)
                                           Stoffwechselstörungsbedingt
                                           (Phenylketonurie, M. Wilson)
    Einhergehend mit Funktionsdefiziten im psychischen Bereich.
(3) Hemisphären
    - Makroskopische Asymmetrie hinsichtlich:
       Volumen, z.B. rechts-frontale, aber links-occipitale Petalia
         (Einbuchtungen)
       Form und Länge der Sulci (Furchen), z.B. Sylvische Furche: rechts:
         kurze Horizontale, aber lange Vertikale; links: lange Horizontale, aber
         kurze Vertikale
       Gyrierung (Aufgabenbereiche), z.B. Planum temporale: links Volumen
         vergrößert, abhängig von Händigkeit, vermutet als strukturelle
         Grundlage der Sprachlateralisierung
       neurochemischer Systeme: links: organisiert um ein dopaminenerges
         Aktivierungssystem (Komplexe motorische Programmen wie
         Händigkeit, Sprache); rechts: organisiert um ein noradrenerges
         Aktivierungssystem, (Wachheit, richtet Aufmerksamkeit auf neue Reize,
         integriert bilaterale perzeptuelle Info)
    - Mikroskopische Asymmetrie hinsichtlich:
       Anzahl/Volumen von Gliazellen und Neuronen
       Ausmaß intrahemisphärischer Verkabelung
       Dendritische Verästelung
    - Funktionale Asymmetrie:
       bei Mensch wie Tier (z.B. Turning bias bei Fischen; Kröten:
         Räuberverhalten nur, wenn Opfer im rechten Gesichtsfeld; Angriff,
         wenn potenzieller Feind im linken Gesichtsfeld; Mensch:
         Rechtstendenz)
       Lateralität: relatives, kein absolutes Maß, da bei fast jedem Verhalten
         beide Hemisphären beteiligt sind; sowohl durch Umwelteinflüsse als
         auch genetische Faktoren bedingt (z.B. Frauen und Linkshänder haben
         geringere Rechtstendenz)
       Lateralisation kann an neurologischen Patienten nachgewiesen werden
         mit lateralisierten Läsionen (z.B. Hirn-Amputationen bei Rasmussen-
         Patienten oder Epilepsie), Komissurektomien (Split-Brain!),
         Kortexreizung oder Natriumamobarbital-Injektion (Wada-Test)
       Lateralisationsnachweis an gesunden Probanden
          ~ dichotischer Hörtest: beide Ohren bekommen unterschiedliche
            akustische Reize; der kontralateraler Informationsfluß hemmt den
            ipsilateralen (auditory suppression).
          ~ gesichtsfeldabhängige tachistokopische Stimulation: Reizung der
            einzelnen Hemisphären durch kurzzeitige Darbietung von verbalem
            Material im rechten/linken Gesichtsfeld; Info aus dem rechten
            Gesichtsfeld wird besser verarbeitet, wenn Buchstaben und Wörter;
            Gesichter und visuell-räumliche Reize werden besser verarbeitet,
            wenn im linken Gesichtsfeld
          ~ über bildgebende Verfahren (PET, fMRI), die neurophysiologische
            Aktivitätsmuster liefern, die bestimmten Funktionen und genau zu
            lokalisierenden Hirnarealen zuzuordnen sind; allerdings kein klarer
            Indiz, weil vielleicht Aktivierungen auf der dominanten und
            subdominanten Seite funktional anders zu interpretieren sind.



                                                                                       5
            Linke Hemisphäre              Funktion         Rechte Hemisphäre
                     Wörter,               Visuelle  Geometrische Emotionen
                     Buchstaben          Wahrnehmung Formen,
                                                     Gesichter,
                                                     Emotionaler
                                                     Ausdruck
                       Gesprochene         Auditive  Nichtgesproch-
                       Laute             Wahrnehmung ene Laute,
                                                     Musik
                                          Berührung  Taktile
                                                     Information
      Kontrolle        Komplexe           Bewegung   Einfache
      komplexer        Bewegungen                    Bewegungen
      Willkürbe-
      wegungen
      Sequentielle     Verbales            Gedächtnis     Non-verbales      Gesichter-
      Informations-    Gedächtnis                         Gedächtnis        erkennung
      verarbeitung
      Sprache          Sprechen,            Sprache       Emotionaler
                       Lesen,                             Inhalt,
                       Schreiben,                         Prosodie
                       Rechnen
                                            Spezielle     Geometrie,       Kontrolle
                                           Fähigkeiten    Richtung,        visuell-
                                                          Distanz          räumlicher
                                                                           Fähigkeiten,
                                                                           räumliche
                                                                           Analyse
      Sequentiell, analytisch, kausal      Zusammen-      Parallel, ganzheitlich-holistisch,
                                             fassung      intuitiv

    Emotionale Störungen
             Verhalten                 rechte Hemisphäre           linke Hemisphäre
      Pathologisches Verhalten      Gleichgültigkeit            Katastrophenreaktion
      Gesichtsausdruck              Verarmt (Frontalläsion)
                                    Asymmetrieänderung
      Spontansprache                Erhöht (rechtsfrontal)      Vermindert (Linksfrontal)
      Prosodie der Sprache          Läsionen verhindern
                                    Imitation emotionaler
                                    Zustände

(4) Occipitallappen (Hinterhauptslappen)
    - Funktionen: Visuelle Areale: primäre Sehrinde, wo sich Informationen in
       zwei Richtungen teilen: unten Farbe und Form, oben Orientierung in
       Raum, Bewegung
    - Schädigungen des visuellen Systems führt zu Gesichtsfeldausfällen
       (Corticale Blindheit):
    - Visuelle Agnosien:
        Agnosie für Form und Muster: Objektagnosie, Agnosie für Zeichnungen,
          Prosopagnosie (Unfähigkeit, Gesichter zu erkennen)
        Agnosie für Farbe: Farbagnosie, Farbanomie, Achromatopsie (nur
          Grauschattierungen)
        Agnosie für Tiefe und Bewegung: visuell-räumliche Agnosie,
          Bewegungsagnosie
(5) Parietallappen (Scheitellappen)
    - Grundlegende Funktionen
        Anteriore Areale: Verarbeitung sensomotorischer Information
        Posteriore Areale:
            Integration sensorischer Information
                                                                                            6
           Konstruktion eines räumlichen Koordinatensystems
           Kontrolle der visuomotorischen Steuerung von Bewegungen im
              egozentrischen Raum
           Komplexe visuell-räumliche/konstruktiv-räumliche Leistungen
           Rechts-Links-Unterscheidung
           Rechenleistungen
    - Funktionsstörungen bei Parietallappenschädigungen:
       gestörte taktile Funktionen
       visuelle oder taktile Agnosien
       Apraxien (Unfähigkeit zu zielorientierter Ausführung von Bewegungen
         oder Bewegungshandlungen, obwohl Kapazität erhalten)
       Sprachstörungen
       Acalculie (Unfähigkeit zu rechnen)
       Contralateraler Neglect
       Schlechtes Kurzzeitgedächtnis
       Gestörtes Körperbild
       Rechts-Links-Verwechslungen
       gestörte räumliche Fähigkeiten
       Störungen des Zeichnens
       Fehlerhafte Augenbewegungen
       Fehlerhafte Zielbewegungen, z.B. Unfähigkeit sich anzukleiden
    - Feststellung über
       Semmes-Test (zeigen am eigenen Körper)
       Kimura-Kasten-Test: drücken, ziehen, schieben
       Objekt-Erkennungs-Test: über taktilen Kontakt Muster wiedererkennen
(6) Temporallappen (Schläfenlappen)
    - Aufbau:
       auditorischer Kortex; Gliederung in superior, medial und inferior gyri
       zwei Kernbereiche eingebettet: Amygdala und Hippocampus
    - Grundlegende Funktionen
       Erkennen visueller Objekte
       Verarbeitung auditorischer Information
       Reizkategorisierung
       Langzeitspeicherung sensorischer Information
       Hinzufügen einer emotionalen Komponente zu sensorischen
         Informationen und Gedächtnisinhalten (Affektivität)
       Weitergabe der Info an Frontallappen
    - Wichtigste Funktionsstörungen bei Temporallappenschädigungen
       Störung der akustischen Enkodierung
       Störung der Selektion visueller Reize
       Störung der Selektion akustischer Reize
       Störung der visuellen/akustischen Erkennungsleistung
       Gestörte Organisation und Kategorisierung
       Gestörte Kontexterinnerung
       Störung des Sprachverständnisses
       Gestörte Enkodierung/Gestörtes Langzeitgedächtnis
       Veränderung der Persönlichkeit und des Affekts
       Veränderung des sexuellen Verhaltens (z.B. bei Epileptikern)
    - Beispiele:
       Visuelle Objektagnosien (z.B. nur Details, keine Gesamtheit):
           Apperzeptive visuelle Agnosie
           Formagnosie
           Prosopagnosie
        Auditive Agnosien
           Apperzeptive auditive Agnosie
           Reine Geräuschagnosie

                                                                                 7
                  Reine Wortagnosie
                  Affektive auditive Agnosie (d.h. kein Erkennen der Wortmelodie,
                      des Sprachgehalts)
                Amusie (kein Erkennen von Melodien; Unfähigkeit, zu singen oder
                  musizieren; keine Fähigkeit zum Notenverständnis)
                Gedächtnisstörungen (Hippocamous)
                  Initiale Speicherstörung
                  Gestörte Konsolidierung (keine langfristige Abspeicherung)
                  Gestörter Abruf gespeicherter Info
                 z.B. Der Fall H.M.: Teile des Temporallappens (v.a. Hippocampus,
                 Amygdala), wurden entfernt; er konnte nichts Neues aufnehmen, bzw.
                 das Neugelernte nicht wiedergeben, sich aber gut an Dinge vor der OP
                 erinnern; d.h. kein Angriff der gespeicherten Info; man lehrte ihm
                 gespiegeltes Zeichnen, er wurde mit der Zeit besser, konnte sich aber
                 nicht erinnern, gelernt zu haben (prozedurales Gedächtnis)
                 Störungen:
                           Moderate retrograde Amnesie
                           Normales Kurzzeit- oder Arbeitsgedächtnis
                           Schwere anterograde Amnesie des deklarativen
                              Gedächtnisses
                           Intaktes prozedurales Gedächtnis
                           Besseres implizites als explizites Gedächtnis
                  Affektivitätsstörungen (Amygdala)
                       keine Auslösung von Emotionen durch emotionale Reize oder
                          Gedächtnisinhalte
                       Emotionen werden nicht erkannt
                       Bsp: Amygdala und Angst
                          LeDoux: Amygdala bekommt über visuelle Umgebung sehr
                          schnell Info (shortcut), z.B. Ast wird als Schlange encodiert
                          (unscharf) schnelle Reaktion; hinzu kommt detaillierte
                          Infoanalyse über Cortex (langsam)
(8) Frontallappen (Stirnlappen)
    - Grundlegende Funktionen
        motorisch: Kontrolle einzelner Muskelkontraktionen
        prämotorisch: Steuerung der Augenbewegungen, Entwurf von
          Bewegungssequenzen
        präfrontal (vorderer Teil des Frontallappens): Aufmerksamkeit, Sprache,
          Gedächtnis, Handlungskontrolle
        Verarbeitung von Info aus allen Gehirnteilen
    - Funktionsstörungen bei Frontallappenschädigungen
        Störung der Motorik
                  Verlust der Feinmotorik
                  Kraftverlust
                  Mangelhafte Bewegungsprogrammierung
                  Mangelhafte willkürliche Fixierung mit den Augen
                      (z.B. Schizophrene können kein Pendel fixieren)
                  Broca-Aphasie (Störungen im Sprachausdruck)
         Verlust des divergenten Denkens
                  Eingeschränkte Spontanität
                  Mangelhafte Strategiebildung
         Umweltgesteuerte Verhaltenskontrolle
                  Geringe Antwortunterdrückung
                  Risikobereitschaft, Spontanität
                  Beeinträchtigtes assoziatives Lernen
         Schlechtes Zeitgedächtnis
                  Schlechtes Kurzzeitgedächtnis

                                                                                      8
                  Schlechte Häufigkeitsschätzung
                  Schlechter Abruf selbstorganisierter Gedächtnisinhalte
                  Schlechte Leistung bei verzögerten Antworten
      Beeinrächtigte räumliche Orientierung
      gestörtes Sozialverhalten (Emotionale Reaktionen eingeschränkt)
      verändertes Sexualverhalten
      beeinträchtigte olfaktorische Unterscheidungsfähigkeit
      Störungen im Zusammenhang mit Läsionen im Gesichtsareal
-   der Fall Phineas Gage
     Stab durchs Gehirn, v.a. Frontallappen geschädigt
     konnte seine Planungen nicht mehr in die Tat umsetzen, auch keine
        Planbewertung nach Realisierbarkeit
     konnte keine Regeln befolgen, z.B. beim Spiel
-   Nachweistest
     Turm von Hanoi: 3 Stäbe mit Scheiben, die auf anderen Stab sollen, wobei
        nie eine größere auf eine kleinere darf
     Tower of London Test: 3 Kugeln auf drei Stäben, die in vorgeschriebener
        Zuganzahl auf Zielposition gebracht werden müssen
     WCST: Wisconsin-Karten-Sortier.-Test: Karte hat drei Merkmale (Farbe,
        Anzahl, Form); jeweils nach einer muss sortiert werden, aber der VL sagt nur
        ja/nein, Patient muss Kategorie selbst erkennen; dann wechselt VL die
        Kategorie, gerade die Neuorientierung ist schwer für Geschädigte
     Stroop-Test (Confusion): Widersprüchliches schwer für Geschädigte
-   Störungen der Handlungskontrolle
     Patienten mit Frontalhirnschädigungen zeigen desorganisiertes, zielloses
        Verhalten (TvL, TvH)
     Patienten mit Frontalhirnschädigungen zeigen Perseverationen (WCST)
     Patienten mit Frontalhirnschädigungen zeigen Unfähigkeit, überlernte
        Reaktionen zu hemmen (Stroop)
-   Stirnhirnverletzungen und Emotionen
    Geschädigte sind rationaler, aber auch sie fällen irrationale Entscheidungen;
    evtl. wegen „somatic marker explanation“: eine bedrohliche Situation löst eine
    emotionale Reaktion aus (Amygdala  Hypothalamus: automatische Reaktion,
    z.B. Herzrasen). Die Amygdala sendet Signale zum präfrontalen Cortex, um den
    Grund der Reaktion zu bekommen. Ist dieser verletzt, wird die emotionale
    Reaktion von den kognitiven Prozessen ausgeschlossen, somit leidet die Qualität
    emotionsbezogener Bewertungen.
-   Feuchtwanger: psychische Störungen nach Stirnhirnverletzungen
     Störungen des Gefühlsanteils
                  Störungen im Bereich der Grundstimmung
                  Störungen im Bereich des Affektes (erregbar, ängstlich)
                  Störungen im Bereich der Wertungsfunktionen
                  Enthemmungen (Polyphagie (Fresssucht), sexueller Erethismus)
     Störungen der aktuellen Anteile (Konzentration, aktuelle
        Aufmerksamkeitseinstellung, Willensleben)
                  Antriebsschwäche, Akinesien
                  Motivationsstörungen (Entscheidungen, Ziele, Triebe)
                  Störungen im Bereich der Spontanitätsfunktionen
                    („Selbstbestimmung“)
      Temperaments- oder Charakterveränderungen
-   Stuss&Benson: psychische Störungen nach Stirnhirnverletzungen
     Trennung von Handlung und Kenntnis
     Beeinträchtigung der Fähigkeit zu sequentiellen Verhaltensweisen
     Beeinträchtigung der Fähigkeit, eine Einstellung herzustellen oder zu ändern
     Beeinträchtigung der Fähigkeit, eine Einstellung unter Interferenz aufrecht zu
        halten

                                                                                   9
            Beeinträchtigung der Fähigkeit, eigenes Verhalten zu beobachten
            Einstellungen mit Sorglosigkeit, Gleichgültigkeit, Apathie fehlende
              Selbstreflexion
       -   Blumer&Benson: Persönlichkeitsänderungen nach Frontalhirnläsionen
            pseudodepressiv                               Läsionen der
                       Apathie                        präfrontalen Konvexität und
                       Indifferenz                       subcorticaler Strukturen
                       Initiativlosigkeit
            pseudopsychopathisch
                       kindliches Verhalten              Läsionen des orbitofrontalen Cortex
                       Euphorie                       oder von Verbindungen, die
                       Taktlosigkeit, Witzeln               diese Region zum
                       Antisoziales Verhalten           limbischen System hat
                       Irritierbarkeit
                       Hyperkinese


1.2 Neurochemische Grundlagen
a) Chemische Transmission (Chemische Kommunikationssysteme)
    Transmittersystem: Alle Neurone (Soma, Axone, Dendriten, Synapsen) und deren
    präsynaptischen Verbindungen, die einen bestimmten Transmitter oder eine bestimmte
    Transmitterkombination zur Kommunikation mit anderen Zellen und Dendriten nutzen. An
    der postsynaptischen Membran einer Zelle können Rezeptormoleküle für mehrere
    Transmitter sitzen.
    ) Synatische Transmission
        Die Synapse ist die Verbindungsstelle einer Nervenzelle mit einer anderen zur
        Übertragung von Erregung (Neuronale Verschaltung). Wenn Aktionspotential,
        wandern die Bläschen (Vesikel) zur präsynaptischen Membran, verschmelzen mit ihr
        und geben ihren Inhaltsstoff Acetylcholin frei, der in kurzer Zeit über den synaptischen
        Spalt zur postsynaptischen Membran diffundiert. Dort werden die ACh-Moleküle von
        entsprechenden Rezeptormolekülen aufgenommen, die dadurch ihre Raumstruktur
        ändern, was eine Permeabilitätsänderung (Porenöffnung) erzeugt.
        Die Ausschüttung des Transmitters an der präsynaptischen Membran wird
        vermindert, wenn viele Rezeptoren in der Zelle selbst vorhanden sind (innerzelluläre
        Regulation) oder durch Enzyme im synaptischen Spalt, die den Transmitterstoff
        aufnehmen. Enzyme und Präkursoren für den Transmitter werden ständig zur
        Synapse transportiert. Der Transmitter wird nach der Übertragung von Gliazellen
        aufgenommen und inaktiviert zurückgegeben.
    ) Autokrine und Parakrine Übertragung
        - autokrin: der ausgesandte Botenstoff greift dieselbe Zelle wieder an
        - parakrin : Botenstoffe greifen umliegende Zellen an
    ) Endokrine Übertragung
       Endokrine Zellen geben die Botenstoffe nicht in eine Synapse, sondern in die
       Umgebung aus. Die Hormonmoleküle bewegen sich über die Blutlaufbahn zur
       Zielzelle.
    ) Pheromone und Allomone
        - Pheromone: Botenstoffe, die Tiere und Menschen aussenden, als
            Informationsträger für die eigene Spezies (z.B. Hundemarkierungen)
        - Allomone: Interspezies-Botenstoffe
    ) Rezeptortypen
        - Ionotroper Rezeptor: Wird ein Neurotransmitter aufgenommen, öffnet sich der
            Kanal und die Ionen können über die Membran ins Zelleninnere fließen.
        - Metabotroper Rezeptor: Wird ein Neurotransmitter aufgenommen, wird ein
            second messenger, z.B. ein G-Protein, aktiviert, das sich an den Ionenkanal
            andockt, dieser öffnet sich und lässt Ionenfluss zu (weniger dynamisch).


                                                                                             10
   ) Agonistische und Antagonistische Wirkmechanismen von chemischen
      Substanzen
       - Agonisten: Ein Rezeptor öffnet seinen Ionenkanal bei einem endogenen Liganden
          (=Transmitter oder ähnliches natürliches Molekül, das den Rezeptor aktiviert).
          Denselben Effekt können exogene Liganden, z.B. Drogen, haben.
       - Antagonisten: Das sind andere Moleküle, die sich am Rezeptor andocken, ihn
          aber nicht aktivieren. Somit verhindern sie aber ein Andocken von Agonisten.
          Manche Antagonisten blockieren nicht einmal die Rezeptorlücke für den
          Transmitter, sondern docken an anderer Stelle an den Rezeptor an, so dass der
          Transmitter sich zwar binden, aber nicht aktivieren kann (nonkompetitives
          Binden).
        eigentlich sind also die Rezeptoren für einen Effekt zuständig, nicht die Transmitter
   ) Möglichkeiten zur Beeinflussung der synaptischen Transmisson
       - Präsynaptische Mechanismen
           Synthese von Transmittern kann unterbunden werden (z.B. verhindert Tyrosin
             Hydroxylase die Herstellung von Catecholamin)
           der Transport kann verhindert werden
           Weiterleitung von Aktionspotentialen kann erschwert werden (z.B. durch
             Tetrodotoxin, das Na+-Kanäle blockiert)
           Speichern der Transmitter in den Vesikeln (Reserpine verhindert das)
           Freigabe der synaptischen Transmitter (z.B. Calcium-Kanal-Blocker)
           Modulation der freigesetzten Transmitter
           Inaktivation der Wideraufnahme von Transmittern (z.B. durch Kokain,
             Amphetamin)
       - Postsynaptische Mechanismen
           Inaktivierung des Transmitters (z.B. durch Drogen)
           Veränderung der Anzahl der postsynaptischen Rezeptoren (z.B. durch Alkohol)
           Blockade der Rezeptoren (z.B. Antipsychotische Drogen)
           Aktivierung der Rezeptoren (z.B. Nikotin aktiviert die ACh-Rezeptoren)
           Aktivierung von second messenger (z.B. Lithium hemmt Aktivierung von AMP)

b) Acetylcholin
   ) Cholinerge Synapse
       Zwei verschiedene ACh-Rezeptortypen: Nikotinerger Rezeptor (N; Stimulation durch
       Nikotin, Blockade durch Kurare) und muskarinerge Rezeptororen (M1, M2;
       Stimulation durch Muskarin, Blockade durch Atropin)
   ) Funktionelle Bedeutung
       - Interneurone im Striatum (Gehirn)  Motorik
       - Basales Vorderhirn  Lernen, Gedächtnis, Aufmerksamkeit

c) Dopamin
   ) Funktionelle Bedeutung
       - dorsal-mesostriatales System: Motorik
       - mesolimbisches System: Motivation
       - mesocorticales System: Paranoide Symptomatik
       - tuberohypophysäres System: Hormonsteuerung
        bei Konditionierung feuert das dopaminäre System; auch bei
         Missbrauchs./Abhängigkeitsmedikamenten (Opiate z.B.)

d) Noradrenalin
   ) Funktionelle Bedeutung
       - Locus coeruleus Komplex: Zentrale Aktivierungsprozesse, Aufmerksamkeit, Angst
         (unsicher, aber Affen zeigten bei Stimulation Angstreaktion; am 2-Rezeptor
         typische Angststoffe)
       - Laterales tegmentales System: Sympathikus-Steuerung
       - Dorsales medulläres System: Sensorik, Parasympathikussteuerung
                                                                                            11
       -   Hypothalamus: Regulation von Hunger/Essverhalten

e) Serotonin
   ) Funktionelle Bedeutung
       - meist dämpfende Wirkung
       - Regulation von Sättigung und Essverhalten
          Sättigung und 5-HT-Erhöhung
          5-HT-Anstieg bei Verdauung
          5-HT-Agonisten haben anorektische Wirkung
          Fenfluramin bewirkt stabile Gewichtsabnahme bei chronischer Einnahme
       - Aggression und Impulskontrolle
          5-HT-Abfall bei aggressivem Verhalten; Verlust der Impulskontrolle
          Suizid (Autoaggression), insbesondere gewalttätiger Suizid: 5-HT-vermindert
       - Aktivation und Schlaf
          5-HT-Hemmung führt zu Schlaflosigkeit
          5-HT-Aktivierung führt zu Einschlafen
       - Verhaltenshemmung und Angst
          noch wenig erforscht, Versuche über
          aber: SSRI (Serotonin-Rezeptoren) werden bei der Behandlung von
             Angsstörungen eingesetzt; 5-HT1A-Agonisten wirken anxiolytisch
          nach Graeff (2002) hat 5-HT eine zweifache Rolle bei defensivem Verhalten:
             ~ 5-HT verstärkt gelernte Reaktionen auf potenzielle oder distale Bedrohung
               durch Wirkung auf Vorderhirnstrukturen wie septo-hippocampales System
               und Amygdala
             ~ 5-HT hemmen unkonditionierte Reaktionen auf proximale Bedrohung durch
               Wirkung auf PAG

f) Inhibitorische Aminosäuren: GABA
   ) Funktionelle Bedeutung
       - Lokomotion, Muskelrelaxation
       - Aggression
       - Fressverhalten
       - Epileptische Krampfanfälle
       - Angst
   ß) GABA-A-Rezeptor-Komplex und Bindungsstellen
       - komplexer Aufbau
       - viele einzelne Bindungsstellen für unterschiedliche Substanzgruppen (agonistisch
          und antagonistisch): GABA, Benzodiazepin, Ethanol, Barbiturate, Neurosteroide
          (Prognenolon Sulphat, Pregnenolon Sulphat), Picrotoxin

g) Excitatorische Aminosäuren: Glutamat
   ) Funktionelle Bedeutung
       - Synaptische Plastizität und Lernen
           NMDA-Antagonisten vermindert LTP (Long Term Potentiation) und
             verschlechtern Lernen
           NMDA/AMPA-Agonisten erhöhen LTP und verbessern Lernen
       - aber: ecitotoxische Effekte bei glutamaterger Überstimulation (Degeneration von
          Dendriten und Soma, nicht von Axonen)  „Vergiftungsgefahr!“


2. Indikatoren körperlicher Prozesse
2.1 Überblick über psychophysiologisch bedeutsame Maße
    - Hirnpotentiale
    - Augen-Funktionen
    - Muskel-Funktionen
    - Herz-Kreislauf-Funktionen

                                                                                       12
   -   Atem-Funktionen
   -   Haut-Funktionen
   -   Magen-Darm-Funktionen
   -   Urogenital-Funktionen

2.2 Messapparatur
a) Aufbau einer psychophysiologischen Messapparatur
    Ableitung des Signals anhand von Messwandlern  Anpassung und Verstärkung des
    Signals anhand der Verstärkungseinheit mit Vorverstärker und Verstärker 
    Aufzeichnung des Signals durch die Registriereinheit
    Zwei Arten der Aufahme:
    - Biopotentiale: Körper generiert selbst Spannung
    - Andere Maße (z.B. Atmung über Dehnung eines Brustgürtels) werden in Spannung
       umgewandelt

b) Digitalisierung
   Die Anzahl der Messwerte pro Sekunde muss mindestens doppelt so hoch sein wie die
   höchste im Signal vorkommende Frequenz. Wichtig ist die Wahl der richtigen Anzahl der
   Digitalisierungspunkte für eine gute Signalrepräsentation.

2.3 Maße des ZNS
a) Erfassung der hirnelektrischen Aktivität (EEG)
    (1) elektrophysiologische Methode zur Registrierung der spontanen oder evozierten
        elektrischen Aktivität des Gehirns, besonders der Großhirnrinde
    (2) Ableitung von der Schädeldecke; gemessen werden Spannungsschwankungen des
        unter den Elektroden liegenden Cortexareals (unipolar vs. bipolar)
    ) Messung der Spontanaktivität
        - Aufzeichnung über EEG oder Brain Mapping (farbige Darstellung der Power)
        - Elektrodenposition nach dem 10-20-System: Abstand jeweils 10% oder 20%
           anatomisch definierter Strecken: links ungerade Zahlen, rechts gerade; F: frontal,
           C: zentral, P: parietal, T. temporal, O: okkzipital; A: auricular (Ohr)
        - Klassische Wellentypen: : nahezu Sinus, v.a. okzipital und parietal; : hohe
           Frequenz, geringe Amplitude, v.a. präzentral, frontal; : langsam, hohe Amplitude,
           v.a. variabel; : geringe Amplitude, schnell, v.a. frontal, temporal
        - Quantifizierung durch Spektralanalyse: Dekomposition des EEG in eine Anzahl
           von Sinuskurven unterschiedlicher Frequenz (Fourier-Analyse)
        - Anwendungsbeispiel I: Präfrontale hirnelektrische Asymmetrie und Affekt
                 stärkere Aktivierung der linken             stärkere Aktivierung der rechten
                  Hemisphäre in Ruhe (a-Band)                  Hemisphäre in Ruhe (a-Band)
           eher positive Stimmungslage                  Eher negative Stimmungslage
           stärkere Tendez zu appetitiv motiviertem     Stärkere Tendez zu Verhaltenshemmung
           Annäherungsverhalten                         bzw. Rückzugstendenzen bei aversivem
                                                        Stimulus
           positive affektive Reaktion auf angenehmen   Negative affektive Reaktion auf
           Filmausschnitt                               unangenehmen Fimausschnitt
           Stärkere Zuwendung zu positiven              Babies weinen eher bei Trennung von der
           Wortpaaren                                   Mutter

   ) Evozierte Potentiale (EP)
       -   EP zeigen die elektrische Hirnaktivität als Vorbereitung oder Antwort auf internale
           oder externale Ereignisse
       -   Versuchsanordnung für visuelle Reize: Abnahme über Elektroden  EEG-
           Verstärker  Averager (hier auch Trigger des gezeigten Reizes)  Darstellung
           auf Monitor; zur Kontrolle nimmt man zunächst ein Schachbrettmuster, hier ist die
           Reaktion bekannt und so kann das individuelle Rauschen ermittelt und


                                                                                                  13
           herausgefiltert werden; eine weitere Technik ist die Mittelung über mehrere
           Messungen, um das Rauschen zu minimieren
       -   EP bilden die Aktivität von Zellensammlungen im Cortex ab; nur die Messung
           großer Neuronenverbände ist möglich, da nur die aufsummierte Aktivität
           abgeleitet werden kann; Bedingung: synchrone Aktivität der Neurone, kumulative
           Ausrichtung der elektrischen Felder
       -   EP-Unterscheidungen:
            exogene Komponenten: Auftreten und Variation in Abhängigkeit von
              physikalischer Beschaffenheit eines externalen Ereignisses (z.B.
              Reizintensität)
            Endogene Komponenten: Auftreten und Variation abhängig von internalen
              Bedingungen (z.B. Informationsverarbeitung)
            Mesogene Komponenten: sowohl externale als auch internale Bedingungen
       -   EP-Nomenklatur:
            Polarität: P oder N
            Latenz: in ms (z.B. P300) oder Reihenfolge (z.B. P3 = dritter positiver Peak)
            Elektrodenlokalisation: frontal (z.B. fP300) oder parietal (z.B. pP300)
            Experimentelle/ psychologische Bedingungen (z.B. Bereitschaftspotenzial)
       -   Identifikation und Komponentenbeschreibung
           Beschreibung der Peaks durch
            Amplitude: peak to peak, base to peak
            Latenz
            integrierte oder gemittelte Aktivität
           CNV, N100, N200, P300

   ) Elektrookulogramm (EOG)
       -   gehört auch zur Peripherie; aber starke Augenbewegungen „streuen“ in den
           Frontalbereich
       -   Platzierung der Elektroden an den Augen; Erdungselektrode hinterm Ohr
       -   Der Augapfel verhält sich wie ein Dipol: in der Ruhelage sind die Pole
           symmetrisch zu den Elektroden; bei Blickbewegung kommt es zu
           Potentialdifferenzen
       -   Typen von Augenbewegungen (vgl. Folie); aber: Schizophrene haben keine
           glatten Augenbewegungen
       -   Blickbewegungen bei Neglect: schwer mit EOG zu erfassen

b) Magnetenzephalographie (MEG)
   Aufnahme über Magnetfeld: elektrische Veränderungen im Hirn; sehr teuer
c) Bildgebende Verfahren
   ) Computerisierte Axialtomographie (CT, CAT)
       - Darstellung: aus vielen Röntgenaufnahmen mathematisch
          ermittelteDichteverteilung des Körpergewebes
       - Aus der Röntgenröhre tritt ein fächerförmiger Röntgenstrahl aus, der von den
          gegenüberliegenden Detektoren aufgefangen wird; nach der ersten Aufnahme
          dreht sich die Apparatur (etwa 1°); nach mindestens 360 Bildern wird ein
          Schichtbild errechnet; dann wird der Patient für das nächste Schichtbild ein Stück
          weitergeschoben
   ) Positronenemissionstomographie (PET)
       - Verfahren zur Darstellung von biochemischen und physiologischen Prozessen in
          ihrer zeitlichen Abfolge und räumlichen Verteilung
       - Stoffwechselrelevante Moleküle werden chemisch mit kurzlebigen Radionukliden
          markiert (v.a. durch Radioisotope 18F, 15O, 13N und 11C, die Positronen
          freisetzen); bekannt sind etwa 500 Radiopharmaka, von denen v.a. 16 eingesetzt
          werden (v.a. 18F-markierte Deoxyglucose (FDG)); für den lokalen cerebralen
          Blutfluss verwendet man radioaktiv markiertes Wasser oder Kohlendioxid


                                                                                          14
       -   Aufzeichnung der durch den Zerfall ausgelösten Strahlung (Schnittbilder), da
           Verfallsprozesse abhängig von der Gehirnaktivität; registriert werden
           Röntgenquanten, die als Folge der radioaktiven Zerfalls entstehen
       -   Vorteile des PET:
            geringe Strahlenbelastung (geringe Halbwertszeiten, daher müssen
              Substanzen vor Ort erzeugt werden)
            Nachweis von äußerst geringen Substanzkonzentrationen
            Gut für in-vivo Untersuchung pathopsychologischer und psychischer Vorgänge

   ) Magnetresonanztomographie (MRI, fMRI)
       -   Aufnahmetechnik der Kernspintomographie (MRI, NMR): Elektromagneten geben
           kurze starke magnetische Feldimpulse ab, die zur Auslenkung der
           Wasserstoffatome führen, die in besonders gut durchblutetem Gewebe vorhanden
           sind; starke Hochfrequenzradioimpulse treffen auf die Protonen, die Protonen
           kehren in die Ausgangslage zurück und geben dabei schwache hochfrequente
           Radiowellen ab
       -   BOLD-Effekt (Blood Oxygenation Level Dependent Contrast)
            bei neuronaler Aktivität steigt der regionale, cerebrale Blutfluss
            dadurch werden die Arterien vermehrt mit O2 angereichert
            die O2-Anreicherung ist größer als für den Bedarf des Gewebes erforderlich;
              das Gewebe wird mit mehr Blut (= mehr Sauerstoff) versorgt als benötigt
            oxygeneriertes Blut (Hämoglobin) ist „magnetischer“  stärkeres BOLD-Signal
              (= stärkere Bildintensität)
            z.B. erhöhter Blutfluss im Okzipitallappen bei visuellem Reiz
       -   Bei Antizipation einer Belohnung ist der Nucleus accumbens aktiviert (je höhere
           Belohnung, desto stärkere Aktivierung)
       -   Beim Erhalt der Belohnung ist der ventromediale frontale Cortex (VMFC) aktiviert

   ) Optische Bildgebung
       NIRS:
       - misst mit Hilfe von Na-Infrarot-Licht die Hämoglobinkonzentration des jeweiligen
          Gewebes bzw. der entsprechenden Gehirnregion (gibt Aufschluss über
          Aktiviertheit); Licht tritt aus und wird von benachbarten Detektoren aufgenommen
          (für Kleinkinder gut)
       - in einem Bereich von 650-1000 nm Wellenlänge ändert sich die Absorption von
          Hämoglobin, während Wasser und andere Substanzen konstant bleiben
       - Veränderungen der Lichtabsorption in diesem Berecih sind also auf
          Veränderungen der Hämoglobinkonzentration zurückzuführen
       - Bei einer Wellenlänge von 800 nm haben HbO2 und Hb den gleichen
          Absorptionswert; eine Bestimmung der Hb-Konzentration ist also unabhängig von
          der Sauerstoffsättigung möglich

2.4 Maße des vegetativen Nervensystems
a) Kardiovaskuläres System
    ) Elektrokardiographie (EKG)
        - Der Herzzyklus besteht aus unterschiedlichen Wellenformen
        - Der Abstand zwischen zwei Herzschlägen heißt Interbeat Intervall (IBI)
        - Je schwieriger die geistig-nervliche Anstrengung, desto größer die Herzrate; je
           größer physische Anstrengung, desto größer Herzrate (Linearität!)
        - Erlebte Angst bei freier Rede:
            mit Themenvorgabe: Angst sinkt kontinuierlich; Herzrate auch, aber mit Peak
            ohne Themenvorgabe: Angst sinkt, aber mittendrin Peak: Herzrate hat starken
              Peak
            d.h. subjektives Erleben und Herzrate dissoziativ
            in beiden Fällen mehr Angst, wenn unmittelbare Übertragung als wenn auf
              Video aufgenommen

                                                                                         15
   ) Blutdruck
       -   Blutdruckregulation sehr komplex, man weiß nie, welche Ursache einer
           Blutdruckregulation zu Grunde liegt
       -   Blutdruck u.a. bestimmt durch Gefäßtonus, d.h. je weiter sie gestellt, desto mehr
           Blutfluss
       -   Messung: In der Manschette wird so viel Druck erzeugt, bis kein Blut mehr fließt;
           der Druck wird heruntergefahren, bis Blut fließt (1. hörbares Signal; systolischer
           Druck). Wenn die Klopfgeräusche verschwinden, normaler Blutfluss (2. Signal,
           diatolischer Druck)
       -   Systolischer Blutdruck steigt mit Angst

   ) Periphere Durchblutung
       -   Volumetrische Plethysmographie: Finger in abgeschlossenem Gefäß mit Luft oder
           Flüssigkeit  Verdrängung ergibt Blutvolumen
       -   Photoplethysmographie: Lichtquellen am Finger  Durchscheintätigkeit; ergibt
           zwei Signale, langsame Frequenz = Armhöhe, schnelle Frequenz = Herzrate
       -   Auch an Hauttemperatur erfassbar

b) Atemfunktionen
   Messung über zwei Atemgürtel an Brust und Bauch  eher Kontrollvariable für Herzrate

c) Hautfunktionen
   ) Elektrodermale Aktivität
       - Epidermis = äußere Hautschicht; Zellschicht nach oben hin verhornt (vermindert
          Leitung); Dermis = straffes, faserreiches Bindegewebe; Subcutis = lockere
          Bindegewebsschicht; Dermis und Subcutis sind stark durchblutet (viel
          Interstitialflüssigkeit) und daher gut leitend
       - über Schweißdrüsen bzw. deren Füllung; der sekretorische Teil ist in der
          Subcotis, der Ductus führt zur Hautoberfläche, Schweiß ist auf Grund seines
          hohen NaCl-Gehalts gut leitfähig
       - Messung von Hautwiderstand (Skin Conductance) oder Hautleitfähigkeit (Skin
          Resistance); tonisch (langes Zeitintervall) vs. phasisch (reizevoziert)
       - Auch über Hautpotentiale: in der Haut selbst werden Potentiale abgegriffen, aber
          schwer zu interpretieren und quantifizieren
       - EDA:
           oberste Hautschicht: Epidermis, die Enervierung ist sympathisch, der
              Transmitterstoff Ach
           Schweißdrüsen: der Ductus sondert Schweiß ab; man misst die Kombination
              aus Schweißtätigkeit und Enervierung der Schweißdrüsen, d.h.
              Widerstandsänderung
           Ableitungsorte: Phalanx, Handfläche
           kurzfristige Veränderungen der Hautleitfähigkeit werden gefiltert und verstärkt;
             die geglättete Kurve wird kodiert an regelmäßigem Abstand  besser
             quantifizierbar; EDA als Folge von Membranpolarisationen und
             Widerstandsveränderungen, die wiederum als Folge von
             Innervationsvorgängen der Schweißdrüsen und/oder anderer Hautorgane
             angesehen werden können
           unter Belastung nimmt die Spontanfluktuation zu (Aktiviertheitsindex); vor einer
              Rede steigt die Hautleitfähigkeit: aber eher ein Aktivierungsindikator als ein
              Angstindikator
   ) Sonstige
       Augenbewegungen, Heutfeuchte, Hauttemperatur




                                                                                            16
2.5 Maße des muskulären Systems
a) Elektromyogramm (EMG)
    - Muskelkontraktion erhöht die Amplitude
    - Spektralanalyse nach Gleichrichtung (für Flächenintegral)
    - Schreck-Reflex: abhängig von der Reizqualität (visuell, auditorisch, ...), etwa 30-60
      ms Latenz bis zur Reaktion; Amplitude umso größer, je unangenehmer die gezeigten
      Bilder sind; Unabhängigkeit vom Ausmaß der Valenz, des Interesses, der
      Aktiviertheit, der Betrachtungszeit und der hautleitfähigkeit
    - PPI (Prepulse Inhibition): Ein auditiver Reiz erzeugt ein bestimmtes Muster (Startle
      Response), wird ein Prepulse im Abstand von 500ms (mndt. 100 ms) gesetzt, sinkt
      die Amplitude bei Gesunden, bei Schizophrenen nicht; erfolgsabhängig

2.6 Biochemische Maße
    - Blut: punktuell abnehmbar, kleines Zeitfenster
    - Urin: Zusammenfassung über längeren Zeitraum
    - Cerebrospinal-Flüssigkeit
    - Gehirnperfusat (Extrazellulär-Flüssigkeit)
    - Speichel
    - Periphere Substanzen, z.B. Cortisol, Testosteron
        Frauen zeigen weniger Stresshormone; Stresshormone werden schwächer, je
            öfter Stress
        Cortisol und ACTH zeigen Angst  Habituation bei freier Rede
        Adrenalin und Noradrenalin zeigen kognitive Belastung  keine Habituation bei
           freier Rede
        viell. hängt Testosteron mit dem Selbstwertgefühl zusammen (Fußball!)
    - Mikrodialyse (nicht so gut, weil nicht die funktionalen Mittel rauskommen):
       Eine Pumpe mit einer Kanüle mit zwei Röhrchen: künstliche extrazelluläre Flüssigkeit
       fließt nach unten und wieder hoch wegen des Drucks; das zweite Röhrchen hat einen
       Plastikschlauch mit Poren bestimmter Größe (je nach interessierenden Molekülen);
       die Moleküle diffundieren auf Grund des Konzentrationsgefälles in die Flüssigkeit und
       können so analysiert werden

-   Amphetamin fördert die Freisetzung von Dopamin und Serotonin; Kokain dient als deren
    Reutake-Hemmer;




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posted:3/25/2012
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