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					                                       Skript: Biologische Psychologie

Abkürzungen:
S.xxx  Seite xxx im Schandry
F.xxx  Folie xxx von Kaernbach (Foliensatz aus Zusammenhang ersichtlich)

NT      Neurotransmitter
0. Chemie, Biochemie und Physik
0.1 Physik

   Licht: - Spektrum elektromagnetischer Wellen
          - adäquater Reiz für die Augen (sichtbarer Bereich: 380nm ≤ λ ≤ 780nm)
          - psych. Korrelate: Helligkeit Amplitude (eher Fläche unterm Spektrum)
                                Farbe Spektrum

   Schall:
   - Verdichtungen in Medium (Longitudinalwelle)
       - Moleküle stoßen aneinander  geben Energie an benachbarte Moleküle weiter (Impulserhaltung)
            wellenförmige Ausbreitung (           )
       - regen Membranen zum Schwingen an

      - Merkmale: - Amplitude² Lautheit/Intensität
                    - Grundfrequenz Tonhöhe
                    - Spektrum Klangfarbe
                    - Phase Stereoort
      - Ton: einzelne Sinus-Schwingung
      - Klang: Komplex mehrerer Sinusschwingungen
          - harmonisch: Schwingungen sind Vielfaches von Grundschwingung (Summe ist wieder periodisch)
          - inharmonisch: Schwingungen sind kein Vielfaches (Summe ist aperiodisch, Geräusch)

      - Schwingungen: - Federschwinger:                          – Elastizitätsmodul
                      - elast. Medium:                           – Impendanz (Schallhärte)
      - Schallausbreitung: - kurze Wellenlängen (im Verhältnis zu Objekten): geometrische Ausbreitung
                               - Refraktion (Brechung)
                                    bei dichteren Medien zum Lot hin (höhere Teilchendichte  höhere v)
                               - Reflexion (Rückspiegelung)
                                    Refraktion = 1 – Transmission (wird gebrochen)
                               - Schatten: analog Geometrie
                           - lange Wellenlängen (deutlich länger als Objekte): Beugung
                               - Huygens-Fresnel’sches Prinzip: Elementarteilchen werden zu Schwingung angeregt
                                                                    untersch. Wellenfronten
                           - Dispersion: Ausbreitungsgeschwindigkeit ist abhängig von Frequenz
      - Kennwerte: Intensität: = Energie für Zeit und Fläche
                             - Maßeinheit: Dezibel
                                                - 10dB  P2 = 10P1        30db  P2 = 1.000P1
                                                - Verhätnismaß
                             - eben merklicher Unterschied:
                             - Intensitätsangaben immer mit Referenzwert (Bsp:             )
                                  Bewertungsfunktionen für Kurven gleicher Lautheit
                             - Abklingen: Oberfläche vergrößert sich mit Distanz  Energieerhaltungssatz
                                             kugelförmig: I nimmt quad. ab (doppelter Abstand  6dB leiser (1/2 Ampl.))
                                             Wand/Feder: keine kugelförmige Ausbreitung
                             - Absorption: - Energie wird in Wärme umgesetzt (Reibungsverluste)
                                            - Reichweite: Strecke, bis Intensität auf 1/e-tel gefallen
                                            - abhängig von Frequenz
                   Amplitude: Kennwerte: max. Elongation
                                                Schallschnelle
                                                Schalldruck
      - Hör/Schmerzschwelle: - frühere Annahme: 20µPa bei 1 kHz (Hörschwelle)
                             - Abstand Hör/Schmerzschwelle: 130dB
                             - Schmerzschwelle bei 200Hz:
                               - Hörschwelle bei 2 kHz:

0.2 Chemie
    - Ionen:   - elektrisch geladenes Teilchen (positiv: Kation, negativ: Anion)
               - Ladung abhängig von Position im Periodensystem
                    Metalle bilden eher Kationen, Chlor und Säuren bilden Anionen
               - große Moleküle können versch. Ladungen an untersch. Stellen haben (zB Dipole)
                    bestimmt räuml. Gestalt und Funktionsweise

   - Derivat

   - Katalysator: - fördert chem. Reaktion (verringert notwendige Aktivierungsenergie)
                  - Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit
                  - ohne dauerhafte Strukturveränderung oder Abbau
                  - koordinieren chem. Reaktionen (zB Synthese/Zerlegung von Molekülen)

   - Aminosäure:      - Organische Säure mit Aminogruppe
                           kennzeichnende Struktur: NH2–CH–CO–OH
                      - können lange Ketten bilden  Peptide
   - Peptide: - Peptidbindung: - Verbindung von Säuregruppe und Aminogruppe
                                     CO–NH
                                - stabile Bindung
              - haben räumliche Struktur (durch Kraftfelder, H-Brückenbindungen)
              - bilden Carriermoleküle, Kanalproteine



0.3 Biochemie
    - Osmose: - Teilchen haben Tendenz zur gleichmäßigen Verteilung im Volumen von Flüssigkeit/Gas
                   Ursache: Brown’sche Molekularbewegung  chaotische Bewegung und Abstoßung
              - Trennung von versch. gesättigten Lösungen durch semipermeable Membran
                   Druckaufbau (zum Angleichen von Konzentrationsverhältnissen)  Gegendruck durch Gravitation

   - Proteine:    - Aufbau durch Gene festgelegt
                  - besteht aus vielen Aminosäuren
                  - meist neg. geladen (Phosphat/Schwefelgruppen, Aminosäuren, uvm.)
                  - Primärstruktur: Abfolge der Aminosäuren
                  - Sekundärstruktur: regelmäßige räuml. Strukturen (α-Helix, β-Faltblatt)
                  - Tertiärstruktur: Kombination von Sekundärstrukturen
                  - Quartärstruktur: Kombination vieler Untereinheiten (Polypeptidketten)


                  - Funktionen: Steuerung von Wachstum und Differenzierung
                                Immunabwehr
                                Bildung/Weiterleitung von Nervenimpulsen (?)
                                Transport/Speicherung von Stoffen
                                enzymatische Steuerung


   - Enzyme: biolog. Katalysatoren
1. biologische Grundlagen
1.1 Zellbiologie
    - wesentliche Aufgaben eines Organismus werden von spez. Zellen übernommen
    - Eukaryonten: Zellen mit Zellkern (DNA ist in Zellkern)
    - Prokaryonten: Zellen ohne Zellkern (DNA schwimmt in Zellplasma)
                      kleinere Ribosomen, keine membranbegrenzten Organellen (Kern, ER, Mitochondrien, uvm.)
                      Archaeen und Bakterien

   - Zellorganellen (membranumgrenzte Einheiten):
       Zellmembran: - Abgrenzung von Umgebung
                      - bestehen aus Phospholipiden  lipophiler und hydrophiler Teil
                           Anordnung als Doppellipidschicht (innen lipophil)
                      - Membranproteine: - ragen einseitig oder zweiseitig aus Membran heraus
                                                   transmembranöse Proteine wichtig für Milieuerhaltung/Info-Austausch
                      - Cholesterinmoleküle: - eingebettet zwischen Membranschichten
                                                  - dienen der Membranviskosität
       Zellkern: - vom Zytoplasma durch Karyolemm (Kernmembran) getrennt
                       Doppelmembran: äußere Membran (Verbindung zum ER)
                                             perinukleärer Raum (Verbindung mit Lumen des ER)
                                             innere Membran (strukturgebend)
                       Passage von mRNA, Ribosomen, Proteinen per Membranporen (8 Speichen + Plug)
                  - enthält die DNA
                  - Nucleolus (Kernkörperchen)  bildet Ribosomen
       Mitochondrien: - Erzeugung von ATP, Abbau von Fettsäuren (Citratzyklus)
                          - bestehen aus zwei Membranen (innerster Raum: Matrix)
                          - haben unvollst. DNA, Ribosomen
                          - Ursprung: Endosymbiose mit Bakterien (stammt von Symbiont)
                          - Vererbung durch Zytoplasma der Mutter
       Ribosomen: - Proteinsynthese
                           lagern sich an mRNA an und produzieren codierte Aminosäuren
                      - Vorkommen: frei und an rauem ER angelagert
       endoplasmatisches Retikulum: - Membransystem mit Hohlräumen
                                         - glatt: - Synthese von Fettsäuren/Phospholipiden ( Membranen)
                                         - rau: - mit Ribosomen besetzt  Synthese von Proteinen
                                         - Lumen: innerer Raum  Ca-Speicher
       Golgi-Apparat: - System übereinanderliegender Membranen
                          - Modifikation von Proteinen, Zuckern, Lipiden  Synthese von Hormonen, Membranproteinen
                          - Transport von Proteinen
                               Vesikel: membranumgrenztes Transportdings
                               Exozytose: Verschmelzung des Vesikels mit Membran  extrazell. Freisetzung des Inhalt
                          - recyceln „verbrauchte“ Vesikel nach Einsatz
       Lysosomen: - Abbau und Abtransport von Substanzen
                           zelleigene Abfallprodukte, extrazelluläre Moleküle
                      - enthalten hochreaktive Enzyme
       Peroxisomen: - Abbau von Peroxidradikalen Bildung von Wasserstoffperoxid
                      - Beteiligung an Fett/Alkoholabbau
       Zytoskelett: - definiert räumliche Struktur Zelle
                      - ermöglicht Motilität (Lokomotion)
                      - Aktinfilamente: äußere Form, Motilität
                      - Intermediärfilamente: Stützgerüst der Zelle (sehr stabil)
                      - Mikrotubuli: - bestehen aus Tubulinpolymer (Ø 25nm)
                                     - parallel und mit gleichen Abständen angeordnet
                                     -Funktionen: innere Stabilität, Transport von Vesikeln (entlang der Mikrotubuli)
       Zytosol: - flüssiger Bestandteil des Zellplasmas (Wasser, Ionen, etc.)

   - Ladung: - untersch. Konzentrationen innen und außen  Potentialdifferenz (=Membranpotential)
                  Membranpotential: bei tierischer Zelle zw. -40 und -90mV     bei menschl. Neuron: -70mV
                  Zellinneres ist neg. geladen
              - Messung des Membranpotentials:   - Kanüle mit elektr.leitfähiger Flüssigkeit wird in Zelle eingestochen
                                                 - anderer Kontakt in extrazellulärer Flüssigkeit
                                                      Messung der Spannungsdifferenz
              - Ausgleichsbestrebungen: Ladungsgradient (untersch. Ladungen ziehen sich an)
                                        Konzentrationsgradient (Osmose)

   - Permeabilität: - Membran ist nur für best. Ionen durchlässig
                        kleine, ungeladene Moleküle und größere lipophile Moleküle können ungehindert passieren
                        andere Ionen können nicht ungehindert passieren

1.2 Humanbiologie
    - Regulationssysteme des Körpers: endokrines System
                                      Nervensystem
                                      Immunsystem
         ständige Interaktion

   - Homöostase:     - optimale Arbeitsbedingungen für körpl. Systeme
                          Registrierung und Regulation der Parameter

   Energiehaushalt:
      - anaboler Stoffwechsel = Aufbau von Energiereserven (Aufbaustoffwechsel)
      - kataboler Stoffwechsel = Versorgung der Organe aus den Energiereserven (Abbaustoffwechsel)

      Adenosintriphosphat:     - Energieträger des Körpers
                               - Phosphatreste werden unter Energieaufwand an O-Atome gebunden
                                    Energieabgabe durch Abspaltung eines Phosphatrests (ADP  ...di...)
                               - wichtig für: Aufrechterhaltung d. Ruhepotentials, Muskelkontraktion, Wärmeerzeugung,
                                              Synthese lebenswichtiger Stoffe

   Blut und Blutkreislauf:
   - Blut: Erythrozyten (rote Blutkörperchen)  Sauerstofftransport von Lunge zu Gewebe
           Thrombozyten (weiße Blutkörperchen)  Immunabwehr
           Fibrin  Reperatur von Gewebe
           Plasma  elektrolytische Flüssigkeit, Grundlage für Stofftransport

   - Blutkreislauf:
       - Systole, Diastole

   Muskeln:
     - glatte Muskulatur
     - gestreifte Muskulatur
     - gemischte Muskulatur
2. Grundlagen der Genetik
   - Gene steuern Expression von Proteinen (Grundlage für Membranpermeabilität)

2.1 genetischer Kode
    DNS: = Desoxyribonukleinsäure
          - gen. Basismaterial befindet sich in Zellkern menschl./tier. Zellen
          - Aufbau: - langes, fadenförmiges Molekül  Doppelhelix (zwei komplementäre Stränge)
                     - bestehen aus Nukleotiden (org. Base + Zucker (Desoxyribose) + eine/mehrere Phosphatgruppen)
                     - Zucker/Phosphatgruppen sind strukturgebend
                     - Basen: Adenin/Thymin (komplementär), Cytosin/Guanin (komplementär)
                          komplementäre Paare, da bessere räumliche Passung, Verb. mittels H-Brücken
                          Grundlage der Verschlüsselung

   RNS: = Ribonukleinsäure
        - Unterschiede: - Zucker (Ribose)
                        - Uracil anstelle von Thymin
                        - einsträngig

   Kodierung:   - Kodon: - Basentriplett
                           - kodieren Start/Ende und Aminosäuren (bei allen Lebewesen gleich)
                                keine bijektive Abbildung (Bsp: ATG  Start/Methionin, „Stop“  TAG, TAA,TGA)
                - Kodonreihenfolge bestimmt Aminosäurenreihenfolge
                - polygen: Kodierung einer Aminosäure durch untersch. Gene

   Chromosomen: -
3. Neurobiologie
3.1. Neurone
    - Aufbau:
        Soma (Zellkörper): enthält Zellkern und Vielzahl der Organellen  Synthese Eiweißen und Membranbildung
                                                                    +
        Axonhügel: - ab hier: Einsetzen spannungsgesteuerter Na -Kanäle (höchste Dichte)
                      - noch nicht myelinisiert
        Axon: - langer Fortsatz
              - dient der Informationsweiterleitung vom Soma zu anderen Zellen
              - von Myelinscheide umhüllt (50 – 100 Windungen, alle 1-2mm  saltatorische Erregung)
              - Transportsystem via Mikrotubuli (auch Rücktransport für defekte Organellen/Abbauprodukte)
              - bilden am Ende Kollateralen  Ausgangsbereich für Synapsen
        Dendriten: - Aussprossungen des Zellkörpers
                      - Eingang von Infos + Weiterleitung zu Zellkörper
                      - dentritic spines: Vergrößerung der Oberfläche

   - Klassifikationsmerkmale: äußere Gestalt (Form der Dendriten bzw. des Axons)
                              Neurotransmitter
                              Info-Typ (Verbindungen)

3.2 Gliazellen
    - Anzahl: 10xAnz(Neuronen)  gleicher Masseanteil
                  - sind weiterhin teilungsfähig (Auffüllen bei Läsion, Tumore)
    - bilden Reservoire vor Ca/K-Ionen  optimieren Neuronen-Umgebung

   Oligodendrozyten:    - bilden Myelinisierung im ZNS (weiße Substanz)
                              Umhüllen mehrere Axone
                              Schutz vor mechanischer Beanspruchung, höhere Erregungsleitung
                        - Zellen haben mehrere flache Auswachsungen
                              umwickeln Axone (Verdrängung des Zytoplasmas  fast nur noch Fettgewebe auf Axonen)
   Schwann-Zellen: - bilden Myelinisierung im peripheren Nervensystem
                         Umhüllen nur ein Axon
                         unmyelinisierte Fasern sind nur von einer Schicht umhüllt
                              Schutz/Stützfunktion, keine Leitungsverbesserung (auch bei mehreren Zellen)
   Astrozyten: - sternförmige Struktur (stark verzweigte Fortsätze)  Kontakt zu viele Neuronen
                - Funktionen: Transport von Nährstoffen zu Neuronen
                                Signalweiterleitung per Exozytose von Glutamat (steigert Aktivität benachbarter Zellen)
                                Aufbau von Kontaktstellen zwischen Neuronen (Cholesterin)
   Mikroglia:   - Abwehr/Immunfunktionen (Phagozytose von Abbauprodukten/Fremdkörpern)

   - Blut-Hirn-Schranke: - Austauschsperre (Schutz des Gehirns vor Schadstoffen im Blut)
                         - gebildet durch Kontakt von Astrozyten zu Kapillaren und Neuronen
                              enge Anlagerung an Endothelzellen  Verhinderung von Diffusion größerer Moleküle
                              tight junctions (Endothelzellen liegen eng aneinander)
   - Entwicklung des Nervensystems: - Radialzellen (röhrenförmig, lang ausgedehnt)
                                             bilden Struktur, an denen sich entwickelnde Neuronen ausrichten
                                        - Oligodendrozyten hemmen Neuronenwachstum
                                             Grund für fehlende Neuronen neubildung im Erwachsenenalter
                                        - Myelinisierung: bei Geburt unvollständig
                                                          entwickelt sich bis 2. Lj.
4. intrazelluläre Informationsverarbeitung
   - Voraussetzung von Signalübertragung: Zeichen (Zustände) und Signal (Änderung der Zustände)
        im Nervensystem: elektrisch realisiert

4.1 Ladung von Neuronen
                                                     +   -    +    2+  -
    - wichtige Ionen der Extrazellulärflüssigkeit: K , Cl , Na , Ca , A (Proteinanionen)
    - Konzentrationsverhältnisse: S.50
                         -    +                    - +
         außen: viele Cl /Na        innen: viele A /K

   - Ruhepotential: -70mV (Summe der neg. Ladungen innen ist größer als Summe der pos. Ladungen außen)
   - Membran nur für Ionen impermeabel  Passage mittels spez. Membranproteine (Kanäle, Pumpe, etc.)
                               +       -                           +                          -
        hoch durchlässig für K und Cl    wenig durchlässig für Na        undurchlässig für A
                                            +
        Membranpotential dominiert durch K -Ionen

   - Ionenwirksame Kräfte:
                                                -       +
       Ladung: - Zellinneres neg. geladen  Cl außen, K innen
                                               -                                 +
                                            A werden von Außen angezogen, Na von innen
       Konzentration: - Ausgleichstendenz der ungleichen Ionenverteilungen (s. Osmose)
                                    +
        doppelte Motivation für Na nach innen zu kommen

4.2 Struktur der Membran
    - passiver Transport: - kein Energieaufwand (Ladungs/Konzentrationsgradient)
                             - per Moleküle, die Membran durchspannen
        Carriermoleküle: - Prinzip: Ion bindet auf einer Seite
                                         Änderung d. räuml. Struktur
                                         Ion wird auf anderer Seite freigegeben
                             - eher untergeordnete Rolle
        Ionenkanäle: - bestehen aus Kanalproteinen (4 -6 Untereinheiten, die Kanal bilden)
                         - Passage erfolgt schnell (10.000.000 pro Sekunde)  schnelle Polarisierung möglich
                         - Selektivität: - ionenspezifisch (bestimmen Permeabilität des Membranbereichs)
                                              Hypothese: nur best. Ionen öffnen Kanal
                         - Zustandsabhängigkeit: - können offen/geschloßen sein
                                                   - Abhängig vom Zustand der „Aktivierbarkeit“ (geht sonst halt net)
                                                   - Faktoren: Spannung (zB Änderung des Membranpotentials)
                                                                  phys. Energie (zB Sinneszellen auf Netzhaut)
                                                                  Anlagerung (Modulation durch andere Moleküle)
                         - Anzahl kann schnell verändert werden (mittel Proteinsynthese)
            - Kaliumporen
                                                                  +
                - viele, dicht verteilte Kaliumkanalproteine (K können mit hoher Geschwindigkeit passieren
                     Öffnung: alle 1 – 2 ms  Passage von 30.000 – 40.000 Ionen
                     Passage auch ohne Ladungsgradienten (gleich viele hin und zurück)

       spannungsabhängige Kanäle:
          - Grundlage für Erregbarkeit der Zelle
          - können sich in auslösender Spannnung unterscheiden
               +
           - Na -Kanäle:
                - öffnen sich bei -40mV
                                               +
                     massiver Einström von Na  starke Depolarisation (Aufstrich)
                     Anstieg bin ca. +30mV (overshoot)
                     +
                - Na -Kanäle schließen nach 1ms
                     inaktivert, bis Membranpotential ≈ Ruhepotential (abs. Refraktärphase)
                     danach wieder aktivierbar (rel. Refraktärphase)
                - Form der Na-Kanäle abhängig von Spannungsverhältnissen
                     offen: Einstrom von 5.000 – 6.000 Ionen möglich
                - geringe Dichte auf Membran: 35 – 500 pro µm² (nicht meyliniesierte Membran)
                                              10.000 pro µm² (Ranviersche Schnürringe)
              +
           - K -Kanäle
              - öffnen sich 1-2ms verzögert
                                    +                        +
                   Ausstrom von K (Zellinneres ist durch Na zu positiv)
                   strömen noch weiter nach Erreichen d. Ruhepotentialpegels
               2+
          - Ca -Kanäle
              - starker Einstorm aufgrund von Gefälle  Beitrag zum Aufstrich

   - aktiver Transport: - gegen vorherrschende Gradienten
                             einseitiger Transport
                             benötigt Energie
                                  +
                        - Bsp: Na wird von Zellinnerem angezogen
                             Membran wenig permeabel  Ausgleich müsste stattfinden
          + +                      + +
       Na -K -Pumpe: - auch Na -K -ATPase
                                                              +
                        - Innenseite: Bindungsstelle für 3 Na
                                                             +
                        - Außenseite: Bindungsstelle für 2 K
                        - Prinzip: S.57
                             Aufrechterhaltung des Membranpotentials

4.3 Signaltransport am Neuron
    - Grundlage: Veränderungen im Membranpotential
    - Drahtmetapher: - Grundprinzip ähnlicher (Bewegung von Ladungsträgern  Transport von Info)
                        - Probleme: Ionen sind größer/träger als Elektronen
                                    leitendes Medium (extrazelluläre Flüssigkeit) ist schlecht isoliert
                                    mehrere Info-transportierende Teilchen vorhanden

   elektrotonische Leitung
       - Ausgangspunkt: Depolarisierung/Hyperpolarisierung
                                                 +
       - Leckstrom: pos Ladung im Zellinneren  K strömen aus (Ladungsausgleich)
            +
       - Na werden herausgepumpt
            schnelles Abklingen (Reichweite max. 0,2 – 1 mm)
        fast instantan, sehr verlustreich
       - Leistungsgeschwindigkeit Axon-Ø

   Aktionspotential (AP)
      - Mechanismus zur Signalleitung über große Distanzen
      - fast alle menschl. Neuronen und Herzmuskelzellen können APs generieren
           nicht alle Membranbereiche sind erregbar (bes. leicht: Axonhügel)
      - Alles-oder-Nichts-Gesetz: bei überschwelliger Erregung ist abs. Potentialänderung irrelevant
                                       entweder Reiz löst AP aus oder net
                                  Analogie: Schußwaffe

      - Ablauf: - Überschreiten der AP-Schwelle  Aufstrich/overshoot (= Potential steigt bis +30mV)
                 - Potentialdifferenz sinkt wieder ab (Repolarisation)
                      Verschiebung bis in neg. Bereich (Hyperpolarisation, Nachpotential)
                     + +
                 - Na -K -Pumpe räumt auf (bis Ruhepotential erreicht ist)
      - physiolog. Grundlage: - Öffnen/Schließen spez. Ionenkanäle (s.o.)

      - Refraktärphasen: - absolute Refraktärphase: Membran ist während Aufstrich/frühe Repolarisation nicht erregbar
                            - relative Refraktärphase: Membran schwerer erregbar
                                 dämpfender Effekt größer, wenn näher an Refraktärphase
                                 Reiz muss stärker sein und zusätzlich Hyperpolarisation kompensieren
      - Reizintensität: - Intensität wird frequenzcodiert (nicht amplitudencodiert)
                        - Reizdauer muss größer als AP-Dauer sein
                        - höhere Reizstärke  schnelleres Überwinden der Refraktärschwelle
                                                steilerer Aufstrich
      - Ausbreitung nur in eine Richtung (Refraktärphase)
      - Leitungsgeschwindigkeit Faserdicke
           begrenzt durch Ionenwanderungsprozesse (                     )
   saltatorische Leitung
       - Myelin verdrängt Extrazellularflüssigkeit  wirkt wie Isolator
                       +
            kaum Na -Kanäle auf isolierter Fläche  AP-Bildung nicht möglich
       - Ranvier’sche Schnürringe: - Unterbrechung in Myelinisierung (Ionenaustausch möglich)
                                   - Erregungsleitung per Spannungsüberschlag
                                   - Abstand: ca. 1mm
                                        nicht zu klein (zu größe Dauer), nicht zu groß (AP reicht für Erregung aus)
       - Erregungsausbreitung von Fasertyp und Durchmesser abhängig (Typologien: S.68)

4.4 Spontanaktivität
    - Grundlage: selbstabbauende Depolarisation
    - wird normalerweise durch vorgeschaltete Zellen gehemmt

   - AP-Auslösung meist nur Konsequenz von Erregung
   - fast alle erregbaren Zellen zeigen Spontanaktivität
                                              + +
        besondere spannungsgesteuerte Na /K -Kanäle (verzögerte Zeitcharakteristik)

   Schrittmacherneurone: - rhythmische Entladungen
                           - meist gekoppeltes Netzwerk  konstanter rhythmischer Output (kann moduliert werden)
                           - ua. Steuerung des Herzrhythmus (Sinusknoten)
   „burst“-Neurone: - Entladung in Salven (unterbrochen von Ruhephase)
                    - Steuerung rhythmischer Abläufe (Sezernierung von Hormonen, uvm.)
5. interzelluläre Informationsverarbeitung
   - Synapse: - Schnittstelle der Info-Transmission zwischen Zellen
              - wichtige Funktionen bei Weiterleitung, Verarbeitung/Modulation

   elektrische Synapse: - Annäherung der Zellmembranen (ca. 2nm)
                        - Verbindung zwischen Porenmolekülen  direkter Ionenaustausch möglich
                        - symmetrisch: Infoübertragung in beide Richtungen möglich
                        - wichtig bei Synchronisation von Zellverbänden (va. Herzmuskel, innere Organe)
                             zT auch im Gehirn
   chemische Synapse: - Info-Übertragung mittels chemischer Botenstoffe
                             lösen Ionenwanderungsprozesse aus
                        - asymmetrisch: Info-Übertragung nur in eine Richtung
                        - Funktionen im Bereich IV im ZNS

5.1 Grundlagen der chemischen Synapse
    - Aufbau: - präsynaptische Membran (infosendendes Neuron)
               - synaptischer Spalt
               - postsynaptische Membran (infoempfangendes Neuron)
    - Prinzip: - Einlaufen der Erregung in postsyn. Zelle
               - Ausschüttung von Neurotransmittern in Spalt
               - Verbindung mit Rezeptoren an postsyn. Membran ( Ionenverschiebungsprozesse)
                    Depolarisation (EPSP) oder Hyperpolarisation (IPSP)
               - Bindung an Rezeptor sehr kurz  Zerlegung/Spaltung, Abtransport/Wiederaufnahme, Wegdiffusion

   Transmitterfreisetzung:
      - NT muss nur kurze Strecke überwinden  schneller, gezielter Übertragungsprozess
      - Vesikel: - Speicherung des NTs nahe der präsyn. Membran gespeichert
                 - transmitterspezifisch  beinhalten nur eine Art (Sonderfall: zwei)
                      Ach-Vesikel: 10.000 Moleküle
                 - unterschiedliche Typen in Synapsen
      - Transmitter: klassischer Transmitter (löst Ionenverschiebungsprozesse aus)
      - Kotransmitter: moduliert Transmitterwirkung (i.Allg. verstärkend)
           andere Ausschüttungsbedingungen (zB schnellere/längere AP-Folgen)
          2+
      - Ca -Ionen: - notwendig zur Transmitterfreisetzung (lösen Exozytose der Vesikel aus)
                                                                    2+
                     - Einlaufen des AP  öffnen spannungsgest. Ca -Kanäle
                     - aktiver Membranbereich: Membranbereich, der zur Exozytose befähigt ist

   Rezeptoren:
      - spezielle Membranproteine
      - mehrere Typen pro Membranbereich möglich  unterschl. Aufgaben
      - Schlüssel-Schloss-Prinzip: - Rezeptortyp reagiert nur auf spezifische Transmittermoleküle (Liganten)
                                         räuml. Passung notwendig
                                    - Bindung bewirkt Konformationsänderung des Rezeptors  Passage der Ionen möglich
                                    - keine 1:1-Zuordnung zw. Rezeptor und Transmitter
      - unterschiedl. starke Affinitäten zu Transmittern (Bsp: Nikotin)
      - versch. Transmitterprozesse wirken gleichzeitig auf Membranbereich ein  Summierung

      ionotrope Rezeptoren (direkter Rezeptor, Typ-I-Rezeptor):
         - ligantengesteuerte Ionenkanäle  Anlagerung des Liganten bewirkt Öffnung
         - sind selektiv (weniger stark als spannungsgesteuerte Ionenkanäle)
         - schnelle Reaktion auf Bindung (Ioneneinstrom nach 0,5 – wenigen ms)
         - häufig bei Verarbeitung vis./akust. Reize und Reizleitung zur Muskulatur
         - wichtige Transmitter: ACh, Glycin, GABA

      metabotrope Rezeptoren (indirekter Rezeptor, Typ-II-Rezeptor):
        - besteht aus membrandurchspannendem Protein, bildet aber keinen Ionenkanal
        - mehrstufiges Prinzip: Bindung des Transmitters
                                Anlagerung/Aufspaltung (Aktivierung) eines G-Proteins (in α-/β-/γ-Untereinheit)
                                       α-Untereinheit bindet an Ionenkanal ( Öffnung)
                                       α-Untereinheit bindet an Effektorprotein
                                          Ausschüttung eines second messengers
                                             bindet an Ionenkanal ( Öffnung), Auslösung andere Prozesse (Genzeug)
          - langsamer als ionotroper Rezeptor
          - flexibler, mehr Modulationsmöglichkeiten (wichtig für IV)
          - zT Kombination von Spannungsabhängigkeit und second messenger-Bindung

       Autorezeptoren:
          - meist in präsyn. Membran
          - Rückmeldung über Transmitterkonzentration in syn. Spalt  Feedbackmöglichkeiten
                                                        2+
               neg. Rückkopplung: Desaktivierung von Ca -Kanälen

5.2 ausgewählte Neurotransmittersysteme
    - hohe Anzahl an NT (ca. 1.000 Typen)
    - Agonist: nicht körpereigener Stoff mit gleicher Wirkung wie best. NT
    - Antagonist: Stoff, der Wirkung von NT hemmt/entgegenwirkt
    - x-erg: Synapse benutzt x, Rezeptor schüttet x aus

   Acetylcholin (ACh):
      - Loewi-Experiment: N. vagus eines isolierten Froschherzens in Lösung erregt
                                 anderes Froschherz reagierte ähnlich
      - Ester von Cholin und Acetylgruppe (Formel: F.32, S.79)
      - Funktionen/Vorkommen: - Übertragung von Nervenimpulsen auf Muskelzellen
                                   - Infoüberträger im veg. NS und bei Drüsen
                                   - weit verbreitet im Gehirn
      - Beseitigung: - Spaltung mittels Acetycholinesterase in Essigsäure und Cholin (ca. 10.000 Moleküle pro Sekunde)
                     - Wiederaufnahme des Cholin in präsyn. Zelle
      - ACh-Gifte: Boulinumtoxin: verhindert Ausschüttung von ACh (1 Synapse pro Botox-Molekül)
                     E605, Sarin: Behinderung des ACh-Abbaus (Störung der ACh-Esterase)  übermäßige Aktivität
                                   Gegegift: ACh-Antagonisten (zB Atropin)

       - Rezeptoren: nikotinnerger Rezeptor:
                        - ionotrop, ein Typ
                                     +
                        - bewirkt Na -Einstrom  Depolarisation
                        - Vorkommen: Muskelzellen (erregend  Kontraktion), ZNS
                     muskarinerger Rezeptor:
                        - metabotrop, mehrere Subtypen
                        - de/hyperpolarisierend (abhängig von Rezeptor)
                        - Vorkommen: Vegetativum, ZNS (Kortex, HC, Striatum)

   Katecholamine:
      - Stoffe haben Katecholring (F.33) und eine Aminogruppe (Monoamine)
      - Bildung: L-Tyrosin  L-DOPA  Dopamin  Noradrenalin  Adrenalin (F.33)
            Bildung aus Tyrosin in Nervenzellen
      - Beseitigung: - Wiederaufnahme durch spez. Transportmoleküle (kann pharmakologisch beeinflußt werden)
                     - intrazellulärer Abbau mittels Monoaminooxidase (mitochondrales Enzym)

       - L-DOPA:       - Vorstufe von Dopamin (kein NT)
                       - kann Blut-Hirn-Schranke passieren  Weiterverarbeitung zu Dopamin
       - Dopamin:      - wenig dopaminerge Neurone  Funktionen: Willkürmotorik, Sucht
                       - 5 Rezeptortypen: D1 – D5 (metabotrop)
                            D1, D5: Depolarisation D2 – D4: Hyperpolarisation
                                                                    2+
                            D2: Autorezeptor (Desaktivierung der Ca -Kanäle)
       - Noradrenalin: - Vorstufe von Adrenalin
                       - Vorkommen im Gehirn
                       - Funktion: postganglionäre Synapsen des Sympathikus
                                     ZNS (Produktion im Locus coeruleus)
      - Adrenalin: - Funktion: Hormon, wenig als NT (Hirnstamm)
                   - Rezeptoren: - Adrenorezeptoren
                                 - Wirkung von vorliegenden Enzymen in Zelle abhängig
                                 - untersch. Affinitäten (Noradrenalin insges. schwächer, kaum an β)
                                 - 3 Familien mit jeweils 3 – 4 Subtypen (metabotrop):
                                     α1: ZNS, Sympathikus, Urogenitaltrakt, Blutgefäße
                                     α2: prä/postsyn. (Autorezeptor, Sympathikus (-)), peripher/zentral
                                     β: Herz/Herzkranzgefäße, glatte Muskulatur (Bronchien) Erweiterung
                                             ZNS: Cerebellum
      - Serotonin: - Biosynthese aus Thryptophan (Strukturformel: F.38, S.84)
                   - Produktion: Raphe-Kerne
                   - Funktionen: Blutgerinnung (Gewebshormon  Blutplättchen, Mastzellen)
                                 Herz-Kreislauf-System (Kontraktion/Relaxation von Blutgefäßen)
                                 gastrointestinale Motilität
                                 psych. Prozesse (Schlaf-Wach-Rhythmus, Emotionen, Schmerzen, Hunger/Durst)
                   - Rezeptoren: - 19 Typen (7 Familien) bekannt
                                 - ionotrope/metabotrope Rezeptoren
                                 - 5-HT2A-Rezeptor: bevorzugter Bindungsort für Halluziongene (bes. Lysergdiethylamid)

   Glutamat/Aspartat:
      - Anion der Glutaminsäure  Aminosäuretransmitter
      - größere Konzentration im ZNS als Monoamintransmitter (Faktor 1.000)
      - verbreitetster exzitatorischer Transmitter
      - Rezeptoren: -ionotrop/metabotrop
                     - NDMA-Rezeptor: - NDMA = N-Methyl-D-Aspartat (synthetischer Glutamat-Agonist)
                                          - spannungs- und ligandengesteuert
                                          - starke Stimulation schädigt postsyn. Zelle

   GABA:
      - hemmender Transmitter (Hypothese: 50% aller hemmenden Synapsen)
      - Vorkommen: Gehirn
                                                  -
      - Rezeptoren: - ionotrop: GABAA, GABAC (Cl -Kanäle  Hyperpolarisation)
                                                                2+                              +
                     - metabotrop: GABAB (präsyn.: reduziert Ca -Einstrom, postsyn.: reduziert K -Einstrom)
      - Agonisten: - Benzodiazepine: binden an GABAA  verstärken GABA-Bindung (?) (Tranquilizer)
                     - Barbiturate (Wirkung analog zu Benzodiazepinen)
      - Beseitigung: Wiederaufnahme
   Glycin:
      - einfachste proteinogene Aminosäure
                               -
      - Rezeptor: ionotrop (Cl -Kanal  inhibitorisch)
      - Vorkommen: Rückenmark (Motoneurone), Hirnstamm
      - Antagonisten: Strychnin: blockiert Rezeptor (keine Koordination möglich  Krämpfe)
                         Tetanustoxin: verhindert Freisetzung von GABA/Glycin
      - Beseitigung: Wiederaufnahme

   Neuropeptide:
      - Aminosäureketten  größer als Neurotransmitter
      - Wirkung: va. hormonell, als Kotransmitter, auch als Transmitter (ca. 50)
      - wichtige Peptide: CRH, ACTH
                          Neuropeptid Y: Funktionen: Hunger, Angst, Magen-Darm-Motorik
                                            Rezeptoren: Y1 – Y5
                          Substanz P (kininartig, Wirkungen: Schmerzrezeptoren, Blutdruck (-))
                          Endorphine (endogene Morphine, stimulieren Opiumrezeptoren)
                          Enkephalin (körpereigenes Opioid, morphinähnliche Eigenschaften)

5.3 neuronale Integration von Information
    - Zustände bei IV-Übermittlung: - Hyperpolarisation (IPSP)
                                    - Depolarisation (EPSP)
                                    - AP-Auslösung
- pro Zelle: Inout von vielen Synapsen  Verrechnung (grundlegende IV)
                                                                                                                 +
- Einstehung von EPSP: - Depolarisierung der postsyn. Membran per Öffnung der richtigen Ionenkanäle (meist Na )
                             va. Glutamat und ACh
                                                       —
- Entstehung von IPSP: - Öffnung ligantengesteuerter Cl Ionenkanäle
                           -
                       - Cl folgen Ladungsgradienten (Gleichgewichtspotential: -65mV)
                             Einstrom
                             oder auch net, dann aber sofortiger Einstrom bei AP (Membran wird positiver)
                                               +
                       - meist verbunden mit K -Kanalöffnung (hemmende NT wirken auf beide Kanalarten)

Folgeprozesse der Depolarisation:
                                                                 +
   - dendritische Membran enthält kaum spannungsgesteuerte Na -Kanäle (keine AP-Bildung möglich)
                                                     +
   - AP-Bildung am Axonhügel (höchste Dichte der Na -Kanäle)
       - elektrotonische Leitung der IPSP/EPSP-Summe (Depolarisation muss sich bis hierher überschwellig sein)
       - Umkodierung von Amplitude (elektrotonisch) in Frequenz (AP)
            Kodierung erfordert bes. Kanaldichten (nur am Axonhügel gegeben)

   Konvergenz: - viele Fasern projizieren auf ein Neuron
                    entscheidende Rolle bei ZNS-IV
   Divergenz: - Verbreitung der Erregung von einem Startneuron auf viele Zielneurone
               - generell bei Muskelzellen (koordinierte Kontraktionen)
               - erzeugt Redundanz (?)

   Summationsprozesse:
      - räumlich: - gleichzeitiges/kurz zeitl. versetztes Einlaufen von EPSP  Verstärkung der Depolarisation
                         AP-Auslösewahrscheinlichkeit ist höher
                    - Bahnung: AP-Auslösung durch räuml. Summation
      - zeitlich:   - schnelle Impulsfolge  Anwachsen des postsyn. Potentials
                                                   2+
                    - synaptische Summation: Ca -Konzentration sinkt nicht schnell genug  höhere NT-Ausschüttung
                    - zeitliche Summation: postsyn. Potential sinkt nicht schnell genug  Akkumulation von Potential
                                                auch für IPSP möglich
      - tetanische Potenzierung:      - zeitliche Bahnung (Effektsteigerung durch schnelle repetitive Reizung)
      - posttetanische Potenzierung: - andauernde erhöhte Erregbarkeit nach tetanischer Reizserie
   synaptische Depression: Rückgang von subsyn. Reaktion bei wiederholter syn. Aktivierung
                                 Erschöpfung des Vesikalvorrats

   Hemmungsprozesse:
     - präsyn. Hemmung: - Hemmung einer exz. Synapse durch Kontakt mit hemmender Synapse (S.93)
                         - Ursachen: - IPSP an exz. Synapse  AP wird abgeschwächt/neutralisiert
                                             zeitl. Abstimmung erforderlich
                                                        -            2+
                                        - IPSP öffnet Cl -Kanäle  Ca -Konzentration zu gering für NT-Ausschüttung
                         - häufig im Rückenmark vermittels GABA/Glycin
     - Vorwärtshemmung: - nachgeschaltetes Neuron hemmt vorgeschaltetes (meist bei paralleler Verarbeitung)
                                  Bsp: sens. Systeme, Reflexbögen
     - laterale Hemmung: - Aktivität von benachbarten Neuronen wird gehemmt (S.94)
                             - zweischichtiges Neuronennetzwerk erforderlich
                         - dient der Kontrastverschärfung (va. im retinalen Bereich)

Lernfähigkeit von Neuronen:
   - Reaktion auf vorangegangene Reizungen
   - Desensitivierung: - lang anhaltende Aktivierung durch hohe NT-Konzentration
                             Rezeptor wird unempfindlicher
   - Up/Down-Regulation: - Beeinflussung der Rezeptordichte kann durch second messenger-Prozesse (Genexpression)
                            - Bsp: Drogen  Down-Regulation (Agonist ist ausreichend vorhanden)
   - neuronale Plastizität: - Ausbildung neuer Verbindungen (Synapsen oder Dendriten)
                            - passiert ständig
6. funktionelle Neuroanatomie des ZNS
   - Basisprinzipien: - Zuordnung von Funktionen zur Hirnarealen prinzipiell möglich
                      - Zuordnung schwieriger, je komplexer Funktion ist
                      - Nervensystem ist hierarchisch strukturiert (von Reizleitung zu kog. Funktionen)
   - Probleme: - Hirnstrukturen sind komplex und schwer abbildbar
                  - Verwendung medizinischer Terminologie
                  - Inkongruenzen der Bezeichnung im wissenschaftlichen Diskurs

6.1 Terminologie
    - Lagebezeichungen: S. 99

   - efferente Fasern: Info-Transport vom ZNS zur Peripherie     afferente Fasern: umgekehrt
   - Nerv: Bündel aus Nervenfasern und Bindegewebe + schützende Hülle
        meist motorische und sonsorische Fasern
   - Trakt: Bündel von Nervenfasern mit gleichem Zielgebiet im Hirn
   - Ganglien: Ansammlung von Nervenzellen                                                  (im Hirn: Kern)
   - Hirnnerven: Nerven vom Gehirn zur Peripherie
   - Spinalnerven: Nerven vom Rückenmark zur Peripherie
   - Kollateralen: Verzweigungen eines Axons (meist am Ende)
   - topisch: nahe Ausgangsgegebenheit werden nahe beieinander projiziert (Bsp: sens. Felder im Auge  Thalamus)

6.1. Grobgliederung
    - topographische Unterteilung: ZNS (Hirn, Rückenmark) + peripheres NS (Körper-, Spinal-, Hirnnerven)
    - funktionelle Unterteilung: somatisches NS (Sinnesorgane, Skelettmuskulatur) + autonomes NS (innere Organe)
                                     willkürliche Steuerung                            unwillkürliche Steuerung

   - Nervenfasertypen: somatomotorische Fasern (willkürliche Muskelbewegungen)
                       somatosensible Fasern (Somatosensorik)
                       viszeromotorische Fasern (Eingeweidemuskulatur)
                       viszerosensible Fasern (Infos über Eingeweide)
                       sensorische Fasern (primäre Sinnesorgane)

   - Häute: Dura mater: bedeckt umgebende Knochen         (darunter: Subduralraum)
            Arachnoidea: Bindegewebe zwischen Dura mater und Pia mater (darunter: Subarachnoidalraum)
            Pia mater: bedeckt Hirn/Rückenmark, blutgefäßreich


6.2. Rückenmark (RM, Medulla spinalis)
    - innerviert Extremitäten/Rumpf
    - Morphologie: zylindrisch, Durchmesser: ca. 2cm, Länge: 40 – 45cm
    - schwimmt in Rückenmarksflüssigkeit (Liquor cerebrospinalis)  Schutz gegen mechanische Belastungen
    - Rückenmarkssegmente: Zervikal (C1 – C8)
                                 Thorakal (T1 – T12)
                                 Lumbal (L1 – L5)
                                 Sakral (S1 – S5)
                                 Kokzygeal (K1)
    - Austritt der Spinalnerven zwischen Segmenten (paarweise)
    - reicht nur bis in Lumbal-Raum (Säugling: Sakral-Raum)  cauda equina (restl. Nervenfasern)

   - Spinalnerven:   - Austritt in dünnen Axonbündeln (Wurzelnfäden)  Vereinigung zu Wurzeln
                     - Vorderwurzel (ventral, efferente Fasern), Hinterwurzel (dorsal, afferente Fasern)
                     - Zusammenfassung der sensorischen Zellkörper zum Spinalganglion
                     - Anzahl: 31
   - Rückenmark:     - Querschnitt zeigt Schmetterlingsfigur
                           graue Substanz: Zellkörper        weiße Substanz: Nervenfasern + Myelinisierung
                     - in der Mitte: Zentralkanal (gefüllt mit Liquor)
                     - Vorderhorn (Columna anterior): motorische Zellgruppen, absteigende Nervenfasern
                     - Hinterhorn (Columna posterior): sensorische Zellgruppen, aufsteigende Nervenfasern
                    - Seitenhorn (Columna lateralis): vegetatives Zellen, auf/absteigend, nur Brust/Lendenwirbel
   - Dermatome: - Teil der Körperoberfläche, der von einem Spinalnerv innerviert wird (Überlappungen)
   - Neuronentypen: Motoneurone: - Zellkörper im Vorderhorn
                                          - synaptische Verschaltungen mit Gehirn  Steuerung durch höhere Zentren
                        sensible Neurone: - afferente Impulse von Peripherie
                                              - pseudounipolare Neurone  Aufspaltung d. Axon
                                                   Verbindung zu Motoneuronen und periph. Sinneszellen (S. 106)
                        Interneurone: - Kontakt nur zwischen Rückenmarksneuronen (gleiches/angrenzendes Segment)
                                      - meist Verbindung zwischen sensorischem und motorischem Neuron (s.Reflexbogen)
        Länge: zT. > 1m

   - Hauptaufgaben:     Leitungsaktivität: aufsteigende Bahnen:    - Hinterstrang (Zielgebiet: sens. Kerne der M. oblongata)
                                                                       Ursprung: ispilaterale Hinterwurzel
                                                                   - Vorder/Seitenstrang (Zielgebiet: f. reticularis, Thalamus)
                                                                        Ursprung: kontralaterale Zellkörper im Hinterhorn
                                                                   - Trakt zum Kleinhirn
                                         absteigende Bahnen: - Ursprung: höhere unt tiefere Hirnzentren
                        Reflexaktivität: - Steuerung von Drüsen/Muskelaktivität ohne höhere Zentren (wenige Neurone)
                                         - Eigenreflex: - Organ der Reizentstehung = Reaktionsorgen
                                                        - Reflexzeiz: ca. 10ms, wenig Ermüdung
                                                        - direkte Verschaltung zwischen sen. und mot. Neuron (gl. Segment)
                                                        - Bsp: Patellarsehnenreflex
                                         - Fremdreflex:- Organ der Reizentstehung ≠ Reaktionsorgan
                                                        - Reflexzeit: 50 – 150 ms, hohe Ermüdung
                                                        - keine direkte Verschaltung  Interneurone
                                                             Verb. auch zu anderen Segmenten
                                                        - Bsp: Fluchtreflexe, Flexorreflex

6.3. Gehirn
    - Morphologie:   - uneindeutig  funktionelle Areale nicht abgrenzbar
                     - Oberfläche gefurcht  Annahme: Vergrößerung der Oberfläche bei gleichem Volumen
                     - Volumen/Gewicht irrelevant für psych. Funktionen
                     - Neuronen können sich im später nicht mehr regenerieren  bei Läsion: psych. Ausfälle
                     - Zunahme (va. Kortex) während Phylogenese
   - Gliederung: - Medulla oblongata (verlängertes Mark)
                 - Pons (Brücke)                                  Rhomenzephalon (Rautenhirn)
                 - Zerebellum (Kleinhirn, KH)
                 - Mesenzephalon (Mittelhirn, MH)
                 - Dienzephalon (Zwischenhirn, ZH)
                                                                  Prosenzephalon (Vorderhirn)
                 - Telenzephalon (Großhirn, GH)
   - zT. Hirnstamm: m. oblongata + Pons + Mesenzephalon + Dienzephalon (+ Basalganglien)
        Ursprung der Hirnnerven
        Querschnitt: aufsteigende Bahnen: vorn, absteigende Bahnen: hinten, Kerne: mitte/hinten

   - Liquorsystem: - ZNS von Liquor cerebrosoinalis umgeben (Subarachnoidalraum  Dämpfung
                    - Ventrikel: 4 Hohlräume in Hirn, enthalten Liquor
                         Volumen: ca. 150ml
                    - tägliche Produktion: ca. 500ml (Syntheseort: Plexus choroidei)
   - Blutversorgung - 4 große Arterien (beidseitig: Arteriae carotides internae, Arteriae vertebrales)

6.3.1 Rautenhirn
    - Medulla oblongata (MO): - deutliche Abgrenzung zur Pons, Übergang zum Rückenmark
                              - Pyramidenkreuzung: Kreuzung der kontralateralen Fasern (80%) in Vordersträngen
                              - enthält Olivenkerne (motorische Funktion) + Kerne für Steuerung vegetativer Funktionen
                                   Atmung, Kreislauf (Läsion/Störung  Ausfall der Kreislaufregulation  Koma/Tod)
                                   Schlucken, Erbrechen, Husten, Schlaf/Wachrhythmus
                              - Kerngebiete einiger Hirnnerven (ua. N. vagus)
   - Pons: - ventral von M. oblongata gelegen
           - Verbindung von Brückenkernen und Kleinhirnhemisphären
           - Kerngebiet einiger Hirnnerven (V – VII)
           - Schaltstation für VIII

   - Kleinhirn:   - unter Großhirnhemisphären gelegen, bedeckt beidseitig M. oblongata + Pons
                  - drei Verb. pro Seite zum/vom Hirnstamm
                  - Unterteilung in Hemisphären (Verb. per Kleinhirnwurm)
                  - Sulci  Unterteilung in Lappen
                  - Rinde in drei Schichten gegliedert (jeweils unterschiedl. Neuronentypen)
                  - Kleinhirnkerne: N. dentatus, N. emboliformis, N. globosus, N. fastigii
                  - Funktionen: motorische Feinabstimmung:
                                     - Verbindung zu anderen motorischen Zentren, Kollateralen auf/absteigender Fasern
                                          Infos über Lage/Bewegung der Muskel, Vestibularorgan, mot. Programme d. GH
                                     - Feinabstimmung/Koordination von Einzelbewegungen (glatter/reibungsloder Ablauf)
                                 Beteiligung an KlasKon
                                 Beteilung an prozeduralem Lernen
                                 Steuerung einiger vegetativer Funktionen

6.3.2 Formatio reticularis (FR, Retikulärformation)
    - Aufbau: - unregelmäßige Ansammlung von Zellkernen
              - ungerichtete Faserduchgänge  Assoziation von netzartiger Struktur
              - Lage: M. oblongata, Pons, MH
              - Verbindung zu Thamaluskernen (rostral) und Rückenmark (caudal)
              - Unterteilung: mediane/paramediane Zone (va. Raphe-Kerne)
                                mediale Zone (viele große Neurone  magnozelluläre Zone)
                                laterale Zone (viele kleine Neurone  parvozelluläre Zone)

   - Raphe-Kerne:    - Projektionen aus Kortex, HT, F. reticularis
                     - Projektionen nach Thalamus, HT, Septum, Corpus striatum, Neokortex
                     - Synthese von Serotonin + Neuropeptide (zur Modulation von Raphe-Signalen)
                     - Funktionen: Hemmung aufsteigender Schmerzimpulse (absteigende Bahnen zu Leitungen im RM)
                                     Steuerung emotionaler Befindlichkeit (Verb. zu limb. System und ZH)
   - Locus coeruleus: - blau-schwarzes Kerngebiet (Höhe der Pons)
                         - wichtigstes Produktionsgebiet von Noradrenalin
                              wichtig für aktivierende Funktion
   - Formatio reticularis medialis: - große Neuronen, starke Verzweigung innerhalb der f. reticularis
                                     - modulierende Verbindungen auf Motorik, efferente Verb. zu Thalamus und Kortex
                                          integrative Funktion bei vegetativer/basalmotorischer Steuerung
                                     - enthält Vasomotorenzentren (Regulation des Blutdrucks)
   - Formatio reticularis lateralis: - Verb. zu f. reticularis und Hirnnerven
                                     - Schaltstation zwischen Rückenmark/Peripherie und höhere Zentren

   - Funktionen: - Verschaltung mehrerer Hirnnervenkerne (V, IX – XII)
                      Integrative Funktion bei Kreislaufregulation
                 - Koordination von Kau/Schluckprozessen (Kerngebiete entspr. Hirnnerven)
                 - Verbindung zw. auditorischem + vestibulärem System  Orientierung im Raum/Lagebestimmung
                 - großräumige/unspezifische Aktivierung höherer Hirnzentren (durch sens. Input (Modalität egal))
                      Läsion  Koma/Bewusstlosigkeit
                 - inhibitorische Verbindungen zu Kortex (kaudaler Teil der FR)
   - bew. Verarbeitung: - Verb. zu sens. Nerven  Vorentscheidung über Eintritt von Reizen ins Bewusstsein
                              Zuteilung von Aufmerksamkeit zu best. Reizen per Aktivierung/Veränderung d. Bewusstseins
                              andere Reize erreichen Projektionsregion, bleiben aber folgenlos
   - Wirkungen auf Körperprozesse: - Absteigende Verb. zu Skelettmuskulatur/innere Organe
                                       - Rhythmusgeber für regelmäßige Bewegungen (zB Laufen)
                                       - Steuerung d. Orientierungsreaktion
   - ARAS: - elektr. Stimulation d. Retikulariskerne führt zu höherer hirnelektrischer Aktivität
                  Versuchstiere waren sensibler für Reize
6.3.3 Mesenzephalon
    - Übergangsbereich von Hirnstamm zum Vorderhirn  va. efferente und afferente Verbindungen
    - Tectum (Dach): - Vierhügelplatte ist wichtigste Struktur
                         - Colliculi superiores: - wichtige Schaltstelle (Endpunkt) des Sehnervs
                                                 - steuert Reflexbewegung der Augen
                         - Colliculi inferiores: - Verschaltung fast aller akustischen Infomationen
                                                 - entscheidende Verarbeitungsinstanz für bew. Wahrnehmung akust. Reize
                          weitegehende Analysen des sensorischen Raums (Abgleich von Kopflage mit vis./ak. Infos)
    - Tegmentum (Haube): - Kerngebiete der N. oculomotoris und N. trochlearis
                             - Substantia nigra: - dopaminproduzierende Zellen
                                                     - Aufgaben bei Bewegungssteuerung
                             - periäquäduktales Grau: - Unterdrückung von Schmerzimpulsen aus Peripherie
                             - N. ruber: - syn. Übergänge von Kortex zu Rückenmark  Willkürbew. feinmot. Muskelgruppen
    - Crura cerebri: - enthalten absteigende efferente Bahnen  somatotope Gliederung (wie sens./mot. Areale)
                          bedeutsam für Willkürmotorik

6.3.4 Hirnnerven (Nervi craniales)
    - paarig ausgebildet
    - innervieren: Kopf/Hals sens./mot. + Brust/Bauch viszerosens./viszeromot.
    - Reizbereiche: Sensorik, Sensibilität, Motorik
    - Nerven: S. 119

6.4.5 Dienzephalon
    - Feinsteuerung veg. Funktionen als Korrelat psych. Funktionen
    - Verarbeitung sens. Inputs

   Thalamus
      - paarig vorhanden, linsenförmig
      - verbunden durch Adhesio interthalamico
      - deutliche Gliederung in Kerngebiete (Trennung durch weiße Substanz)

      - spezifische Kerne: direkte Verbindung zu kortikalen Arealen  gemeinsame Funktion (modalitätsspezifisch)
      - unspezifische Kerne: Verbindung zu Hirnstamm, indirekt/diffus mit Kortex
      - Assoziationskerne: nix von beidem
           Liste: S. 120

      - Vorverarbeitung sensorischer Informationen(auch Schmerz) außer Geruch
      - topisch gegliedert (Reize an räuml. benachtbarten Zellen im Sinnes Organ werden räuml. benachbart abgebildet)
      - moduliert Info-Fluß zwischen motorischen Zentren (Kleinhirn – Basalganglien, Basalganglien – Frontalrinde)
      - Efferenz-Kopie der Signale an Muskulatur
      - Regulation der Viszero-Muskulatur per Verb. zu Hypothalamus
      - Einfluß auf höhere psych. Funktionen (N. medialis/anteriores)

   Hypothalamus
      - Ansammlung heterogener Kernen (Anatomie, Zytochemie  viele versch. Neurotransmitter)
      - Aufbau: medialer Teil (gut differenzierbare Kerne), lateraler Teil (diffus), meist auch Mamillarkörper
      - Funktion: Schnittstelle zwischen ZNS und Körper (Umschaltung neuronaler/humoraler Signale)
                        Temperatur, Wasser/Nahrungsaufnahme, Sex
                        psychophysische Reaktionen

      - neuronaler Input: Netzhaut  N. suprachiasmaticus (abs. Lichtpegel, Tag-Nacht-Wechsel)
                          akustische/taktile Infos, Propriozeption (über F. reticularis)
                          Locus coeruleus, Raphe-Kerne  körperl. Aktivierung
      - humoraler Input: Sexual/Schilddrüsen/Hypophysen-Hormone
                              neg. Feedbackschleife für Hypophysensezernierung
      - Efferenzen: Steuerungsinstanz für Sympathikus/Parasympathikus
                    HP  Hormonsezenierung (N. paraventricularis/N. supraopticus  Vasopressin/Oxytocin)
      - viele bilaterale Verbindung
           zu HC über Mamillarkörper  Lern/Gedächtnisvorgänge + affektives Verhalten

      - N. praeopticus: - geschl.spezifische Unterschiede in Größe
                        - steuert Geschl.hormonsekretion
                        - Einbindung in Temperaturregulation

   Hypophyse (Hirnanhangdrüse):
      - Regulation/Modulation hormoneller Aktivitäten
      - Adenohypophyse (Hypophysenvorderlappen):
          - Releasing/Inhibiting-Faktoren werden in HT gebildet
               Hormone werden axonal in Pfortadersystem befördert (dünne Membranen)
               Stimulieren Ausschüttung eigentlicher Hormone
      - Neurohypophyse (Hypophysenhinterlappen):
          - Hormone werden in HT-Kernen gebildet (s.o.)  Abgabe direkt in Blutbahn
               Ausschüttung neuronal gesteuert (daher Name)

   Epithalamus:
       - besteht aus Epiphyse (Zirbeldrüse) und Habenulae (Epiphysenstiele)
       - Epiphyse: - oberhalb der Vierhügelplatte gelegen
                     - Ausschüttung von Melatonin
                          Aktivierung durch N. suprachiasmaticus (Lichtreize, Anstieg bei Dunkelheit)
                          beeinflußt zirkadiane Rhythmik
                          hemmt Freisetzung von gonadotropen Hormonen
       - Subthamalus: - Zwischenregion von Tegmentum, Hypothalamus und Basalganglien
                         - Funktion: Integration motorischer Programme

6.4.6 Telenzephalon
    - 85% des Hirngewichts
    - besteht aus Basalganglien und Kortex

   Basalganglien (Endhirnkerne):
      - Endhirnkerne, eingebettet in Marklager (weiße Substanz)
      - bestehen aus: Striatum (N. caudatus + Putamen), Pallidum (N. lentiformis = Putamen + Pallidum)
                        ferner: N. subthalamicus, Substantia nigra (assoziierte Kerne), Amygdala
      - Input von Kortex via Striatum, Outpus via G. pallidus/S. nigra
      - schleifenförmige Verbindung zw. Basalganglien-Strukturen  S. 131
      - modulieren motorische Impulse des Kortex

   Kortex:
      - geteilt durch fissura longitudinalis
      - Histologie: graue Substanz (Zellkörper) und weiße Substanz (Myelin, Gliazellen)
           Zellkörper sind in Schichten angeordnet
      - Anatomie: Isokortex (6 Schichten)  Neokortex
                     Allokortex (3 – 5 Schichten)  phylogen. älter, besteht aus Archikortex(HC) und Paläokortex(Riechh.)

      limbisches System:
         - umstrittene Zusammenfassung von Kerngebieten
              Unterschiede in Funktion/Histologie/Zytochemie, jedoch räuml. Nachbarschaft/vielfältige Verbindungen
              Hippocampus, Gyrus cinguli, Amygdala, auch frontobasaler Neokortex, Septum
         - Geschichte: - Broca: le grand lobe limbique
                       - Papez-Kreis: Mammilarkörper, Thalamus, G. cinguli, HC
                       - McLean: heutige Anatomie, Funktionen in Emotion/Motivation

          Hippocampus:     - Aufbau: G. dentatus, Cornu ammonis, Subiculum, auch: G. parahippocampalis, R. entorhinalis
                           - Afferenzen: Assoz.felder, Amygdala, Thalamus, Raphe, L. coeruleus
                                          vorverarbeitete sensorische Infos
                           - Efferenzen: Neokortex (fast alles), limb. System (Fornix  Mamillarkörper  HT)
                    - leicht erregbar (zB Tumore)  Epilepsie
                    - Funktion: Einspeicherung/Abruf
                    - cornu ammonis: - vier Schichten (CA1 – CA4)
                          CA1: bei Menschen bes. stark ausgeprägt
                                   hohes Potential für LTP
                    - Verbindung über Fornix zu Mamillarkörpern (Bestandteil d. HT, Lern/Gedächtnisfkt.en)

   Gyrus cinguli: - Übergangsstruktur von Allokortex(Archikortex) zu Isokortex (Frontal/Parietal/Okzipital)
                  - Afferenzen: Neokortex     Efferenzen: HC, Amygdala, Septum
                  - Funktionen: Eingeweidefkt.en (Atmung, Kreislauf, Verdauung)
                                Motorik und Aufmerksamkeit
                                affektives Verhalten (Stimulation  va. Aggression)

   Amygdala:     - paarig vorhanden
                 - heterogener Kernansammlung:
                     kortikomediale Gruppe: - Verbindungen: Riechnerv, Hypothalamus
                                              - Funktion: Verdauung (+), Hemmung d. Willkürmotorik
                     basolaterale Gruppe: - Verbindungen: Thalamus, Frontal/Temporallappen, G. cinguli
                                              - Funktion: Aufmerksamkeit/Aktivierung, Furcht/Angst/Wut
                 - generelle Funktionen: Angst/Emotionen, komplexe Lern/Gedächtnisprozesse
                 - Läsionen: - heterogene Befunde (Bucy-Klüver-Syndrom, Hallus/Déjà-vu, uvm.)
                               - chirurgische Entferungen: Straftäter, Epilepsie, Hyperaktivität
                               - meist Läsion andere Hirnstrukturen  Interpretation schwierig

Neokortex:
   - >90% der Oberfläche sind neokortikal
   - Sitz der höheren kog. Funktionen (bew. Erleben/Persönlichkeit, Planung komplexer Handlungsabläufe, uvm.)

   - Histologie: - deutlich erkennbare Gliederung in Schichten (Unterschiede in Morphologie der Neuronen)
                      bis zu 80 Neuronentypen
                 - Pyramidenzellen: - Zellkern erinnert an Pyramide
                                        - langes, absteigendes Axon  projiziert meist in andere Kortexareale
                                             Projektionsneurone
                                        - Apikal-Dendrit (lang)  bis zur oberflächennächsten Schicht
                                        - Basaldendriten  horizontale Ausbreitung
                                        - Dendriten sind stark bedornt
                                        - Vorkommen: Schicht III & V
                 - Sternzellen: - erinnern an kleine Pyramidenzellen
                                - kurze Axone  Verbindungen nur zu benachbarten Zellen
                                - Vorkommen: Schicht II & IV
                 - Spindelzellen: - spindelförmige Grundstruktur
                                    - Schicht VI
                 - Neurotransmitter: - Glutamat (erregend)
                                        - GABA (hemmend, wird von Interneuronen verwendet)
   - Schichten: Molekularschicht: - wenige, isolierte Neurone
                                        - Verbindungen mit tangetialen axonalen/dendritischen Faserbündeln
                 äußere Körnerschicht: - hohe Zelldichte, haupts. Körnerzellen
                                            - viele Verzweigungen innerhalb der Schicht
                 äußere Pyramidenschicht: - geringe Zelldichte
                                                - Pyramidenzellen (untersch. Größe)
                 innere Körnerschicht: - hohe Zelldichte, haupts. Sternzellen
                                            - viele horizontale Faserbündel
                                            - Afferenzen aus spezifischen Thalamuskernen
                 innere Pyramidenschicht: - viele Zellkörper d. großen Pyramidenzellen
                                                     Apikal-Dendriten bis oberste Schicht, dort horiz. Verzweigung
                                                     Axone zu subkortikalen Bereichen (bes. mot. Fasern)
                 multiforme Schicht: - Ansammlung untersch. Zellkörper
                                        - efferente Fasern zu anderen kortikalen Schichten
    - efferenter Signalstrom: primär Schicht III & V
    - afferenter Signalstrom: primär Schicht II & IV
- Afferenzen: - thalamische Neurone (topisch organisiert)  Projektionsgebiet abhängig von Ursprungskern
                    Verzweigung nach Eintritt in Zielgebiet
                    Info-Weiterleitung über sternförmige Interneurone
               - Fasern nicht-thalamischer subkortikaler Kerne  diffuse Projektionsgebiete
               - Assoziationsfasern
               - Kommissurenfasern
- Efferenzen: - fast alles (Neukortex, subkortikale Gebiete, Rückenmark)
               - Verbindung zu 1000 benachtbarten Neuronen normal

- kortikale Säulen:  - vertikal verbundene Neuronen (untersch. Funktion/Morphologie)
                          erfüllen ähnliche Aufgaben
                     - ca. 80-120 Neurone
                     - eng umschriebener Aufgabenbereich
                     - Vorkommen: primäre somatosensorischer/visueller/auditiver/motorischer Kortices
   - Element der modularen Organisation des Hirns  Funktionsmodul
        keine 1:1-Zuordnung  Redundanz  ermöglicht einfache Ausfallkompensation
   - parallele Verarbeitung (Vorteile: Sicherheit, Leistung)

- Gliederung:
    - primäre sensorische Areale:    - Projektionsgebiet der Sinnesbahnen
                                     - interpretationsfreie Repräsentation der Information
   - sekundäre Areale: - Input aus primären Arealen
                                 - komplexe Verarbeitung der Sinneseindrücke
   - tertiäre Areale: - auch Assoziationsfelder
                      - höchste Komplexität
                      - intermodale Verarbeitung
                      - Größe ist speziesabhängig (Ursprung von Leistungen wie Kreativität, etc.)
   - primäre motorische Areale: - Output an Effektoren/Zielregion
   - sekundäre Areale: - projizieren zu primären Arealen

   - Brodman-Areale: Unterteilung der Kortexoberfläche in 47 Areale anhand der Zytoarchitektur
                       keine Beachtung der Sulci

   - Frontallappen: - motorischer Kortex (BA 4):
                        - Ausgangsareal für motorische Befehle zu tieferliegenden motorischen Regionen
                        - somatotopische Gliederung (Homunculus)
                             Rep.gebiet wichtiger Muskelgruppen größer
                        - Läsion führt zu Lähmung
                    - prämotorischer und supplementärmotorisches Feld (BA 4&8):
                        - Planung/Vorbereitung von Bewegungen
                        - Verbindungen zu Motorkortex/subkort. mot. Gebiete (Efferenzkopie)
                    - frontales Augenfeld (BA 8):
                        - steuert willkürliche Augenbewegungen
                        - Afferenzen: prim./sek. Sehrinde
                        - Efferenzen: Hirnnervenkerne von III (beide Seiten)/ VI (kontralateral)
                                       F. reticularis
                    - Broca-Zentrum (BA 44&45):
                        - Umsetung von sprachlichen Äußerungen zu kompexen motorischen Programmen
                        - beidseitig vorhanden (einseitig genutzt)
                        - Afferenzen: prim./sek. Hörrinde
                        - Efferenzen: Basalganglien, Kleinhirn, Thalamus  Motorkortex
                    - präfrontaler Kortex (BA 9, 10, 11, 46, 47):
                        - junger Teil des Kortex
                        - beidseitige Verbindungen: limb. System, Thalamus, Rest von Neokortex
                        - Funktionen: Kurzzeitgedächtnis, Handlungsvorbereitung/planung
                                       Persönlichkeit (Motivation, Moral/Ethik), Emotion
          Parietallappen: - primärer somatosensibler Kortex (BA 1 – 3):
                              - kontralaterale Afferenzen von Haut, Muskel und Gelenken
                                   per Thalamus, Hinterstrangkerne d. Rückenmarks
                              - Efferenzen: sensible Kerne (ua. Trigeminus), Hinterhornneurone
                              - somatotope Gliederung (hohe Sinneszellendichte  viel Fläche)
                              - Funktion: bewusste Wahrnehmung der Körperperipherie
                                   Läsion: Beeinträchtigung der Berührungs/Schmerz/Druck/Wärme-Empfindlichkeit
                          - sekundärer somatosensibler Kortex (BA 5&7):
                              - enthält Repräsentation der kontralateralen Körperhälfte
                              - Assoziation/Interpretation von Infos aus prim. somatosen. Kortex (Läsion  Agnosie)
                              - Afferenzen/Efferenzen: analog zu prim. somatosen. Kortex

          Okzipitallappen: - primäre Sehrinde (BA 17):
                               - retinotope Abbildung
                               - Afferenzen: Sehstrahlung aus CGL
                               - Efferenzen: sek. Sehrinde, CGL, Hirnnervenkerne (F. reticularis, Pons)
                               - Läsionen: Rindenblindheit/Ausfälle im Gesichtsfeld
                           - sekundäre Sehrinde (BA 18&19):
                               - interpretative/intermodale Verarbeitung der vis. Sinnesdaten
                                    stereoskopisches Sehen, Integration von Objektmerkmalen (Farbe, Form, uvm.)
                               - Afferenzen: prim. Sehrinde(Infos aus beiden Augen werden zusammengeführt)
                               - Efferenzen: Kortex (bes. front. Augenfeld, G. angularis), Vierhügelplatte
                               - Läsionen: Agnosie (allg. oder für best. Objektmerkmale/Klassen)

          Temporallappen: - primäre Hörrinde (BA 41&42):
                              - Afferenzen: Hörstrahlung (radiatio acustica) aus CGM
                              - Efferenzen: CGM, sek. Hörrinde
                              - tonotopische Anordnung (untersch. Frequenzen  untersch. Stelle)
                          - sekundäre Hörrinde (BA 42&22):
                              - wird größtenteils von Wernicke-Zentrum eingenommen
                              - integrierende/interpretierende Verarbeitung akustische Information
                                   Töne/Laute werden zu Melodien/Wörtern
                              - Afferenzen: prim. Hörrinde, G. angularis (vis. Kortex)
                              - Efferenzen: kort. Assoziationsfelder, Broca-Areal

          Inselrinde:   - onto/phylogenetisch alter Teil
                        - Funktion: Wahrn./Steuerung des Vegetativums
                                     Integration externer und somatischer Reize

- kortikale Plastizität:
    - Umverteilung von Aufgaben innerhalb der Nervenzellen/kortikalen Säulen
    - Beispiel: Erblindung
        - Reorganisation des vis. Kortex (prim./sek.)
             Aktivierung bei Blindenschrift, bei Sehenden: Hemmung
    - Übung vergrößert kort. Repräsentation, Deprivation verringert kort. Repräsentation
     Organisation der Neuronen je nach Anforderung

- Bahnsysteme: Projektionsfasern:    - Verbindungen zwischen Kortex und subkortikalen Arealen
                                          Capsula interna, Hörstrahlung, Sehstrahlung, abst. mot. Bahnen (Pons/MO)
                 Kommisurenfasern: - Verbindung beider Hemisphären
                                     - verlaufen durch Corpus callosum
                 Assoziationsfasern: - Verbindungen innerhalb einer Hemisphäre
                                     - größter Teil der weißen Substanz
7. funktionelle Neuroanatomie des vegetatives Nervensystems
   - Hauptaufgabe: Konstanthaltung des „inneren Milieus“ ( Homöostase)
        erfordert Rückmeldeschleifen (Ist-Zustand und Regulation)
        Vermeidung von Ausreißen der Parameter durch neg. Rückkopplung
   - autonomes Nervensystem:- arbeitet bedingt unabhängig von Willkür/bes. Wahrnehmung
                                - zT bewusste Empfindungen (Magenschmerzen, uvm.)
                                - zT bewusste Kontrolle möglich (Biofeedback, Herzrhythmus, uvm.)
   - Regulation: - veg. NS hat Anteile im ZNS und ANS
                 - wichtiges Zentrum: Hypothalamus

7.1 Subsysteme
    - Unterteilung in Sympathikus (S), Parasympathikus (PS) und Darmnervensystem
        S/PS innervieren beide alle inneren Organe (Ausnahme: Schweißdrüsen, Blutgefäße)  S.159

   - S und PS haben komplementäre Aufgaben:
       ergotrope Reaktion: - energiemobilisierend, kurzfristig (Herzleistung (+), Blutdruck (+))
                           - bei Streß, körperlichen Belastungen  „fight and flight“-Reaktion
                           - per S vermittelt
                           - bei Läsion: Überleben nur noch in artifizieller Umwelt möglich
       trophotrope Reaktion: - reservendauffüllend, regenerativ (Verdauungstätigkeit (+), Pulsfrequenz (-))
                               - in Ruhephasen  „rest and digest“-Reaktion
                               - per PS vermittelt
   - normalerweise neg. Kovarianz (gegenteilige Effekte an einzelnen Organen)
   - kein Antagonismus
        Wirkung wird va. durch Rezeptortypen an Zielorgan bestimmt (Rezeptorausstattung ist veränderlich)
   - Ambivalenz durch unterschiedliche Übertragungswege (S: Adrenalin (humoral), Noradrenalin (neuronal))

   zerebrale Steuerung:
      - durch „central autonomic network“ (S.163)
      - zentrale Rolle: Hypothalamus (bes. N. paraventricularis)
      - Schaltstation für viszerale Afferenzen: rostrale ventrolaterale Kerne der Medulla (RVLM)
      - neuronale Steuerung: N. tractus solitarii (Verb. zu absteigenden Bahnen)
      - humorale Steuerung: HT-HP-System

   allg. Anatomie:
       - somatisches NS: direkte Verbindung zwischen Rückenmark und Muskel
       - vegetatives NS: Verbindung via synaptische Umschaltung
                          präganglionäres und postganglionäres Neuron
       - postgangl. Fasern: - unmyeliniersiert
                            - stark verzweigt
                            - Variskositäten: - aufgereihte Verdickung an Kollateralen (im Untersch. zu Synapsen)
                                              - speichern NT
                                              - großer Abstand zu Muskelzelle
                                                   Erregung von vielen Zellen, längere Dauer bis Erregung
                                                      großflächigere Effekte

   allg. Neurochemie:
       - wichtige NT: ACh, Noradrenalin
       - postgangl. Neurone haben nikotinerge ACh-Rezeptoren
       - Nebenniere schüttet auch Katecholanime aus (va. Adrenalin)
            verlängert Reaktion sympathisch innervierter Organe
       - Rezeptorverhältnis ist entscheidend (Bsp: Arterienwand mit adrenergen α/β-Rezeptoren)
       - Kotransmitter: - va. NO (Stickstoffmonoxid), Neuropeptide (Somatostatin, Neuropeptid Y, VIP, Enkephalin)
                        - Ausschüttung bei tetanischer Reizung
                        - längere Wirkungsdauer

7.1.1 Sympathikus
    - spezielle Anatomie:
      - Urspung der Neurone: Thorakal/Lumbalsegmente (C8 – L2)
      - postgangl. NT: Noradrenalin (Ausnahme: Schweißdrüsen  ACh)
      - Grenzstrang (Truncus sympathicus)
          - verläuft paravertebral (links/rechts)
          - paravertebrale Ganglien (Umschaltung eines Teil der sympath. Neurone)
               passierende Neurone haben synaptische Verbindungen zu Grenzstrangneuronen
      - prävertebrale Ganglien: Umschaltung der restlichen Neurone (Verdauungs/Geschlechtsorgane, Nebenniere)
       sympathische Ganglien liegen weit von Erfolgsorgan entfernt

7.1.2 Parasympathikus
    - spezielle Anatomie:
        - Ursprung der Neurone: Hirnstamm (Hirnnerven III, VII, IX, X) , Sakralsegmente
        - postgangl. NT: ACh (muskarinerge Rezeptoren  untersch. Subtypen  untersch. Wirkungen)
        - N. vagus: - anfangs paarig, später weit verzweigtes Geflecht (Plexus)
                      - innerviert fast alle inneren Organe
        - Umschaltung der Sakralnerven in Ganglien im Beckenraum (Plexus hypogastricus, Plexus pelvicus)
         parasympathische Ganglien liegen nahe dem/im Erfolgsorgan (postgangl. Fasern: sehr kurz)

7.1.3 Darmnervensystem (enterisches Nervensystem, ENS)
       - vervezweigtes Geflecht in Wänden des Darms, Leber und Bauchspeicheldrüse
       - arbeitet unabhängig von S/PS
       - Funktion: Regulation der Magensekrete/Verdauungsmotorik
       - Verbindungen zu S/PS (Koordination mit anderen veg. Organen)
       - Transmitter: ACh, Serotonin, Monoamide

7.2 Einflüße aufs Immunsystem
    - enge Verzahnung zwischen Immunsystem und veg. NS
    - immunkompetente Organe sind sympathisch innerviert
         Bsp: Läsion der Verb. zur Milz  kein streßinduzierte T-Zellenverminderung
    - immunkompetente Zellen haben Rezeptoren für NT
     Indizien für Verständnis streßbedingter Krankheiten

7.3 viszerale Afferenzen
    - umfassende sensible Innervation d. inneren Organe
    - Verhältnis afferent-efferent: 3:1
    - Afferenzen verlaufen räumlich getrennt von efferenten Fasern (außerhalb S/PS)
    - Fasern befinden sich in Wänden von Organen/Blutgefäßen
    - Verbindung zum Gehirn via Rückenmark/Hirnnervenkerne
         Projektion auf Medulla oblongata (bes. N. tractus solitarii)
             höhere Projektionsgebiete: Thalamus, Hypothalamus, Kortex

   viszerale Schmerzen:
       - Konvergenz von viszerosens./somatosens. Fasern auf gleiches Rückenmarksneuron
       - reflektorischer Zusammenhang zwischen veg./som. Information
            Fehlinterpretation von Reizungen/Schmerzen ( Head-Zonen)
            oberfl. Reaktion auf visz. Erkrankung auf gleichem Dermatom
8. Endokrinologie
   - Teil der Regulationssysteme des Körpers
   - biologische Funktionen: Wachstum
                               Energiestoffwechsel
                               Wasser/Elektrolythaushalt
                               Fortpflanzung
                               Homöostase (Kommunikation zw. Organen über weite Strecken und langanhaltend)
   - psychische Funktionen: Stimmung
                               Aktivierungsniveau
                               Aufmerksamkeit
                               Antrieb

8.1 Grundprinzipien
    - Ausschüttung (Sezernierung) in Blutsystem
         Transport zu Zielorganen
    - Aufnahme durch spezifische Rezeptorzellen (Schlüssel-Schloß-Prinzip)
    - Hormonwirkung steigt mit: - Konzentration im Blut
                                   - Kantaktfläche d. Rezeptorzelle
                                   - Rezeptordichte
    - Hormonkonzentration sinkt mit zunehmender Entfernung
    - unterschiedliche Wirkung von Hormonen an unterschiedl. Zielzellen (Erklärung für Nebenwirkungen)

8.2. Basismechanismen
    -Wirkungen: - Potentialänderung (Nervenzellen)
                - Kontraktion (Muskelzellen)
                - Anregeung/Hemmung d. Synthese best. Stoffe (u.a. Drüsen)

   - lipophile Hormone:
        - können Zellmembran passieren
        - Aktivierung best. Gene im Zellkern  Steuerung der Biosynthese
             Bindung an DNA-Abschnitte  Förderung oder Hemmung der Transkription
             direkte Interaktion oder über Bindung an best. Rezeptormoleküle im Zytosol
        - können Bluthirnschranke passieren

   - hydrophile Hormone:
       - konnen Membran nicht passieren
            Wirkung über Rezeptormolekül in Membran
               Ausschüttung von second messenger-Molekülen
               Aktivierung von Enzymen, Transkriptionsfaktoren

   - Übertragungswege:
      - autokrin:      Botenstoff wirkt auf sich selbst zurück (Autorezeptoren)
                           meist Nebenwirkung (Regulation der Ausschüttung)
      - parakrin:      Botenstoff wirkt auf benachbarte Zellen (Gewebehormone, Koordination einzelner Zellen)
      - endokrin:      Sender- und Empfängerzelle unterscheiden sich
      - neuroendokrin: Empfängerzelle ist Neuron  Einfluß auf psychische Vorgänge
      - neurokrin:     Senderzelle ist Neuron (Neurotransmitter, Neuropeptide)
           X-modulatorisch: Empfängerzelle ist X

   - Liberine: Hormone, die Ausschüttung anderer bewirken
   - Statine: Hormone, die Ausschüttung anderer hemmen

8.3. Klassifikation der Hormone
    - Struktur: Peptidhormone (Aminosäurensequenz)
                   - meist Teil eines größeren Vorläufermoleküls
                    Insulin, Glukagon, ACTH,
                Aminosäurenderivate (Modifikation von Aminosäurenketten)
                    Adrenalin, Noradrenalin, Dopamin (aus Thyrosin), Serotonin, Histamin (aus Tryptophan)
             Steroide (Cholesterinderivate)
                - fettlöslich
                 Sexualhormone, Nebennierenrindenhormone
             Fettsäurederivate
                 Gewebehormone

   - Syntheseort:   glanduläre Hormone (Drüsen)
                    aglanduläre Hormone
                        Gewebehormone, Hormone spez. Zellen
                        Wirkort nahe bei Syntheseort

8.4. Regulation hormonelle Aktivität
    - Produktion: - Beeinflußung von Genexpression („An/Abschalten“ von Genen)
                       Rückwirkung auf Proteinsynthese
                  - Aktivität best. Syntheseenzyme
    - Transport: - meist Bindung an Transportprotein
                       inaktivierte Form (keine Entfaltung von Wirkungen)
                       binding-Proteine
                  - Bindung durch Enzyme reguliert
    - Abbau:      - Abbauenzyme notwendig (Regulator von Lebensdauer)

8.5. hormonproduzierende Organe
    - Hypothamalus-Hypophysen-System:
        - zentrales Steuerzentrum des endokrinen und vegetativen Systems
        - negative Rückkopplung (HT und HP) per Blutanbindung

      - Hypothalamus (HT):
          -direkte Anbindung ans Gehirn
          - steuert Hypophyse (bedarfsgerecht und getaktet)
          - schüttet releasung- und inhibiting-Hormone aus

      - Hypophyse (HP):
          - Adrenohypophyse: empfängt HT-Hormone und schüttet HP-Hormone aus
              - Hormone: effektorische Hormone: direkte Wirkung auf Zielorgane
                              Somatotropin (STH, GH)
                                - Funktionen: Lipolyse, Blutzucker (+), Glukoseaufnahme der Zellen (-)
                                      Feinregulierung von energieerzeugenden Prozessen
                                      auch Neuromodulation und Einfluß aus NT-Produktion
                                - Wirkungsorte: Leber, Wachstum von Knorpel, Knochen und Muskelgewebe
                                - releasing-Hormon: Somatolibrin (schubweise HT, va. in Tiefschlafphasen)
                                - inhibiting-Hormon: Somatostatin (HT Magen-Darm-Trakt, Insulin&Glukagon(+))
                         glandotrope Hormone: Wirkung auf Drüsen
                              Prolaktin (LTH)
                                - Funktionen: Brustwachstum, Stimulation der Milchproduktion, Hemmung der
                                        Gonadotropine, Einflüsse aufs Immunsystem
                                - Auslösung durch Streß und Saugreize (neronale Verb. zw. HT und Milchdrüse)
                                - tonische Hemmung durch HT (per Dopamin)
                              Gonadotropine
                                - FSH: Follikelreifung, Östrogenproduktion (+), Spermienprduktion (+)
                                - LH: Östrogenproduktion (+), Eisprung/Gelbkörperbildung, Testosteron (+)
                                      beide haben Effekte auf Oxytozinneuronen/rezeptoren
                                - GnRH: stimuliert Bildung&Ausschüttnung von FSH&LH
                                      pulsatile Ausschüttung (auch psych. Einfluss)
                                      bei längeren hohen Konzentrationen  Untergang der GnRH-Rezeptoren
                              Adrenokortikotropes Hormon (ACTH)
                                - Funktion: Bildung von Nebennierenhormonen (u.a. Kortisol)
                                - Auslösung durch Streß, zirkadiane Ausschüttung (CRF)
                                - Bildung aus POMC (Proopiomelanocortin)
                             - Zusammenhang mit Depression
                            Thyreotropin (TSH)
                             - Funktion: Schilddrüsenwachstum, Thyreothyronin&Thyroxin, Jodaufnahme
                             - TRH/Thyroliberin (stimuliert auch STH-Ausschüttung)

      - Neurohypophyse: neuronale Anbindung an HT (Transport von Hormonen per Vesikel)
         - Hormone:  antidiuretisches Hormon (ADH, Vasopressin)
                        - Harnkonzentration in der Niere (+)  Wasserausscheidung (-)
                        - Kontraktion glatter Muskulatur, Blutgefäßwände (Blutdruck (+), Darmperistaltik (+))
                        - Regulation durch Rezeptoren für osm. Druck (n. supraopticus)
                        - korreliert mit sex. Aktivität
                        - Neuromodulator (Gedächtnis/Lernprozesse)
                      Oxytocin
                        - löst rhythm. Kontraktionen der Gebärmutterwände aus (Östrogen/Gestagen-Verh.)
                        - Ejektion der Milchdüse (Auslösung analog zu Prolaktin)
                        - Intensivierung von Brutpflege/Sexualverhalten (s. Gonadotropine)
                        - Neurotransmitter/modulator (Projektion in HC, A, Hirnstamm, Rückenmark)
                             korreliert neg. mit Lernleistung (direkte oder motivationale/attentionale Einfl.?)
                        - Streßhormon bei Hilflosigkeit (nicht bei Exploration u.ä.)

- Bauchspeicheldrüse:
    - Regulation des Metobolismus (Energieproduktion)
    - Aufbau: exokriner Teil  Verdauungsenzyme (direkte Verbindung zu Dündarm)
               endokriner Teil (Langerhans-Inseln)  Hormone (Blutanbindung)
    - Hormone:  Insulin
                     - Bildung in Langerhans’schen Zellen
                     - Senkung des Blutzuckerspiegels/Erhöhung der Glukoseaufnahmen der Zellen (Glykogen)
                           Steigerung der Proteinsynthese
                   Glukagon
                     - stimuliert Glykogenolyse (Glykogenabbau)  Freisetzung von Glucose

- Schilddrüse:
    - Regulation per HT-HP-System (Thyreolibrin)
    - Hormone: - Trijodthyronin und Thyroxin
                  - basieren auf Jod bzw. Derivate von Thyrosin
                  - Wirkungsort: Zellkern
                  - steigern Grundumsatz (Zucker/Fettabbau) und Herzaktivität
                  - zu hohe Konzentration: Überfunktion des Körpers, Hyperaktivität
                  - zu geringe Konzentration: Unterfunktion des Körpers (Müdigkeit, Übergewicht)

- Nebenniere:
   - Nebennierenmark: - Vermittlung der Sympathikuswirkungen  Sympathikusaktivität (+)
                      - Synthese von Adrenalin und Noradrenalin (Verhältnis: 80:20)
                      - wird bei Streß ausgeschüttet

   - Nebennierenrinde: - besteht aus drei Schichten
                       - produziert sog. Steroide
       - Hormone:  Glukokortikoide
                       - Konzentration des Blutzuckers (+)
                       - Hemmung der Synthese von Entzündungsmediatoren (immunsuppressiv)
                       - wirken auf Mineralkortikoide
                    Mineralkortikoide
                       - wichtig für Wasser/Elektrolythaushalt (Urinausscheidung (-)  Blutvolumen (+))
                    Androgene (männliche Sexualhormone)

- Keimdrüsen:
    - Ovarien und Hoden
    - produzieren Sexualhormone (gesteuert durch HT-HP-System): Progesteron, Östrogen, Testosteron
        lipophil (können Bluthirnschranke passieren)  beeinflußen Verhalten (u.a. gendertypisches Verh.)

- Gastrointestinaltrakt: Sekretin, Gastrin, Cholezystokinin, gastro-intestinales Peptid
     Umwandlungsprozesse, Botenstoffe
- Niere: Regulation des Wasser/Elektrolythaushaltes (Filterung, Ausscheidung, Elektrolyte)
    - Renin-Angiotensin-Aldosteron-System: bewirkt Sezernierung von Mineralkortikoiden
    - Erythropoetin: Auslösung von Bildung von roten Blutkörperchen
- Epiphyse: Melatonin (Aktivierung von Organen/systemen in best. Rhythmen

- Kalzium/Phosphatstoffwechsel:
    - Grundstoffe für Knochen, Neuronenaktivität, uvm.
    - Parathormon: Abbau von Knochensubstanz  Bereitstellung von Ca/P
    - Kalzitonin: Antagonist des Parathormon
    - Kalzitriol: Verstärkung der Ca/P-Resorption im Darm

- Gewebehormone:
    - Wirkung meist nur auf benachbarte Zellen
    - Eikosanoide, Prostaglandine, Thrmboxane, Leukotriene:
        Blutgerinnung, Entzündungsmediation, Hemmung der Katecholaminwirkung
    - Serotonin: Vasodilitation, Haftmittel zw. Thrombozyten, Verringerung v. Durchblutung
    - Histamin: Entzündungsmediation (Schwellungen, bronchienkonstriktiv), Schmerzstoff, Magensaft (+)
    - Kinine:     Bekämpfung von Fremdkörpern
9. Motorik
   - ermöglicht: Lokomotion, Sprache, Kultur (philosophischer Bla)
   - Interaktion mit Psyche

9.1 Muskelphysiologie
    quergestreifte Muskelfasern:
       - Vorkommen: va. Skelettmuskulatur (Willkürmotorik) und Herzmuskulatur
       - Muskelarbeit = Verkürzung d. Muskels
       - max. Länge: 20cm
       - Aufbau: - Organellen (Zellkern, Myofibrillen, uvm.) umschloßen von Sarkolemm
                  - Myofibrillen: - eigentlich Kontraktoren
                                   - sichtbar unterteilt in I-/A-Band, Z-Linie, H-Zone (Z-Z-Abstand = Sarkomer)
                                   - bestehen aus langen, fadenartigen Filamenten
                                   - Myosinfilamente (150 – 350 pro Filamentfaden)
                                   - Aktinfilamente (verdrillte Aufreihung von G-Aktin-Molekülen)
                                        - Verbindung mittels Myosin-Aktin-Querverbindungen
                                        - Konformationsänderungen  Verschiebung gegeneinander (Verkürzung)
                                             jede Konformationsänderung verbraucht ATP (beide Richtungen)
                                                               2+
                                   - Kontraktion benötigt Ca (Speicherung in Sakroplasmatischem Retikulum)

   glatter Muskelfasern:
      - Vorkommen: va. innere Organe und Blutgefäße
      - Funktion: langanhaltende Kontraktionen
      - Verbindung untereinander mittles elektr. Synapsen
      - Aufbau: - netzartige Myosinfilamentstruktur (an Zellrändern durch Aktin-Verdichtungen gehalten)
                 - gleichen Grundprinzip (keine großen Längenänderungen)
      - Merkmale: Eigenrhythmizität (Fähigkeit zur autonomen Aktivität)
                         - myogener Tonus:
                             - Erregung durch Schrittmacherzellen (depolarisieren spontan
                                  eigenständige Verbreitung im Muskelzellverband (da elektr. Synapsen)
                             - neuronale Verbindungen sind nur modulatorisch
                         - neurogener Tonus:
                             - Erregung primär per veg. Neurone
                             - betroffene Nervenzellen haben kaum elektr. Synapsen
                                  präzisere Erregung
                     reflektorische Tonuserhöhung:
                         - passive Dehnung der Zellwand führt zu Depolarisation (mechanosensibler Ionenkanal)
                         - Bsp: Autoregulation von Blutgefäßwänden (konstanter Blutfluß bei höherem Blutvolumen)

   motorische Einheit:
     - Innervation mittels Motoneurone (Zellkörper im Hirnnervenkern/Vorderhorn)
     - α-Motoneurone: - Afferenzen: - axo-dendritische/axo-somatische Synapsen (inhibitorisch/exzitatorisch)
                                         - oft präsynaptische Hemmung
                                         - Konvergenz von mehreren 1.000 auf Motoneuron
                           - Efferenzen: - 1 bis viele 1.000 (beeinflußt Steuerbarkeit)
                                         - motorische Endplatte
                                             - Vergrößerung der Kontaktfläche (Verzweigungen, Einbuchtung in Sarkolemm)
                                             - muskarinerger ACh-Rezeptor
     - Kontraktionsstärke: - Muskel besteht aus vielen Fasern  viele innervierende Nervenzellen
                           - Stärke abhängig von gleichzeitig feuernden Motoneuronen

9.2 Afferenzen
    - Rückmeldung des Zustands des Bewegungsapparats

   Muskelspindeln:
     - kleine Bündel quergestreifter Fasern
     - Infos per umwickelnde Nervenzelle
          afferente Impulse bei Dehnung (passiv o. antagonistischer Muskel)
           adäquater Reiz ist Verlängerung d. Muskels
      - Bedeutung va. für gegenregulatorische Kontraktion (Gleichgewicht halten)
      - Verbindung zu Rückenmark per Ia-Fasern
      - γ-Motoneurone: - Efferenzen auf Muskelspindeln (Kalibrierung der Muskelspindel)
                                Signale führen zur Verdickung/Verkürzung
                           - Zellkörper haben kleinere Durchmesser als α-Motoneurone
                           - können ebenfalls Reflexe auslösen (da Verkürzung)

   Golgi-Sehnenorgane:
      - Vorkommen: Übergangsbereich von Muskelfasern zu Sehnen
      - adäquater Reiz ist Spannung bei Muskelkontraktion
      - Verbindung zum ZNS mittels Ib-Fasern

9.3 motorischer Steuerung auf Rückenmarksebene
    Rückenmarksebene:
       - Reflex = unwillkürliche, immer gleich ablaufende Reaktion auf best. Reiz
       - Reflexbogen = Kette von sens. Neuron, ggf. Interneurone, mot. Neuron
       - Eigenreflex: - Reiz/Antwort erfolgen am selben Organ
                      - monosynaptisch (direkte Umschaltung von sens. auf mot. Neuron)
                      - Bsp: Kniesehnenreflex
                              - passive Dehnung d. Muskels  direkte Reaktion von Extensor
       - Fremdreflex: - Reiz/Effekt an untersch. Organen
                      - polysynaptisch (indirekte Umschaltung von sens. auf mot. Neuron)
                      - Bsp: Flexorreflex (Beugereflex)
                              - schmerzhafter Reiz distal auf Extremität
                                   Aktivierung d. Flexors, Hemmung d. Extensors (mittels hemmenden Interneuron)
                              - modulierende Einflüße von Gehirn (weitere kompensatorische Aktivitäten)
       - Beendung von Reflexen mittels aktiver Hemmung durch Sensoren (so.)

   spinale Hemmungsmechanismen:
       - notwendig für Feinabstimmung
       - reziproke Hemmung: - Hemmung antagonistischer Muskeln (am selben Gelenk)
                                    hemmendes Interneuron
                               - Modulation durch Zuflüße aus selben Rückenmarkssegment/absteigende Bahnen
       - Rückwärtshemmung: - Renshaw-Zellen
                               - hemmende Interneuronen (gleiches Motoneuron, benachbarte Interneurone)
                               - Sinn&Zweck: quasi-elastische Steifigkeit (Stabilisierung, Unterdrücken von Zittern)
                               - Modulation durch absteigende Bahnen

   Dystonien/Hypertonien:
      - Haltungs/Bewegungsabnormitäten
      - Ursache: anhaltende Muskeltonuserhöhung (Vermutung: Störung d. absteigenden Hemmung)
10. allg. Sinnesphysiologie
   - Sinne vermitteln Infos über Umwelt
   - nur best. Energiemuster wahrnehmbar (evolutionär selektiert)  Sinnesreize
        schmaler Ausschnitt (weniger Belastung für IV)

9.4 motorische Steuerung auf Gehirn-Ebene
11. Somatosensorik
12. visuelles System
   - Einfangen, Bündelung von Lichtstrahlen  opt. Abbildung auf Netzhaut


12.1 Anatomie und Histologie des Auges
   - Positon in Augenhöhlen im Schädel
   - von Fettpolster umgeben
   - Motorik: 6 Augenmuskeln (horizontal/vertikal/Drehung)

   Anatomie
      - äußere Augenhaut: -besteht aus: Sklera (Lederhaut): - lichtundurchlässig
                                                                    - vorderer Berecih von Conjunktiva bedeckt
                                        Kornea (Hornhaut): - durchsichtig (besteht aus kollagenhaltigen Fasern)
                                                                - keine Blutgefäße (Ernährung per Tränenflüssigkeit)
                                                                - hohe Dichte sens. Fasern (hoch berührungsempfindlich)
      - mittlere Augenhaut: - besteht aus: Choriodea (Aderhaut): - grenzt direkt an Sklera
                                            Corpus ciliare (Ziliarkörper): - enthält va. Ziliarmuskel
                                            Iris (Regenbogenhaut): - Blende des Auges (Pupille)
                                                                        - Konstriktion: Musculus sphincter pupillae (PS)
                                                                        - Dilatation: Musculus dilatator pupillae (S)
      - innere Augenhaut (Retina, Netzhaut): - vorn lichtundurchlässig, hinten lichtdurchlässig (Pars optica)
                                                 - Dicke: 0,2mm

      - Linse:- bikonvex
              - besteht aus langen, elastischen Fasern
              - Krümmung per Ziliarmuskel: - umgibt Linse ringförmig
                                              - Kontraktion  Verengung der Linse (stärkere Wölbung)
                                              - Innervation mittels N. oculomotoris
      - Glaskörper: - füllt Augeninneres aus
                     - gallertartige Masse (98% Wasser)

   Anatomie und Histologie der Pars optica:
      - enthält Photorezeptoren und Nervenzellen (va. feine unmyeliniserte Fasern)
      - sechsschichtiger Aufbau: 1. Pigmentepithelzellen (stützende/ernährende Funktion)
                                     2. Photorezeptorzellen (Stäbchen/Zapfen)
                                     3. Horizontalzellen (Verb. zw. entfernten Bipolarzellen/Photorezeptoren, rezept. Felder)
                                     4. Bipolarzellen (su.)
                                     5. Amakrine Zellen (Verb. zw. Bipolar/Ganglienzellen)
                                     6. Ganglienzellen
      - Inversion der Retina (Licht kommt von 6.)
      - Fovea centralis (gelber Fleck): - ausschließlich Zapfen, kaum neuronales Gewebe  Lichteinfall fast unbehindert
                                         - Punkt des schärfsten Sehens
      - Papilla nervi optici (blinder Fleck):- Austrittsstelle des Sehnervs

12.2 Photorezeptoren
   - sekundäre Sinneszellen (kein AP)
   - 2 Arten: Stäbchen: - skotopisches Sehen (Reizverarbeitung bei schwachem Lichteinfall)
                          - Membranscheibchen im Außenglied
              Zapfen: - photopisches Sehen
                          - Membraneinfaltugnen im Außenglied
   - bei photopischem Sehen sind Stäbchen aktiv gehemmt (durch Interneurone  amakrine Zellen)
   - Aufbau: - Außenglied: - enthält Membranschichten/einfaltungen  Einlagerung von Photopigmenten
                             - ca. 1000 Discs, Abbau per Phagozytose (ca. 100 Discs pro Tag)
              - Cilium: Verb. zwischen Außen/Innenglied
              - Innenglied: stoffwechselaktives Segment, Nachschub an Discs
              - Zellkern (outer nuclear layer)
              - Synapse
   Photochemie:
      Stäbchen:
         - Pigment: Rhodopsin (Opsin + 11-cis-Retinal)
                         Retinal = Aldehyd von Retinol
                         Retinol = Provitamin A
              2+   +
         - Ca /Na -Kanäle werden durch cGMP offen gehalten (Potential bei -30mv)
         - bei Auftreffen von Lichtenergie (1 Photon)  trans-all-Retinal
              Übergang zu Metarhodopsin II
                                                                           2+  +
         - Anwesenheit von Metarhodopsin II verringert Permeabilität für Ca /Na  Hyperpolarisierung (-70mV)
             wandelt cGMP in 5‘-cGMP um (unwirksam)
              weniger Transmitterausschüttung auf nachgeschaltete Zellen
         - schnelle Stäbchenadaptation
      Zapfen:
         - analog zu Stäbchen
         - Zapfenopsine enthalten ebenfalls 11-cis-Retinal
         - Unterschiede in Aminosäuresequenz der Opsinmoleküle

   Dunkeladaptation: - höchste Empfindlichkeit nach ca. 60 min
                     - Empfindlichkeit steigt um 600 – 700%
                     - Knick: Übergang vom Zapfen- zu Stäbchensehen (Wegfall der Hemmung)
                     - photochemische Ursache: Resynthese der Pigmente
                     - neuronale Mechanismen: Wegfall der Stäbchenhemmung, Dilatation der Pupille

12.3 Signalverarbeitung der retinalen Neuronen
   - Funktionen: Kontrastverschärfung, Primärprozesse d. Farbsehens
   - Verschaltung per Bipolarzellen: - Verbindung zwischen Sehzellen und Ganglienzellen
                                      - invaginierende ~: - Synapsen mit Zapfen (Vertiefungen d. Rezeptormembran)
                                                           - Depolarisation bei Zunahme d. Lichtintensität
                                      - nicht-invaginierende ~: - Synapsen mit Zapfen
                                                                - Depolarisation bei Abnahme d. Lichtintensität
                                      - Stäbchen~: bla

   rezeptive Felder:
      - Netzhautfläche, die von einzelner Nervenzelle innerviert wird
      - bestehen aus kreisförmigem Zentrum mit richgförmigem Umfeld
      - „on“-Zentrum: - Lichtpunkt trifft auf Zentrum  Aktivierung d. nachfolgenden Bipolarzelle  AP bei entspr. Faser
                              Erregung d. Zentrums wird verstärkt weitergeleitet
                         - Bipolarzelle kehrt Hyperpolarisation um
                         - Erregung von Umfeld  Hemmung d. Ganglienzelle (per lateraler Horizontalverschaltung)
      - „off“-Zentrum: - Aktivität bei Lichteinfall in Umfeld (laterale Hemmung per Horizontalzelle)
      - max. Aktivität nur bei vollst. Beleuchtung d. Innenfeldes
      - schwächere Aktivität bei Beleuchtung d. ges. Feldes
      - liefern nur Infos über Kontrast (keine Infos über abs. Intensitäten)
      - benachbarte Felder sind überlappend
      - in Fovea kleiner

   Grundtypen von Ganglienzellen:
      - magnozellulärer Typ (α-Zellen):   - große Zellkörper (10% d. Ganglienzellen)
                                          - Eingangssignal va. von Stäbchen ( farbunempfindlich)
                                          - senitiv für Kontrast/Bewegung
      - parvozellulärer Typ (β-Zellen):   - kleine Zellen (80% d. Ganglienzellen)
                                          - kleine rezeptive Felder
                                          - Eingangssignal va. von Zapfen (bes. farbempfindlich)
                                          - sensitiv für konst. Lichtreize  Mustererkennung/Farbsehen
      - koniozellulärer Typ (γ-Zellen):   - klein, aber inhomogen
                                          - blauempfindlich
                                          - Auslösung von Reflexen
   Sehschärfe:
      - Visus:       α = minimal unterscheidbarer Winkel (in Bogenminuten)
          - bei Leuchtpunkten: ca. 25 Bogensekunden (2mm in 10m Entfernung)
          - max. Auflösung entspricht doppeltem Minimalabstand zweier Zapfen auf Netzhaut (Fovea)
      - nimmt von Fovea weg ab (0,1 in Peripherie, mittlerer Zapfenabstand nimmt zu)

   Netzhautprozesse:
      - Farbe ist subj. Qualität des Lichts  Basis in spektraler Charakterisk
      - keine einfache Transformation von Wellenlänge in Farbe (Metamerie)
           Ergebnis komplizierter Verrechnungsprozesse
      - unterschiedliche Sehfarbstoffe pro Zapfentyp
          blau: 440nm        grün: 535nm       rot: 565nm (Teil des gelb-grün Bereichs) Stäbchen: 500nm
      - breite Empfindlichkeitskurven (alle Wellenlängen sprechen mind. 2 Rezeptoren an)
      - L-Zapfen vermutl. erst spät in Phylogenese (Mutation von M-Zapfen)

12.5 kortikale Weiterverarbeitung
   - Axon der Retina vereinigen sich seitenweise zu N. opticus (Sehnerv)
   - teilweise Kreuzung im Chiasma opticus (nasasl gelegene Infos wechseln Seite)
   - Fasern verlaufen weiter als T. opticus
       - 1/3: - N. suprachiasmaticus: Helligkeitsinfos dienen zur Synchronisation von zirkadianen Taktgebern
                                           per Epiphyse (reguliert Melatonin-Ausschüttung)
              - prätektale Region: Steuerung der Pupillenreflexe und Teile der reflexhaften Augenbewegungen
              - Colliculi superiores: - reagieren auf bewegende Netzhautabbilder (Sensitivität für best. Bewegungen)
                                      - erzeugen Sakkaden (vis. Greifreflex  Objekt wird mit Fovea fixiert)
       - 2/3: CGL: - einzige Umschaltstelle von Sehnerven auf Weg zum Kortex
                      - parvo/magnozelluläre Axone projizieren auf parvo/magnozelluläre Neurone
                           - magnozelluläre Neurone: große rezeptive Felder (sensitiv für Bewegungen)
                           - parvozelluläre Neurone: Feinanalyse von Objekten (bes. Farbigkeit)
                      - komplexere Verarbeitung d. vis. Inputs (Kontrastverstärkung)
                      - Kortexafferenzen fördern/hemmen best. Teile der Gesamtinfos
                      - retinotope Organisation (Größen nicht verhältnismäßig  Rezeptoranzahl in Fovea)
       - weiter als radiatio optica

       - Fovea ist beidseitig repräsentiert

       - 3Farben in Retina (Rezeptoren)
       - Gegenfarben in Retina (spez. Verschaltung d. Bipolarzellen, Weiterleitung von Differenzsignalen)
       - Farbkonstanz in V4
       - Farbnamen in Assoz.kortices

12.2 Leistungen des optischen Apparats
   Akkomodation:
       - Veränderung der Brechkraft (bis zu 14 Dioptrien möglich)
       - ab 6m keine Akkomodation notwendig (Lichtstrahlen fallen fast parallel ein)
       - näher dran  stärke Akkomodation notwendig

   Regulation des Lichteinfalls:
      - wird mittels Pupillenweite geregelt (Veränderung der Lichtmenge um bis zu 2500%)
           enge Blende = hohe Tiefenschärfe
      - Ømin = 1,5 mm       Ømax = 8 mm
      - Pupillen passen sich Umgebung reflektorisch an
      - verzögerte Reaktion (0,25s)

   räumliches Sehen:
      monokulare Hinweisreize: Verdeckung, bekannte Größe, Linear-Perspektive, Farbtöne

       Integration der Infos:   - frühestens in V1
                                - Unterschied wird von Neuronen, die auf Unterschiedlichkeit reagieren registriert
      korrespondierende Photorezeptoren:
         - ab 6m: Lichtstrahlen verlaufen fast parallel
         - bis 6m: Netzhautbilder unterscheiden sich
             - spezifische Neuronen für untersch. Grade der Abweichung zw. Netzhautbildern
         - untersch. Bilder werden in onuläre Dominanzsäulen verrechnet (Panum’scher Fusionsbereich)

      Querdisparation:
         - spez. Neuronen reagieren auf Abstnde zwischen Punkten auf Netzhaut
         - Verortung: V1, V2, V3, MT (mediotemporaler Kortex)
         - spez. Neuronen für Bew. in best. Tiefenschicht (mediosupratemporaler Kortex)

      Farbanalyse:
         - Grundlage: Zapfen, Bipolarzellen, V4
         - etholog. Bedeutung: Beurteilung d. Reifegrades vn Früchten, Objekttrennung/erkennung

12.X Sehstörungen
   Hemianopsie: - Ausfall einer Gesichtshälfte
                  - Ursache: Läsionen d. Chiasma opticum
                  - bitemporale ~: Ausfall der temporalen Halbfelder (Läsion d. kreuzenden Fasern)
                  - nasale ~: Ausfall der nasalen Halbfelder (Läsion d. lateralen Teils)
                  - homonyme ~: vollst. Ausfall eines Gesichtsfeldes
   Skotome: - kleine blinde Areale (meist nicht bewusst, da Nystagmus)
              - Ursache: kleinere Läsionen d. Okzipitallappens
   vis. Agnosien: - Verlust der Erkenntnis, gleichzeitiges intaktes Reizdetektionsvermögen
                  - reine Agnosien sind selten
                  - apperzeptive Agnosie: - Verlust jeg. Objekterkennung
                                              - Realisierung der Grundform, Einordnung im Umwelt aber nicht möglich
                                              - meist: Wahrnehmung von nur einem Objekt aus Gruppe
                  - assoziative Agnosie: - Gegenstände werden erkannt (korrekte zeichnerische Widergabe)
                                              - Name kann jedoch nicht zugeordnet werden
                  - Objektagnosien: - Eingeschränke Identifizierung von Objektklassen
                                         - charakt. Merkmale können nicht wahrgenommen werden
                  - Prosopagnosie:       - kein Wiederkennen von Gesichtern (Mimik kann identifiziert werden)
                                         - Unfähigkeit zum Erlernen von neuen Gesichtern
                  - vis. Neglect: - Ursache: Läsion d. Parietalkortex
                                  - Objekte im kontralateralen Reizumfeld werden nicht beachtet
                  - Blindsehen: - Ursache: kontralaterale Läsion
                                  - Ausfall eines Gesichtsfeldteils, jedoch unbew. Wahrnehmung von enthaltenen Objekten
                  - Ursachen: vis. Assoz.felder werden von subkort. Afferenzen nicht erreicht
13. auditives System
13.1 allg. Anatomie
   äußeres Ohr:
       - besteht aus: - Ohrmuschel:  - besteht überwiegend aus Knorpel
                                     - Funktionen: richtungs/frequenzabhängige Filterung des Schalls
                                                       - Wahrnehmung von Untersch. auf Frontal/Saggitalebene
                                                           untersch. Verzerrungsmuster
                                                           Analyse durch spez. Neurone
                                                   Sammlung/Bündelung des Schalls in Gehörgang
                                     - erhält 30x mehr Energie
                    - Gehörgang: -ca. 3cm lang
                                 - anfangs knorpelig, später knöchern
                                 - endet an Membrana tympani (Trommelfell)

   Mittelohr:
      - besteht aus Paukenhöhle/weiteren Zwischenräumen (luftgefüllter Raum)
      - Membrana tympani: - ca. 9mm dick
                                - verbunden mit Hammer (fest verwachsen)
      - Tuba eustachii: - Druckausgleich an Außendruck (jedes mal bei Schlucken)
                             Trommelfell bleibt plan (Wölbung beeinträchtigt Schwingungsfähigkeit  Hörstörungen)
      - Gehörknöchelchen: Malleus (Hammer), Incus (Amboß), Stapes (Steigbügel)
                                Musculus tensor tympani (Trommelfellspanner)
                                Musculus stapeduis (Steigbügelmuskel, Kontr./Relax. verändert Beweglichkeit der Knöchel)
                                     Veränderung der Übertragungscharakteristika (Schutz, Reak.zeit: 35-120ms)
          - Verbindungen: - Hammer ist fest mit Trommelfell verbunden
                            - gelenkartige Verbindungen zw. Knöchelchen
                            - Steigbügel ragt kolbenartig in ovales Fenster rein
          - Funktion: Impendanzanpassung per Hebelprinzip und Verringerung der Grundfläche
                         Luft hat geringere Schallhärte als Wasser (sonst Reflexion)
                         Drucksteigerung um 2200% (am günstigsten bei 300-3.000Hz)

   Innenohr:
      - enthält zwei Sinnesorgane: Kochlea (Hörorgan) und vestibuläres Organ (Lage/Gleichgewicht)
      - Kochlea: - schneckenförmig aufgerolltes Rohr
                 - drei Kanäle: Scala tympani (Verbindung zu ovalem Fenster)
                                 Scala media (enthält Perilymphe/neuronale Strukturen d. Corti-Organs)
                                 Scala vestibuli (Verbindung mit rundem Fenster
                     - Trennung mittels Reissner-Membran bzw. Basilarmembran (Basis bis Apex)
                     - Helikotrema: Umkehrung/Ende der Kochlea
                     - Endolympe: Potential: +80mV
      - Corti-Organ: Tektorialmembran (dient der Aufnahme von Schwingungen)
                     innerer Haarzellen: - eine Reihe, ca.3.000 Stück
                                             - multiple afferent innerviert (20fach)
                                             - haben keinen kontraktilen Apparat
                     äußere Haarzellen: - 3-5 Reihen, 13.000 Stück
                                             - überwiegend efferent innerviert
                                             - haben kontraktilen Apparat (abhängig von Membranpotential)
                     - Haarzellen haben ca. 80 Stereozillen (versch. Längen, absteigend angeordnet)
                         - sind mit tip links (Eiweißfädchen) verbunden
                         - längsten Stereozillen sind mit Tektorialmembran verbunden
                         - mech. Deformation d. Stereozillen löst Ionanwanderungsprozesse aus
                               Haarzellen sind sek. Sinneszellen

13.2 Signalverarbeitung
   Corti-Organ: - Haarzellen haben höchste Empfindlichkeit
                 - Basilar/Tektorialmembran verändern sich auf charakt. Weise
                     - Stereozillen d. äußeren Haarzellen werden abgebogen
                           Öffnung/Schließung von Transduktionskanälen (Aufwärts/Abwärtsbewegungen)
                        +
                     - K -Einstrom bei Öffnung (Depolarisation, da Ladungsausgleich)
                                                         +
                           Ausgleich: spannungsgest. K -Kanäle zu Extrazellulärraum d. Corti-Organs (Konz.ausgleich)
                 - Streckung entlang Längsachse bei Depolarisation (kontraktiler Apparat)
                     - synchrone Bew. zur Schallwelle  aktive Verstärkung
                          - innere Haarzellen werden abgebogen
                              +                  2+
                          - K -Einstrom für zu Ca -Einstrom am anderen Ende
                                 Ausschüttung von Glutamat (syn. Kontakt zu N. cochlearis)

   Basilarmembran: - hohe Frequenzdiskriminanz
                   - 1:1-Kodierung von Schallwellen nicht möglich (AP-Dauer 1ms  max. 1.000Hz möglich)
                   - Steigbügelfußplatte induziert Druckveränderung in Perilymphe
                        Druckausgleich  Durchbiegen der Basilarmembran (transversale Fortpflanzung)
                   - Ortskodierung: -Ausnutzung von anatomischen/histologischen Besonderheiten der Kochlea
                                     - Breite: anfangs gering (0,15mm), später breit (0,5mm)
                                     - Steife: anfang hoch, später gering
                                         - keine gleichförmige Schwingung
                                         - jede Frequenz hat opt. Bereich für max. Elongation (Frequenz-Orts-Abbildung)
                                              andere Bereiche werden mangels Energie/Steife nicht ausgelenkt
                                         - geringe : nahe am Apex (200Hz)      hohe : nahe an der Basis (20.000Hz)
                   - Periodizitätsanalyse: -               können nicht ortskodiert werden
                                             - Analyse der gesamten Entladungsmuster
                                             - genaueres su.

13.3 neuronale Verarbeitung
   - differenztierte Verarbeitung auf subkort. Niveau (Tonhöhe/intensität/dauer, räuml. Pos. der Schallquelle)
   - Kodierung: Dauer – Dauer des Signals
                  Intensität – Entladungsrate bzw. parallele Erregung (intensive Reize  größere Basilarbereich erregt)
                  Frequenz – Identität der Faser (Tonotopie bis Kortex)

   Hörbahn: - N. vestibulocochlearis projiziert auf N. cochlearis dorsalis/ventralis
            - Kreuzung nach Cochlearis-Kernen (wenige Fasern bleiben ipsilateral)
            - weitere Umschaltung einiger Fasern in Oliva superiores (erste Zusammenführung von un/gekreuzten Fasern)
                 bedeutsam für binaurales Hören
            - obspringende Fasern bilden Lemniscus lateralis (N. lemnisci lateralis: weitere Umschaltung, zT auf ipsilateral)
            -weitere Kreuzung in den Colliculi inferiores
            - Umschaltung im CGM  Hörstrahlung bis aud. Kortex

              - Kollaterale: f. reticularis (ARAS kann durch alamierende Töne aktiviert werden (aufwärts, abwärts))
                             Kleinhirn (analoges, Konditionierung?)
              - Hörrinde erhält durch Kreuzung Infos von beiden Seiten (Läsionen sind nicht ganz kacke)

   Tonhöhenverarbeitung:
      - N. cochlearis dorsalis: Kodierung von Reizbeginn/ende, Freq.veränderungen
      - Colliculi inferiores: Extraktion weiterer zeitl. Merkmale
                              erhalten auch somatosens. Infos  polymodale Integration

   Perioizitätsanalyse:
      - für                geeignet
      - Grundlage: Phasenkopplung
           - untersch. Fasern feuern bei Maxima von Wellen versch. Frequenzen
      - Verrechnungsmechanismus unbekannt
      - Beleg: Läsion d. apikalen Basilarmembran

   räuml. Lokalisation:
      - Grundlage: Ohren haben untersch. Position bzgl. Schallquelle  empfangen untersch. Infos
      - zwei Prinzipien: Laufzeitunterschiede (Analyse d. einlaufenden AP in den Oliva superiores)
                             Bereich: bis ca.
                       Geräuschschatten (Unterschiedliche Intensitäten pro Ohr
      - Auslenkung von ca. 3° von Mittellinie wahrnehmbar
      - Analyse von Untersch. auf horizontaler Ebene

   Cone of Confusion: - Kegelmantel, auf dem Quellen gleicher Reize liegen
                      - Abhilfe: Kopfbewegung (va. bei unbekannten Tönen)
                                 Filtereigenschaften der Ohrmuschel

   Echounterdrückung: - Echo bis best. Dauer werden unterdrückt

13.X Tonhöhenwahrnehmung
   - Tonhöhe ist kein obj. Attribut d. Schalls (kovariiert mit Grundfrequenz)
   - Diplakusis: untersch. Tonhöhenwahrn. pro Ohr
   - Ohm’sches Gesetz d. Akustik: tiefster Teilton bestimmt Tonhöhe
   - Seebeck: ggT d. Spektrums bestimmt Tonhöhe („missing fundamental“)
   - Tönhöhenanalyse: - spektraler Kode (Ortskodierung, Reaktion auf best. Feuermuster d. cochlearen Neurone)
                         - temporaler Kode (Periodizitätsanalyse)
                         - Dominanzbereich: 3.-8. Harmonische (spektrale und temporale Analyse)
                              größter Beitrag zur Tonhöhe

   - abs. Gehör: - LZG für Tonhöhe hat jeder (Unterschied in Mühelosigkeit/Schnelligkeit)
                 - nur im jungen Alter trainierbar
                 - bei Musik/Sprache ist Generalisierung/Abstraktion wichtig
14. vestibuläres System
  - Infos über Bewegungszustand: Vestibularorgan, Propriozeption, vis. System und Druckempfindung
       Zusammenführung für vollst. Bild über Körperlage/Bewegungssituation

  - Aufbau des Vestibularorgans:
      - bildet mit Cochlea das Labyrinth
      - Makulaorgane: - Informationen über momentane Lage des Kopfes
                        - doppelt vorhanden: Utriculus (liegt in Horizontalebene) und Sacculus (liegt in Sagittalebene)
                        - Aufbau: - Haarzellen mit Stereozillen (Funktionsprinzip analog zur Cochlea)
                                        Kinozilium, Eiweißfäden, tip links
                                   - bedeckt durch Otolithenmembran (Kalkeinlagerungen: Otolithen)
                                        träge Masse lenkt Stereozillen aus
                                   - ständige Ruheaktivität (60 – 90 Entladungen)
                                        Hemmung/Erregung bei Bewegung von/zum Kinozilium
                                        Freisetzung von Glutamat  AP an afferenten Fasern des Vestibularnervs
      - Bogengänge: - Informationen über Drehbewegungen
                             Bewegungen werden unverzögert übertragen (starre Verbindung mit Schädel)
                        - dreifach vorhanden: vorderer, hinterer, seitlicher Bogengang (je einer pro Dimension)
                        - quasi Hohlring mit Endolymphe gefüllt (reagiert träge auf Bewegungen)
                             Auslenkung von Cupula (gallertinöse Verdickung im Bogengang)
                                 Signalerzeugung analog zu Makulaorgan

  - zentrale Weiterverarbeitung:
      - Haarzellen sind sekundäre Sinneszellen
           innerviert durch Neurone aus Ganglion vestibulare (bilden N. vestibulocochlearis)
      - Projektion auf Vestibulariskerne:
          - Afferenzen: Propriozeption, vis. Information, vestibulären Ganglien
               Integration von äußeren und inneren Infos über Lage/Bewegung
          - Efferenzen: Kleinhirn,Hypothalamus
                        Colliculi superiores (Kompensation der reflektorischen Augenbewegungen)
                        Motoneuronen im Rückenmark (Feinregulation von Stand/Gang)
                        Thalamus  Kortex (prim./sek. somatosens. Areal, Inselrinde)
                                            intermodale Integration (Infos für Bewusstsein)
15. olfaktorisches System & chemischer Sinn
   - basieren auf Interaktion von chem. Stoffan an Körperperipherie
   - Fernsinn, Schutzfunktion ( enge Verknüpfung mit affekt. Erlebnisqualitäten)

15.1 olfaktorisches System
   - stark verhaltensinduzierend
       - bei Tieren: Paarungs/Brutpflegeverhalten, Erkennung, Instikthandlungen)
       - beim Menschen: - verhaltenssteuernd (ohne/mit minimaler kog. Beteiligung)
                            - Sympathie/Antipathie, Unterscheidungsvermögen (oft unbewusst)

   olfaktorische Reize:
       - Auslöser: Geruchsmoleküle (müssen in Gasen vorkommen können)
                        aus Struktur kann Riechbarkeit nicht vorgesagt werden
       - fast alle Gerüche sind Mischgerüche (keine Analoga zu Grundfarben)
       - hohe Differenzierungsfähigkeit (potentiell 10.000 Gerüchs unterscheidbar)
       - hohe Sensibilität (sehr wenig Moleküle zur Wahrnehmung benötigt)
       - Adaptation: - Darbietung über mehrere Minuten  Sinken auf 25-40% der urspr. Reizstärke
                       - va. in Form aktiver Signaldämpfung in Bulbus olfaktorius, wenig auf Sensorzellebene

   olfaktorische Sensoren:
       - Riechepitel: - enthält ca. 30.000.000 Sinneszellen
                      - 5cm² in hinterer, oberer Nasenhöhle
                      - wird bei normalem Atemstrom nicht überstrichen (Umlenkung bei d. Luftstroms bei „Schnüffeln“)
       - Spezifika: - primäre Sinneszellen (ziehen bis Bulbus olfaktorius)
                      - kurzlebig (Lebenszeit: ca. 1 Monat)
                      - bipolar (Dendrit  Endkolben mit 5-20 Zilien, Axon (C-Faser)  unmyelinisiert)
                      - Zilien enthalten Rezeptorproteine („second messenger“-Prozessen  Depolarisation)
       - durch ca. 1.000 Gene kodiert (ca. 2,5% des ges. Materials  Indiz für große Bedeutung)

   zentrale Riechbahn:
      - Bulbus olfaktorius: - Ausstülpung der Hirnrinde (haupts. graue Substanz, in parallele Schichten gegliedert)
                             - Projektionsgebiet der Riechzellen
                             - liegt paarig vor
                             - Glomeruli: - komplexe synapt. Netzwerke
                                             - Riechzellen-Kollateralen (>1.000) konvergieren auf Mitralzellen
                                             - hemmende Interneurone (Körnerzellen, Kontrastverstärkung)
                                             - Querverb. zwischen Glomeruli mittels periglomeruläre Zellen
                                                   Hemmung d. afferenten Zustrom d. Riechzellen
                                             - sind duftspezifisch (Projektionsgebiete für best. Rezeptortypen)
                                             - Dufteindruck entsteht durch typisches Aktivierungsmuster best. Glomeruli
                                             - implizites Gedächtnis für Gerüche vorhanden
      - Riechhirn: - Projektionsgebiet d. Axone d. ipsilateralen Bulbus olfaktorius
                         - Kollateralen innervieren Nucleus olfaktorius anterior
                              Hemmung d. kontralateralen Bulbus olfaktorius (per vorderer Kommisur)
                     - unterer Temporallappen
                     - umfaßt: Tuberculum olfactorium (detaillierte Geruchsanalyse beider Hemisphären)
                                  präpiriformer Kortex (prim. olfaktorischer Kortex, groß bei Orientierung mittels Geruchsreize)
                                  Rindenbereiche der Amygdalae
                     - Projektion auf orbitofrontalen Kortex (größtenteils via Thalamus (dorsomedialer Kern))
                          Entstehung d. olfakt. Sensation/bewusste Geruchsdiskrimination
      - affekt./veget. Begleitprozesse durch Amygdala/Hypothalamus vermittelt
      - Einwirkung auf Gedächtnis durch Amygdala/Hippocampus

   Pheromone und das vomeronasale Organ:
      - Pheromone = Duftstoffe, dienen der Kommunikation zw. Tieren/Menschen
          - Verarbeitung: - spez. Neuronen im Bulbus olfaktorius
                          - vomeronasales Organ: - Ansammlung von Epithelzellen in Nähe des Riechepitels
      - haben für Menschen keinen Duftcharakter (keine bew. Wahrnehmung)
15.2 gustatorisches System
   - Nahsinn (Kontakt notwendig)
   - Aufgabe: Prüfung von Nahrung vor Verzehr
   - kann affektive/vegetative Reaktionen auslösen

   Grundqualitäten:
      - Geschmacksempfindung größtenteils über Geruch vermittelt
      - gust. System unterscheidet nur wenige Hauptqualitäten:
          süß: Zucker (indiziert Energie)
                              +
          sauer: Säuren (H , indiziert Verderblichkeit)
                           -
          salzig: Salze (Cl , indiziert Lebenswichtigkeit)
          bitter:
          umami: Glutamat, Proteine (Rezeptor ist ähnlich dem NT-Rezeptor)
               bilden Grundelemente für Geschmacksempfindung
      - Nebenqualitäten: alkalisch, metallisch
      - weitere Beiträge durch Schmerz/chem. Sinn (Pfeffer, Chili  scharf), Temperatur, Konsistenz, Geruch

      - Geschmacksstoffe müssen wasserlöslich sein
          - genügend Speichel muss vorhanden sein (sonst ungenügende Entwicklung von Aroma)
      - aus Molekülstruktur kann nicht auf ausgelöste Geschmacksqualität geschloßen werden
      - Intensität abhängig von: - Temperatur: stärkste Intensität zwischen 30°C und 35°C
                                      - Konzentration
                                      - Einwirkdauer
      - Qualität abhängig von Konzentration (bei hohen Konzentrationen schmecken alle kacke, außer süß)
      - Sensibilität untersch. pro Geschmacksstoff (hoch für bitter, niedrig für süß/salzig)
           ethologische Erklärung: bitter zeigt giftig an
      - Adaption: - anhaltende Exposition führt zu verringerter Wahrnehmung
                      - Adaptionsverhalten abhängig von Geschmacksstoff
                          - vollst. Adaption nur bei süß/salzig möglich
                          - Erholungszeiten auch untersch.
                      - Geschmacksnachbilder (Adaption führt zu veränderter Wahrnehmung von anderen Stoffen)

   Geschmackssensoren:
      Geschmacksknospen:       - Zusammenschluß von gust. Sensoren (in Geschmackspapille)
                               - Papillentypen: Pilzpapillen (ges. Oberfläche)
                                                   Wallpapillen (eher hinten, sichtbar)
                                                   Blätterpapillen (hinterer Zungenrand bei Kindern)
                                                   Fädenpapillen (mechanosensitiv, ertasten Nahrung)
                               - Anzahl: 10.000 (Kinder) – 2.000 (Alte)
                               - 2/3 auf Zungenrändern, 1/3 im weichen Gaumen/Eingang zur Speiseröhre
                               - feste wenig Areal-Qualität-Zuteilung möglich alle Rezeptortypen
                                   - untersch. Dichte: süß (vorn), bitter (hinten), sauer/salzig (seitl.)
                               - Aufbau: - Lebensdauer der Sinneszellen: ca. 10 Tage
                                           - Loch in Oberseite  Speichel erreicht Mikrovili
                                           - enthält ca. 50 Sinneszellen (sek. Natur)
      sens. Primärprozess: - Rezeptor haben Bindungsstellen für 3D-Struktur d. Moleküle
                           - Reizung mit Geschmacksstoff führt zu Depolarisation  AP-Auslösung am aff. Neuron
                                                         +             +
                           - Mechanismen: sauer: H blockieren K -Kanal
                                                                 +                      +
                                               salzig: höhere Na -Konzentration  Na -Einstrom
                                                                                                          2+
                                               bitter: „second messenger“-Prozess  Freisetzung von Ca
                                                                                          +
                                               süß: direkte/indirekte Öffnugn eines K -Kanals
                                               umami: mehrstufig, sonst nicht bekannt
                           - jede Geschmackszelle reagiert auf jede Qualität
                               - nur 25% sind Grundqualität-spezifisch
                               - jede Zelle hat best. „Geschmacksprofil“
                               - untersch. Anzahl von Bindungsstellen bei untersch. Zellen  untersch. Ansprechen
      Erregungsmuster: - Geschmacksneurone innervieren mehrere Zellen
                          - reagieren bevorzugt auf best. Reizmuster  stärkste Antwort bei Grundqualitäten
                               Kategorisierung auf Ebene des ersten Neurons
      etholog. Bedeutung: - Analyse von Energieträgern: Fett, Eiweiße (umami), Kohlenhydrate (süß)
                          - Schadstoffschutz: veg. Reflexe (Brechreiz), chem. Detektoren
                               sind sensitiver als „kalorische“ Sinne

   Geschmacksbahn:
      - Geschmackszellen sind sek. Sinneszellen  AP-Generation an nachfolgendem Neuron
      - 3 Wege ins Gehirn: N. glossopharyngeus (Zungengrund)
                             N. facialis (Zungenspitze)
                             N. vagus (Schlundbereich)
      - Umschaltung zum N. tractus solitarii (auch Afferenzen von inneren Organen)
          - Weitergabe an viszeromot./sekret. Kerne  Reflexe aufgrund von Geschmacksreizen
          - Kreuzung auf Gegenseite
              - Projektion zum HT/Amygdala (gleiche Ziele wie Geruchsfasern)  veg./affekt. Begleitprozesse
              - Projektion zum Thamalus (N. ventralis posteromedialis)  prim. Geschmacksrinde (2x Umschalten)
                  - Inselkortex (Hunger-sensible Neurone)  räuml. Trennung nach Qualität


   Störungen:
      - Ageusie: Totalausfall
      - Hypo/Hypergeusie: Minder/Überempfindlichkeit
      - partielle Ageusie: sel. Ausfall
      - Ursachen: Beeinträchtigung der Nervenbahnen, Läsion d. gust. Hirnfelder

15.3 chemischer Sinn
   - erregbar durch spez. Reizstoffe (CO2, NH4, Gewürze, Geschmacks/Geruchsstoffe) in hoher Konzentration
   - neuronale Basis: - freie Rezeptorenden in Schleimhaut
                        - Kopfbereich: va. N. trigeminus
   - Funktion: Schutz vor Schadstoffen (Luft, wässrige Lösung)  Auslösung von schützenden Reaktionen (Lidschluß, etc.)
   - schmerzhafte Sensation
16. biopsychologische Methoden
16.1. Untersuchung eines Neurons
   - Lichtmikroskopie:        - Prinzip: optische Vergrößerung (Auge: 20-80µm, Mikroskop: 0,25µm)
                              - bes. Präparierung notwendig (Fixieren (Formaldehyd), Stabilisieren (Parrafin))
   - Elektronenmikroskopie:           - Prinzip: „Durchleuchtung“ mittels Elektronenstrahl im Vakuum
                                           Auflösungen bis ca. 0,3nm möglich
                                      - Präparat muss vorher mit Kontrastmitteln (Metalle) bedampft werden
   - Fluoreszenzmikroskopie: - Prinzip: best. Stoffe strahlen nach UV-Beleuchtung in best. Frequenzen
   - Färbung: - Prinzip: best. Farbstoffe haben Affinität zu versch. Zellen/Teilen von Zellen
                  - Golgi-Färbung: - färbt alle Zellbestandteile
                                          - nur wenige Zellen pro Schnitt färben sich
                  - Nissl-Färbung:        - färbt primär Zellkörper
                                          - gut für Zählungen/Durchschnittermittlung
   - Autoradiographie: - Prinzip: - radioaktive Substanzen schwärzen Photo-Film
                                          - radioaktiv markierte Glukose sammelt sich in aktiven Zellen an
                              - Ablauf: - Injektion des Kontrastmittels + Lernaufgabe
                                          - Zerschnibbeln des Gehirn und Aufbringung auf Photo-Träger
   - Immunohistochemie: - Prinzip: markierte Antikörper binden an best. Antigene (Proteine, etc.)
                                       erfordert Vorhandensein der speziellen Antikörper und Antigene
                                  - Antikörker-Antigen-Komplex kann sichtbar gemacht werden
   - Meerrettichperoxidase:           - Prinzip: Aufnahme durch Präsynapse, Anreichung am Zellkern
                                      - Aufklärung von Leitungswegen
                                           Zellkörper der Axone im Zielgebiet werden sichtbar
   - Mikrodialyse:        - Prinzip: extrazelluläre Flüssigkeit wird untersucht
                          - Ablauf: Dialysenadel wird in Zielgebiet gestochen
                                           Membran ist nur für best. Stoffe permeabel
                                      per Osmose werden Stoffe in Dialyseflüssigkeit (NaCl) transportiert
                          - Tier muss nicht getötet werden

16.2. EEG
   - Aufzeichnung hirnelektrischer Vorgänge an der Schädeloberfläche
        prim. Kennwerte: U (in Abh. von t)        sek. Kennwerte: Frequenz, Amplitude
   - Grundlage:      - Membranpotentiale der einzelnen Neurone
                     - nur synchrones Verhalten größerer Gruppen kann registriert werden
                     - einzelnes Neuron zu schwach (Dämpfung duch Haut, Knochen, Flüssigkeiten)
   - Neurologie: - erster diagnostischer Schritt (andere Verfahren aufwändig/belastend)
                     - best. Diagnosen zuverlässig: Epilepsie, multiple Sklerose, Störungen im sens. Reizleitungssystem
   - kog. NW: - Aufschluß über zerebrale Aktivierungsvorgänge

   - Typen der Aktivität:
       Spontanaktivität:
          - ständige Spannungsschwankungen an Schädeloberfläche
          - Frequenzbereich: 0,5 – 50 Hz       Amplitudenbereich: 1 – 200 µV
          - in Signal sind best. Frequenzbänder dominant
          Frequenzbänder: - grobe Zuordnung zu psychischen Zuständen (Aktiviertheit)
                             - Frequenz ist proportional zu Aktiviertheit
                             - Alphawellen: - Frequenzbereich: 8 – 13 Hz          Amplitudenbereich: 1 – 500 µV
                                               - va. im entspannten Wachzustand (geschl. Augen)
                                                    synchronisiertes Wach-EEG
                                               - Alphablockade: kurzzeitiger Anstieg der Betawellen (0,5 – 5 s)
                                                    generelle Begleiterscheinung von Verarb. unerwarteter Reize
                             - Betawellen:     - Frequenzbereich: 14 – 30 Hz      Amplitudenbereich: 2 – 20 µV
                                               - va. bei mentaler/körperlicher Belastung
                                                    desynchronisiertes Wach-EEG
                             - Thetawellen: - Frequenzbereich: 5 – 7 Hz           Amplitudenbereich: 5 – 100 µV
                                               - va. tiefe Entspannung, hohe Konzentration bei Lernvorgängen
                             - Deltawellen: - Frequenzbereich: 0,5 – 4 Hz         Amplitudenbereich: 20 – 200 µV
                                               - Kennzeichen für Tiefschlafphasen
                       - Gammaband:      - Frequenzbereich: 30 – 100 Hz   Amplitudenbereich: 2 – 10 Hz
                                         - Hypothese: Zusammenhang zu Binding-Phänomen
                                              Verbindung versch. Objekt-Charakteristika zu gem. Repräsentation
                                              Koppelung räuml. getrennter Neuronengruppen
   Ereigniskorrelierte Potentiale:
       - eigenständige, ereignisbezogene hirnelektrische Aktivitäten, die nicht Spontanaktivität sind
       - deviante Potentialverläufe, hervorgerufen durch innere/äußere Ereignisse  evozierte Potentiale (EP)
       - Arten: sensorische EKP (unmittelbare Reaktion auf Sinnesreiz)
                  motorische EKP (gehen unmittelbar motorischer Aktivität voraus)
                  endogene EKP (nicht an äußere Ereignisse gekoppelt, Indikator für „bedeutungsvolles“ Ereignis)
                  langsame Potentialverscheibung (Vorb. einer mot. Reaktion, Erwartung eines ext. Reizes, CNV)
       - Komponenten: - Einzelsegmente des EP
                         - Amplitude geringer als Spontanaktivität (Faktor 5 – 20, da geringere Zellverbände)
                         - grobe Unterteilung: exogene (eher früh)  spiegeln sensorische Prozesse wider
                                                endogen (eher spät)  diffuse Reaktionen größerer Kortexareale
                                                                         kovariieren mit psych. Einflüßen
                         - P300: Positivierung bei ca. 300ms  stark von endogenen Einflüssen determiniert
                              besondere Rolle im subjektiven Erleben
                         - Bereitschaftspotential: - Negativierung 500-1000ms vor motorischer Reaktion
                         - CNV: - neg. Potentialverschiebung nach Hinweisreiz für Zielreiz (S. 568)
                                      danach verschwunden
                                 - v.a. bei motorischer Reaktion oder Erwartung bei Auftreten des Zielreizes
                                      präparatorische Aktivität

- physiologische Grundlagen:
    - Potentiale sind Folge von Dipoleigenschaften neuronaler Generatoren
         Dipol: Ladungstrennung führt zu Felderzeugung (Ladungsgradienten)
    - Dipolfelder: - direkte Ursache: IV an den Apikal-Dendriten der kortikalen Pyramidenzellen
                   - exzitatorische Synapse: Anreicherung von pos. Ladungen in Zelle  neg. Ladungen außen
                        neg. Ladungen fehlen woanders  Potentialunterschied (Ladungstrennung)
                   - oberflächennah: neg. Feld bei EEG nicht oberflächennah: umgekehrt (da Potentialdifferenz)
                   - inhibitorische Synapse: Anreicherung von neg. Ladungen in Zelle  umgekehrt zu oben
         nur meßbar, wenn große Neuronenpopulation synchron und gleichartig angeregt werden
    - EEG-Rhythmen: Alpha: - thalamokortikale Feedbackschleifen
                               - Modulation des Thalamus durch formatio reticularis
                                     u.a. Hemmung der thalamischen Schrittmacherzellen
                               - visueller Kortex: Taktung durch rein kortikale Netzewerke
                       Beta: - intrakortikale oszillatorische Netzwerke (Gamma analog)
                       Theta: - hippokampokortikale Verschaltungen
    - EKP-Entstehung: gleichförmige, synchrone Entladung postsynaptischer Potentiale
    - Negativierung: - Ursache: cholinerge Synapsen
                       - Hyperpolarisation an der Oberfläche  Depolarisation im Soma-nahen Bereich
                            leichtere Auslösung eine AP möglich  Mobilisierung des Bereiches

- Praxis:
    - Elektroden werden in Haube im normalerweise 10-20-System angeordnet
    - Rohsignale müssen vorverarbeitet werden (Verstärkung, Filterung, Digitalisierung, Speicherung, uvm.)
    - Darstellung: - Frequenzhistogramm = Fourieranalyse
                         X-Index = Anteil spontaner Zeitanteile von X im Spontan-EEG
                    - Powerspektrum = ???
    - Spontan-EEG: - Aussagen zum Aktivierungszustand des Individuums
                        - intraindividuell stabil
    - EKP: - Signal hat weniger Energie als Rauschen (= alle andere elektrische Aktivität)
            - Signal hat zeitlichen Zusammenhang zu Auslöser
                 Mittelung (Averaging) behebt das Problem (aber schwierig, da Voraussetzungen nicht erfüllt)
            - Kennwerte: Amplituden (in µV), Latenz der Komponenten (Position der Elektrode)
                 Nomenklatur der Latenz: P/N + Anzahl der Komponente oder t in ms (P2 = 2te pos. Komponente)
            - wichtigeste Einflußgröße: Latenz (korreliert neg. mit Latenz der meisten Komponenten)
   - Brain-Mapping:
       - Erstellung einer Topographie der Potentialunterschiede
            alle Elektroden mit gleichem EEG-Parameterwert werden verbunden (Färbung zur besseren Diskrimination)
       - bei geringer Elektrodenanzahl  Interpolation

16.3 MEG
   - Prinzip: Registrierung magnetischer Feldlinien auf Schädeloberfläche
        neurale Dipole erzeugen auch magnetische Felder, die keiner Dämpfung unterliegen
                                              -13
        Feldstärken extrem gering (ca. 10 T)
   - Vorteile: hohe räumliche Auflösung möglich (da keine Dämpfung)
                einfacherer mathematische Modelle  3D-Lokalisation möglich
   - Nachteile: aufwändige Methodik
                   hoher Aufwand für Abschirmung notwendig (Magnetfelder durch ferromagnetische Materialien)
                   hochempfindliche Messtechnik benötigt
                        SQUID-Magnetometer (nutzen Effekt der Supraleitung aus)
   - Anwendung: - prä/postoperationsdiagnostik, Epilepsie/Schlaganfallherde
                       - sensorische EP, EKP, Untersuchung der kortikalen Plastizität

16.4 Bildgebende Verfahren
   - bilden Struktur und Prozesse des Gehirns ab
   - Röntgenstrahlung
        - Prinzip: Durchlässigkeit bei versch. Gewebsarten untersch. (abh. von Dichte, Dicke, Zusammensetzung)
             Auffangen der Strahlung mit photoempfindlicher Oberfläche
        - CT: - Fächer von Röntgenstrahlen durchdringt Kopf, rotiert in ca. 1°-Schritten
                - trifft auf Ring von Sensoren  Verrechnung der Intensitäten zu 2D-Schnittbild  nächste Schicht
                - Anwendung: 3D-Bildbegung möglich ( Operationen)
                - Evaluation: + wenig struktureller Aufwand
                                 - Verwendung ionisierender Strahlung, zT. Kontrastmittel notwendig
   - Magnetresonanztomographie (MRT):
        - Prinzip: - Atomkern hat magnetisches Moment, da Spin
                           Eigenschaften sind von Umgebung (Molekül, Kristallgitter) abhängig
                     - Ausrichtung der Atom mittels Magnetfeld, erzwungender Spin mittels Hochfrequenzfeld
                           bei Abschaltung fallen atom in normale Bewegung zurück  emittieren elektromag. Wellen
                     - Schluß auf magnetischen Eigenschaften, somit auf Umgebung des Atoms
        - fMRT: - Abbildung aktivierter Areale
                     - neurovaskuläre Koppelung: erhöhte Neuronenaktivität (höherer Glukose/O 2-Bedarf)
                           höhere lokale Durchblutung
                     - BOLD-Signal: - höhere Durchblutung  mehr O2 als Bedarf vorhanden (höhere Energieabsorbtion)
                                             Messung des Verhältnisses Oxyhämoglobin – Desoxyhämoglobin
                     - FLASH: hohe räumliche (1mm), schlechte zeitliche (ca. 10s) Auflösung
                     - EPI: hohe zeitliche (<100ms) Auflösung, hohe Geräuschbelastung
                     - Evaluation: + räuml. und zeitl. Auflösung möglich  kurze Verweildauer
                                     - Bewegung verringern Bildschärfe stark, Geräuschentwicklung
        - Magnetresonanzspektroskopie:
            - ermöglicht neurochemische Untersuchungen (auch kleine Mengen)
            - emittierte Energie wird auf charakteristische Spektren untersucht
   - Positronenemissionstomographie (PET):
        - Prinzip: - Markierung von Zellstrukturen (Liganden, Membranen) mit radioaktiven Isotopen geringer Halbwertszeit
                     - bei Zerfall werden Positronen freigesetzt  Auslöschung durch Elektronen
                           Abstrahlung zweier Photonen (Gammastrahlung) im 180°-Winkel
                     - Erfassung gleichzeitigen Auftreffens von Photonen auf diametralen Sensoren (Koinzidenzschaltung)
                     - Auflösung: < 5mm, ca. 1s
                                                                                       18
                     - Marker: - radioaktive markiertes Wasser/Sauerstoff (Blutung), F-Desoxyglukose (Metabolismus),
                                   18 11
                                     F/ C (Dopamin-Rezeptoren)
                                 - kontinuierliche Zuführung bei geringer Halbwertszeit
                     - Evaluation: + hohe räuml. Auflösung
                                     - radioaktive Strahlung, hoher technischer Aufwand (Zyklotron zur Herstellung der Marker)
   - Single- Positron-Emissions-Computertomographie (SPECT):
       - Marker sind Radioisotope, die Gammastrahlung aussenden (Rest analog PET)
       - Messung mittels rotierender Gammakamera
       - Evaluation: + geringerer technischer Aufwand, Markierungssubstanz leichter erhältlich
                      - geringer räuml. Auflösung (0,6 – 1,5cm), Reliabilität geringer

16.5. TMS
   - Prinzip: - senkrecht zur Schädenoberfläche wird ein Magnetfeld erzeugt (ca. 1T)
              - elektrisches Feld steht senkrecht auf Magnetfeld  Modulation der Ionenwanderungsprozesse
                   lokale Unterbrechung, Hyper/Hypopolarisation möglich (∆t im Milli- bis Sekundenbereich)
   - ermöglicht Läsionstudien ohne permanenten Schaden
   - rTMS = repetitives TMS (Impulse werden wiederholt gegeben)
   - Einsatzbereiche: Sprachlokalisation: rTMS (4-25Hz,5-10s) auf l. inf. Frontallappen  Sprachunterdrückung
                          visuelles System: Impulse im V5 verhindern Bewegungserkennung
                          Depression: Stimulation des dorsolat. präf. Kortex  Verbesserung bei Depr.skalen (umstritten)
                          Untersuchung der Reizleitung zwischen mot. Kortex und peripherer Muskulatur

16.6 psychophysiologische Indikatoren
   - psychologische Prozesse bilden auf physiologische ab  Bsp: Erkennen, Kognition, uvm.
   - Messungsschritte: 1. Ableitung des Biosignals mittels Messfühler
                         2. Gewinnung der Indikatoren (quantitativen Größen) aus Biosignal  s. EEG
   - pos. Faktoren: geringe Probandenbelastung, hohe Kovarianz mit psych. Konstrukt, Spezifität für Organ(system)

   Herz-Kreislaufsystem:
      - Funktionen: Transport von Energieträgern
                     Abtransport von Stoffwechselprodukten
                     Temperaturregulation
                     Hormonübertragung (Informationsübertragung)
           flexibel, da Versorgungsbedarf nicht konstant ist
      - Herzfrequenz: - verbreitetster Indikator in Psychophysiologie
                         - zweiseitige Reaktionsrichtung
                         - Messung per Elektrokardiogramm (EKG):
                             - Erfassung des QRS-Komplexes (S. 588)
                                  Frequenzbestimmung per RR-Intevall
                             - Ableitung II nach Eindhoven: rechter Unterarm, linkes Bein (rechtes Bein als Erde)
                         - Kardiotachometer: stellt Herzfrequenz als Linienhöhe dar
                         - Herzfrequenzvariabilität ebenfalls bedeutsam (gering bei Aktivierung)  meist S² des RR-Intervall
      - respiratorische Sinusarrhythmie: Beschleunigung der Herzfrequenz bei Einatmen, Verlangsamung bei Ausatmen
          - größe RSA-Amplitude  Vagotonie (starke Funktion des N. vagus  erhöhte parasympathische Aktivität)
              - Hinweis auf dominante Vagusaktivität oder verringerte Aktivierung
                   Belastung kovariiert mit Vagusaktivität
          - Aufzeichnung erfordert kombinierte Aufzeichung von Herz/Atemfrequenz
      - phasische Herzveränderungen: - reizbedingte Änderung der Herzfrequenz (∆t ca. 15s)
                                             - Akzeleration bei emotional aktivierenden Stimuli, Schmerz/Angstreizen
                                             - Dezeleration bei Orientierung, Entspannung, Aufmerksamkeitsprozessen
                                             - Kennwertbildung: max. Abweichung von Baseline über letzte 5 s
      - T-Wellen-Amplitude: - valider Indikator für Sympathikusaktivität
                                      kovariiert mit mentaler/emotionaler Belastung
                                 - sensiblerer Indikator für kog. Belastung als Herzfrequenz
                                 - Kennwertbildung: Differenz d. T-Hügels zur ST-Strecke
      - Blutdruck: - Druck der Arterienwände bei Herzaktion (Schwankungen zw. Diastole/Systole: 80 auf 130 mmHg)
                     - valider und reliabler Indikator für psychische Belastung


   elektrodermale Aktivität (EDA):
       - Prinzip: Widerstands/Spannungsänderungen kovariieren mit psychischen Zuständen
       - Ursache: Schweißdrüsen der Haut (Schweiß erhöht Leitfähigkeit der Haut)
            werden sympathisch angeregt
        nicht homogen über Körperoberfläche verteilt (hoch: Hand/Fußinnenfläche, niedrig: Rumpf)
   - Messung: - Ableitung in Handinnenfläche
                  - prim. Kennwert: Leitfähigkeit (in µS/µmho)
                  - sek. Kennwerte: Grundniveau, Frequenz spontaner Fluktuationen, Höhe/Latenz phasischer Reak.en
   - Aktiviertheit kovariiert mit Fluktuationsfrequenz

muskuläre Aktivität (EMG):
  - Prinzip: Messung der Muskelaktionspotentiale
       bei erhöhter Muskelspannung steigen Anzahl der Muskelfasern und Entlasgunsfrequenz
           Erhöhung der EMG-Amplituden und Frequenzsteigerung des EMG-Signals
  - Kennwertberechnung per Integral über EMG-Signal  kovariiert mit Energieaufwand
  - Anwendung bei Biofeedback und Streßforschung

okuläre Prozesse:
   - Netzhaut hat neg. Potential gegenüber Hornhaut  Potentialschwankungen bei Augenbewegungen (dipolähnlich)
        Elektrookulogramm (EOG)
   - Pupillenweite kovariiert mit sympathischer Erregung
        Messung per Videokamera
17. Pathophysiologie

  - Hemiballismus: - überschießende Bewegungen in Armen und Beinen (Ursache: Läsionen des N. subthalamicus)
  - Chorea Huntington:
  - Parkinson: - Untergang dopaminerger Neuronen der S. nigra (insbes. pars compacta)
                      Hemmung der Bewegungshemmung fällt weg
                 - langsamer Krankheitsverlauf
                 - Symptome: Akinese (Schwierigkeiten bei Bew.initiierung), Rigor (Muskelstarre), Tremor (Zittern)
                 - Therapie mittels L-Dopa, experimentell: Implantation von Stammzellen
  - multiple Sklerose: - herdförmige Demyelinisierung (Plaques), meist auch Schädigung der demyelinisierten Zellen
                        - Symptome: muskuläre/sensorische Störungen
                             Muskellähmungen, Missempfindungen (keine Schmerzen), kog. Störungen
                        - Verlauf: 80% schubweise (Verschlechterung innerhalb vonTagen, unvollst. Remissionen möglich)
                                   20% chronisch-progradient (keine Remissionen)
                        - Ursache: Autoimmunerkrankung (genetisch bedingt)
                        - Therapie: Immunsuppression

  - Diabetes mellitus:
      Typ I: Langerhans’sche Zellen sind zerstört  keine Insulinproduktion
      Typ II: Verringerung der Körperzellen gegenüber Insulin
  - Zwergwuchs: Somatotropinmangel
  - Akromegalie: Somatotropinüberschuß (häufig durch Hypophysentumor)  Vergroßerung der Akren
  - Morbus Basedow: Hyperaktivität
  - Cushing-Syndrom: zu hohe Glukokortikoidkonzentration  Mondgesicht, Wesenveränderung, Leistungsschwäche
                          Auslöser: ACTH-prod. HP-Tumor oder kortisolprod. Nebennierenrindentumor
  - Gürtelrose: - Virus ruht in Spinalnerven
                 - Symptome bei Ausbruch nur auf betreffendem Dermatom
  - Hydrocephalus: Verstopfung der Ventrikelverbindungen
  - Korsakow-Syndrom: Läsion der Mamillarkörper/anteioren Thalamus durch Vitamin B-Mangel
       Symptome: anterograde/retrograde Amnesie, Konfabulation, Apathie, mangelnde Einsicht
  - Menière-Krankheit:       - Störung der Signale der vestibulären Haarzellen
                             - Symptome: Schwindel, Übelkeit/Erbrechen (spontanauftretende Anfälle)
                             - Ursache: Störung in Beweglichkeit/Druck der Endolymphe
  - Bewegungskrankheit: - Störung der visuell-vestibulären Interaktion
                             - Symptome: Schwindel, Übelkeit/Erbrechen, kalter Schweiß ,Blässe
                             - Ursache: vis. Information widerspricht vestibulärer
                                  erhöhte Ausschüttung von Adrenalin/Noradrenalin und Vasopressin
                                                     2+
  - Lambert-Eaton-Krankheit: - Untergang der Ca -Kanäle der Neuronen
                                 - Symptome: Muskelschwäche/Schmerzen (bes. im Beckengürtel)
                                                 Nachlassen bei wiederholter Anstrengung
                                 - Ursache: Autoimmunstörung (greift Kanäle an)
                                                 freigesetze Transmittermenge ist reduziert  Kontraktion nicht möglich
  - Presbyopie: - Elastizität der Augenlinse nimmt ab  Krümmungsfähigkeit verringert
                 - 10j: 14 Dioptrien        50j: 2 Dioptrien     70j: 0,5 Dioptrien
  - Nachtblindheit: Vitamin A-Mangel  Probleme bei 11-cis-Retinal-Produktion

				
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