Biologische Grundlagen I - Klimesch

Psychologie - Biologische Grundlagen 1

VISUELLES SYSTEM:

Augapfel= beweglich (Kraftsparend- der Kopf wird nicht bewegt)

In Ruhe = flache Linse (Fernsehen)- gespannter Ciliarmuskel Nahsehen= gekrümmte Linse. (Evolutionär: unser Auge ist auf fernsehen eingestellt, nicht auf nahsehen.)

Die nasalen Hemiretinahälften überkreuzen sich an der Chiasma opticum und laufen in die entgegengesetzten Hemisphären.

(Ausfall / Läsion der Gehirnpartie der Infoverarbeitung = "Hemianopsie" -Eindruck eines eingeengten Gesichsfeldes)

Retina = Umsetzg. Lichteinfall (physikal.) - Nervenimpuls

(biolog)

5 neuronale Schichten:

Rezeptoren - Horizontalzellen - Bipolarzellen - Amakrinzellen - Ganglienzellen - Axome nur S / W

!

Schneeeblindheit= Überlastung, Konturensehen verschlechtert sich.

Horizontalzellen:

Wirken als negatives Feedback /sammelt Info auf eine Bipolare Zelle, die die Reaktion auslöst.

REIZWEITERLEITUNG:

durch Soma - Axon Übergang (elektrischer Schwellenwert) -

NZ steht immer unter Spannung. (-40 = Ruhepotential)

Inhibitorische (Abnahme) und exzitatorische (Zunahme) Veränderung

...beruht auf Diffundierung von Natrium - Kalium -Ionen.

* Kontaktstelle = Synapse.(pro NZ ca. 8000) durch den Spike an

der synaptischen Spalte -> Ausschüttung der Transmittersubstanzen

- (Chemische Infoübertragung) -> (biologische Infoübertragung nur

bis präsynaptischem Teil) -> Rezeption 400 x Pro sec. an der

postsynaptischen Seite.(hier = größte Trägheit) -> Polarisation

baut sich auf.(Depolarisation= pos./ Hyperpolaristion= negativ)

* Rasche Spikefolge: wirkt je nach Art erregend oder hemmend.

* Zellkörper mißt: überwiegt Hemmung oder Erregung (-> Auslösung oder Unterdrückung des Aktionspotentials.)

- Daher: der Reiz erfolgt nicht durch Licht ! (bei Licht = Stromunterbrechung) -Zellinneres wird negativiert)

= elektrophysiologische Funktion eines Rezeptors.

bei kurzen Lichtblitzen:

langsames Abklingen,

abhängig von Licht- intensität.

REZEPTIVE FELDER:

= haben eine Antagonitische Wirkung !

= funktionell (aufgrund der Funktion der NZ.) anatomische

Strukturen, die sich auf die Gruppierung von Neuronen in rezeptiven Feldern beziehen.

ON-Zentrums-Neuron = bei Zentrumsreizung -> Erhöhung der Frequenz. Off-Zentrums- Neuron: ----''---- ->Senkung der Frequenz.

* Rezeptorfeld: ähnlicher Aufbau wie Retina: Versch. Zellen, Netzwerkstruktur, Info wird in der Hauptrichtung ungehemmt weitergegeben.

* Ein und derselbe Rezeptor kann versch. Funktionen annehmenabhängig von der Reizung. (Zentrum / Peripherie)

(On / Off- Felder: liegen überlappend.)

* Zentrum der On / Off-Zelle wird bei viel Licht sehr klein, bei

Dunkelheit sehr groß. (so groß, daß der Ring (Peripherie)

verschwindet - Antagonisten setzen aus - man sieht schlechter Konturen. -physiologischer Effekt !)

* Diffuser Reiz: Erregung und Hemmung neutralisieren sich.

(infolos) -auch keine unterschiedlichen Reaktionen bezüglich der

Lichtintensität. "Spikes" = Spitzen des Aktionspotentials

* Rezeptive Felder in der Retina, die auf Bewegungsrichtungen spezialisiert sind. -bei Änderung der Bewegungsrichtung -> Änderung der Erregung / Hemmung.

* Über Hemmung und Erregung entscheiden nicht die Rezeptoren, sondern die nachgeschalteten Nervenzellen.

* Verstärkung der Info durch Erregung und Hemmung (Erregung holt Hemmung ein.)

* Hemmung in einem On-Zentrumsfeld ist kleiner als die Erregung in einem Off-Zentrumsfeld.

* Rezeptive Felder: werden zum Rand hin größer; Rezeptoren werden weniger; Linsenkrümmung stärker =Unscharfes Sehen am Rand.

* "Saccadische Augenbewegungen" beeinflußen das Sehen. (ca, 5 ms. danach ist die Sehleistung massiv herabgesetzt, -aber auch schon kurz davor. (vom Gehirn gesteuert !) ca. 200 ms.= "Saccadische Unterdrückung".

* Größte Signalwirkung: sich bewegende Konturen (=schnell hintereinander Erregung und Hemmung.)

* Scheinbarer Widerspruch: auch statische Bilder werden wahrgenommen. Begründung= saccadische Augenbewegungen. (Tremor) Bei Ausschaltung des Tremors durch Geräte ->funktionale Blindheit.

- das Auge sieht auch statische Bilder in Bewegung.

* unsere Sacc.Bewegungen konzentrieren sich auf Konturen und inforeiche Partien der Bilder; kaum auf diffuse Partien.

(Infoträger = von unserem Langzeitgedächtnis ist festgelegt, was "interessant" ist.)

LATERALE HEMMUNG:

...verstärkt die Wirkung der Rezeptorfelder (Konturensehen)

(Zshg. zum menschlichen Denken: starke Kontrastverschärfung (Rassendenken) verhindern Differenzierungen.

Nur die verzweigenden, hemmenden Äste wirken auf das Signal.

(Feedback !) -20% der Signale wirken als Hemmung zurück.

1/5 am lateralen Ast in Hemmung umgesetzt. (geht auch als Hemmung zurück!) Bei Verzweigung schwächt sich die Hemmung ab (bei 2- Teilung halbiert sie sich.) Unterschied = Faktor 4

Inhibitorische Äste= immer kürzere Axone als erregende.

LOGARITHMISCHES PRINZIP:

...Wahrnehmung über Sinnesorgane bildet eine logarithmische Kurve (hat Auswirkung auf das Denken - "interne logarithmische Skalierung") -Wahrnehmung & Denken = eng vernetzt! Generator- und Aktionspotential bilden die selbe Kurve ! Experimente: (mit Vergleichsreizen) bei feinen Reizen= sehr kleine Abstufungen - Abst. wachsen logarithmisch ! (Je weiter weg von der Reizschwelle, dest flacher die Kurve !

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

wenn er sie logarithmiert.

ÜBERGANG PERIPHERE (SINNES-) WAHRNEHMG. - ZENTRALE WAHRN. (CORTEX)

2 rasch aufeinander folgende Stimuli löschen einander aus.

Target= Konturen

Maske = zufällige Punkte

Masking Stimulus kann beliebig lang sein. (außer extrem kurz - wird nicht gesehen) ABER: Je kürzer das Target dargeboten wird, desto länger muß der ISI sein. (Wenn der Target Stimulus gemerkt werden soll.) -und umgekehrt.

Bei Präsentation auf 2 Augen / versch. Orte (gleicher Ort im Gesichtsfeld): gleicher Effekt (Auslöschung) Beweis für die Interferierung der Muster erst im Cortex.

* Je intensiver (heller) ein Reiz, desto leichter wird er wahrgenommen.

* Intensität x Zeit = konstant gehalten. (müssen die selbe Wahrnehmung ergeben. "Blochsches Gesetz" !) - Bei strukturierten Masken (Konturlinien !) gilt das Blochsche Gesetz nicht ! Weil: Konturen haben einem besonderen Stellenwert in der Wahrnehmung !

* Lichtreize addieren sich mit der Zeit.

* Zeitbereich= 150 - 200 ms. (= sacc.Bewegung & Verarbeitung)

1) Random Noise Mask: in der Peripherie repräsentiert
2) Pattern Mask: im Cortex repräsentiert.

CORTEX:

3 verschiedene Arten von Zellen:

Nur eine Richtung führt zur Reizung ! -Maximale Bewertung der Reaktion bei Bewegung in bestimmte Richtung.

Reaktion erst nach Darbietung (Wahrscheinlich weil die hemmende Wirkung während der Darbietung ins Gegenteil umschlägt.) Cortex= über Feedbackschleifen (Schicht 5) mit dem Tectum (Augenbewegungen) verbunden.

* "prefered direction" (in einer best. Schicht.) + topografische Lage bestimmen die Reaktionsstärke. (wie bei Retina - Zellen)

* topografische Relationen bleiben von Retinazellen bis in die Cortexzellen gleich erhalten. (in der Peripherie nur schwächer.) Nur die Auflösung ist verschieden.

* In einer anderen Schicht: Reaktion auf punktförmige Reize. (S4) Hier werden "Informationen" von der Retina in den Cortex geleitet. In der Retina: nur punktförmige Reize führen zur Weiterleitung.)

* Winkeldedektoren im Cortex - ca.20 versch. Winkel werden maximal repräsentiert (für rechtes und linkes Auge) daher: Tiefensehen mit einem Auge schwierig.

* Eine best. Winkellage einer Konturlinie wird von einer bestimmten Kette von Rezeptorzellen weitergeleitet ("Zuständigkeit") -spezifische Vernetzung. (nichts= Zufall!) Gegenansatz: Lernalgorithmen arbeiten auf Basis eines diffusen Systems.

AKKUSTISCHES SYSTEM:

Kommunikation: Sprache entwickelte sich vor der Schrift.

* Rindenfelder des akustischen Systems sind größer als RF des visuellen Systems. (Wahrnehmungsfelder !)

* Visuelle Info steht uns meistens GLEICHZEITIG zur Verfügung - akustische nur SEQUENTIELL.

* Das akustische System ist linkshemisphärisch dominant. (wie die Zeitwahrnemung)

PHYSIK: akustische Reize= sinusförmige Schwingungen - durch

Druckunterschiede in der Luft. (in Schallgeschwindigkeit= 330 m/s) Frequenz= wie viele Sinuswellen pro Zeiteinheit ? (Hz)

Amplitude= Spitzen (von Druckunterschieden bestimmt)

Höhere Frequenzen= stärkere Dämpfung durch die Luft - Abnahme der Amplituden - je weiter weg, desto weniger hohe Amplituden.

"phon"= subjektives Maß der Lautstärke (bei 1000 Hz) Ton= Sinuswelle Klang= rythmische Sw. Geräusch= unrythmische

Hörbereich des Menschen: 20 - 16 000 Hz. / 0 dB - 140 dB SPL "Isophone" = Kurven, die gleiche Effekte bez. der Wahrnehmung ausloten. ( bei 1000 Hz wird der Schalldruck geändert Unterschied)

L = Schalldruck (in dB) N/m2

HÖREN:

Trommelfell: - Verstärkung des Schallreizes durch Hammer, Amboß und Steigbügel. Innenohr: flüssigkeitsgefüllt, (nicht komprimierbar)

Schall breitet sich schlechter aus. (elastisches System !) - ovales Fenster -> Cochlea: um Schnecke herum = Felsenbein, um Schall "einzusperren". ovales F.= "Ausgang"

scala vestibuli= "Input" scala tympani= "Output"

(Penilymphe)

Cochlea: besteht aus drei Etagen: ---''--- und scala media, in der die Haarzellen (Hörsensorzellen) auf der Basilarismembran liegen.

Über ihnen liegt als Abdeckung die Tectorialmembran. (Endolymphe)

* Frequenzkodierung: Basilarismembran wird gegen Helicotrema hin breiter. (Spannung am Eingang stärker) Eigenschwingung: nimmt best. Höhen auf. (dünner = höher)

Neuronale Weiterleitung: Nucleus cochlearis - Schleifenkernkomplex - Olivenkernkomplex - Colliculus inferior - Capsula interna - Corpus geniculatis medialis.

Hören = schon auf früher Ebene der Verarbeitung Verbindung zum optischen Nerv. (Hören und Sehen = eng verbunden.)

Alle Sinnessysteme = (außer dem Geruchssinn) gehen über den Thalamus. (= Tor zum Bewußtsein.)

GLEICHGEWICHTSORGAN:

Für Gleichgewicht= 3 Dimensionen.

Macula - Organ: gallertartige Masse bewegt sich - (jede kleinste Bewegung) -Weiterleitung über Umbiegung von Sinneshärchen.

(verschiedene Längen) in Richtung zum Kinocilium= Aktivierung. macula utriculi -waagrecht / macula sacculi -senkrecht.

* Zur Wahrnehmung von STATISCHEN Veränderungen, nicht Rotationen. Bogengänge: 3 rechtwinkelig aufeinander stehende Bögen - mit gallertartiger Masse gefüllt (wie Endolymphe) -dadurch wie schwerelos aufgehängt. "Cupula" (Sensor) wird bei Rotation umgebogen. * Zur Wahrnehmung von ROTATIONEN.

THERMOCEPTION:

Bei Hitze: Blutgefäße werden weiter -> mehr Blut an der

Oberfläche Thermoregulierung durch Kreislauf. (Blutdruckhebung/ - senkung)

* Kreislaufkollaps= Blutdruck sinkt plötzlich, wenn sich die Adern in der Peripherie erweitern.

* Schock= periphere Blutgefäße kontrahieren und öffnen plötzlich wieder - Blutdrucksabfall !

Übergang warm - kalt ist besonders kritisch, weil in der

Peripherie Adern = enger. (Blut in den Organen. (Erfrierungen !)

TASTSINN: (haptischer Sinn)

2 - Punkt - Schwelle: Abstand, ab dem 2 Punkte als einzeln wahrgenommen werden. (2 - 70 mm)

Oberarme, Rücken =schlecht / Fingerspitzen, Zunge, Lippen = gut.

Hemineglekt: nehmen nur eine Gesichshälfte wahr.-bewegen nur eine.

Anosognosie: Nicht erkennen von eigenen Störungen. (Parietall.R)

SPRACHE:

-Verteidigung -Fortpflanzung -Nahrungsbeschaffung

=> führt zu Kommunikationszwang ! (nur bei sozialen Tieren) Körpersprache - Zeichensprache - Lautsprache.

Emotionen:-Zustand des Individuums: -nach außen dargestellt über Sprache, -nach innen über Cortisol (Energiebereitstellung)

* Signal= erregt Reaktion

* Kommunikation= höhere kognitive Ebene (theorie of mind) Übergang Signal : Kommunikation = dort, wo die mentalen Eigenschaften der Kommunikationspartners zielführend interpretiert werden können.

3 Stadien bei Jungtieren: (wenn alleine - Feind kommt)

1.-"cooing" fiepen - ruft die Mutter
2.-"freezing" erstarren - unsichtbar machen
3.-"barking" Scheinangriff (Grimasse / Laute)

Bei Opiatinjektion: 1.= starke Abnahme / 2.,3.= kein Effekt.

(mildern Schmerzwahrnehmung,Emotionsminderung)

Bei Opiatblockern: 1.steigt an / 2.,3.= kein Effekt.

(1.= vermehrt Opiumrezeptoren im Gehirn)

Bei Benzodiazepinen: 1.kein Effekt / 2.,3. sinkt ab.

(Transmitterstörung - wie bei depression)

=> 1. scheint nicht mit Kommunikation in Zusammenhang zu stehen,

2. und 3. schon. = verschiedene biologische Systeme.

1.= keine spezielle Kontaktaufnahme mit der Umwelt = Signal ! Keine kognitiven Fähigkeiten nötig ! (Automatisch)

2. / 3.= Kontaktaufnahme mit der Umwelt (Wahrnehmung!) - Reihenfolge 2.dann 3.stimmig = kognitive Fähigkeiten. Kommunikation !

Panksepp: Untersuchungen an autistischen Kindern: haben zu viele Endorphine ! ("closed social window")

Jutta Frith: Artikel im "Scientific America":

Autistische Kinder: (eher biologischer als psychischer Ursprung !)

- brauchen Hilfe von Erwachsenen.
- sprechen Sätze nach
- vermeiden Augenkontakt
- lachen oft grundlos
- spielen nicht mit anderen Kindern
- hängen sehr an einem bestimmten Gegenstand
- bemerkenswerte kognitive und handwerkliche Fähigkeiten
- spielen nur mit anderen, wenn dazu aufgefordert
- tun dieselben Dinge, wenn einmal erlernt, immer wieder
- keine "make believe" - Spiele (tun als ob) -keine Metaebene.
- können sich nicht in Gedanken, Wünsche oder Gefühle anderer hineinversetzen.
- verstehen Mimik, aber keine Worte (weil: verstehen nicht, was andere Menschen WOLLEN.)

Endorphinlevel: bei Tieren mit höherem Sozialkontakt / Rang = höher. Wenn E.-level künstl. herabgesetzt= verliert Rangkämpfe.

Begriffsbildung für Mund und Augenstellung schon bei Tieren. Emotionaler Ausdruck= Doppelbedeutung: -Signal -körperl. Ausfmerksamkeit

Untersuchungen am Menschen: "Gesichtsatlas" (FACS) der versch. Mimiken.

* Bei absichtlichem Verändern der Mimik treten die selben physiologischen Phänomene auf, wie bei spontanem Auftreten.

* Mimik überträgt sich auf Emotion (Gesprächspartner !) (uU.wird die Mimik nachgeahmt, um sich in die Sit. des Gesprächspartners versetzen zu können.)

NEUENTWICKLUNG DER HEMISPHÄREN:

Symbole: -Zeichen (repräsentieren Begriffe.) Willkürlich= welches Zeichen für welchen Begriff.

* Zeichensprache der Hominiden: (=schwierig zu erforschen - keine Belege !) Voraussetzung: optomotorische Fähigkeiten (Feinmotorik der Hand / Erkennung)

* Lautsprache: entwickelte sich aus der Zeichensprache (langsam mit Lauten verbunden) durch Bed. der Hände für andere Tätigkeiten.

* Nonverbale Kommunikation scheint mit der Gestik und Mimik den Hochpunkt erreicht zu haben - keine Ausdifferenzierung mehr möglich -> durch Zeichen ergänzt.

Linke Hemisphäre: (bei Rechtshändern) Differenzierung zur

symbolhaften Zeichensprache. (Verständnis) -> später: benachbarte Lokationen für Lautsprache.

* ähnliche Leistungen= in der selben Hemisphäre (benachbart)

* unterschiedliche Leistungen= in unterschiedlichen H. (zB. kognitive und motorische Leistungen !)

ABER: bei Bildung einer neuen Leistung wird sie in einer anderen

H. angelegt - die alte bildet sich erst zurück, wenn sich die neue "bewährt" hat. (s.u.)

3 Sprachvarianten: - Mimik, Gestik - Laut-, Zeichensprache - Mathematik (abstrakte Sprache) =im Gegensatz zur Lautsprache in der rechten H. (s.o.)

EINE bestimmte Leistung ist zu einem best. Zeitpunkt in EINER Hemisphäre.

Mutation: gleicht plötzlich auftretende Umweltbedingungen durch Genveränderungen aus. (evtl.Bsp.: Linkshänder = Anpassung ?) Anpassung: graduell über langen Zeitabschnitt.

* Gestik beim Sprechen = beim Rechtshänder meist mit der rechten Hand -> weil Laut- und Zeichensprache in ähnlichen Gehirnregionen.

* "Unfertigkeit" des Babys nach der Geburt macht den Menschen zum anpassungsfähigsten Lebewesen. (Kultur, Sprache...)

* zu Beginn der Entwicklung: Gehirn bei allen Lebewesen sehr ähnlich. (Vogel: kein Cortex, aber limbisches System, Thalamus) Mäuse, Ratten: Neocortex (nahe am Menschen)

Gewebeschnitte von verschiedenen Tieren: corticale Struktur, Aufbau der NZ = nicht unterscheidbar.

- Unsere emotionalen Fahigkeiten (ähnlich wie Hominide ) hinken den kognitiven (unterscheiden den Menschen vom Primaten !) stark hinterher !

Trennung Sprachverständnis : Sprachproduktion kann nur bei Split - brain - Patienten untersucht werden.

(= corpus callosum durchtrennt !)

* Redundanzmodell: die nicht dominante Hemisphäre ist nur als "Leistungsreserve" gedacht.

* "Primacy" - Modell: jede Hemisphäre, die einmal stimuliert wird, beginnt mit der Verarbeitung nach den für sie charakteristischen Verarbeitungsprinzipien.

* Kontrollmodell: eine dominante Hemisphäre steuert die Tätigkeiten der eigenen und der anderen Hemisphäre.

* Modell zweier verschiedener Grundfunktionssysteme: die Hemisphären unterscheiden sich in Bezug auf ihre Verarbeitungsstile. (R= globale, ganzheitliche (Raumvorstellung) / L= partielle Verarbeitung (Sprache))

* Modell der differenzierten Spezialisierung: Komplexe kognitive Leistungen setzem sich aus Teilleistungen zusammen, die in verschiedenen Hemisphären lokalisiert sein können.

* Evolutionshypothese: evolutiv jüngere Leistungen sind in der linken Hemisphäre angelegt.

Gibt es biologische Unterschiede zwischen wieblichem und männlichem Verhalten, die auf die Hemisphärenunterschiede zurückzuführen sind ?

(schon zu Urzeiten unterschiedlicher Selektionsdruck !)

- Tendenz zur Lateralisierung bei Männern und Rechtshändern besonders. (bei linkshändigen Frauen = annähernd bilateral ) Je mehr Spezialisierung, desto mehr "verbaut" für neue Entwicklungen. (evtl. Linkshänder als "Reserve" für schnelle Anpassungsmöglichekeiten gedacht - Erhaltung des Genpools !)
- Im IQ keine Unterschiede - nur in der Art der kognitiven Fähigkeiten ! (= Art der Intelligenz !)

Durch Präsentation von 2 gleichzeitigen Aufgaben - Ausschaltung einer Hemisphäre.

Männer: - besseres räumliches Vorstellungsvermögen (drehen von Bildern im Kopf...)

- mathematische Schlußfolgerungen
- Orientierung über einen Weg
- Einsatz zielgerichteter mot. fertigkeiten (werfen, fangen..)

Frauen: - können schneller zusammenpassende Objekte erkennen

- höhere Wahrnehmungsgeschwindigkeit
- höhere verbale Gewandtheit (Wortflüssigkeit)
- finden schneller Worte, die einer bestimmten Bedingung genügen.
- besser bei Rechenaufgaben
- besser beim Merken von markanten Punkten entlang eines Weges.
- rascher beim Lösen von manuellen Präzisionsaufgaben.

* Wird zurückgeführt auf hormonale Einflüsse !

(Hypothalamus : steuert das Fortpflanzungsverhalten !)

Auch Unterschiede in den Untersuchungen von Homosexuellen und Heterosexuellen Männern ! (Homosexuelle schneiden bei einigen räumlichen Aufgaben schlechter ab und sind beim Zielen schlechter)

* andere Unterschiede: Hirnstrukturen !

- bei Männern stärker asymmetrisch organisiert als bei Frauen
- Teile des Balkens können bei Frauen ausgeprägter sein
- Verletzungen einer Hirnhälfte haben bei Frauen geringere Auswirkungen
- Wahrnehmungsfunktionen sind bei Frauen weniger auf eine Hemisphäre beschränkt.
- Sprachstörungen treten bei Männern nach Verletzung der linken Hemisphäre häufiger auf als bei Frauen.

Mimik : Emotionaler Ausdruck:

Wenn Gesichtshälfte beim Lächeln gespiegelt: wirkt unecht.

- Gesichtshälften schauen immer unterschiedlich aus - vielleicht weil von verschiedenen Hemisphären gesteuert.

* viele Mimiken = bilateral

* um die Mundgegend: asymmatrisch

* Stirn und Augen: symmetrischer

- Gestik: (bei Rechtshändern meist mit der rechten Hand !) Ist besonders auffallend, wenn keine Mimik vorhanden. = Art von Zeichensprache; ersetzt mimischen Ausdruck !

RZ schneller bei glücklichen oder traurigen Gesichtern ?

Rechtshänder : linke Hemisphäre schneller bei "glücklich". rechte Hemisphäre (älter !) schneller bei "traurig" Weil: Aggression, Wut, Angst = wichtiger für "fight and flight - mechanismus".