Grundlagen der Biopsychologie. Nervensystem, Hormone und Neurofeedback

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1. Aufgabe 1- Unterschiede somatisches und vegetatives Nervensystem
1.1 Das Nervensystem
1.2 Zusammenfassung der Unterschiede

2. Aufgabe 2- Funktion Hypophysen- Hormone
2.1 Lage und Aufbau der Hypophyse
2.2 Oxytocin
2.3 Vasopressin
2.4 Somatotropin
2.5 Adrenocorticotropes Hormon

3. Aufgabe 3- Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten Neurofeedback
3.1 Funktionsweise Neurofeedback
3.2 Anwendungsmöglichkeiten

Quellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Aufgabe 1- Unterschiede somatisches und vegetatives Nervensystem

1.1 Das Nervensystem

Es lässt sich zunächst feststellen, dass das Nervensystem anatomisch aus einem zentralen und einem peripheren Teil besteht. Funktionell lässt sich das Nervensystem wiederum in das somatische (SNS) und das vegetative Nervensystem (VNS) unterteilen.¹ Es ist diesbezüglich zu erwähnen, dass sowohl das VNS als auch das SNS eher dem PNS zugeordnet werden. Jedoch liegen auch Bestandteile im ZNS.² Das Nervensystem an sich ist grundsätzlich zuständig für die Erfassung, Weiterleitung, Auswertung und Speicherung von Informationen der Umwelt und des Körpers und ist somit für den Mensch unverzichtbar.³ Es kann demnach auch körperliche Prozesse steuern.⁴ Die Nerven des PNS liegen außerhalb des Schädels und des Wirbelkanals. Es zieht somit alle Nerven außerhalb des Gehirns und Rückenmarks mit sich, während das ZNS die Nervenbahnen im Gehirn und Rückenmark beinhaltet.⁵ In den folgenden Unterkapiteln werden jeweils das somatische und das vegetative Nervensystem näher erläutert und anschließend die Unterschiede der Systeme dargestellt.

1.1.1 Somatisches Nervensystem

Das somatische Nervensystem (SNS) dient der afferenten und efferenten Kommunikation mit der Umwelt. Demnach leitet das SNS zum einen sensorische Informationen von der Umwelt durch Rezeptoren auf der Haut, Auge, Ohren aber auch Gelenken und Skelettmuskeln an das zentrale Nervensystem weiter und zum anderen leitet es auch Informationen des ZNS zur Skelettmuskulatur.⁶ Das SNS ist also für die bewusste Wahrnehmung als auch für die Kontrolle und Willkür der Motorik von wesentlicher Bedeutung. Deswegen wird das SNS auch als animales (lat. animalis= lebendig) Nervensystem bezeichnet und als ein Teil des Bewusstseins betrachtet.⁷ Wie bereits angedeutet ist das SNS in Afferenzen und Efferenzen gegliedert.

Die afferenten Bahnen des SNS, auch Projektionsbahnen genannt, führen zu dem sensorischen Projektionszentrum und zu dem Assoziationskortex. Diese Zentren sind Teile des ZNS. Konkret formuliert sind die Riechbahn, die Sehbahn, die Hörbahn, die Geschmacksbahn, die Gleichgewichtsbahn sowie die somatosensorische Bahnen afferente Bahnen des SNS.⁸ Dementsprechend gehören zu dem SNS auch das olfaktorische, das visuelle, das auditive, das gustatorische, das vestibuläre sowie das somatosensorische System. Mithilfe dieser Systeme und den zugehörigen Bahnen werden also Sinneseindrücke bewusst wahrgenommen. Hierbei ist relevant, dass nicht nur Sinneseindrücke außerhalb des Körpers, sondern vor allem mithilfe des somatosensorischen Systems auch innerhalb des Körpers bewusst werden.⁹

Die Efferenzen des SNS sind motorische Nervenbahnen, die die Skelettmuskulatur versorgen. Sowohl Pyramidenbahnen als auch motorische Anteile der Hirnnerven stellen motorische Nervenbahnen des SNS dar. Hierbei versorgen die motorischen Anteile der Hirnnerven die quergestreifte Muskulatur und die Pyramidenbahnen die übrige Skelettmuskulatur.¹⁰ Sobald eine motorische Nervenbahn erregt ist kommt es zu Muskelbewegungen. Das motorische System stellt demnach auch ein Teil des SNS dar. Mithilfe des motorischen Systems und den zugehörigen Bahnen werden Bewegungen kontrolliert. Eine Ausnahme stellen hierbei Reflexe dar, die ebenfalls vom SNS gesteuert werden, jedoch nicht willkürlich ablaufen.¹¹

1.1.2 Vegetatives Nervensystem

Das vegetative Nervensystem steuert die neuronale Regulierung der inneren Organe. Es wacht sozusagen über alle lebensnotwenigen Grundfunktionen des Körpers und sorgt für ein physiologisches Gleichgewicht der Körperfunktionen bzw. für die sogenannte Homöostase. Unter lebensnotwendigen Grundfunktionen sind z.B. Atmung, Verdauung und Stoffwechsel zu verstehen. Das VNS ist also bei Tag und Nacht aktiv. Die Tätigkeit des VNS ist größtenteils dem Bewusstsein und dem Willen entzogen. Deswegen wird es auch als unwillkürliches oder autonomes Nervensystem bezeichnet.¹² Ähnlich wie das somatische- besteht auch das vegetative Nervensystem aus afferenten und efferenten Nerven. Bei den afferenten Nerven werden hierbei Informationen aus inneren Organen und den dazugehörigen Strukturen wie z.B. dem Herz- Kreislauf System, der Atemtrakt, der Verdauungstrakt an das ZNS übertragen. Bei den efferenten Nerven hingegen werden Signale des ZNS an innere Organe übertragen. Hierbei stellen der Sympathikus und der Parasympathikus zwei typische efferente Nerven dar.¹³ Diese sind essenziell, da die meisten inneren Organe sympathisch und parasympathisch innerviert werden. Der Sympathikus und der Parasympathikus sind als Gegenspieler zu betrachten, da bei der erhöhten Aktivität des Sympathikus der Parasympathikus weitestgehend inaktiv ist und umgekehrt. Dies Arbeitsweise nennt sich „funktioneller Synergismus“.¹⁴ Allerdings gibt es auch manche Organe, die nur vom Parasympathikus oder nur vom Sympathikus kontrolliert werden. Beispielsweise werden Tränendrüsen nur vom Parasympathikus innerviert wohingegen Schweißdrüsen auf der Haut und Blutgefäße nur vom Sympathikus kontrolliert werden.¹⁵

Der Sympathikus entspringt den Seitenhörnern des Rückenmarks im Brust- und Lendenbereich. Er verläuft ähnlich einer Strickleiter entlang der Wirbelsäule. Der Sympathikus sorgt für physiologische Erregung, d.h. der Puls steigt, das Herz pocht schneller, die Pupillen erweitern sich und die Körpertemperatur steigt.¹⁶ Er ist vor allem in Stresssituationen aktiv, also z.B. bei hohen Belastungen und Anforderungen als auch bei Wut. Die sympathische Erregung bereitet den Körper auf die sogenannte „fight- or flight reaction“ vor.¹⁷ Dabei kommt es zu den oben genannten physiologischen Kennzeichen bzw. Reaktionen. Hierbei werden die Haupthormone der sympathischen Aktivierung, nämlich Adrenalin und Noradrenalin ausgeschüttet, welche für die beschriebenen physiologischen Reaktionen verantwortlich sind.¹⁸ Die Hypothalamus- Hypophysen- Nebennierenrinden- Achse (HHNA) und das sympathische Nervensystem bilden die zwei Stressreaktions- Achsen. Im Gegensatz zur HHNA entfaltet das sympathische Nervensystem ihre Wirkung schneller, jedoch ist sie auch kürzer anhaltend.¹⁹ Grundsätzlich komm es also zu einer Energiemobilisierung und zu einer funktionsanregenden Wirkung.

Der Parasympathikus entspringt dem Kreuzmark und dem Hirnstamm und ist regional weniger ausgedehnt als der Sympathikus. Er versorgt Bauch-, Brust- und Beckenorgane, jedoch keine Leibeswand mit Extremitäten.²⁰ Grundsätzlich sorgt der Parasympathikus für physiologische Drosslung, also für einen Entspannungszustand. Hierbei wird die Aktivität von Blutdruck und Herzfrequenz gehemmt und der Energieverbrauch somit gesenkt. Es kommt demnach zu einer Energiespeicherung.²¹ Grundvoraussetzung für eine optimale Anpassung der Organfunktionen an die jeweiligen Bedürfnisse des Körpers ist ein ausgewogenes Spiel von Sympathikus und Parasympathikus.²² Sofern die Aktivität des Sympathikus überwiegt herrscht oftmals Nervosität, wohingegen eine Überaktivität des Parasympathikus mit chronischer Ermüdung (Chronic- Fatigue- Syndrom) einhergeht.²³

Neben dem Sympathikus und dem Parasympathikus besteht das vegetative Nervensystem zudem aus dem intramuralen Nervensystem bzw. dem Darmnervensystem. Die hier zugehörigen Neuronen liegen den Wänden des Gastrointestinaltraktes und sind sensorische-, motorische- oder Interneuronen. Das Darmnervensystem funktioniert auch ohne sympathischer und parasympathischer Aktivität. Es regelt die Bewegungen des Darmes zur Durchmischung und zum Weitertransport des Darminhaltes sowie zum Teil die Sekretionsvorgänge autonom.²⁴

1.2 Zusammenfassung der Unterschiede

Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass der elementare Unterschied des SNS und des VNS darin besteht, dass das SNS weitestgehend ein Teil des Bewusstseins ist, was eine bewusste Wahrnehmung sowie die Willkür der Motorik implizit, während die Prozesse des VNS hingegen weitestehend unbewusst und unwillkürlich ablaufen. Allerdings wäre eine strikte und akribische Einteilung in bewusst und unbewusst nicht korrekt, da bspw. Reflexe von dem SNS gesteuert werden, jedoch nicht der Willkür unterliegen. Grundsätzlich lässt sich jedoch festmachen, dass es zwischen beiden Systemen funktionelle Unterschiede gibt. Demnach ist also das somatische Nervensystem für die Kommunikation zwischen dem Körper und der Außenwelt sowie die bewusste Motorik verantwortlich, d.h. es kontrolliert willkürlich die Skelettmuskulatur während das vegetative Nervensystem für die unwillkürliche Kommunikation einzelner Organe, also die Homöostase zuständig ist, d.h. es kontrolliert unwillkürlich die Drüsen und Muskeln der Zielorgane.

Zuletzt ist zu erwähnen, dass beide Systeme trotz unterschiedlicher Funktionen für den Menschen gleichermaßen wichtig sind.

2. Aufgabe 2- Funktion Hypophysen- Hormone

2.1 Lage und Aufbau der Hypophyse

Die Hypophyse ist ca. 1 cm groß und ca. 1 Gramm schwer. Sie hängt unterhalb des Hypothalamus mit dem sie durch ein Hypophysenstil verbunden ist. Sie steuert die Freisetzung von lebenswichtigen Hormonen und arbeitet eng mit dem Hypothalamus zusammen bzw. bildet mit ihm eine Funktionseinheit. Es ist zu erwähnen, dass die Hypophyse auch als Hirnanhangsdrüse bezeichnet wird und sowohl aus einem Vorderlappen (Adenohypophyse) als auch einem Hinterlappen (Neurohypophyse) besteht. Im Hypothalamus produzierte Hormone werden entweder als Effekthormone in die Neurohypophyse transportiert oder kontrollieren als Steuerhormone die Hormonproduktion- und freisetzung in der Adenohypophyse.²⁵ Die Adenohypophyse geht aus einer Ausstülpung des primitiven Kopfdarmdaches hervor während die Neurohypophyse aus einer Ausstülpung des Zwischenhirnbodens hervorgeht.²⁶ Die Adenohypophyse reguliert sämtliche Drüsen durch glandotrope Steuerungshormone. Daher wird es auch als übergeordnetes endokrines Steuerzentrum bezeichnet. Gleichzeitig beeinflusst aber die Adenohypophyse auch das periphere Gewebe mittels Effektorhormonen.²⁷ Die Neurohypophyse hingegen ist für die Speicherung und Bereitstellung von zwei wichtigen Hormonen zuständig. Im Verlauf dieser Aufgabe bzw. den nächsten Unterkapiteln wird diesbezüglich näher drauf eingegangen. Der wesentliche Unterschied zwischen der Neurohypophyse und der Adenohypophyse ist demnach, dass die Neurohypophyse keine Drüse ist und somit auch keine Hormone produzieren kann. Die Neurohypophyse ist im Gegensatz zur Adenohypophyse als Bestandteil des Gehirn zu betrachten. Demzufolge lässt sich vereinfacht formulieren, dass die Adenohypophyse grundsätzlich für die Produktion einiger Hormone zuständig ist während die Neurohypophyse für die Speicherung und Ausschüttung von bestimmten Hormonen sorgt.²⁸ Trotz der Unterschiede hinsichtlich der Herkunft und Funktion sind die Neurohypophyse und die Adenohypophyse als eine Einheit zu betrachten. Abbildung 1 verdeutlicht nochmals die Lokalitäten des Vorderlappens, Hinterlappens und des Hypothalamus. Zudem veranschaulicht es die Verbindung der Hypophyse mit dem Hypothalamus durch den Hypophysenstil.

Diese Abbildung wurde aus urheberrechtlichen Gründen von der Redaktion entfernt

Abb. 1.: Lage Hypophyse und Hypothalamus Quelle: https://www.psych.mpg.de/1986605/verletzung

2.2 Oxytocin

Oxytocin wird im Nucleus paraventricularius und zu Teilen auch im Nucleus supraopticus gebildet. Beides sind Kerngebiete im Hypothalamus, d.h. also grundsätzlich, dass Oxytocin im Hypothalamus produziert wird. Von dort aus gelangt es über Axone zur Neurohypophyse, wo das Hormon zunächst gespeichert und bereitgehalten wird. Oxytocin ist ein Nonapeptid, also ein Peptid, das aus neun Aminosäuren Bausteinen besteht. Die chemische Struktur wurde im Laufe der Evolution beibehalten und ist bei allen Säugetieren gleich.²⁹ Oxytocin wird durch ein Nervennetz im Gehirn als auch in der Hypophyse freigesetzt. Es ist diesbezüglich anzumerken, dass Oxytocin sowohl bei intensiver sensorischer Stimulation, wie z.B. bei der Geburt, beim Stillen oder beim Geschlechtsverkehr freigesetzt wird aber auch bei wenig intensiver Stimulation, wie z.B. Hautkontakt, Streicheln oder gar Blickkontakt.³⁰ Aufgrund dieser Merkmale wird Oxytocin auch oftmals als Kuschelhormon bezeichnet. Als „Kuschelhormon“ wird Oxytocin entsprechend mit positiven psychischem Zuständen, wie Liebe, Vertrauen, Ruhe und Stressreduktion in Verbindung gebracht, weswegen es oftmals zur Familie der Glückshormonen, worin sich z.B. Serotonin oder Dopamin befinden, eingeordnet wird.³¹ Oxytocin- Rezeptoren befinden sich in der Brustdrüse und der Gebärmutter in einer hohen Dichte, sind aber auch in dem Gehirn sowie in den peripheren Organen, wie z.B. dem Herz oder der Bauchspeicheldrüse, vorhanden.³² Die Nervenfasern, die Oxytocin enthalten, erreichen Bereiche wie z.B. die Amygdala, den paraventrikularen Nucleus, den locus coeruleus oder den Hippocampus. Deswegen steht Oxytocin auch in einem Zusammenhang zu prosozialem Verhalten, der Reduzierung von Angst, Lernvorgängen und dem Gefühl von Ruhe. Bezüglich Letzterem lässt sich feststellen, dass Oxytocin die Aktivität des Sympathikus hemmt und entsprechend den Cortisolspiegel und den Blutdruck senkt. ³³ Wie bereits erwähnt, befinden sich Oxytocin- Rezeptoren in einer sehr hohen Dichte in der Brustdrüse und der Gebärmutter. Dies ist notwendig, da durch Oxytocin die Kontraktion der Milchbläschen in der Brustdrüse stimuliert wird, woraus letztlich Milchfluss entsteht. Außerdem führt Oxytocin zur Wehentätigkeit bei Schwangeren bzw. ist daran beteiligt. Die Kontraktion des Uterus wir hierbei angeregt, was zu einem Austreiben von Leibesfrucht und Mutterkuchen führt.³⁴ Da dies die erste Erkenntnis bezüglich dieses Hormons war, wurde es Oxytocin genannt, was übersetzt „schnelle Geburt“ bedeutet. Deswegen erfolgt auch eine Zugabe von Oxytocin, um den Geburtsvorgang aber auch den Milcheinschuss zu stimulieren. Da ein Oxytocinmangel- oder überschuss auch mit klinischen Störungen, wie z.B. sozialen Angststörungen oder Autismus korreliert, wird derzeit diesbezüglich experimentiert, um neue Erkenntnisse zu gewinnen.³⁵

2.3 Vasopressin

Vasopressin wird auch als Antidiuretisches Hormon (ADH) oder als Adiuretin bezeichnet.³⁶ Ähnlich wie Oxytocin ist Vasopressin ein Nonapeptid, welches im Nucleus paraventricularis und dem Nucleus supraopticus gebildet wird. Es wird also im Hypothalamus produziert und gelangt über Axone zur Neurohypophyse. Dort wird es gespeichert und sozusagen bereitgehalten.³⁷ Ein wichtiger Stimuli der Vasopressin Ausschüttung ist die Hyperosmolarität. Eine Hyperosmolarität liegt vor, wenn die Osmolarität einer Körperflüssigkeit höher ist als die Osmolarität einer Vergleichslösung.³⁸ Hierbei wird die Osmolarität im Hypothalamus und möglicherweise in der Leber registriert. Eine weitere Stimulation der Vasopressin Ausschüttung erfolgt durch Hypovolämie, also einer Verminderung der im Blutkreislauf befindlichen Menge Blut oder Plasma. Hierbei wird das Plasmavolumen durch Dehnungsprozesse im linken Vorhof registriert. Während eine Zunahme des Vorhofdrucks eine Ausschüttung hemmt, fördert eine Abnahme des Vorhofdrucks die Ausschüttung. Weitere mögliche Stimuli für die vermehrte Ausschüttung von Vasopressin kann Stress, Angst, Erbrechen oder sexuelle Erregung sein.³⁹ Grundsätzlich dient Vasopressin zur Steuerung des Wasserhaushalts. Vasopressin fördert hierbei die Rückresorption von Wasser durch die Nieren. Es wird also Wasser aus Sekreten oder Ausscheidungsprodukten, wie z.B. dem Primärharn zurückgewonnen. Infolgedessen wird der Urin konzentriert und dessen Volumen nimmt ab. Da die Ausscheidung des Hormons vor allem nachts erfolgt, wird so ein Durchschlafen ohne Bettnässen bei Erwachsenen ermöglicht.⁴⁰ Aus pathologischer Sicht lässt sich feststellen, dass ein Mangel an Vasopressin zum sogenannten Diabetes inspidus führt. Hierbei verlieren Patienten täglich ca. 10 Liter Wasser über die Nieren und müssen folglich umso mehr Flüssigkeit zu sich nehmen. Eine Überproduktion des Hormons führt hingegen zu dem sogenannten Schwartz- Bartter- Syndrom. Die Symptome hierbei sind hauptsächlich neuropsychiatrisch und sind durch Schwäche, Apathie, Kopfschmerzen, Krampfanfälle, Schläfrigkeit und Wasserretention gekennzeichnet.⁴¹ Vasopressin wird bei Schockzuständen und bei der Hämodialyse eingesetzt.⁴²

[...]

¹ Vgl. Kolster, Marquardt (2013), S.21

² Vgl. Kirschbaum (2008), S.196

³ Vgl. Siems et. al (2016), S.174

⁴ Vgl. Moberg (2016), S.35

⁵ Vgl. Karim I (2015), S.25

⁶ Vgl. Karim I (2015), S.26

⁷ Vgl. Schmidt, Thews (1976), S.114

⁸ Vgl. Voss, Herrlinger (1964), S.21f.

⁹ Vgl. Schiebler (2006), S.787

¹⁰ Vgl. Weber (1960), S.8

¹¹ Vgl. Bley et. al (2015), S.482

¹² Vgl. Braus (1940), S.505

¹³ Vgl. Karim I (2015), S.26

¹⁴ Vgl. Birbaumer, Schmidt (2013), S.437ff.

¹⁵ Vgl. Rüegg (2007), S.57

¹⁶ Vgl. Rüegg (2007), S.56

¹⁷ Vgl. Silverthorn (2009), S.541

¹⁸ Vgl. Gauggel, Herrmann (2008), S.276

¹⁹ Vgl. Karim II (2015), S.20

²⁰ Vgl. Graumann, Sasse (2005), S.521

²¹ Vgl. Rüegg (2007), S.56

²² Vgl. Asmussen- Clausen (2007), S.9

²³ Vgl. Rüegg (2007), S.56

²⁴ Vgl. Althaus (2007), S.33

²⁵ Vgl. Speckmann et. All (2019), S.730

²⁶ Vgl. Kahle, Frotscher (2009), S.200

²⁷ Vgl. Liebich (2010 ), S.175

²⁸ Vgl. Moberg (2015), S.41

²⁹ Vgl. Moberg (2015), S.62

³⁰ Vgl. Julius et. al (2014), S.83

³¹ Vgl. Paufler (2018), S.365

³² Vgl. Julius et. al (2014), S.86

³³ Vgl. Julius et. al (2014), S.83ff.

³⁴ Vgl. Birbaumer, Schmidt (2013), S.126

³⁵ Vgl. Julius et. al (2014), S.85ff.

³⁶ Vgl. Herpertz (2010), S.251

³⁷ Vgl. Schmidt et. al (2007), S.473f.

³⁸ Vgl. Moritz et. al (2013), S.351f.

³⁹ Vgl. Schmidt et. al (2007), S.473f.

⁴⁰ Vgl. Karim I (2015) , S.48

⁴¹ Vgl. Herpertz (2010), S.251

⁴² Vgl. Renz (2012), Abs. 10.9