Gehirn und Verhalten: ein Grundkurs der physiologischen Psychologie
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| Language: | German |
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Heidelberg [u.a.]
Spektrum, Akad. Verl.
2003
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| adam_text | Inhaltsübersicht
KAPITEL 1 : Gehirn und Geist: Geschichtliche und
„neurophilosophische Grundannahmen 1
KAPITEL 2: Aufbau und Funktion des Nervensystems 11
KAPITEL 3: Struktur und Funktion der Nervenzelle 33
KAPITEL 4: Entwicklung und Reorganisation
des Zentralnervensystems 77
KAPITEL 5: Methoden der Hirnforschung 97
KAPITEL 6: Grundlagen der Sinnesphysiologie 137
KAPITEL 7: Visuelles System 147
KAPITEL 8: Auditives und
vestibulares
System 185
KAPITEL 9: Olfaktorisches und gustatorisches System 201
KAPITEL 10: Somatosensorisches System und Schmerz 219
KAPITELU:
Motorik 245
KAPITEL 12: Interaktion von Gehirn, vegetativem
Nervensystem, Hormon- und Immunsystem 291
KAPITEL 13: Antrieb und Entspannung 331
KAPITELU:
Emotion 385
KAPITEL 15: Gedächtnis und Gedächtnisstörungen 403
KAPITEL 16: Sprache, Aufmerksamkeit und Bewusstsein 445
KAPITEL 17: Drogen und andere psychoaktive Substanzen 477
KAPITEL 18: Psychische und neurologische Erkrankungen 503
Inhalt
Vorwort
V
KAPITEL 1 : Gehirn und Geist: Geschichtliche und „neurophilosophische
Grundannahmen 1
1.1 Geschichtliche Meilensteine der Hirnforschung 2
1.2 Methodenvielfalt in der Hirnforschung 5
1.3 Psychologie und die Neurowissenschaften 7
1.3.1 Gehirn und Computer-eine Analogie? 7
1.4 Zusammenfassung 10
KAPITEL 2: Aufbau und Funktion des Nervensystems 11
2.1
Organisations-
und Funktionsprinzipien 11
2.2 Kernstrukturen, Cortexareale und die weiße Masse 14
2.3 Grundaufbau des Gehirns 15
2.4 Die Hauptbereiche des Gehirns 20
2.4.1 Der
Cortex
20
2.4.2 Kerne des Großhirns
(Telencephale Nuclei)
25
2.4.3 Das Zwischenhirn (Diencephalon) 26
2.4.4 Das limbische System 28
2.4.5 Das Mittelhirn (Mesencephalon) 29
2.4.6 Die Brücke und das Kleinhirn (Metencephalon) 30
2.4.7 Das verlängerte Rückenmark (Myelencephalon) 30
2.5 Bedeutung der funktioneilen
Neuroanatomie
31
KAPITEL 3: Struktur und Funktion der Nervenzelle 33
3.1 Gliazellen 33
3.1.1 Gliazellen regeln die Kalium-,
Calcium-
und Glutamatkonzentration 34
3.1.2 Oligodendrocyten und Schwann sche Zellen bilden die Myelinhülle 35
3.1.3 Astrocyten 36
3.2 Die Struktur von Nervenzellen 37
3.2.1 Die Art der Verzweigung des Dendritenbaumes bestimmt
das äußere Erscheinungsbild mancher Neuronentypen 39
3.2.2 Manche
Neuronenklassen
werden aufgrund des
Axons
differenziert 40
3.2.3 Ultrastruktur der Nervenzelle 42
3.3 Transportsysteme der Nervenzelle 44
3.4 Nervenzellen generieren elektrische Signale 46
3.4.1 Die strukturellen Grundlagen der elektrischen Erregbarkeit
von Nervenzellen sind lonenkanäle 46
3.4.2 Das Ruhemembranpotential der Nervenzelle 48
3.4.3 Das Aktionspotential 50
3.4.4 Elektrotonische Impulsausbreitung 55
3.5 Synaptische Übertragung 59
3.5.1
Transmitter
und Neuromodulatoren 60
3.5.2 Synthese 61
Inhalt
3.5.3 Speicherung 62
3.5.4 Freisetzung 63
3.5.5 Rezeptorbindung 65
3.5.6 Inaktivierung 71
3.6 Die wichtigsten neurochemischen Systeme 72
3.6.1 Das cholinerge System 73
3.6.2 Das dopaminerge System 73
3.6.3 Das noradrenerge System 74
3.6.4 Das serotonerge System 74
3.6.5 Das GABA-erge und glutaminerge System 75
3.7 Zusammenfassung 75
KAPITEL 4: Entwicklung und Reorganisation des Zentralnervensystems 77
4.1 Vom Blastocyt zum Gehirn: Wichtige Ereignisse in der Entwicklung 77
4.2 Grundprinzipien neuronaler Entwicklung 81
4.2.1 Neurone finden ihren Weg der Vernetzung im Gehirn 83
4.3 Reorganisation des Zentralnervensystems 84
4.3.1 Strukturell orientierte Konzepte 85
4.3.2 Funktioneil orientierte Konzepte 90
4.3.3 Plastizität des Gehirns 91
KAPITEL 5: Methoden der Hirnforschung 97
5.1 Verhaltensbeobachtung und
-analyse
97
5.1.1 Lern- und Gedächtnistests in der Tierforschung 98
5.2 Neuroanatomische und „biochemische Methoden 100
5.2.1 Biochemische Methoden 103
5.2.2 Hirnatlanten und Stereotaxie 104
5.3 Läsionsmethoden - Eingriffe ¡n das Nervensystem 105
5.4 Hirnreizung und Hirnselbstreizung 108
5.4.1 Hirnselbstreizung 110
5.4.2 Transcranielle Magnetstimulation (TMS) 111
5.5 Elektrophysiologische Methoden
(neuromonitoring)
111
5.5.1 Elektroencephalogramm 111
5.5.2 EEG-bezogene Ableitungen 113
5.5.3 Ableitungen von Nervenzellen 116
5.6 Bildgebende Verfahren (neuroimaging) 117
5.6.1 Frühe Verfahren der Nuklearmedizin 117
5.6.2 Statische bildgebende Verfahren 118
5.6.3 Funktionelle bildgebende Verfahren 121
5.7 Neuropsychologische Verfahren 128
5.7.1 Zeitachse 129
5.7.2 Grunddiagnostik 129
KAPITEL 6: Grundlagen der Sinnesphysiologie 137
6.1 Sinnesphysiologie und Psychologie 138
6.2 Sinnesphysiologie und Gesetzmäßigkeiten der Naturwissenschaft 139
6.2.1 Trägerprozesse 139
6.2.2 Transduktionsprozesse 139
6.2.3 Effizienz der Sinnessysteme 139
6.2.4 Integrationsleistung der Sinnessysteme 141
6.3 Sinnesphysiologie und Psychologie 141
Inhalt
XI
6.4 Interaktion von Wahrnehmung und Umwelt
6.5 Physiologie und komplexe Wahrnehmungsleistungen
6.6 Anatomische und physiologische Eigenschaften der Sinnessysteme
in Auge und Ohr: Was unsere Rezeptoren leisten
KAPITEL 7: Visuelles System
7.1 Die Entwicklung des Auges
7.2 Sensorische Codierung von Information im visuellen System
7.3 Anpassungsvorgänge innerhalb des visuellen Systems
7.3.1 Das rezeptive Feld
7.3.2
ON-
und OFF-Reaktionen von Zellen im Auge
7.4 Farbensehen
7.4.1 Struktur und Funktion von Ganglienzellen
7.5 Zusammenfassung der visuellen Informationsverarbeitung in der Retina
7.6 Faserverbindungen des visuellen Systems: Ein Überblick
7.7 Die Rolle visueller und kognitiver Prozesse bei der Kontrolle
von Augenbewegungen
7.7.1 Unwillkürliche Kontrolle
7.7.2
Nystagmus
7.7.3 Willkürliche Kontrolle von Augenbewegungen
7.7.4 Neuronale Kontrollmechanismen von Augenbewegungen
7.8 Die bewusste Wahrnehmung von Form, Farbe, Tiefe und Bewegung
7.8.1 Vom Auge zum
Nucleus geniculatus
laterális
des
Thalamus
7.8.2 Die primäre Sehrinde
7.8.3 Die Wahrnehmung von Formen und Konturen
7.8.4 Die Verarbeitung von Farbinformation durch den primären
visuellen
Cortex
7.8.5 Die Wahrnehmung von Bewegung
7.9 Die Verarbeitung der visuellen Information jenseits des primären
visuellen
Cortex
7.9.1 Die dorsale und die ventrale visuelle Verarbeitungsbahn
7.9.2 Die Bedeutung polymodaler Regionen für die Wahrnehmung
7.10 Visuelle Agnosien
KAPITEL 8: Auditives und
vestibulares
System
8.1 Die Entwicklung des Ohrs
8.2 Der Aufbau des Ohrs
8.3 Schallwellenübertragung im Innenohr
8.4 Elektrophysiologische Codierung des Schalls im Innenohr
8.5 Zentrales Hörsystem
8.5.1 Vom Ohr zum primären auditiven
Cortex
8.5.2 Der auditive
Cortex
8.5.3 Die Lokalisation von Geräuschen
8.6 Die Besonderheiten der Sprach- und Musikwahrnehmung
8.6.1 Wahrnehmung gesprochener Sprache
8.6.2 Musikwahrnehmung
8.7 Das vestibuläre System
8.7.1 Elektrophysiologische Codierung von Beschleunigung
und Drehung im Innenohr
8.7.2 Zentralnervöse Verschaltung der vestibulären Information
8.8 Zusammenfassung
143
144
145
147
147
149
152
152
152
155
158
160
160
163
163
163
164
164
166
166
168
170
175
177
177
177
180
182
185
185
186
187
187
189
189
191
192
193
193
194
196
197
198
199
XII
Inhalt
KAPITEL 9: Olfaktorisches und gustatorisches System 201
9.1 Das olfaktorische System 201
9.1.1
Charakteristika
der Geruchswahrnehmung 201
9.1.2 Der Aufbau des olfaktorischen Systems 203
9.1.3 Von der Nase zum Gehirn 205
9.1.4 Zentralnervöse Verschaltung olfaktorischer Information 207
9.1.5 Gerüche und Partnerwahl: Die Bedeutung der Pheromone 210
9.2 Das gustatorische System 212
9.2.1
Charakteristika
der Geschmackswahrnehmung 212
9.2.2 Der Aufbau des gustatorischen Systems 212
9.2.3 Von der Zunge zum Gehirn 213
9.2.4 Zentralnervöse Verschaltung der gustatorischen Information 217
9.3 Zusammenfassung 218
KAPITEL 10: Somatosensorisches System und Schmerz 219
10.1 Die Somatosensorik und der
„Homunculus
219
10.2 Physiologische und anatomische Grundlagen
unserer Körperwahrnehmung 222
10.3 Von den Rezeptoren in Haut und Gelenken zum Gehirn 224
10.3.1 Oberflächensensibilität 224
10.3.2 Zentralnervöse Verschaltung sensorischer Information
aus der Haut 227
10.3.3 Der primäre und sekundäre somatosensorische
Cortex
231
10.3.4 Läsionen des somatosensorischen
Cortex
234
10.3.5 Plastizität des somatosensorischen Systems 234
10.4 Schmerzwahrnehmung und Schmerzmodulation 235
10.4.1
Charakteristika
der Schmerzwahrnehmung 235
10.4.2 Schmerzentstehung in der Peripherie 236
10.4.3 Schmerzweiterleitung im ZNS 237
10.4.4 Verschiedene Schmerzzustände 238
10.4.5 Der Umgang mit chronischen Schmerzen 240
10.4.6 Modulation der Schmerzwahrnehmung 241
10.5 Zusammenfassung 244
KAPITELU:
Motorik 245
11.1 „Vorbedingungen zielgerichteter Bewegungen 246
Π
.1.1 Zusammenspiel der quergestreiften und
glatten Muskulatur: Grundlage der Abstimmung
von Körperfunktionen und Willkürmotorik 246
11.1.2 Die Steuerung unserer Stütz- und Zielmotorik
ist im Prinzip hierarchisch koordiniert 246
11.1.3 Entwicklung und Steuerung von Muskelkraft 249
11.1.4 Die chemische Übertragung an der
Synapse
zwischen
Nerv und Muskel wird durch Acetylcholin sichergestellt 253
11.1.5 Sensorische Rückmeldung 254
11.1.6 Bewegungssteuerung, die vom Rückenmark ausgeht 257
11.2 Willkürliche Kontrolle von Bewegung und Haltung 258
11.2.1 Supraspinale Kontrolle der Willkürmotorik:
Corticale
Strukturen 258
11.2.2 Deszendierende Fasersysteme 264
11.2.3 Die Basalganglien 268
11.2.4 Das
Cerebellum
277
Inhalt
XIII
11.3
Latéralisation des
ZNS 282
Π
.3.1 Frühe wissenschaftliche Theorieansätze 282
11.3.2 Neuronale Substrate der Gehirnasymmetrie 285
11.3.3 Funktionale Asymmetrien 288
11.4 Zusammenfassung 289
KAPITEL 12: Interaktion von Gehirn, vegetativem Nervensystem, Hormon-
und Immunsystem 291
12.1 Das vegetative Nervensystem 292
12.1.1 Entwicklung des vegetativen Nervensystems 292
12.1.2 Aufbau des vegetativen Nervensystems 292
12.1.3 Funktionsweise des vegetativen Nervensystems 297
12.1.4 Interaktion von Gehirn und vegetativem Nervensystem 300
12.2 Das Hormonsystem 301
12.2.1 Eine Definition des Begriffs „Hormon ist nicht immer eindeutig 301
12.2.2 Hierarchischer Aufbau des endokrinen Systems 303
12.2.3 Das hypothalamo-hypophysäre System 303
12.2.4 Steroidhormone der Nebennierenrinde 308
12.2.5 Sexualhormone 309
12.2.6 Das Schilddrüsenhormon 310
12.2.7 Nicht-glandotrope Hormone 310
12.3 Das Immunsystem 311
12.3.1 Aufbau und Entwicklung des Immunsystems 312
12.3.2 Funktionsweise des Immunsystems 315
12.3.3 Interaktion von Gehirn und Immunsystem 318
12.4 Interaktion von Gehirn, vegetativem Nervensystem, Hormon-
und Immunsystem am Beispiel von Stressreaktionen 321
12.4.1 Biologisch orientierte Stresskonzepte 322
12.4.2 Psychologisch orientierte Stresskonzepte 324
12.4.3 Gemeinsamkeiten psychologisch und biologisch orientierter
Stresskonzepte 326
12.4.4 Zusammenfassung 329
KAPITEL 13: Antrieb und Entspannung 331
13.1 Durstund Hunger 331
13.1.1 Die Physiologie und zentralnervöse Verarbeitung des Durstes 332
13.1.2 Theorien der Nahrungsaufnahme 338
13.1.3 Zentralnervöse Steuerung der Nahrungsaufnahme 340
13.1.4 Zusammenfassung 341
13.2 Biorhythmik und Schlaf 341
13.2.1 Circadiane Rhythmen 342
13.2.2 Die Schlafstadien 347
13.2.3 REM-Schlaf und Traum 355
13.2.4 Schlafstörungen 358
13.2.5 Zusammenfassung 363
13.3 Sexualität und sexueller Dimorphismus 363
13.3.1 Sexualentwicklung 364
13.3.2 Sexualverhalten 368
13.3.3 Sexueller Dimorphismus 376
13.3.4 Zusammenfassung 384
XIV
Inhalt
KAPITELU:
Emotion 385
14.1
Charakteristika
von Emotionen 385
14.1.1 Begriffliche Vielfalt bedingt inhaltliche Vielfalt 385
14.1.2 Emotionsauslösende Reize sind von unterschiedlichster Art 386
14.1.3 Der emotionale Ausdruck ist nur teilweise bewusst 387
14.2 Emotionstheorien 387
14.2.1 Geschichtliche Entwicklung und Theorienbildung 387
14.2.2 Die Emotionstheorie von LeDoux 390
14.2.3 Die Emotionstheorie von Panksepp 394
14.2.4 Damasios Emotionstheorie 396
14.3 Neuronale Korrelate von Emotionen: Ein Überblick 400
14.4 Zusammenfassung 402
KAPITEL 15: Gedächtnis und Gedächtnisstörungen 403
15.1 Lernen und Gedächtnis: Tierexperimentelle Studien
und zelluläre Grundlagen 404
15.1.1 Tierexperimentelle Studien 404
15.1.2 Zelluläre Grundlagen von Lernen und Gedächtnis 407
15.2 Einteilungen des Gedächtnisses 409
15.2.1 Zeitliche Einteilung des Gedächtnisses 409
15.2.2 Gedächtnisprozesse 412
15.2.3 Inhaltliche Einteilungen des Gedächtnisses 413
15.3 Methoden zur Untersuchung von Gedächtnisleistungen 417
15.4
Neuroanatomie
des Gedächtnisses 419
15.4.1 Kurzzeit-und Arbeitsgedächtnis 419
15.4.2 Encodierung 420
15.4.3 Konsolidierung und Speicherung 427
15.4.4 Abruf 427
15.5 Gedächtnisstörungen 430
15.5.1 Amnesien durch Schädigungen des medialen Temporallappens 431
15.5.2 Amnesien durch Schädigungen des medialen Diencephalons 433
15.5.3 Amnesien durch Schäden des basalen Vorderhirns 434
15.5.4 Amnesien durch Schäden der
Amygdala
434
15.5.5 Amnesien durch
corticale
Schäden 436
15.5.6 Amnesien als Folge von psychischen Traumata 436
15.6 Gedächtnis im Alter 438
15.6.1 Kurz-und Arbeitsgedächtnis 439
15.6.2 Episodisches Gedächtnis 439
15.6.3 Semantisches Gedächtnis 440
15.6.4 Perzeptuelles Gedächtnis, prozedurales Gedächtnis und
Priming
441
15.6.5 Gehirn im Alter 441
15.7 Zusammenfassung 444
KAPITEL 16: Sprache, Aufmerksamkeit und Bewusstsein 445
16.1 Sprache und Sprachstörungen 445
16.1.1 Evolution der Sprache: Ein kurzer Überblick 446
16.1.2 Grundbausteine der Sprache 447
16.1.3 Sprache und Gehirn 448
16.1.4 Aphasien: Erworbene Sprachstörungen 454
16.2 Aufmerksamkeit und Aufmerksamkeitsstörungen 457
16.2.1 Psychologisch orientierte Ansätze zur Erklärung
von Aufmerksamkeitsprozessen 457
Inhalt
XV
16.2.2 Aufmerksamkeit und Gehirn 460
16.2.3 Zusammenhang zwischen Aufmerksamkeit und
anderen Hirnfunktionen 464
16.3 Bewusstsein 472
16.3.1 Inhaltliche Vielfalt von Bewusstsein 472
16.3.2 Bewusstsein und Gehirn 473
16.4 Zusammenfassung 475
KAPITEL 17: Drogen und andere psychoaktive Substanzen 477
17.1 Allgemeine Aspekte von Drogen und anderen
psychoaktiven Substanzen 477
17.1.1 Allgemeine Wirkmechanismen 477
17.1.2 Einteilung psychoaktiver Substanzen 481
17.1.3 Verhaltensverstärkende Wirkungen von Drogen:
Die Rolle des mesolimbischen Belohnungssystems 481
17.1.4
Craving
483
17.2 Alkohol 484
17.2.1 Pharmakokinetik des Alkohols 485
17.2.2 Pharmakodynamik des Alkohols 486
17.2.3 Toleranz und Abhängigkeit 488
17.3
Cocáin
490
17.3.1 Pharmakokinetik des Cocains 490
17.3.2 Pharmakodynamik des Cocains 490
17.3.3 Toleranz und Abhängigkeit 491
17.4 Coffein 492
17.4.1 Pharmakokinetik des Coffeins 492
17.4.2 Pharmakodynamik des Coffeins 492
17.4.3 Toleranz und Abhängigkeit 493
17.5 Nicotin 493
17.5.1 Pharmakokinetik des Nicotins 493
17.5.2 Pharmakodynamik des Nicotins 494
17.5.3 Toleranz und Abhängigkeit 495
17.6 Opiate 496
17.6.1 Pharmakokinetik der Opiate 496
17.6.2 Pharmakodynamik der Opiate 496
17.6.3 Toleranz und Abhängigkeit 497
17.7
Cannabis
498
17.7.1 Pharmakokinetik des
Cannabis
498
17.7.2 Pharmakodynamik des
Cannabis
498
17.7.3 Toleranz und Abhängigkeit 500
17.8 Zusammenfassung und Ausblick 501
KAPITEL 18: Psychische und neurologische Erkrankungen 503
18.1 Depression 503
18.1.1 Theorien zur Entstehung der Depression 506
18.1.2 Wirkprinzipien von
Antidepressiva
509
18.1.3 Hirn-und Funktionsänderungen depressiver Patienten 510
18.2 Schizophrenie 511
18.2.1 Neurochemische Theorien der Schizophrenie 512
18.2.2 Hirn- und Funktionsänderungen schizophrener Patienten 516
18.2.3 Verlauf und Therapie der Schizophrenie 519
XVI
Inhalt
Literatur
18.3
18.3.1
18.3.2
18.3.3
18.4
18.4.1
18.4.2
18.4.3
18.4.4
18.5
18.5.1
18.5.2
18.5.3
18.6
Parkinson sche Erkrankung
Pathogenese der Parkinson schen Erkrankung
Klinische Symptome von Parkinson-Patienten
Verlauf und Therapie der Parkinson schen Erkrankung
Alzheimer sche Erkrankung
Definition und Klassifikation
Pathogenese der Alzheimer schen Erkrankung
Klinische Symptome von Alzheimer-Patienten
Verlauf und Therapie der Alzheimer schen Erkrankung
Korsakow-Syndrom
Pathogenese des Korsakow-Syndroms
Klinische Symptome des Korsakow-Syndroms
Verlauf und Therapie des Korsakow-Syndroms
Zusammenfassung und Schlusswort
Personenregister
Sachregister
522
522
523
524
524
524
525
528
529
530
531
531
532
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535
559
565
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