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@ -11,7 +11,6 @@ Neurowissenschaft / die Neurowissenschaften
|
||||
- Biopsychologie: untersucht biologische Basis psychologischer Prozesse
|
||||
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||||
(Das ist eine der möglichen Einteilungen!)
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||||
## Beziehung zu anderen Lehrveranstaltungen
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||||
- Anatomie & Physiologie
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||||
- Allgemeine biologische Grundlagen
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||||
@ -43,20 +42,10 @@ Zentrales Nervensystem (Gehirn und Rückenmark)
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||||
- $\leftrightarrow$ Autonomes Nervensystem (Afferenzen, symp. u. parasymp. Efferenzen)
|
||||
- $\leftrightarrow$ Andere Organsysteme
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||||
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||||
## Zentrales Nervensystem
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||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-Nervensystem-mensch.png)
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-Nervensystem-frosch.png)
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-Nervensystem-insekt.png)
|
||||
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||||
## Sensomotorisches Nervensystem
|
||||
- Efferenzen - vom ZNS zu Muskeln und Drüsen
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||||
- Afferenzen - von Sinnesrezeptoren zum ZNS
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||||
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||||
## Autonomes Nervensystem
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||||
(auch vegetativ oder viszeral)
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||||
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||||
![](Assets/Neurowissenschaften-autonomes-nervensystem.png)
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||||
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||||
## Zellen
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||||
Neuronen (Nervenzellen)
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||||
- Azevedo et al. J. Comp. Neurol. 2009
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||||
@ -74,9 +63,6 @@ Glia (im Hirn Anzahl etwa gleich der Anzahl der Neuronen)
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||||
- Bildung von Markscheiden (Isolation der Axone)
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||||
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||||
## Gewebe
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||||
Zentralnervensystem
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||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-Gewebe.png)
|
||||
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||||
Peripheres Nervensystem
|
||||
- Ganglien, Plexus (Neuron. Zellkörper + Glia)
|
||||
- Nerven (Nervenfasern + Glia)
|
||||
@ -85,7 +71,6 @@ Peripheres Nervensystem
|
||||
## Zellen
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||||
- $75...100*10^{12}$ im Körper: Protoplasma, umgeben von Zellmembran
|
||||
- Zusammenschluss zu Geweben und Organen
|
||||
- ![Birbaumer/Schmidt, Biologische Psychologie, Seite 12- 22](Assets/Neurowissenschaften-Zellorganellen.png)
|
||||
|
||||
1. Nucleolus
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||||
2. Zellkern
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||||
@ -111,10 +96,8 @@ Peripheres Nervensystem
|
||||
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||||
## Zellen im Nervensystem
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||||
- Nervengewebe
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||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-nervensystem-nervengewebe.png)
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||||
- besteht aus Neuronen und Glia
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||||
- Neuronen
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||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-nervensystem-neuronen.png)
|
||||
- erregbare Zellen
|
||||
- verbunden durch Nervenfasern
|
||||
- Kommunikation über Synapsen
|
||||
@ -123,7 +106,6 @@ Peripheres Nervensystem
|
||||
- Cortex: $16*10^9$
|
||||
- Azevedo et al. J. Comp. Neurol. 2009; abweichend in Birbaumer/Schmidt
|
||||
- Glia
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||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-nervensystem-glia.png)
|
||||
- Stützung/Ernährung/Homöostase
|
||||
- Bildung von Myelinscheiden
|
||||
- Beiträge zur Informationsverarbeitung
|
||||
@ -132,8 +114,6 @@ Peripheres Nervensystem
|
||||
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||||
## Neuronen
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||||
### grundsätzlicher Aufbau
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||||
![](Assets/Neurowissenschaften-Neuron-aufbau.png)
|
||||
|
||||
- Synapsen: Kontaktstellen zwischen Neuronen und anderen Neuronen oder Muskel/Drüsenzellen
|
||||
- Zellmembran: Semipermeable Membran um das Neuron (Lipid-Doppelschicht - guter elektrischer Isolator)
|
||||
- Axonshügel: Kegelförmiger Übergang zwischen Zellkörper und Axon
|
||||
@ -143,9 +123,7 @@ Peripheres Nervensystem
|
||||
- Ranviersche Schnürringe: Einschnürungen zwischen myelinisierten Abschnitten des Axons.Synapsen: Kontaktstellen zwischen Neuronen und anderen Neuronen oder Muskel/Drüsenzellen
|
||||
|
||||
### morphologische Vielfalt
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-neuronen-morphologische-vielfalt.png)
|
||||
|
||||
- Soma: $\O 5-100 \mu m$
|
||||
- Soma: $\oslash 5-100 \mu m$
|
||||
- Dendriten: Länge einige $100\mu m$
|
||||
- Axon: wenige $\mu m$ bis mehrere Meter. Kann stark verzweigt sein.
|
||||
|
||||
@ -198,7 +176,7 @@ unmyelinisierte Axone
|
||||
Aktionspotentiale breiten sich entlang von Axonen, in der Regel vom Axonshügel zur Synapse, aus.
|
||||
- Warum nicht über Soma und Dendriten? Na+ Kanäle gibt es in der Regel nur am Axonshügel und Axon.
|
||||
- Warum nur in eine Richtung? Na+ haben eine Refraktärzeit, die das Zurücklaufen der Welle verhindert.
|
||||
- Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt quadratisch von der Axonsdicke ab: $\O 1 \mu m\rightarrow 1 m/s; \O 2 \mu m\rightarrow 4 m/s$
|
||||
- Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt quadratisch von der Axonsdicke ab: $\oslash 1 \mu m\rightarrow 1 m/s; \oslash 2 \mu m\rightarrow 4 m/s$
|
||||
|
||||
saltatorische Erregungsleitung
|
||||
- Durchmesser des Axons: je größer der Durchmesser, desto schneller die Ausbreitung
|
||||
@ -207,7 +185,6 @@ saltatorische Erregungsleitung
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-axon.png)
|
||||
|
||||
## Myelinscheiden
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-myelinscheiden.png)
|
||||
- gebildet von Oligodendrozyten im Gehirn und Rückenmark und von Schwann-Zellen in der Peripherie
|
||||
- markhaltige (10...120 m/sek) und marklose (0,3...3 m/sek) Fasern
|
||||
|
||||
@ -288,8 +265,6 @@ Räumlicher Aufbau
|
||||
- Membran
|
||||
- Zytosol
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-elektrische-synapsen.png)
|
||||
|
||||
## Neurotransmitter
|
||||
Neurotransmitter sind Substanzen, die an (chemischen) Synapsen ausgeschüttet werden und andere Zellen (Neuronen, Muskelzellen, etc.) spezifisch beeinflussen.
|
||||
|
||||
@ -316,7 +291,7 @@ Metabotrope Rezeptoren
|
||||
## Die Catecholamine: Dopamin, Epinephrin, Norepinephrin
|
||||
- sind Produkte eines gemeinsamen Biosyntheseweges (aus Tyrosin/Phenylanalin über L-Dopa)
|
||||
- sind chemisch eng miteinander verwandt (gemeinsames Merkmal: Catecholring)
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-Catechol.png)
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-Catechol.png)
|
||||
|
||||
## Das dopaminerge System
|
||||
Dopamin: erregender oder hemmender Neurotransmitter
|
||||
@ -334,8 +309,6 @@ Dopaminbahnen:
|
||||
3. Tubero-hypophyseales System: Projektionen von Hypothalamus zu Hypophyse
|
||||
- Hormonausschüttung
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-dopaminerge-system.png)
|
||||
|
||||
## Das noradrenerge System
|
||||
Norepinethrin/Noradrenalin: Neurotransmitter im ZNS u. Sympathikus
|
||||
|
||||
@ -344,16 +317,13 @@ Rezeptoren (=Adrenalin): $\alpha_1$ , $\alpha_2$ , $\beta_1$ , $\beta_2$ , $\bet
|
||||
- noradrenerge Neuronen im Hirnstamm, besonders im Locus Caeruleus
|
||||
- Projektionen auf sympatische Neurone im Rückenmark, sowie in Hypothalamus, Thalamus, Cerebellum, limbisches System und Cortex
|
||||
- Aufmerksamkeitssteigerung, führt zu vermehrter Erregung, Angst, Vigilanz; sympathische Aktivität
|
||||
-
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-noradrenerge-system.png)
|
||||
|
||||
## Die Indolamine: Serotonin
|
||||
- Auch 5-Hydroxytryptamin (5-HT)
|
||||
- Ausgangssubstanz Tryptophan
|
||||
- Wird auch über die Nahrung aufgenommen: Walnüssen, Bananen, Tomaten, Kakao etc.
|
||||
- Chemisches Merkmal: Indol-Doppelring
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-serotonin.png)
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-serotonin.png)
|
||||
|
||||
## Das serotonerge System
|
||||
Serotonin: Neurotransmitter im gesamten Nervensystem
|
||||
@ -365,8 +335,6 @@ Mindestens 14 verschiedene Rezeptoren - vielfältige Wirkungen im gesamten Nerve
|
||||
- Projektionen ähnlich universell wie beim noradrenergen System
|
||||
- Funktionen vielfältig, insbesondere allgemeine Stimmung
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-serotonerge-system.png)
|
||||
|
||||
## Aminosäuren: Glutamat, Aspartat, Glyzin, GABA
|
||||
- Im Kontrast zu Acetylcholin und Aminen, die i.d.R. nur in bestimmten Neuronen hergestellt werden können, sind Aminosäuren universelle zelluläre Bestandteile
|
||||
- gehören zu den wichtigsten und am weitesten verbreiteten Neurotransmittern im ZNS
|
||||
@ -533,7 +501,6 @@ Schwann-Zelle
|
||||
- Beteiligt an Nervenregeneration
|
||||
|
||||
Periphere Nerven
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-periphere-nerven.png)
|
||||
- ![2004-2005 B. Schwaller, Departementde Médecine, Division d'Histologie de l'Université de Fribourg , Pérolles, CH-1705 Fribourg, Suisse](Assets/Neurowissenschaften-periphere-nerven-2.png)
|
||||
1. Nervenfaszikel
|
||||
2. Epineurum
|
||||
@ -549,9 +516,6 @@ Periphere Nerven
|
||||
|
||||
## Synaptische Verbindung zu Effektoren
|
||||
Motorische Endplatten: Chemische Synapsen, arbeiten mit Acetylcholin, verbinden Neuronen und Muskelfasern.
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-motorische-endplatte.png)
|
||||
|
||||
- ionotrop: $Ca^{2+}$ , K+, Na+
|
||||
- Depolarisation
|
||||
- $\rightarrow$ Aktionspot. in Muskelzelle
|
||||
@ -565,12 +529,6 @@ Motorische Endplatten: Chemische Synapsen, arbeiten mit Acetylcholin, verbinden
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-orientierung-2.png)
|
||||
|
||||
## Gliederung des Gehirns
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-gehirn-gliederung-1.png)
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-gehirn-gliederung-2.png)
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-gehirn-gliederung-3.png)
|
||||
|
||||
Verbindungen zur Außenwelt
|
||||
- 12 Hirnnervenpaare
|
||||
- über Rückenmark zum Rest des Körpers
|
||||
@ -621,8 +579,6 @@ Verbindungen zur Außenwelt
|
||||
- bildet zusammen mit Pons das Metencephalon, ist von diesem durch das IV Ventrikel getrennt
|
||||
- Funktion: Steuerung der Motorik (Koordination, Feinabstimmung, unbewusste Planung); Erlernen von Bewegungsabläufen; kognitive Funktionen.
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-cerebellum-aufbau.png)
|
||||
|
||||
Cerebellarer Cortex
|
||||
- enthält ca. 50% aller zentralen Neuronen
|
||||
- fein gefältelt
|
||||
@ -635,7 +591,6 @@ Kleinhirnstiele und Marklager
|
||||
- Im Marklager, auf jeder Seite 4 Kerne (Nuclei)
|
||||
|
||||
Cerebellarer Cortex (Kleinhirnrinde)
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-cerebraler-cortex.png)
|
||||
- 3 Schichten
|
||||
- Molekulare Schicht
|
||||
- Purkinjezellschicht
|
||||
@ -644,7 +599,6 @@ Cerebellarer Cortex (Kleinhirnrinde)
|
||||
Zellen und Verschaltung
|
||||
- Purkinje-Zellen - Zellen mit dem meisten Input (bis 200 000)
|
||||
- Körner-Zellen: kleinste und häufigste Neurone im Gehirn ($\frac{3}{4}$ aller Neurone)
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-cerebellum-verschaltung.png)
|
||||
- Kletterfaser: aus unterer Olive (Medulla)
|
||||
- Moosfaser: aus Rückenmark und Hirnstamm
|
||||
|
||||
@ -679,7 +633,6 @@ Störungen
|
||||
- Störungen im fließenden Bewegungsablauf.
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||||
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||||
### Mesencephalon (Mittelhirn)
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-mittelhirn.png)
|
||||
- Wichtige Rolle im auditorischen, visuellen sowie extrapyramidalen motorischen System.
|
||||
- enthält auf- und absteigende Faserbahnen, die End- und Zwischenhirn mit Cerebellum, Medulla und Rückenmark verbinden
|
||||
- Kerne der Hirnnerven III und IV (Augenbewegungen)
|
||||
@ -709,7 +662,6 @@ Tegmentum (Mittelhirnhaube)
|
||||
- retikuläre Formation, diverse auf- und absteigende Fasertrakte
|
||||
|
||||
### Diencephalon (Zwischenhirn)
|
||||
- ![](Assets/Neurowissenschaften-zwischenhirn.png)
|
||||
- Umschließt 3. Ventrikel, im Zentrum des Gehirns
|
||||
- Sensorisches Zentrum, Ursprung II. Hirnnerv (N. opticus)
|
||||
- besteht aus:
|
||||
@ -726,10 +678,6 @@ Tegmentum (Mittelhirnhaube)
|
||||
- Unspezifische Kerne: modulieren spezifische Thalamuskerne, werden ihrerseits aus den Basalganglien, dem Kleinhirn und der retikulären Formation angesteuert. Wichtigster: N. reticularis
|
||||
- ca. Form und Größe einer Walnuss
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-thalamus.png)
|
||||
- blau: erregend
|
||||
- rot: hemmend
|
||||
|
||||
Funktion
|
||||
- Durchgangsstation für (fast) alle Information, die die Großhirnrinde erreicht
|
||||
- Modulation und ,,Gating'' dieser Information in Abhängigkeit von allgemeinen Bedingungen, wie z.B. Aufmerksamkeit
|
||||
@ -751,8 +699,6 @@ Funktionen
|
||||
|
||||
Der Hypothalamus ist das oberste Regulierungszentrum des ANS
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-hypothalamus.png)
|
||||
|
||||
#### Metathalamus
|
||||
Mediale Kniehöcker
|
||||
- 4. Neuron der Sehbahn (Input von der Retina)
|
||||
@ -786,7 +732,6 @@ Laterale Kniehöcker
|
||||
- Commisura anterior
|
||||
- Commisura fornicis
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-großgehirnhälften.png)
|
||||
|
||||
#### Cerebraler Cortex (Großhirnrinde)
|
||||
- bildet die Oberfläche der Großhirnhälften
|
||||
@ -818,11 +763,7 @@ Laterale Kniehöcker
|
||||
- Oftmals lassen sich Gebiete (Areale) auf dem Cortex definieren, die strukturell und funktionell relativ homogen und durch scharfe Grenzen voneinander geschieden sind $\rightarrow$ **Parzellierung**
|
||||
- Es gibt verschiedene Ebenen der Parzellierung, die zueinander in (evt. hierarchischer) Beziehung stehen.
|
||||
|
||||
#### Zytoarchitektonische Parzellierung
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-zytoarchitektonische-parzellierung.png)
|
||||
|
||||
### Die Basalganglien (Stammganglien)
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-basalganglien.png)
|
||||
- Nucleus caudatus
|
||||
- Putamen
|
||||
- Globus pallidus
|
||||
@ -847,7 +788,6 @@ Wichtig für das Ausführen von Willkürbewegungen (extra-pyramidales motorische
|
||||
- Kommissuren verbinden beide Hemisphären (z.B. Corpus callosum)
|
||||
|
||||
## Hirnhäute
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-hirnhäute.png)
|
||||
- Skalp
|
||||
- Schädel
|
||||
- Hirnhaut 1: Dura mater
|
||||
@ -873,7 +813,6 @@ Zufuhr über
|
||||
- Blutversorgung von Hirnstamm und Kleinhirn
|
||||
- Versorgung der hinteren Hirnarterie (A. cerebri posterior) (2x)
|
||||
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-gehirn-blutversorgung.png)
|
||||
- Versorgungsgebiete der vorderen (blau), mittleren (rot) und hinteren (gelb) Hirnarterien.
|
||||
- Die 6 Hirnarterien sind an der Hirnbasis durch einen Ring verbunden, dadurch kann ein Verschluss einer der 4 zuführenden Arterien ausgeglichen werden
|
||||
|
||||
@ -883,7 +822,6 @@ Venöse Abfluss
|
||||
- Abfluss über Vv. jugulares internae
|
||||
|
||||
## Das Ventrikelsystem
|
||||
![](Assets/Neurowissenschaften-gehirn-ventrikel.png)
|
||||
Der Liquor zirkuliert in den 4 Hirnventrikeln und dem Zentralkanal des Rückenmarks sowie im Subarachnoidalraum von Hirn und Rückenmark
|
||||
|
||||
Seitenventrikel
|
||||
|