1. Kognitive Neurowissenschaft - Was ist das? Einführung Geschichte der kognitiven Neurowissenschaften... 24

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1 5 Inhaltsverzeichnis Vorwort Kognitive Neurowissenschaft - Was ist das? Einführung Geschichte der kognitiven Neurowissenschaften Beziehung zwischen Psychologie und Hirnforschung Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Das menschliche Gehirn: Eine kurze Einführung Orientierung im Gehirn Grobe Einteilung des menschlichen Gehirns Graue Substanz, weiße Substanz und das Ventrikelsystem Hierarchische Organisation des zentralen Nervensystems Zerebraler Kortex Basalganglien Limbisches System Zwischenhirn Hirnstamm Hirnnerven Hirnhäute Zusammenfassung Fragenund Aufgaben Weiterführende Literatur

2 6 Lehrbuch Kognitive Neurowissenschaften 3. Nervenzellen,Module, Kabelund Netzwerke Einführung Enzephalisationsquotient Neurone und Gliazellen Brodmann-Areale Von der Phrenologie zu Netzwerken Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Reifung des Gehirns Allgemeines zur Reifung und Entwicklung des Gehirns Embryonalentwicklung Von der Neurulation zum Gehirn Neurogenese Migration Verknüpfung der Neurone und Dendritisierung Synaptogenese und programmierter Zelltod Myelinisierung Zusammenfassung der wichtigsten Entwicklungsschritte in der Embryonalphase Gehirnentwicklung in den ersten Lebensjahren bis zur Adoleszenz Gehirnentwicklung in der Adoleszenz Hirnentwicklung und Verhalten Kritische Phasen Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur

3 Inhaltsverzeichnis 7 5. Methoden der kognitiven Neurowissenschaften Einleitung KlassischeMethoden aus der kognitiven Psychologie Bildgebung Magnetresonanztomografie - das Grundprinzip 119 Strukturelle Bildgebung Funktionelle Bildgebung Elektrophysiologie Frequenzbezogene Analysen Ereigniskorrelierte Potenziale Elektrophysiologische Grundlage von EEG und ERP Dipolanalysen und elektrische Tomografie Magnetenzephalografie (MEG) Nahinfrarotspektroskopie Biofeedbackvon kortikaler Aktivität Beeinflussung des Gehirns Läsionsstudien Übersicht über die Methoden der kognitiven Neurowissenschaften Zusammenfassung Fragenund Aufgaben Weiterführende Literatur Hemisphärenasymmetrie Allgemeines Funktionelle Links-rechts-Asymmetrien Sprachlateralisierung Händigkeit Experimentalpsychologische Verfahren Neurophysiologische Asymmetrien Zusammenfassung der funktionellen Asymmetrien Befunde aus der Neurologie

4 8 Lehrbuch Kognitive Neurowissenschaften 6.3. Corpus callosum und interhemisphärischer Informationsaustausch Splitbrain Corpus-callosum-Anatomie Anatomische Asymmetrien Sylvische Fissur Globale Links-rechts-Unterschiede Die Planum-temporale- und Planum-parietale-Asymmetrie Weitere anatomische Asymmetrien Verhaltensauffälligkeiten und atypische Asymmetrien Dynamik der Asymmetrien Asymmetriewechsel bei auditorischer Wahrnehmung Interaktionen zwischen beiden Hemisphären beim motorischen Lernen Ursachender Asymmetrien Geschlechtsunterschiede bei Asymmetrien Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Allgemeines zur Wahrnehmung Bedeutung der Wahrnehmung Wasist Wahrnehmung? Ablauf der Wahrnehmung Psychophysik Bottom-up- und Top-down-Verarbeitung Beziehung zwischen Top-down- und Bottom-up-Verarbeitung Bindungsproblem und dynamische Kopplung Synästhesie Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur

5 Inhaltsverzeichnis 9 8. Visuelle Wahrnehmung Vom Auge zum Gehirn Retina Sehbahn Rezeptive Felder Visueller Kortex Visuelle Areale Dorsaler und ventraler Informationsweg Verschaltungsprinzip im visuellen Kortex Retinotopie Blindsight - Blindsicht Einfacheund grundlegende Wahrnehmungsleistungen Tiefenwahrnehmung Farbwahrnehmung Bewegungswahrnehmung Objektwahrnehmung Das Problem der Objektwahrnehmung Theoretische Konzepte zur Erklärung der Objektwahrnehmung Kortikale Repräsentation der Objektwahrnehmung Raumwahrnehmung Störungen der visuellen Wahrnehmung VisuelleVorstellungen Zusammenfassung Fragenund Aufgaben Weiterführende Literatur Auditorische Wahrnehmung Einleitung Akustische Signale Lautstärke und Isophone

6 10 Lehrbuch Kognitive Neurowissenschaften 904. Auditorisches System Ohr Zentrale Verarbeitung akustischer Reize Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Aufmerksamkeit Das Wesen der Aufmerksamkeit Bewusstsein - Aufmerksamkeit Kontrollierte und automatische Prozesse Aufmerksamkeitsmetaphern und Aufmerksamkeitsinstanzen Die «Pllter--Metapher Die «Spotlights-Metapher Die «Spotlight-in-the-brain»-Metapher Die «Attention-as-vision»-Metapher Top-down-Ansätze Bottom-up-Ansätze Hybrid-Ansätze Neuropsychologie der Aufmerksamkeit Taxonomie der Aufmerksamkeit nach Zoomeren-Sturm «Biased-competition»-Modell der Aufmerksamkeit Neuroanatomie der Aufmerksamkeit Aufsteigendes retikuläres aktivierendes System (ARAS) Colliculi superiores Thalamus Parietallappen Anteriores Cingulum Lateraler Frontalkortex Neurophysiologie der Aufmerksamkeit Verstärkung neuronaler Aktivität Aufmerksamkeit und elektrische Hirnoszillationen

7 Inhaltsverzeichnis Neurochemie der Aufmerksamkeit Noradrenerges System Serotonerges System Cholinerges System Zeitlicher Verlauf von Aufmerksamkeitsprozessen Neurophysiologie bewusster und reflexiver Aufmerksamkeitssteuerung Aufmerksamkeitsmodelle Aufmerksamkeitsmodell nach Posner Orientierungsnetzwerk Vigilanz- Daueraufmerksamkeitssystem Exekutives Aufmerksamkeitssystem Aufmerksamkeitsmodell nach Mesulam Aufmerksamkeitsmodell nach Mirsky Aufmerksamkeitsmodell nach Corbetta und Shulman Aufmerksamkeitsstörungen Neglekt Balint-Holmes-Syndrom Zusammenfassung Fragenund Aufgaben Weiterführende Literatur Exekutive Funktionen Wassind exekutive Funktionen? Theoretische Überlegungen zu den exekutiven Funktionen System der überwachenden Aufmerksamkeit Handlungstheoretische Modelle Arbeitsgedächtnismodelle Theorie der somatischen Marker Reduktion auf Basisprozesse Konzept der exekutiven Funktionen nach Drechsler

8 12 Lehrbuch Kognitive Neurowissenschaften Anatomie der exekutiven Kontrolle, Anatomisch-funktionelles Netzwerk der exekutiven Funktionen, Rolle der Basalganglien Frontalkortex Modelle der Frontalkortexfunktionen Domänenspezifisch oder funktionsspezifisch l.4.2. Hierarchische Modelle Dorsolaterales präfrontales Kontrollsystem Verhaltenshemmung und -initiierung Verhaltensplanung Selbstkontrolle Ventromediales präfrontales System Parietales Kontrollsystem Cinguläres Kontrollsystem Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Motorische Kontrolle Faszination der Bewegung Dasmotorische Transformationsproblem Ein einfaches Modell der menschlichen Bewegungskontrolle Regelung und Steuerung Das motorische Programm Motorareale Organisation der Motorareale Funktion einzelner kortikaler Arealeder Informationsfluss im motorischen System Primärer motorischer Kortex - MI Prämotorische Areale Parietallappen Kleinhirn Basalganglien

9 Inhaltsverzeichnis Planung von Bewegungen Bewegungsvorbereitung und Willenshandlungen Bewegungslernen Bewegung,Vorstellung und Sprache Störungen der Motorik Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Allgemeines zum Gedächtnis Warum das Gedächtnis so wichtig ist? Gedächtnissysteme Gedächtnisprozesse Messung des Gedächtnisses Taxonomie des Langzeitgedächtnisses Gedächtnis auf der zellulären Ebene Habituation und Sensitivierung Langzeitpotenzierung und Langzeitdepression Veränderung der Synapsen beim Lernen Zusammenfassung der synaptischen Mechanismen Neuronale Netze Mesiotemporales Gedächtnissystem Von der zellulären Ebenezum übergeordneten System Konsolidierung im deklarativen Gedächtnis Gedächtnis und Emotionen Zusammenfassung Fragenund Aufgaben Weiterführende Literatur

10 14 Lehrbuch Kognitive Neurowissenschaften 14. Deklaratives Gedächtnis Dasdeklarative Gedächtnis und seineteilkomponenten Mesiotemporaler Hirnbereich und das deklarative Gedächtnis Theorien Integration aller neurowissenschaftlichen Gedächtnistheorien Frontalkortex und deklaratives Gedächtnis Encodieren im Frontalkortex Abrufvon Informationen Zusammenfassung Parietallappen und deklaratives Gedächtnis SensorischeAreale und deklaratives Gedächtnis Elektrophysiologische Kennwerte des deklarativen Gedächtnisses Wie ist Wissen repräsentiert? Semantisches Netzwerk Prototypenmodell Exemplartheorie Neurowissenschaftliche Befunde Beeinflussung des deklarativen Gedächtnisses Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Nondeklaratives Gedächtnis Einleitung Verschiedene Formen des Primings Perzeptuelles Priming Konzeptuelles Priming Semantisches Priming Theorien zum Priming

11 Inhaltsverzeichnis Lernen von Fertigkeiten Lernen von motorischen Fertigkeiten Perzeptuelles Lernen Lernen von kognitiven Fertigkeiten Konditionierung Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Arbeitsgedächtnis Einführung Arbeitsgedächtnismodelle Hirnaktivität bei Arbeitsgedächtnisaufgaben VerbalesArbeitsgedächtnis Phonologisches Arbeitsgedächtnis Arbeitsgedächtnis für Grapheme Semantisches Arbeitsgedächtnis Zusammenfassung zum verbalen Arbeitsgedächtnis VisuellesArbeitsgedächtnis Auditorisches Arbeitsgedächtnis Die Rolledes dorsolateralen Präfrontalkortex Elektrophysiologie des Arbeitsgedächtnisses Zusammenfassung Fragenund Aufgaben Weiterführende Literatur Plastizität Einleitung Genetik und Umwelt Funktionelle Plastizität bei Tieren

12 16 Lehrbuch Kognitive Neurowissenschaften Funktionelle Plastizität beim Menschen Strukturelle Plastizität Rehabilitation Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Sprache Einführung Was ist Sprache? Sprache der Tiere Produktion von Lauten und Sprache Funktionelle Neuroanatomie sprachlicher Äußerungen Zeitliche Organisation der auditiven Sprachverarbeitung Neurale Signatur der lautsprachlichen Verarbeitung Neuroanatomische Korrelate der Sprachartikulation Gebärdensprache Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Lesen und Schreiben Das Wesen des Lesens Wie lesen wir? Funktionelle Neuroanatomie und Neurophysiologie des Lesens Leseprozess Lesestörungen Schreiben " Lesen in anderen Sprachen

13 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Emotion und Motivation Einleitung Emotion und Motivation - was ist das? Emotionstheorien Konzept der Basisemotionen - von Darwin zu Ekman Theorie von Panksepp - die Rolle von Emotionssystemen Theorie der somatischen Marker von Damasio Emotionen und Lernen Furchtkonditionierung Indirektes Konditionieren Informationswege der Amygdala Amygdala und Lernen Asymmetrie-Hypothese der Emotionsverarbeitung Verstärkung und Motivation Frontalkortex,' Funktionelle Spezialisierung des Frontalkortex Konzept der Verstärkung Verstärkung im Affengehirn Verstärkung im Menschengehirn Wanting und Liking Impulskontrolle Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur

14 18 Lehrbuch Kognitive Neurowissenschaften 21. Urteilen und Entscheiden Einleitung Psychologische Entscheidungstheorien Klassische Entscheidungstheorie - eine Frage des Nutzens Prospect-Theorie und Rahmungseffekte Einflussvon Emotionen auf Entscheidungen Spieltheorien Neuronale Grundlagen Interaktives Entscheidungsverhalten Entscheidungspräferenzen Entscheidungsverhalten und Informationsintegration Theoryofmind Oxytocin und Entscheidungsverhalten Zusammenfassung Fragen und Aufgaben O. Weiterführende Literatur Literatur 759 Index 787