Vorwort zur 1. Auflage Geschichte der kognitiven Neuro wissenschaften Beziehung zwischen Psychologie und Hirn forschung 27

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1 5 Inhaltsverzeichnis Vorwort zur 2. Auflage 15 Vorwort zur 1. Auflage Kognitive Neurowissenschaft Was ist das? Einführung Geschichte der kognitiven Neuro wissenschaften Beziehung zwischen Psychologie und Hirn forschung 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 Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Nervenzellen, Module, Kabel und Netzwerke Einführung Enzephalisations quotient Neurone und Gliazellen Brodmann-Areale 65

2 6 Inhaltsverzeichnis 3.5. 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 Entwicklung des Gehirns und neurophysiologische Aktivität Hirnentwicklung und Verhalten Kritische Phasen Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Methoden der kognitiven Neurowissenschaften Einleitung Klassische Methoden aus der kognitiven Psychologie Bildgebung Magnetresonanztomografie das Grundprinzip Elektrophysiologie Frequenzbezogene Analysen Ereigniskorrelierte Potenziale Elektrophysiologische Grundlage von EEG und ERP Dipolanalysen und elektrische Tomografie Magnetenzephalografie (MEG) Nahinfrarot spektroskopie Biofeedback von kortikaler Aktivität Beeinflussung des Gehirns Läsionsstudien Übersicht über die Methoden der kognitiven Neurowissenschaften Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur 145

3 Inhaltsverzeichnis 7 6. Hemisphärenasymmetrie Allgemeines Funktionelle Links-rechts-Asymmetrien Sprachlateralisierung Händigkeit Experimentalpsychologische Verfahren Neurophysiologische Asymmetrien Zusammenfassung der funktionellen Asymmetrien Befunde aus der Neurologie Corpus callosum und interhemisphärischer Informationsaustausch Split brain Corpus-callosum-Anatomie Anatomische Asymmetrien Sylvische Fissur Globale Links-rechts- Unterschiede Die Planum-temporale- und Planum-parietale- Asymmetrie Weitere anatomische Asymmetrien Verhaltensauffällig keiten und atypische Asymmetrien Dynamik der Asymmetrien Asymmetriewechsel bei auditorischer Wahrnehmung Interaktionen zwischen beiden Hemisphären beim motorischen Lernen Ursachen der Asymmetrien Geschlechts unterschiede bei Asymmetrien Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Allgemeines zur Wahrnehmung Bedeutung der Wahrnehmung Was ist 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 206

4 8 Inhaltsverzeichnis 8. Visuelle Wahrnehmung Vom Auge zum Gehirn Retina Sehbahn Rezeptive Felder Visueller Kortex Visuelle Areale Verschaltungsprinzip im visuellen Kortex Retinotopie Blindsight Blindsicht Einfache und grundlegende Wahrnehmungsleistungen Tiefenwahrnehmung Farbwahrnehmung Bewegungswahrnehmung Objektwahrnehmung Das Problem der Objekt wahrnehmung Theoretische Konzepte zur Erklärung der Objektwahrnehmung Kortikale Repräsentation der Objektwahrnehmung Raumwahrnehmung Störungen der visuellen Wahrnehmung Visuelle Vorstellungen Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Auditorische Wahrnehmung Einleitung Akustische Signale Lautstärke und Isophone Auditorisches System Ohr Zentrale Verarbeitung akustischer Reize Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Aufmerksamkeit Das Wesen der Aufmerksamkeit Bewusstsein Aufmerksamkeit Kontrollierte und automatische Prozesse Aufmerksamkeits metaphern und Aufmerksamkeitsinstanzen Die Filter -Metapher 300

5 Inhaltsverzeichnis Die Spotlight -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 Neurophysiologie der Aufmerksamkeit Verstärkung neuronaler Aktivität Aufmerksamkeit und elektrische Hirnoszillationen Neurochemie der Aufmerksamkeit Zeitlicher Verlauf von Aufmerksamkeits prozessen Neurophysiologie bewusster und reflexiver Aufmerksamkeits steuerung Aufmerksamkeitsmodelle Aufmerksamkeitsmodell nach Posner Aufmerksamkeitsmodell nach Mesulam Aufmerksamkeitsmodell nach Mirsky Aufmerksamkeitsmodell nach Corbetta und Shulman Aufmerksamkeits störungen Neglekt Bálint-Holmes-Syndrom Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Exekutive Funktionen Was sind exekutive Funktionen? Theoretische Über legungen zu den exe kutiven Funktionen System der überwachenden Aufmerksamkeit Handlungstheoretische Modelle Arbeitsgedächtnismodelle Theorie der somatischen Marker Reduktion auf Basisprozesse Konzept der exekutiven Funktionen nach Drechsler Anatomie der exekutiven Kontrolle Anatomisch-funktionelles Netzwerk der exekutiven Funktionen Rolle der Basalganglien Frontalkortex Modelle der Frontal kortexfunktionen Domänenspezifisch oder funktionsspezifisch Hierarchische Modelle 357

6 10 Inhaltsverzeichnis Dorsolaterales präfrontales Kontrollsystem Ventromediales präfrontales System Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Motorische Kontrolle Faszination der Bewegung Das motorische Transformationsproblem Ein einfaches Modell der menschlichen Bewegungskontrolle Regelung und Steuerung Das motorische Programm Motorareale Organisation der Motorareale Funktion einzelner kortikaler Areale der Informationsfluss im motorischen System 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 Ebene zum übergeordneten System Konsolidierung im deklarativen Gedächtnis Gedächtnis und Emotionen Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur 440

7 Inhaltsverzeichnis Deklaratives Gedächtnis Das deklarative Gedächtnis und seine Teilkomponenten Mesiotemporaler Hirnbereich und das deklarative Gedächtnis Theorien Integration aller neuro wissenschaftlichen Gedächtnistheorien Frontalkortex und deklaratives Gedächtnis Encodieren im Frontalkortex Abruf von Informationen Zusammenfassung Parietallappen und deklaratives Gedächtnis Sensorische Areale 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 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 503

8 12 Inhaltsverzeichnis Verbales Arbeitsgedächtnis Phonologisches Arbeitsgedächtnis Arbeitsgedächtnis für Grapheme Semantisches Arbeitsgedächtnis Zusammenfassung zum verbalen Arbeitsgedächtnis Visuelles Arbeitsgedächtnis Auditorisches Arbeitsgedächtnis Die Rolle des dorsolateralen Präfrontalkortex Elektrophysiologie des Arbeits gedächtnisses Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Plastizität Einleitung Genetik und Umwelt Funktionelle Plastizität bei Tieren 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 Neuro anatomie sprachlicher Äußerungen Zeitliche Organisation der auditiven Sprachverarbeitung Neurale Signatur der lautsprachlichen Verarbeitung Neuroanatomische Korrelate der Sprachartikulation Die Sprache des Gehirns Gebärdensprache Die Evolution der Sprache Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur 578

9 Inhaltsverzeichnis Lesen und Schreiben Das Wesen des Lesens Wie lesen wir? Funktionelle Neuro anatomie und Neuro physiologie des Lesens Leseprozess Lesestörungen Schreiben Lesen in anderen Sprachen Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Emotion und Motivation Einleitung Emotion und Motivation was ist das? Emotionstheorien Konzept der Basis emotionen 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 Emotions verarbeitung 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 Urteilen und Entscheiden Einleitung Psychologische Entscheidungstheorien Klassische Entscheidungstheorie eine Frage des Nutzens Prospect-Theorie und Rahmungseffekte 636

10 14 Inhaltsverzeichnis Einfluss von Emotionen auf Entscheidungen Spieltheorien Neuronale Grundlagen Interaktives Entscheidungsverhalten Entscheidungspräferenzen Entscheidungsverhalten und Informationsintegration Theory of mind Oxytocin und Entscheidungsverhalten Zusammenfassung Fragen und Aufgaben Weiterführende Literatur Das Gehirn in Ruhe Einleitung Ruhezustand gemessen mit der funktionellen Magnetresonanz tomografie Ruhezustand gemessen mit dem EEG Interindividuelle Unterschiede in den Ruhe netzwerken Der Schlaf ein besonderer Ruhezustand des Gehirns Zusammenfassung Fragen Weiterführende Literatur 680 Literatur 681 Index 707