Gehirnforschung

Biologische Psychologie

News/Forschungsartikel zum menschlichen Gehirn.

Das Gehirn bei verschiedenen Erkrankungen

Die Auswirkungen, Folgen, Veränderungen verschiedener Erkrankungen auf das Gehirn bzw. des Gehirns auf die verschiedenen Krankheiten.

Anatomie

Substanzen, Neurotransmitter, Chemikalien im Gehirn

Wie wir das GPS unseres Gehirns zur Navigation nutzen

Wie wir von einem Ort zu einem anderen navigieren und gelangen, wird durch zwei verschiedene Regionen in unserem Gehirn kontrolliert (wobei dies bei Alzheimer Patienten nicht mehr klappt).

Vogelfluglinie und Route

Eine neue Studie fand heraus, dass zu Beginn einer Reise, eine Region des Gehirns eine gerade Linie zum Zielort berechnet - die Distanz wird mit der "Vogelfluglinie" bzw. "Luftlinie" überbrückt - aber während des Reisens berechnet ein anderer Bereich des Gehirns den genauen Abstand entlang des Weges, um dorthin zu kommen.

Die Befunde widersprechen vorherigen Annahmen, die sagten, dass das Gehirn entweder eine Route oder die gerade Linie zu einem Zielort berechnet. Die Studie konnte zeigen, dass das Gehirn beides tut, und damit nicht nur beide Annahmen bestätigen, sondern auch, dass beide Vorstellungen integriert werden sollten.

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Dr. Hugo Spiers und sein Forscherteam vom University College London verwendeten Filmmaterial, um die belebten Straßen von Soho in London in einem MRT-Scanner nachzubilden. Freiwillige wurden darum gebeten, durch den für seine gewundenen Straßen und komplexen Kreuzungen berühmten Bezirk zu navigieren, während ihre Gehirnaktivität überwacht wurde.

Die Forscher analysierten dann die Gehirnaktivität während der verschiedenen Etappen der Reise:

Entorhinaler Kortex und Hippocampus posterior

Die Forscher fanden heraus, dass die Aktivität im entorhinalen Cortex, eine Region des Gehirns essentiell für Navigation und Gedächtnis, mit der ersten Ausarbeitung der direkten, geraden Linie zum Ziel in Verbindung stand.

Im Gegensatz dazu, wurde während der weiteren Reise der Hippocampus posterior, ebenfalls für seine Rolle bei Navigation und Gedächtnis bekannt, aktiv. Die Aufgabe hieß nun: den Weg zu verfolgen, der nötig ist, um das Ziel zu erreichen.

Satellitennavigation lässt Gehirn verkümmern

Die Ergebnisse zeigten auch, was im Gehirn geschieht, wenn wir Satellitennavigation bzw. einen Handheld GPS verwenden, um zu einem Zielort zu kommen. Während die Teilnehmer ihre GPS-Geräte benutzten, wurden die Gehirnaktivitäten aufgezeichnet.

Die Forscher stellten fest, dass keine der beiden Gehirnregionen Aktivität zeigten, während die Teilnehmer Satellitennavigation verwendeten; sie verfolgten den Weg zum Ziel nicht. Und das Gehirn war generell auch sehr viel weniger aktiv.

"Unser Team entwickelte eine neue Strategie um die Navigation zu untersuchen und stellte fest, dass die Art, wie unser Gehirn unsere Navigation leitet, komplexer ist, als wir uns vorgestellt hatten. Es wird die Distanz auf zweierlei Weise in verschiedenen Bereichen des Gehirns berechnet", sagte Spiers.

Das vergrößerte Gehirn Londoner Taxifahrer

Darüber ist bisher wenig bekannt gewesen. Die Ergebnisse könnten z.B. erklären, warum Londons Taxifahrer diesen berühmten vergrößerten Hippocampus posterior haben, bemerkte er.

"Unsere Ergebnisse zeigen, dass die tägliche stärkere Benutzung des Hippocampus posterior - um Wege zu Zielen zu errechnen - zu einer beeindruckenden Vergrößerung der grauen Substanz hier führt", erklärte er.

Orientierungslosigkeit bei Alzheimer

Die Befunde bieten auch einen Einblick in die zugrunde liegende Biologie psychischer Beeinträchtigungen, die das Gedächtnis betreffen, laut Dr. John Williams, Leiter der klinischen Aktivitäten, Neurobiologie und psychische Gesundheit des Wellcome Trusts.

"Der Hippocampus und der entorhinale Cortex gehören zu den ersten Regionen im Gehirn, die bei Alzheimer/Demenz beschädigt werden; und diese Studienergebnisse liefern eine Erklärung dafür, warum diese Patienten Probleme haben, den richtigen Weg zu finden und orientierungslos werden", sagte er.

"Diese Befunde in die klinische Arbeit zu integrieren, könnte sich zukünftig medizinisch als sehr nützlich erweisen".

© PSYLEX.de - Quelle: Wellcome Trust / Current Biology, Juni 2014

Was passiert während 'Aha'-Momenten im Gehirn?

29.04.2015 Eine in der Zeitschrift Current Biology präsentierte Studie zeigt, wie das Gehirn neue Eindrücke verarbeitet.

Wissenschaftler von der Radboud Universität in den Niederlanden berichten, dass sie mit Hilfe von MRT-Aufnahmen visualisieren konnten, wie das Gehirn Erinnerungen der letzten Ereignisse rekombiniert, wenn diese durch neue Informationen ergänzt werden.

Wir hatten alle schon mal solch einen 'Aha'-Moment, wenn ein Teil eines rätselhaften Problems sich an die richtige Stelle einfügt, während wir einen klareren Einblick in ein zuvor unklares Problem erringen.

Aber was geschieht in unserem Gehirn, wenn wir 'Aha' denken!?

Diese Frage stellten sich die Forscher Dr. Branka Milivojevic, Alejandro Vicente-Grabovetsky und Christian Döller von der Radboud Universität.

Zusammenfügen einer Geschichte

Milivojevic und ihre Kollegen benutzten das Computerspiel "The Sims 3" - eine Life-Simulation - um animierte Videos von lebensähnlichen Ereignissen herzustellen. Diese wurden den Teilnehmern gezeigt, während ihre Gehirnaktivität mit Hilfe von Magnetresonanztomographie (MRT) aufgezeichnet wurde.

Während die Teilnehmer realisierten, wie einige Ereignisse der Animation sich zu einer Geschichte vervollständigten, fügten sich die Erinnerungen an die Ereignisse wie Stücke eines Puzzles zusammen, um eine neue Erinnerung an die ganze Geschichte zu formen.

Dieser Effekt schlug sich im Hippocampus und dem medialen präfrontalen Kortex nieder; beide Hirnregionen sind wichtig für die Erinnerungen an persönliche, autobiographische Ereignisse.

Laut den Forschern ist dies das erste Mal, dass Wissenschaftler zu zeigen in der Lage waren, wie das Gehirn Erinnerungen an vergangene Ereignisse flexibel wieder zusammenfügt, wenn neue Informationen aufgedeckt werden.

Anwendung beim Lernen

Die Experten glauben, dass diese Forschungsarbeit wichtige Auswirkungen auf den Wissenserwerb in Bildungseinrichtungen haben wird.

Sie zeigt, dass Lehrer das Lernen nicht nur durch die explizite Bereitstellung des Kontextes für neues Material unterstützen können - wie sie es sowieso schon tun - sondern auch durch Hinweise auf die Verbindungen zu zuvor gelernten Informationen.

Diese Verknüpfung von Erinnerungen lässt eine Reorganisation neuraler Wissensrepräsentationen und die begleitende Formation eines integrierten "Gesamtbildes" entstehen.

© PSYLEX.de - Quellenangabe: Radboud Universität, Current Biology; April 2015

Forscher lokalisieren Epizentrum der Vorhersagefähigkeit des Gehirns

07.06.2015 Schon Goethe sagte: "Man sieht nur, was man weiß". Das Gehirn ist nicht als reaktives Gewebe vernetzt, sondern versucht, die Dinge andersherum zu bearbeiten, und das limbische Gewebe nimmt dabei den obersten Platz in der Hierarchie ein laut einer aktuellen Studie.

Die Intuition legt nahe, dass die Wahrnehmung der Empfindung folgt und damit körperliche Gefühle im Körper entstehen. Allerdings sprechen jüngste Befunde gegen diese Logik: interozeptive Erfahrung kann weitgehend limbische Vorhersagen über den erwarteten Zustand des Körpers widerspiegeln, was durch aufsteigende viszerale Empfindungen begrenzt ist.

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Bild: Gerd Altmann

In den letzten Jahren haben Wissenschaftler herausgefunden, dass das menschliche Gehirn eher prognostiziert (also voraussagt), als dass es - wie zuvor angenommen - auf Empfindungen reagiert, die es von der Außenwelt aufnimmt. Die Experten sagen, dass die menschlichen Reaktionen tatsächlich die körperliche Ausrichtung auf die Prognosen des Gehirns sind, die es aufgrund des Zustands unseres Körpers trifft, als er das letzte Mal in einer ähnlichen Situation war.

Nun hat Professorin Lisa Feldman Barrett von der Northeastern University in der Zeitschrift Nature Reviews Neuroscience berichtet, dass sie das Epizentrum dieser Vorhersagen gefunden hat.

Limbisches Gewebe

Barrett behauptet, dass das limbische Gewebe, das auch bei der Entstehung von Emotionen beteiligt ist, den obersten Platz in der Hierarchie für die Prognosen des Gehirns einnimmt.

Das limbische System würde aufgrund seiner Struktur und der Art, wie die Neuronen organisiert sind, Voraussagen treffen, sagte Barrett. Es richtet seine Prognosen überallhin in den Cortex, und dadurch ist es sehr mächtig.

Zum Beispiel: Wenn sich jemand einen roten Apfel vorstellen soll, senden limbische Teile des Gehirns Voraussagen an die visuellen Neuronen und lassen diese in unterschiedlichen Mustern feuern, so dass die Person einen roten Apfel "sehen" kann.

Architekt unserer eigenen emotionalen Erfahrung

Barrett ist eine Pionierin der Emotionspsychologie und affektiven Neurowissenschaft. Sie hat die Grundlage für die affektive Wissenschaft gelegt, indem sie zeigte, dass die Menschen die Architekten ihrer eigenen emotionalen Erfahrungen sind.

Barrett fasst die Forschung über die zelluläre Komposition des limbischen Gewebes zusammen, die zeigt, dass die limbischen Regionen des Gehirns Vorhersagen senden, aber nicht empfangen.

Dies bedeutet, dass die limbischen Regionen die Verarbeitung im Gehirn leiten. Sie reagieren nicht auf Reize aus der Außenwelt.

Das ist ironisch, sagt Barrett. Denn während die Wissenschaftler glaubten, die limbischen Regionen des Gehirns wären die Heimat der Emotionen, waren sie damit als hauptsächlich reaktiv betrachtet worden.

Der gesunde Menschenverstand sagt einem: Sehen heißt Glauben. Aber das Gehirn ist tatsächlich so aufgebaut, um die Dinge andersherum zu bearbeiten: Man sieht (und hört und riecht und schmeckt), was man zu sehen (hören, riechen etc.) glaubt. Und Glauben basiert im Wesentlichen auf Fühlen.

Gehirn nicht als reaktives Organ vernetzt

Barrett zeigt in ihrer Forschungsarbeit, dass das Gehirn nicht als ein reaktives Organ vernetzt ist. Es ist so in seiner Struktur entstanden, um die Frage zu stellen: "Welche Empfindungen hatte ich und wie handelte ich, als ich das letzte Mal in einer Situation wie dieser war?"

Und die Empfindungen, die am wichtigsten zu sein scheinen, sind die des eigenen Körpers: Dies wird "Interozeption" genannt.

Das Gehirn versucht zu raten, was die Empfindung bedeutet, und was die Empfindungen verursacht hat, so dass es herausfinden kann, was als Nächstes zu tun ist, sagte Barrett. "Das Gehirn versucht, Gedanken, Gefühle und Wahrnehmungen zusammenzufügen, so dass sie nach den Erfordernissen ankommen, nicht eine Sekunde danach."

© PSYLEX.de - Quellenangabe: Northeastern University, Nature Reviews Neuroscience; Juni 2015

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