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1. Kapitel: Bemerkungen zu einer Affektiven
und Kognitiven Neuro Wissenschaft
Von Erich Schröger und Stefan Koelsch
1 Das Verhältnis von Affekt und Kognition 1
2 Neurowissenschaft als Ergänzung der Psychologie 2
3 Der Informationsverarbeitungsansatz als Rahmentheorie für Affekt
und Kognition 3
4 Beiträge zu einer Affektiven und Kognitiven Neurowissenschaft 4
5 Affektiv-kognitive Neurowissenschaft: Neuer Wein in alten Schläuchen?
Alter Wein in neuen Schläuchen? 8
Literatur 9
2. Kapitel: Prädiktive Modellierung in der auditiven
Wahrnehmung
Von Erich Schröger, Iria SanMiguel und Alexandra Bendixen
1 Einleitung 12
2 Empirische Untersuchungen zur Prädiktion 15
2.1 A/afcA-Paradigmen: Verarbeitung von Reizen, die eine Regel
bestätigen 17
2.2 MwwfcMrA-Paradigmen: Verarbeitung von Reizen, die eine Regel
verletzen 23
2.3 OwiMMOH-Paradigmen: Verarbeitung von fehlenden Reizen
als Spezialfall der Regelverletzung 26
2.4 Sclf-Generation-VaiadÄgmen-. Verarbeitung von selbst erzeugten
Reizen/Prädiktion im Handlungskontext 29
3 Implikationen der prädiktiven Modellierung 33
3.1 Implikationen für die auditive Informationsverarbeitung 33
3.2 Implikationen für andere kognitive Prozesse 35
4 Fazit und Ausblick 38
Literatur 39
3. Kapitel: Bewusstsein und Aufmerksamkeit
Von John-Dylan Haynes
1 Methodische Vorüberlegungeg 47
1.1 Kontinuität der Wahrnehmungsschwelle 48
1.2 Kriterien für bewusste Wahrnehmung I: Subjektive Schwelle 48
1.3 Kriterien flir bewusste Wahrnehmung II: Objektive Schwelle 50
1.4 Experimentelle Umsetzung 51
1.5 Kriterien für unterschwellige Verarbeitung 52
2 Neuronale Korrelate bewusster und unbewusster Reizverarbeitung 55
2.1 Bewusste neuronale Verarbeitung 55
2.2 Unbewusste neuronale Verarbeitung 58
3 Bewusstseinsinhalte 59
3.1 Kodierung von Bewusstseinsinhalten 62
3.2 Multivariate Dekodierung 63
3.3 Bewusstseinsstruktur 68
3.4 Bewusstseinsmodelle 69
4 Bewusstsein, Selektion und Aufmerksamkeit 75
Literatur ; 78
4. Kapitel: Die Interaktion von Emotion und
Aufmerksamkeit im Wettkampf um Verarbeitungsressourcen
im menschlichen visuellen Kortex
Von Matthias M. Müller
1 Einleitung 86
2 Emotionale Stimuli und Aufmerksamkeit 87
2.1 Valenz und Erregung (arousal) 89
2.2 Das Modell der "motivierten Aufmerksamkeit" 90
2.3 Die mögliche Rolle der Mandelkerne bei der Steuerung
von Aufmerksamkeit: Das Modell von LeDoux 91
3 Emotionale Bilder ziehen reflexiv Aufmerksamkeit auf sich 92
4 Emotionale Stimuli stehen unter Top-down-Kontrolle 93
5 Räumliche Anordnung der Stimuli und zeitliche Prozesse des Wettbewerbs
um Verarbeitungsressourcen 95
5.1 Das stead.y-sta.te visuell evozierte Potenzial (SSVEP) 97
5.2 Zeitlicher Verlauf des Wettbewerbs um Verarbeitungsressourcen
in frühen visuellen Arealen 100
Inhaltsverzeichnis XI
6 Die Rolle der Mandelkerne als Emotionszentrum 110
7 Schlussfolgerungen 112
Literatur 113
5. Kapitel: Empathie
Von Susanne Leiberg und Tania Singer
1 Einleitung 119
2 Definitionen 120
3 Empathie in den Sozialen Neurowissenschaften: Die Hypothese geteilter
neuronaler Netzwerke 122
3.1 Peripherphysiologische Evidenz für die Hypothese geteilter
neuronaler Netzwerke 123
3.2 Zentralnervöse Evidenz für die Hypothese geteilter neuronaler
Netzwerke 124
4 Top-down-Einflüsse auf Empathie 132
5 Empathie in klinischen Populationen 138
6 Fazit und Ausblick 141
Literatur 144
6. Kapitel: Neurokognition des Erinnerns
Von Axel Mecklinger
1 Zwei-Prozess-Modelle des Wiedererkennens 155
2 Elektrophysiologische Indikatoren des Erinnerns 159
2.1 EKP-alt/neu-Effekte 159
2.2 Alt/neu-EfFekte bei implizitem Gedächtnis 162
3 Assoziatives Erinnern 163
4 Die funktionelle Bedeutung der Alt/neu-Effekte 168
5 Strategische Aspekte des Erinnerns 169
6 Neuronale Grundlagen des Wiedererkennens 176
7 Fazit und Ausblick 180
Literatur 180
XII Inhaltsverzeichnis
7. Kapitel: Erwerb künstlicher Grammatiken
Von Bertram Opitz
1 Einleitung 189
2 AGL als Modell für Lernen 192
2.1 Regelbasierte vs. ähnlichkeitsbasierte Ansätze 193
2.2 Explizite und implizite Lernmechanismen 200
2.3 AGL - neurokognitive Befunde 203
3 AGL als Modell fiir Spracherwerb 206
3.1 Erstspracherwerb 207
3.2 Zweitspracherwerb 210
3.3 Hierarchische Strukturen 213
3.4 AGL und neuronale Grundlagen der Syntaxverarbeitung 215
4 Schlussfolgerungen und Ausblick 219
Literatur 220
8. Kapitel: Neurokognition des Sprachverstehens bei
Gesunden und Patienten mit fokalen zerebralen Läsionen
Von Sonja A. Kotz, Kathrin Rothermich
und Maren Schmidt-Kassow
1 Syntaktische Verarbeitung 232
1.1 Bildgebende Korrelate syntaktischer Verarbeitung 233
1.2 EKP-Korrelate syntaktischer Verarbeitung bei Gesunden 233
1.3 EKP-Korrelate syntaktischer Verarbeitung bei Patienten
mit fokalen zerebralen Läsionen 234
2 Semantische Verarbeitung 235
2.1 Neurophysiologische Korrelate semantischer Verarbeitung 236
2.2 EKP-Korrelate semantischer Verarbeitung bei Gesunden 237
2.3 EKP-Korrelate semantischer Verarbeitung bei Patienten 238
3 Grenzgänger: Schnittstellen in der Sprachverarbeitung - ein Ausblick .... 240
3.1 EKP-Korrelate der Syntax-Semantik-Schnittstelle
bei Gesunden und Patienten 240
3.2 EKP-Korrelate der Syntax-Prosodie-Schnittstelle
bei Gesunden und Patienten 241
3.3 Semantik-Prosodie-Schnittstelle 244
4 Fazit und Ausblick 246
Literatur 246
Inhaltsverzeichnis XIII
9. Kapitel: Affektive Prosodie
Von Carolin Brück, Benjamin Kreifelts, Thomas Ethofer
und Dirk Wildgruber
1 Einleitung 254
2 Stimulusassoziierte Hirnaktivierung bei der Verarbeitung emotionaler
Prosodie 255
3 Aufmerksamkeitsabhängige Hirnaktivierung bei der Verarbeitung
affektiver Prosodie 257
4 Validierung stimulusassoziierter und aufmerksamkeitsabhängiger
Effekte 262
5 Modell der zerebralen Verarbeitung affektiver Prosodie 264
6 Einfluss von Alter, Geschlecht und Persönlichkeit
auf die Verarbeitung affektiver Prosodie 266
6.1 Einfluss der Persönlichkeit 267
6.2 Geschlechtsunterschiede 268
6.3 Einfluss des Alters 269
7 Einfluss psychischer Erkrankungen auf die Verarbeitung affektiver
Prosodie 270
8 Fazit und Ausblick 271
Literatur 273
10. Kapitel: Gehirn und Musik: Ein neurokognitives
Modell der Musikverarbeitung
Von Stefan Koelsch
1 Einleitung 281
2 Neuronale Verarbeitung akustischer Information 282
3 Sensorisches Gedächtnis und Bildung auditorischer Gestalten 285
4 Verarbeitung musikalischer Syntax 287
5 Verarbeitung musikalischer Semantik 293
6 Vegetative, hormonelle und prämotorische Effekte von Musik 298
7 Fazit und Ausblick 299
Literatur 301
XIV Inhaltsverzeichnis
11. Kapitel: Ein neurofunktionales Modell von Emotionen
Von Stefan Koelsch, Arthur M. Jacobs, Winfried Menninghaus,
Katja Liebal, Gisela Klann-Delius, Christian von Scheve
und Gunter Gebauer
1 Einleitung 307
2 Hirnstamm-zentriertes Affektsystem 309
2.1 Aufsteigende Aktivierung/Deaktivierung 310
2.2 Absteigende Aktivierung/Deaktivierung 310
3 Diencephalon-zentriertes Affektsystem 311
3-1 Thalamus und Schmerz 312
3.2 Hypothalamus und Spaß 312
4 Hippocampus-zentriertes Affektsystem 314
4.1 Bindungsbezogene Emotionen 316
5 Orbitofrontal-zentriertes Affektsystem 319
5.1 Automatische kognitive Bewertung 319
5.2 Hervorrufen der somatic markers 321
5.3 Belohnung und Strafe 321
5.4 Moralische Emotionen 322
6 Ursachen affektiver Aktivität 323
6.1 Hirnstamm 324
6.2 Diencephalon 325
6.3 Hippocampus 325
6.4 Orbitofrontalkortex 325
7 Effekte der Aktivität der Affektsysteme 326
8 Die Vierfäktoren-Theorie des emotionalen Empfindens 326
9 Interaktionen mit dem Sprachsystem 328
10 Bewusste Bewertung (conscious appraisal) 330
11 Weitere in emotionale Prozesse involvierte Strukturen 331
11.1 Amygdala 331
11.2 Insula 332
11.3 Anteriorer cingulärer Kortex 332
12 Was ist eine Emotion? 333
Literatur :.... 334
Inhaltsverzeichnis XV
12. Kapitel: Neurowissenschaftliche Grundlagen
der artifiziellen Modulation von Emotionen
Von Malek Bajbouj und Lara Rzesnitzek
1 Einleitung 343
2 Oer dorsolaterale präfrontale Kortex als Ziel der repetitiven
transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) 345
2.1 Magnetstimulation in den klinisch-affektiven Wissenschaften 346
2.2 Magnetstimulation in den kognitiv-affektiven Wissenschaften 347
2.3 Sicherheitsaspekte der Magnetstimulation 348
3 Transkranielle Gleichstromstimulation 348
3.1 Gleichstromstimulation in den klinisch-affektiven Neurowissenschaften
349
3.2 Gleichstromstimulation in den kognitiv-affektiven Wissenschaften ... 350
4 Tiefe Hirnstimulation 350
4.1 Tiefe Hirnstimulation in den klinisch-affektiven Neurowissenschaften .. 351
4.2 Tiefe Hirnstimulation in den kognitiv-affektiven Wissenschaften 354
4.3 Vagusnervstimulation 355
5 Fazit 356
Literatur 356
13. Kapitel: Neuronale Grundlagen komplexer Kognition
Von Leandra Bucher, Christoph Kaller, Josef Unterrainer,
Benjamin Rahm und Markus Knauff
1 Einleitung 363
2 Denken und Schlussfolgern 365
2.1 Formen logischen Denkens 365
2.2 Fehler beim logischen Denken 368
2.3 Theorien logischen Denkens 371
2.4 Befunde aus bildgebenden Studien 372
2.5 Zwei Systeme beim logischen Denken 373
2.6 Mentale Modelle beim logischen Denken 374
2.7 Die Rolle visueller Vorstellungen beim logischen Denken 375
2.8 Modellierung relationalen Schließens 378
2.9 Deduktion versus Induktion 380
XVI Inhaltsverzeichnis
3 Planen und Problemlösen 381
3.1 Charakterisierungen von Problemlöseaufgaben 383
3.2 Problemlösen als mentale Suche im Problemraum 384
3.3 Problemlösen in schlecht definierten Situationen 386
3.4 Patienten- und bildgebende Studien am Beispiel des Turm von
London 387
4 Entscheiden und Urteilen 393
4.1 Umgang mit Wahrscheinlichkeit und Unsicherheit 393
4.2 Fehleinschätzungen von Wahrscheinlichkeiten 394
4.3 Repräsentativitäts-, Verfugbarkeits- und Wiedererkennungsheuristiken
395
4.4 Verankerung, Anpassung und Einrahmung von Einschätzungen 397
4.5 Die Rolle von Emotionen und Aussicht auf Belohnung bei
der Bewertung von Handlungsalternativen 398
4.6 Zwei-Prozess-Modell rationaler und emotionaler Entscheidungen.... 399
4.7 Moralisches Urteilen 400
4.8 Entscheiden in sozialen Situationen 401
5 Kreativität 402
5.1 Voraussetzungen für Kreativität 402
5.2 Neurokognitive Grundlagen von Kreativität 403
6 Fantasie 405
6.1 Bildhafte Vorstellungen 405
6.2 Vorstellung in anderen Modalitäten 406
6.3 Vorstellungen motorischer Abläufe 407
7 Mathematisches Denken 407
7.1 Distinktheit von Zahlenverarbeitung und Sprache 408
7.2 Repräsentation von Zahlen 408
7.3 Lösen mathematischer Aufgaben 409
7.4 Modellierung mathematischen Denkens 410
8 Fazit, Einordnung und Zukunftsperspektiven 411
Literatur 413
14. Kapitel: Neurokognitive Modellierung
Von Arthur M. Jacobs und Markus J. Hofmann
1 Einleitung 431
2 Vom Flussdiagramm zur Vorhersage hirnelektrischer und hämodynamischer
Antwortfunktionen: Ein langer Weg - 433
3 Gehirn und Geist: eine komplexe Beziehungskiste
mit umgekehrter Inferenz 436
Inhaltsverzeichnis XVII
4 Wie baue ich ein gutes neurokognitives Modell? Funktionale Ontotogien
und Modellevaluationskriterien 438
5 Modellbewertungskriterien 441
5.1 Deskriptive Adäquatheit 441
5.2 Verallgemeinerbarkeit 442
5.3 Einfachheit und Falsifizierbarkeit 442
5.4 Explanatorische Adäquatheit 443
6 Ausblick 444
Literatur 444
Autorenregister 449
Sachregister 477