(I-25/17-C3) (G ZWs / SC)
Wollen Sie wissen, wie Ihr Gehirn und Ihr Nervensystem aufgebaut sind, welche Aufgaben die einzelnen Anteile des Nervensystems haben, und wie aus dem Zusammenspiel der einzelnen Zellen in Ihrem Nervensystem so etwas Wunderbares wie Denken, Fühlen oder Bewegungen entstehen? Julian Keil gibt Ihnen einen Überblick über die Grundlagen der modernen Neurowissenschaften, von einzelnen Zellen bis hin zum großen Zusammenspiel der neuronalen Netzwerke, um die biologischen Vorgänge zu erklären, aus denen psychische Prozesse entstehen.
Inhaltsverzeichnis
Einleitung 21
Über dieses Buch 21
Konventionen in diesem Buch 21
Was Sie nicht lesen müssen 22
Törichte Annahmen über die Leserinnen und Leser 23
Wie dieses Buch aufgebaut ist 23
Teil I: Neurobiologische Grundlagen 24
Teil II: Wahrnehmung und Bewegung im Detail 24
Teil III: Die biologischen Grundlagen kognitiver Prozesse 24
Teil IV: Der Top-Ten-Teil 25
Symbole in diesem Buch 25
Wie Sie dieses Buch lesen sollten 26
TEIL I
NEUROBIOLOGISCHE GRUNDLAGEN 27
Kapitel 1
Einführung in die Biologische Psychologie 29
Psychologie: Die Wissenschaft der inneren Welt 29
Die Teilbereiche der Psychologie 31
Geistes- oder Naturwissenschaft, das ist hier die Frage 32
Von der Geistes- zur Naturwissenschaft: Eine kurze Geschichte der
Biologischen Psychologie 33
Historische Grundlagen: Von der Psychologie zur Biopsychologie 33
Die Psychophysik: Physikalische Reize und innere Repräsentation 34
Die kognitive Wende: Geburtsstunde der Biologischen Psychologie 35
Biologische Psychologie: Ein eigenes Fach innerhalb der Psychologie 36
Alles Neuro, oder was? 37
Die Biologische Psychologie und verwandte Fächer 38
Kapitel 2
Methoden der Biologischen Psychologie 41
Ein Experiment bedeutet Lernen aus Erfahrung 41
Daten sind die Grundlage der Hypothesenprüfung 43
Von der Theorie zum Versuchsaufbau 45
Der experimentelle Versuchsaufbau 46
Der quasiexperimentelle Versuchsaufbau 46
Der Ex-post-facto-Versuch 46
Technische Verfahren zur Verhaltensbeobachtung 47
Geistesblitze: Die elektrische Aktivität des Nervensystems festhalten 48
Ein Bild sagt manchmal mehr als tausend Worte 50
Strukturelle Verfahren zur Untersuchung des Gehirns 50
Funktionelle Verfahren 51
Nicht nur messen, sondern gezielt verändern 52
Züchtung und Genmanipulation 53
AC/DC: Elektrophysiologische Stimulation 53
Alles im Fluss: Neurofeedback und Brain-Computer-Interfaces 55
Kapitel 3
Die genetischen Grundlagen der Biologischen
Psychologie 59
Der Weg von der Biologie zur Psychologie 60
Veranlagung oder Erziehung? 60
Vom Genotyp zum Phänotyp 61
Die Form bestimmt die Funktion 62
Der große Bauplan hinter allem: Die DANN 63
Copy and paste – die Transkription der DNA in eine mRNA … 64
… und die Übersetzung (Translation) in ein Protein 65
Ordnung muss sein – auch in der DNA 65
The Circle of Life: Mitose und Meiose 66
Die Mitose (Zellvermehrung) 67
Die Meiose (die Bildung von Keimzellen zur Vermehrung) 67
Neue Eigenschaften durch die Neukombination des Erbgutes 68
Achtung, Kreuzung! 70
Die »Gen-Schere« ansetzen: Das CRISPR/Cas-System 71
Gene allein sind nicht alles – die Epigenetik 72
Kapitel 4
Die Anatomie des Nervensystems 75
Was ist oben, was ist unten im Körper? 76
Die Achsen des menschlichen Körpers 76
Die anatomischen Schnittebenen 77
Kleines Wörterbuch für anatomische Lagebezeichnungen 78
Hallo, Zentrale? Nervenbahnen zum und vom Gehirn 79
Die unterschiedlichen Arten von Nerven 80
Sensorische und motorische Nerven 81
Gehirnanatomie – Lappen, Täler und Windungen 81
Das Großhirn 83
Das Kleinhirn 85
Der Hirnstamm 86
Strukturen im Inneren des Gehirns 87
Die Anatomie des Rückenmarks 89
Die graue Substanz (Substantia grisea) 89
Die weiße Substanz (Substantia alba) 90
Alles im ZNS gut verpackt und versorgt! 91
Die Hirnhäute umhüllen das zentrale Nervensystem 91
Die Ventrikel im Gehirn und Rückenmark 92
Die Blutversorgung des Nervensystems 92
Die Müllabfuhr des Nervensystems 93
Kapitel 5
Nervenzellen unter der Lupe 95
Alle gleich, und doch verschieden! 96
Die Anatomie der Nervenzellen 97
Die Zellmembran 97
Der Zellkern 99
Die Ribosomen 99
Das endoplasmatische Retikulum 100
Der Golgi-Apparat 100
Die Mitochondrien: Energielieferanten! 101
Lysosomen und Peroxisomen: Abfall muss raus! 102
Das Zytoskelett gibt der Zelle ihre Form 102
Die Dendriten empfangen Informationen 103
Das Axon sendet Informationen 104
Das »Who’s who« der Nervenzellen 105
Klassifizierung der Neuronen anhand der Form 106
Klassifizierung der Neuronen anhand der Botenstoffe 106
Klassifizierung der Neuronen anhand der Funktion 107
Gliazellen: Sichern volle Unterstützung im Nervensystem 107
Ependymzellen: Regulieren die Cerebrospinalflüsigkeit 107
Astrozyten: Wichtiger Teil des glymphatischen Systems 108
Mikroglia: Verbindung zwischen Nerven- und Immunsystem 109
Oligodendrozyten: Sorgen für Isolation im ZNS 109
Schwann-Zellen: Isolation der peripheren Nervenzellen 110
Satellitenzellen: Versorgung des peripheren Nervensystems 110
Kapitel 6
Kommunikationswege im Körper 111
Von der Ionenverteilung zur Signalübertragung 112
Potentialdifferenz: Wenn Ionen innen und außen unterschiedlich
konzentriert sind 113
Kanäle und Rezeptoren 118
Ionotrope Rezeptoren 119
Metabotrope Rezeptoren 120
Transiente Rezeptorpotentialkanäle 121
Neurotransmitter und Neuromodulatoren 121
Direkte Informationsübertragung: Die Neurotransmitter 122
Veränderung der Zellaktivität: Die Neuromodulatoren 123
Hormone – Signalübertragung im ganzen Körper 124
Freisetzung und Wirkung 125
Woher stammen die Hormone? 125
Signalübertragung im Hormonsystem 129
Kapitel 7
Netzwerke im Nervensystem und Körper 131
Wie sich Nerven unterscheiden lassen 132
Klassifizierung von Nervenzellen im zentralen Nervensystem 132
Klassifizierung von Nervenzellen im peripheren Nervensystem 133
Der Zusammenfluss von Informationen 134
Informationsverarbeitung: Das »Integrate-and-Fire«-Modell 135
Rezeptive Felder 136
Die Zweipunktschwelle 137
Die komplexe Landschaft des Nervensystems 138
Die topische Ordnung der sensorischen Systeme 138
Neuronale Netzwerke: Serielle und parallele Verschaltung 139
Gehirn und Körper beeinflussen sich gegenseitig 140
Sympathikus, Parasympathikus und Darmnervensystem 141
Zentrale Vernetzung des autonomen Netzwerks 143
TEIL II
SENSORISCHE UND MOTORISCHE SYSTEME 145
Kapitel 8
Bewegung: Das motorische System 147
Muskelzellen sorgen für Bewegung 147
Glatte Muskulatur bewegt die inneren Organe 149
Quergestreifte Muskulatur bewegt das Skelett 149
Herzmuskulatur sorgt für den Herzschlag 151
Und … Action! Die Steuerung der Muskelaktivität 152
Ist mehr immer besser? Was Ihnen die Innervationszahl sagt 152
Rückmeldungen aus den Muskeln sind wichtig 154
Sensorik und Motorik arbeiten zusammen 154
Reflexe und das Rückenmark 155
Monosynaptischer Eigenreflex 155
Polysynaptische Fremdreflexe 157
Die Hemmung der Reflexe 157
Die Datenautobahnen für Bewegungsvorgänge 158
Laterale Pfade übertragen willkürliche Bewegungen 158
Ventromediale Pfade sorgen für Haltung 160
Alles nach Plan: Bewegungssteuerung im Gehirn 160
Der primäre motorische Kortex 161
Der prämotorische Kortex 161
Der supplementärmotorische Kortex 161
Basalganglien und Kleinhirn koordinieren Bewegungen 162
Das Kleinhirn sorgt für Feinabstimmung 163
Basalganglien starten und beenden Bewegungen 163
Die Koordination von Efferenz und Afferenz: Das Reafferenzprinzip 164
Bewegungsstörungen durch Verletzungen des Gehirns oder der
Nervenbahnen 165
Kapitel 9
Tastsinn und Schmerz 167
Somatosensorik im Überblick 167
Die Rezeptoren des somatosensorischen Systems 168
Rezeptoren in der Haut: Druck, Berührung und Vibration 169
Der Informationsfluss vom Rezeptor zum Rückenmark 171
Der Informationsfluss vom Rückenmark zum Gehirn 173
Die Organisation des somatosensorischen Kortex im Gehirn 174
Es tut weh: Das nozizeptive System 176
Entzündungen machen empfindlich 177
Schmerzverarbeitung vom Rückenmark zum Gehirn 179
Schmerz lass nach: Die Schmerzhemmung 180
Absteigende Bahnen hemmen die Leitung 180
Die lokale Verschaltung blockiert die Leitung 181
Kapitel 10
Das Sehen 183
Der Anfang des visuellen Systems: Das Auge 184
Aufbau und Funktion des Auges 184
Aufbau und Funktion der Retina 185
Photorezeptoren: Nur hell/dunkel oder doch bunt? 188
Das Zusammenspiel von Photorezeptoren und Interneuronen 189
Der Weg vom Auge zum Gehirn 190
Ganglienzellen sind der Start des Sehnervs 191
Rezeptive Felder bestimmen das Zusammenspiel der Rezeptoren 191
Im Thalamus werden Informationen gebündelt und weitergegeben 194
Der visuelle Kortex im Okzipitallappen 195
Einfache Signalverarbeitung im primären visuellen Kortex 196
Komplexe Signalverarbeitung nach dem primären visuellen Kortex 197
Höhere visuelle Verarbeitung auf unterschiedlichen Wegen 198
Der Weg zurück: Vorhersage im visuellen System 199
Visuelle Informationen außerhalb des visuellen Systems 200
Zirkadianer Rhythmus: Der Nucleus suprachiasmaticus 200
Steuerung der Augenbewegung: Das Praetectum 200
Ermöglichen Sakkaden: Die Colliculi superiores 200
Einschränkungen und Störungen des visuellen Systems 201
Einschränkungen im gesunden visuellen System 201
Störungen der frühen visuellen Signalverarbeitung 202
Störungen der Signalverarbeitung im primären visuellen Kortex 202
Störungen der späten visuellen Signalverarbeitung 203
Kapitel 11
Der Hörsinn 205
Das Ohr und seine Bestandteile 206
Der Aufbau der Cochlea 208
Signaltransduktion von der Welle zum Nerv im Corti-Organ 209
Aufbau und Funktion der Haarzellen des Ohres 209
Verarbeitung unterschiedlicher Frequenzen entlang der Cochlea 211
Der Weg vom Ohr zum Gehirn 212
Frequenzcodierung entlang des Hörnervs 212
Verschaltungsstationen des Hörnervs 214
Der Weg zurück: Efferente Verbindungen im auditorischen System 216
Der auditorische Kortex im Temporallappen 216
Die Organisation des primären und des sekundären auditorischen Kortex 217
Wo-Pfade und Was-Pfade 217
Subkortikale Verarbeitung auditorischer Signale 218
Check 1,2,3: Störungen des Hörvorgangs 219
Störungen der frühen auditorischen Signalverarbeitung 219
Störungen der späten auditorischen Signalverarbeitung 220
Die Gleichgewichtsorgane 221
Kapitel 12
Die chemischen Sinne 223
Stinkt das oder nicht? Der Geruchssinn 224
Das olfaktorische System im Kurzdurchlauf 224
Wie wir Gerüche wahrnehmen 225
Der Riechkolben mit allem, was daran hängt 225
Das vomeronasale Organ: Kommunikation auf chemischer Ebene 227
Die Verarbeitung der Geruchsinformation im Gehirn 228
Der Geschmackssinn – mehr als nur eine Information erfassen 230
Gustatorische Reize: Gehen nur mit Speichel 231
Die Zunge und die Mundhöhle 231
Aufbau und Funktion der Geschmackszellen 232
Der Weg vom Mund zum Gehirn 234
Der allgemeine chemische Sinn 236
TEIL III
BIOLOGISCHE GRUNDLAGEN HÖHERER KOGNITIVER FUNKTIONEN 239
Kapitel 13
Aufmerksamkeit und Handlungsplanung 241
Aufmerksamkeitskonzepte kurz erklärt 242
Die nach innen gerichtete Aufmerksamkeit 244
Neuronale Mechanismen der nach innen gerichteten
Aufmerksamkeit 245
Die nach außen gerichtete Aufmerksamkeit 248
Neuronale Mechanismen der nach außen gerichteten
Aufmerksamkeit 250
Störungen der Aufmerksamkeit 253
Kapitel 14
Lernen und Gedächtnis 255
Die unterschiedlichen Formen des Gedächtnisses 256
Das deklarative Gedächtnis 256
Das implizite Gedächtnis 257
Zeit und Inhalt als unterschiedliche Dimensionen des Gedächtnisses 259
Neuronale Mechanismen des Gedächtnisses 260
Nicht-assoziatives Lernen 260
Assoziatives Lernen und klassische Konditionierung 262
Langzeitpotenzierung und operante Konditionierung 263
Neuronale Oszillationen: Koordinierung neuronaler Netzwerke 269
Gedächtniseinschränkungen und Gedächtnisausfälle 270
Störungen entlang der zeitlichen Dimension 271
Störungen entlang der inhaltlichen Dimension 272
Kapitel 15
Emotionen und ihr neuronaler Hintergrund 275
Was Emotionen ausmacht 275
Die Psychophysiologie der Emotionen 277
William James‘ Theorie der peripheren Rückmeldung 277
Die Theorie der zentralen Verarbeitung von Cannon und Bard 278
Der Papez-Kreis von James Papez 278
Das limbische System nach Paul MacLean 279
Neuronale Mechanismen der Emotionen 279
Die Amygdala als zentrale Schaltstelle der Emotionen 280
Die neuronalen Netzwerke der Emotionsverarbeitung 283
Störungen der Emotionsverarbeitung und -regulation 284
Funktionseinschränkungen der Amygdala bei Angststörungen 284
TEIL IV
DER TOP-TEN-TEIL 289
Kapitel 16
Zehn Themen der Biologischen Psychologie im
Schnelldurchlauf 291
Unterschiedliche Zellen im Nervensystem mit unterschiedlichen Aufgaben 291
Nervenbahnen leiten Informationen 292
Informationen werden über elektrische und chemische Signale übertragen 292
Neurotransmitter übermitteln Informationen 292
Die 4+1 Lappen des Gehirns 292
Der Thalamus, das Tor zum Bewusstsein 293
Der Hippocampus, der Bibliothekar des Gedächtnisses 293
Die Amygdala, eine Schaltstelle der Emotionen 294
Basalganglien und Cerebellum justieren die Bewegungen 294
Woher wissen wir das alles? Die wichtigsten Messmethoden 294
Kapitel 17
Zehn hilfreiche Ziele im Internet 295
Das Gehirn unter der Lupe: Das Allen Institute 295
Die Funktionen des Gehirns 295
Mit Wissenschaftlern in Kontakt kommen 296
Fachgruppen für die Interessen der Biologischen Psychologie 296
Frei verfügbare Lehrbücher 296
Frei verfügbare Online-Kurse 296
Literaturrecherche 296
Aussagekräftige Abbildungen erstellen 297
Psychologische Experimente selbst entwerfen 297
Die eigene wissenschaftliche Karriere starten 297
Abbildungsverzeichnis 299
Stichwortverzeichnis 303