Kognitive Neurowissenschaften (eBook)

Professor Dr. Hans-Otto Karnath lehrt an der Universität Tübingen.

Vorwort zur dritten Auflage 5
Vorwort zur ersten Auflage 6
Über die Herausgeber 7
Inhaltsverzeichnis 8
Mitarbeiterverzeichnis 14
Karnath, Thier: Kognitive Neurowissenschaften, 3. Auflage:Der Wegweiser zu diesem Lehrbuch 19
1Zur Entwicklung der kognitivenNeurowissenschaften 22
2Methoden der kognitivenNeurowissenschaften 29
Funktionelle Bildgebung 30
Positronenemissionstomografie (PET) 30
Funktionelle Magnetresonanztomografie(fMRT) 31
Strukturelle Bildgebung 36
Läsionsanalyse 36
Voxelbasierte Analysenvon Läsionslokalisationen 39
Voxelbasierte Morphometrie 40
Diffusionstensormorphometrie 41
Elektrophysiologische Verfahren 44
Elektroenzephalografie (EEG) 44
Magnetenzephalografie (MEG) 45
Techniken der EEGundMEG-Datenanalyse 45
Stimulationsverfahren 46
Transkranielle Magnetstimulation(TMS) 46
Stimulation und Ableitungmit Elektroden im Rahmenneurochirurgischer Eingriffe 47
Tierexperimentelle Ansätze 48
Ableitung von Aktionspotenzialen 48
Mikrostimulation und experimentelleLäsionen 50
Multiphotonenmikroskopie 50
Optogenetik 51
IElemente der visuellen Wahrnehmung 53
3Neuronale Grundlagen visueller Wahrnehmung 54
Nucleus (oder Corpus)geniculatum laterale 55
Pulvinar 56
Superiorer Colliculus 57
Basalganglien 58
Kortex 60
4Farbwahrnehmung und ihre Störungen 63
Retinale Verarbeitung 64
Licht und Farbe 64
Verarbeitung in den Photorezeptoren 65
Netzhaut 66
Gegenfarben 66
Kortikale Farbmechanismen 67
Farbzentrum im Gehirn? 67
Farbkonstanz 68
Kognition, Emotion und Farbe 69
Störungen der Farbwahrnehmung 69
5Bewegungssehen, Stereopsis und ihre Störungen 71
Systeme des Bewegungssehens 72
Kortikales System 72
Subkortikales System 76
Bewegungsdetektion: Modellvorstellungen 77
Funktionen des Bewegungssehens 79
Wahrnehmung von Objektbewegung in der Außenwelt 79
Wahrnehmung von Eigenbewegung 79
Monokuläre Tiefeninformation 80
Bildsegmentierung 80
Bildverschiebung als Stimulus für langsame Augenfolgebewegungen 80
Stereopsis 81
6Neuronale Grundlagen der Merkmalsintegration 84
Problem der perzeptiven Integration 85
Erklärungsmodell für die Gestaltbildung 87
Zeitliche Bindung im Sehsystem 88
Intermodale und sensomotorische Integration 90
Top-down-Mechanismen und zeitliche Dynamik 92
Unterschiedliche Kortexebenenfür perzeptuelles Lernen(Modellvorstellungen) 101
7Perzeptuelles Lernen 95
Übung verbessert die visuelle Wahrnehmung 96
Abgrenzung verwandter Begriffe 96
Veränderungen früher sensorischer Kortizes während des perzeptuellen Lernens 96
Neuronale Grundlagen perzeptuellen Lernens 99
Unterschiedliche Kortexebenenfür perzeptuelles Lernen(Modellvorstellungen) 101
8Visuelle Täuschungen 103
Grenzen der Wahrnehmung 104
Ein vorläufiges Ordnungsprinzip der Wahrnehmungstäuschungen 105
Täuschungen der wahrgenommenen Helligkeit 105
Täuschungen der wahrgenommenen Farbe 108
Täuschungen der wahrgenommenen Bewegung 110
Täuschungen der wahrgenommenen Größe 112
Täuschungen der wahrgenommenen Orientierung und der zweidimensionalen Struktur: geometrische Täuschungen 114
Täuschungen des Abstandes und der dreidimensionalen Struktur 114
Täuschungen der wahrgenommenen Textur und Ortsfrequenz 116
Täuschungen der Eigenbewegungs-wahrnehmung 117
Vorbewusste Wahrnehmung 118
9Visuelle Reizerscheinungen 121
Formen 122
Pathogenese und funktionelle Bedeutung 123
10Zerebrale Blindheit und Gesichtsfeldausfälle 126
Homonyme Gesichtsfeldstörungen 127
Formen 127
Funktionelle Folgen von Gesichtsfeldeinbußen 128
Zerebrale Blindheit 131
11Blindsehen 133
Untersuchungsverfahrenzum Nachweis von Blindsehen 134
Direkte oder »Forced-Choice«Verfahren 134
Indirekte Untersuchungsverfahren 136
Funktionelle Neuroanatomie des Blindsehens 137
Was nutzt das Blindsehen? 138
IIErkennen von Objekten, Gesichtern und Geräuschen 140
12Funktionelle Prinzipien der Objektund Gesichtserkennung1 141
Objekterkennung: Identifikation und Kategorisierung 143
Hierarchien in der Objekterkennung 144
Theorien der Objekterkennung 144
Theorien, die eine 3D-Repräsentation voraussetzen 145
Theorien, die eine 2D-Repräsentation voraussetzen 146
Aufgabentypen beeinflussen das Ergebnis 147
Kanonische Ansichten 147
Mentale Rotation 147
Gesichtserkennung 149
13Multimodale Objektwahrnehmung 150
Multimodale Wahrnehmung 151
Kombination multimodaler Information 151
Integration multimodaler Information 153
Anpassung und perzeptuelles Lernen in der multimodalen Wahrnehmung 155
Neuronale Grundlagen der multisensorischen Integration 156
14Neuronale Implementierung der Objekt-und Gesichtserkennung1 159
Struktur und Konnektivität desinferortemporalen Kortex (IT-Kortex) 160
Basale Eigenschaften von Neuronen im inferotemporalen Kortex 161
Selektive neuronale Antworten auf Objekteigenschaften und Kombinationscodierung 164
Gesichtsselektive neuronale Aktivität 165
Ist komplexe konfigurationale Selektivität spezifisch für bewegte Objekte? 168
15Visuelle Objektagnosie und Prosopagnosie 171
Grundzüge der kognitiven Architektur und der Anatomie visuellen Erkennens 172
Visuelle Objektagnosie und optische Aphasie 173
Apperzeptive Agnosie 173
Assoziative Agnosie und optische Aphasie 174
Prosopagnosie 178
Besonderheiten des Gesichtererkennens 178
Selektivität der Prosopagnosie 179
Assoziative Prosopagnosie 180
Anatomie der Prosopagnosie 181
16Agnosie von Objektorientierungen 182
Symptomatik und Lokalisation 183
Erklärungshypothesen 184
Die klassische Interpretation des Phänomens seit Best 184
Interpretation aus Sicht standpunktabhängiger Theorien des Objekterkennens 185
17Auditive Agnosien 188
Klinische Merkmale auditiver Agnosien 189
Abgrenzung der auditiven Agnosien von anderen kortikalen Hörstörungen 189
Klassifikation der verschiedenen auditiven Agnosien 189
Aphasische Symptome 190
Ätiologie und Anatomie 190
Generalisierte auditive Agnosie 190
Reine Geräuschagnosie 192
Paralinguistische auditive Agnosien: Affektive auditive Agnosie und Phonagnosie 193
Beiträge funktionell bildgebender Verfahren 193
Ausblick: Weitere Forschungsansätze 193
IIIWahrnehmung des eigenen Körpers 195
18Außerkörperliches Erleben 196
Erleben von Phantomgliedmaßen 197
Amputationsphantome 197
Phantome niemals erlebter und Phantome noch vorhandener Gliedmaßen 199
Halbseitenphantom in der Hemiplegie 200
Phantome von Körper und Selbst: Autoskopische Phänomene 203
Phantomgefährten: Der unsichtbare Doppelgänger 203
Autoskopische Halluzination und Heautoskopie 204
Außerkörperliche Erfahrungen 205
19Anosognosie 208
Anosognosie der kortikalen Blindheit 209
Lokalisation 209
Anosognosie der Halbseitenblindheit 210
Lokalisation 210
Anosognosie der Halbseitenlähmung 210
Lokalisation 211
Selektivität der Anosognosie 213
Erklärungshypothesen 214
Störungen der Informationsaufnahme und -weiterleitung 214
Psychologisch-psychodynamische Theorien 215
Entdeckungstheorie 216
Störungen neuronaler »Bewusstseinssysteme« 216
Störungen motorischer Planungs-und Kontrollprozesse 217
IVWahrnehmungund Orientierungim Raum 221
20Raumkognition 222
Raumkognition und Ortsgedächtnis 223
Wegintegration 223
Navigation nach Landmarken 225
Funktionen von Landmarken 225
Erkennung von Landmarken 225
Auswahl von Landmarken 226
Zusammengesetzte 227
Routen und kognitive Karten 227
Die Struktur der kognitiven Karte 228
21Anatomie und Physiologie des parietalen Kortex 230
Der »homogene« posteriore parietale Kortex als Sitz visuomotorischer Kommandos 232
Parietale Grundlagen intermediärer räumlicher Koordinatensysteme 233
Parietale Substrate motorischer Intentionen 236
Gain-Modulation als parietales Rechenprinzip 238
Ergreifen von Objekten und ihre Manipulation 239
Repräsentation des Nahraumes und Generierung eines Körperschemas 242
Parietotemporaler Übergang und sein Beitrag zur Wahrnehmung der Orientierung des Subjektes 244
22Störungen der visuellen Raumorientierung 246
Räumlich-perzeptive Störungen 247
Subjektive Hauptraumachsen(visuelle Vertikale bzw. Horizontale) 247
Visuelle Orientierungsschätzung 248
Längenschätzung 250
Distanzschätzung 250
Formschätzung (»Efron shapes«) 250
Linienhalbierung und subjektive Geradeausrichtung 250
Positionsschätzung 250
Dorsales und ventrales visuelles System 251
Räumlich-kognitive Störungen 252
Räumlich-konstruktive Störungen 252
Räumlich-topografische Störungen 253
23Auditives Orientieren im Raum und seine Störungen 255
Physikalische Grundlagen 256
Schallwellen 256
Binaurale Richtungsparameter 256
Monaurale Richtungsparameter 258
Leistungsfähigkeit der auditiven Lokalisation 258
Lokalisation in der Horizontalebene 258
Wahrnehmung interauraler Pegel-und Zeitdifferenzen: die DuplexTheorie des Richtungshörens 259
Vorn-hinten-Unterscheidung undLokalisation in der Vertikalebene 260
Bewegungshören 260
Beeinflussung der auditiven Lokalisation durch andere Sinnesmodalitäten 260
Einflüsse der Augenund Kopfposition 260
Vestibulärer Einfluss 261
Auditiv-visuelle Interaktion 261
Zentralnervöse Verarbeitung auditiver Richtungsinformation 261
Reizantworten einzelner Zellen 261
Funktionelle Bildgebung und transkranielle Magnetstimulation 263
Neuropsychologische Störungen 264
Läsion des auditorischen Kortex 264
Läsion des Gyrus temporalis superior und des posterioren Parietalkortex 264
24Vestibuläres System und Störungen der vestibulären Raumorientierung 267
Gibt es einen »vestibulären Kortex« beim Menschen? 268
Multisensorische vestibuläre Kortexareale: der parietoinsuläre vestibuläre Kortex 268
Kortikale Repräsentation des Raumes(Raumkarten) 269
Lage im Raum 271
Kortikale vestibuläre Funktionsstörungen 271
»Room tilt illusions« (Verkehrtsehen) 273
Bewegung im Raum 273
Eigenbewegungswahrnehmung – visuell-vestibuläre Interaktion im Kortex 273
Reziproke hemmende Interaktion: ein grundlegender sensomotorischer Mechanismus? 275
25Pusher-Syndrom 277
Verhalten 278
Lokalisation 281
26Neglect 283
Klinische Symptomatik 284
Experimentelle Beobachtungen 286
Verschobenes Zentrum der Raumexploration 286
Objektund raumzentrierter Neglect beruhen auf derselben Störung 286
Neglect ist kurzzeitig kompensierbar 288
Lokalisation 288
Erklärungsmodelle 290
Aufmerksamkeitshypothesen 290
Repräsentationshypothesen 292
Transformationshypothese 293
27Bálint-Holmes-Syndrom 296
Räumliche Orientierungsstörung 298
Blickbewegungsstörungen 299
Optische Ataxie 301
Simultanagnosie 301
Verhalten 301
Anatomie 303
Erklärungsmodelle 304
VAufmerksamkeit 308
28Funktionen und Modelle der selektiven Aufmerksamkeit 309
»Klassische« Ansätze zur selektiven Aufmerksamkeit 310
Grundlegende Paradigmen und Befunde 310
Filtertheorie der Aufmerksamkeit 311
Broadbent) 311
Attenuationstheorie der Aufmerksamkeit 311
Treisman) 311
Theorie der »späten« Selektion 312
Deutsch und Deutsch) 312
»Frühe« versus »späte« Selektion 312
Selektive visuelle Aufmerksamkeit 312
Ortsbasierte Aufmerksamkeit 312
Objektbezogene visuelle Aufmerksamkeit 315
Visuelle Suche 316
Parallele und serielle Suche 316
Merkmalsintegrationstheorie der visuellen Aufmerksamkeit 317
»feature integration theory of visual attention« 317
Zeitliche Faktoren der Selektion: Visuelle Markierung 318
Passive vs. aktive Priorisierung 318
Limitationen der selektiven visuellen Aufmerksamkeit 319
Veränderungsblindheit 320
Aufmerksamkeitsblinzeln 320
Hypothese der integrierten Kompetition 321
»integrated competition hypothesis« 321
Theorie der visuellen Aufmerksamkeit 321
»theory of visual attention« 321
Handlungsbezogene Selektion 322
29Neuronale Grundlagen von Aufmerksamkeit 324
Prinzipien sensorischer Informations-verarbeitung im visuellen Kortex von Primaten 325
Aufmerksamkeit versus Vigilanz 326
Selektivität von Aufmerksamkeit 326
Modulation neuronaler Aktivität durch Aufmerksamkeit 329
Steuerung von räumlicher Aufmerksamkeit: Frontales Augenfeld und Salienzkarten 330
Aufmerksamkeitsmodelle 331
30Neuronale Repräsentation selektiver Aufmerksamkeit beim Menschen1 332
Räumlich bezogene Aufmerksamkeit 333
Eigenschaftsbezogene Selektion 336
Objektbezogene Aufmerksamkeit 337
Aufmerksamkeitsprozesse mit mehreren konkurrierenden Objekten 337
Neuronale Grundlagen der Verar-beitung konkurrierender Reize 339
Top-down-Einflüsse 339
Bottom-up-Einflüsse 340
Unilaterale 343
Unbewusste 349
Untersuchungen 351
31Störungen der Aufmerksamkeit1 342
Unilaterale Extinktion 343
Präattentive Gruppierung 346
Informations-verarbeitung 349
Integration visueller Merkmale 351
Untersuchungen anExtinktionspatienten 351
Untersuchungen an Neglectpatienten 352
Untersuchungen an Bálint-Holmes-Patienten 352
VISensomotorikund Handeln 354
32Grundlagen zielgerichteter Motorik 355
Effektorenkopplung versus Kostenminimierung 357
Listing’sches Gesetz 360
Koordinatensysteme für Handbewegungen 361
Das Problem der inversen Dynamik 362
Die Theorie der Gleichgewichtspunkte 362
Motorisches Lernen und interne Modelle 365
33Psychologische Modelle der Handlungssteuerung 366
Von der Absicht zum Plan: Intentionen, 367
und Handlungsplanung 367
Einfluss der Wahrnehmung auf die Handlungssteuerung 368
Modelle zur Erklärung des Einflusses der Wahrnehmung auf die Handlungssteuerung 369
Vom Plan zum Tun: Programmierung und Auslösen von Bewegungen 370
Reaktionsprogrammierung 370
Initiierung der Bewegung 371
Erleben, was man tut: Sensorisches Feedback und Handlungssteuerung 371
Tun, was man will: Handlungs-kontrolle und exekutive Funktionen 372
Der bewusste Wille: Eine Illusion? 373
34Zielgerichtete Augenbewegungen 375
Eigenbewegungskompensierende Augenbewegungen 376
Warum zielgerichtete Augenbewegungen? 377
Sakkaden 377
Langsame Augenfolgebewegungen 381
Augenbewegungen und Wahrnehmung 384
35Optische Ataxie 387
Läsionslokalisationen 389
Neuropsychologische Aspekte der optischen Ataxie 390
Visuelle Wahrnehmung und Propriozeption 390
Augenbewegungen 391
Proximale und distale Komponenten der optischen Ataxie 392
Lateralisierung von Hand-und Gesichtsfeldeffekt 394
Sichtbare und erinnerte Ziele 395
Erklärungsmodelle der optischen Ataxie 396
Spezifische Störungen visuo-motorischer Transformationen 397
Störung der Echtzeitkontrolle von Bewegungen 398
36Apraxie 401
Imitieren von Gesten 402
Imitieren als Prüfung der motorischen Ausführung 403
Direkte Route von Perzeption zur motorischen Ausführung 403
Körperteilcodierung als kognitive Zwischenstufe des Imitierens 403
Anatomie – Rolle des linken unteren Parietallappens 405
Kommunikative Gesten 405
Pantomime, Objektgebrauch und Kommunikation 406
Anatomie der Pantomime des Objektgebrauchs 407
Werkzeugund Objektgebrauch 407
Arten von Wissen über richtigenObjektgebrauch 408
Anatomie des Gebrauchs einzelnerWerkzeuge und Objekte 409
Komplexe Handlungsfolgenmit mehreren Objekten 409
VIISprechen und Sprache 411
37Neurobiologische Grundlagen des Sprechens 412
Aufbau und Funktion des peripheren Sprechapparates 413
Zerebrale Organisation laut-sprachlicher Äußerungen 415
Tierexperimentelle Befunde zur Kontrolle stimmlich-affektiver Lautäußerungen 415
Elektrische Stimulation der Hirnoberfläche beim Menschen 416
Klinische Studien 416
Funktionell-bildgebende Befunde 417
38Aufbau und Funktionen der Sprache 419
Linguistische Beschreibungsebenen 420
Syntaktische Beschreibungsebene 420
Morphologische Beschreibungsebene 422
Phonologisch-phonetische Beschreibungsebene 423
Semantische Beschreibungsebene 423
Psycholinguistische Funktionen der Sprache 423
39Neurobiologische Grundlagen der Sprache 425
Psycholinguistisches Modell der Sprachverarbeitung 426
Zeitliche Struktur der Sprach-verarbeitung: Ereigniskorrelierte Hirnaktivitätsmessung 426
Phonologische Aspekte der Verarbeitung 428
Semantische Prozesse 428
Syntaktische Prozesse 429
Neurokognitives Modell des Sprachverstehens 429
Topografie der Sprachverarbeitung: Bildgebende Verfahren 431
Phonologische Aspekte der Verarbeitung 431
Semantische Prozesse 431
Syntaktische Prozesse 432
40Sprachentwicklung 435
Entwicklung der Sprachwahrnehmung 436
Sprachproduktion: Entwicklung von Phonologie, Lexikon und Syntax 439
Läsions-Verhaltens-Studien bei Kindern 440
41Aphasien 443
Sprachliche Störungsmerkmale 444
Störungen in der Wortfindung und der Wortwahl 445
Kategorienspezifische Störungen in der Wortfindung 447
Störungen im Satzbau und in der morphologisch-syntaktischen Verknüpfung von Satzkonstituenten 449
Klinische Störungsbilder: Aphasische Syndrome 451
Verlauf und funktionelle Rückbildung 456
42Dyslexien und Dysgrafien 458
Klassische Vorstellungen zur Schriftsprachverarbeitung 459
Neuere Vorstellungen zur Schrift-sprachverarbeitung 460
Segmental-phonologische und ganz-heitlichsemantische Verarbeitungs-prozeduren beim Lesen 460
Zwei-Bahnen-Modell der Wortverarbeitung 461
Lokalisation der Dyslexien und Dysgrafien 462
43Zentrale Sprechstörungen 466
Modelle 467
Pathoätiologische und patho-physiologische Modelle 467
Psycholinguistische und phonetische Modelle 467
Klinische Störungsbilder 469
Paretische Dysarthrie 469
Ataktische Dysarthrie 471
Rigid-hypokinetische Dysarthrie 471
Choreatisch-hyperkinetische Dysarthrie 471
Fokale Dystonien der Sprechmuskulatur 471
Tremor 471
Sprechapraxie 472
44Nichtverbale Kommunikation 474
Erkennen von Gesichtsausdrücken und Gesichtsbewegungen 475
Dynamische Gesichter 477
Klinische Phänomene 478
Erkennen von Körperausdrücken 478
Wahrnehmung von Emotionen anhand von Körperausdrücken im Vergleich mit Gesichtern 478
Klinische Phänomene 480
Erkennen von Körperbewegungen und biologischer Bewegung 481
Bezug zum motorischen System 482
Klinische Phänomene 482
VIIIZahlenverarbeitung 485
45Neurobiologische Grundlagen der Zahlenverarbeitung 486
Numerische Konzepte 487
Numerische Quantität (Kardinalität) 487
Nichtsprachliche Repräsentation von Anzahlen 487
Einzelzellkorrelate nichtsprachlicher Anzahldiskriminierung 488
Bildgebung nichtsprachlicher und symbolischer Kardinalitäten 490
Numerischer Rang (Position innerhalbeiner Abfolge) 491
Nichtsprachliche Repräsentation ordinaler Positionen 491
Neurale Repräsentationen ordinaler Positionen 491
Quantitative Regeln 493
46Mathematische Leistungen und Akalkulien 496
Modelle der mentalen Zahlenverarbeitung 498
Das asemantische Ein-Routen-Modell von Deloche u. Seron 499
Ein-Routen-Modell von McCloskey 500
Das »Triple-Code-Modell« von Dehaene und seine Erweiterungen 503
Modelle der mentalen Arithmetik 505
Neurofunktionale Modelle und Ergebnisse der funktionellen Bildgebung 506
Akalkulie – Störungen der Rechenfähigkeit 513
IXMusikwahrnehmung 519
47Musikwahrnehmung und Amusien 520
Musik als komplexe auditive Gestalt 521
Anatomische und neurophysiologische Grundlagen der Musikwahrnehmung 522
Einhören und Gehörbildung: Die Plastizität des auditiven Systems beim Musikhören 522
Funktionelle Neuroanatomie der Musikwahrnehmung 525
Amusien 527
Neuroanatomische Befunde bei amusischen Störungen 527
XGedächtnis 530
48Funktionen und Modelle des Gedächtnisses 531
Langzeitgedächtnis 533
Systemorientierte Perspektive auf das Langzeitgedächtnis 533
Prozessorientierte Perspektive auf das Langzeitgedächtnis 535
Arbeitsgedächtnis 539
Sensorisches Gedächtnis 540
49Neuroanatomie und Störungen des Gedächtnisses 542
Einspeicherung von Information 543
Kurzzeitund Arbeitsgedächtnis 546
Limbisches System 547
Frontalhirn 549
Neurale Grundlagen der Einspeicherung 549
Informationskonsolidierung 550
Ablagerung von Information 551
Abruf gespeicherter Information 552
Psychische Korrelate von Gedächtnisstörungen 553
Schlussfolgerungen 555
50Konfabulationen und Realitätsfilter 556
Intrusionen (einfache provozierteKonfabulationen) 557
Augenblickskonfabulationen 557
Hypothesen zum Mechanismus 558
Fantastische Konfabulationen 558
Spontane Verhaltenskonfabulationen und Realität 559
Anatomie 559
Mechanismus 559
Realitätsfilter-Hypothese 561
XIFrontalhirnfunktionen 562
51Die funktionelle Architektur des präfrontalen Kortex 1
Flexibilität des Verhaltens und kognitive Kontrolle 566
Kognitive Kontrolle und »Bias-Signale« 567
52Funktionen frontaler Strukturen 572
Frontalhirnfunktionen: Einheit oder Vielfalt? 573
Laterale und polare Anteile des Frontalhirns 574
Lateraler präfrontaler Kortex 574
Frontopolarer Kortex 576
Medianwand und orbitofrontaler Kortex 577
Werterepräsentationen, Entscheidungen und kognitive Kontrolle 577
Emotion und Schmerz 579
Weitere Funktionen der frontalen Medianwand 580
53Manifestationen von Frontalhirnschädigungen 582
Wesensänderung nach präfrontaler Schädigung 583
Störungen der Exekutivfunktionen 585
Verhalten im Alltag 585
Regelverstöße (»rule breaking«) 586
Perseveration, Inflexibilität, Rigidität 586
Arbeitsgedächtnis 587
Störungen der »Theory of Mind« 588
Kognitive Modelle menschlicher Frontalhirnfunktionen 589
Theorie von Shallice und Norman 589
Somatische Markerhypothese 590
Weitere Modelle des präfrontalen Kortex 591
Abschließende Bemerkung zu den kognitiven Modellen 591
XIIBeiträge des Kleinhirns zu kognitiven Leistungen? 593
54Kleinhirn und exekutive Funktionen, Sprache sowie visuell-räumliche Funktionen 594
Neuroanatomische Grundlagen 595
Funktionelle Kompartimentierung 597
Exekutive Funktionen 598
Sprache 600
Visuell-räumliche Funktionen 601
Allgemeine Intelligenz 601
Rolle des Kleinhirns bei psychischen Erkrankungen? 602
55Kleinhirn und visuelle Wahrnehmung 603
XIIIAffektivität 608
56Psychologie der Emotionen 609
Was sind Emotionen? 610
Motivationale Organisation von Emotionen 612
Emotionale Bahnung: Modulation der Schreckreaktion 613
57Physiologie und Anatomie der Emotionen1 617
Tierexperimentelle Untersuchungen 618
Amygdala 618
Orbitofrontaler Kortex 619
Ventrales Striatum 620
Weitere »Trigger-Strukturen« 621
Effektorsysteme 621
Untersuchungen am Menschen 621
Amygdala 622
Orbitaler und ventromedialer präfrontaler Kortex 622
Rolle der rechten Hemisphäre 624
Weitere Strukturen: Insel und cingulärer Kortex 625
58Störungen des emotionalen Erlebens und Verhaltens 627
Veränderungen der Befindlichkeitbei neurologischen Erkrankungen(depressive Verstimmungen, Manie,Angststörungen) 628
Zerebrovaskuläre Syndrome(Durchblutungsstörungen) 628
Degenerative Erkrankungen der Basalganglien 629
Funktionsstörungen des Kleinhirns 630
Dissoziation von emotionalem Erleben und stimmlich-mimischem Verhalten 630
Zwangslachen und -weinen 630
Motorische Aprosodie (Hypophonie)und Amimie (Hypomimie) 631
Beeinträchtigungen der Perzeption emotionaler Stimuli 631
Unilaterale kortikalebzw. subkortikale Läsionen 631
Erkrankungen der Basalganglien 632
Einschränkungen von Affektkontrolle und Verhaltensantrieb 632
Funktionsstörungen des limbischen Systems 632
Das sog. Orbitalhirnsyndrom 634
XIVBewusstsein 635
59Neuronale Grundlagen des Bewusstseins 636
Was ist Bewusstsein? 637
Wie lässt sich Bewusstsein empirisch erforschen? 637
Wachheit: Zur Neurobiologie von Schlaf, Traum und Koma 638
Schlaf und Traumbewusstsein 638
Bewusstlosigkeit durch Narkose 640
Koma, vegetativer Zustand und minimaler Bewusstseinszustand 640
Bewusstsein repräsentationaler Zustände 641
Neuronale Dynamik bewusster Zustände 643
Allgemeine theoretische Ansätze: Globale Verfügbarkeit und Informationsintegration 644
60Bewusstsein und funktionelle Bildgebung 646
Bewusstseinsinhalte 647
Bewusstseinsstruktur 649
Verarbeitung 650
Bewusstseinsschwelle 651
61Bewusstseinsstörungen 653
Somnolenz und Koma 655
Apallisches Syndrom und minimales Bewusstsein 656
Locked-in-Syndrom und akinetischer Mutismus 657
Verwirrtheit und Delir 657
XVLateralität 661
62Hirnanatomische Asymmetrien 662
Sylvische Fissur 663
Globale Rechts-links-Unterschiede 664
Planum-temporale-Asymmetrie 665
Asymmetrien im handmotorischen Areal 666
Interhemisphärischer Informations-austausch 667
Weitere anatomische Asymmetrien 668
63Funktionale Links-rechtsAsymmetrien 671
Sprache: Eine Funktion der linken Hemisphäre 672
Experimentalpsychologische Befunde 672
Befunde mittels bildgebender Verfahren 675
Asymmetrische Aktivitäts-beeinflussung der Hemisphären 676
Dynamik der funktionellen Asymmetrie 677
Entwicklung funktionaler Hemisphärenasymmetrien 678
Genetische oder nichtgenetische Modelle zur Erklärung der Hemisphärenasymmetrie 678
Geschlechtsunterschiede hinsichtlich funktionaler Asymmetrien 679
Warum verfügt das Gehirn 679
lateralisierte Funktionen? 679
64Händigkeit 682
Handpräferenz und Handgeschicklichkeit 683
Hypothesen zur Händigkeit 684
Abkehr von Spiegelbildhypothesen 684
verteilte Informationsverarbeitung bei Rechtsund Linkshändern 685
65Verhaltensstörungen und hirnanatomische Asymmetrien 688
Anatomische Asymmetrien und Legasthenie bzw. Dyslexie 689
Atypische Asymmetrien bei Schizophrenien 690
Weitere atypische anatomische Asymmetrien 691
XVIFunktionsanpassung und Plastizität 694
66Kortikale Reorganisation 695
Morphologische neuronale Plastizität und kortikale Reorganisation 698
Gebrauchsabhängige kortikale Reorganisation beim Menschen 699
Kreuzmodale (intermodale) Plastizität 702
Kortikale Reorganisation – »top-down« oder »bottom-up«? 703
Neuropsychologische Konsequenzen und therapeutische Nutzung kortikaler Reorganisation 705
Umkehrung kortikaler Reorganisationzur Linderungdes Phantomschmerzes 705
Modell der fokalen Dystonie der Hand 705
67Funktionsanpassung im motorischen System 708
Plastische Änderungen durch Lernen 709
Plastische Änderungen während des Alterns 709
Plastische Änderungen nach einer umschriebenen Schädigung 712
Ausblick: Förderung der funktionellen Regeneration nach Schlaganfall mit transkraniellen Stimulations-techniken 714
68Funktionsanpassung im sprachlichen System 716
Sprachnetzwerke im gesunden Gehirn 717
Reorganisation im Sprachsystem nach Schlaganfall 719
Vorhersage der Erholung im Sprachsystem 722
Therapieinduzierte Plastizität im Sprachsystem 723
Ausblick: Förderung der Reorgani-sation nach Schlaganfall mit trans-kraniellen Stimulationstechniken 723
69Funktionsanpassung im visuellen System nach peripherer Schädigung 725
Elementare Wahrnehmungsfunktionen blinder Menschen 726
Sprachwahrnehmung blinder Menschen 727
Räumliche Kognitionen blinder Menschen 728
Interpersonale Wahrnehmung blinder Menschen 729
Funktionelle Erholung nachsensorischer (visueller) Restitution 730
70Neuroplastizität des sich entwickelnden Gehirns 732
Re-)Organisation im motorischen System 733
Re-)Organisation im somatosensorischen System 735
Re-)Organisation von Sprache 736
71Gehirn-Computer-Schnittstellen 738
Brain-Computer-Interfaces (BCI) 739
BCI-Steuerung mittels Bewegungs-vorstellung 739
Zugrunde liegende Lernmechanismen 741
Einflussfaktoren auf die BCI-Steuerung 742
Klinische Anwendungen 743
Ersetzen verlorener Funktion mittels BCI 744
BCI bei neurologischen Störungen – Beispiel Schlaganfall 745
BCI bei psychischen Störungen – Beispiel ADHS 746
XVIIAltern und Demenz 748
72Normales kognitives Altern 749
Was ist kognitives Altern? 750
Gibt es einen »Generalfaktor« des kognitiven Alterns? 751
Jenseits des »Generalfaktormodells« 752
Was ist die neurobiologische Grund-lage der allgemeinen Verlangsamung? 753
Arbeitsgedächtnis und exekutive Kontrolle 755
Gedächtnisprobleme im Alter 757
Relativ »alterungsresistente« Funktionsbereiche 758
Warum »altern« manche Gehirnregionen mehr als andere? 759
73Demenzen 761
Alzheimer-Demenz 763
Milde kognitive Beeinträchtigung 764
Demenz mit Lewy-Körpern 764
Frontotemporale Lobärdegeneration 765
Vaskuläre Demenzen 766
Weitere (nicht primär degenerative)Ursachen eines Demenzsyndroms 767
Anhang 769
Glossar 770
Die wichtigsten anatomischen Strukturen des Gehirns 793
Literatur 797
Quellenverzeichnis 854
Stichwortverzeichnis 862