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P. Walla / D. WiswedeBiopsychologie als Neurowissenschaft
Biologische Psychologie IBiologische Psychologie I
Daniel Wiswede
• Persönliche Vorstellung meinerseits• Organisatorisches• Vorlesungsinhalte• Beginn mit dem 1. Kapitel
WS2009/10
:: Ich hoffe, Ihre Begeisterung für dieses Fach wecken zu dürfen :
:: Ich hoffe, Ihre Begeisterung für dieses Fach wecken zu dürfen :
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Entwicklung der Vorlesung– sämtliche Folien basieren im Wesentlichen
auf der Vorlesung von Peter Walla.– Dinge, die ich als wichtig und interessant
erachte, sind als „Exkurs“ gekennzeichnet
– Zusätzliche Graphiken/ Videos sind als solche gekennzeichnet.
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Wissenschaftliches Hauptinteresse
Persönliche Vorstellung
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
Termine der Vorlesung:
•Hörsaal I NIG Erdgeschoß;
•DO 08.10.2009 11.45-13.15•FR 09.10.2009 17.00 bis 18.30 und 19.00 bis 21.30 •SA 10.10.2009 10-11.30 und 12.30-14.00
•DO 12.11.2009 11.45-13.15•FR 13.11.2009 17.00 bis 18.30 und 19.00 bis 21.30•SA 14.11.2009 10-11.30 und 12.30-14.00
•DO 03.12.2009 11.45-13.15•FR 04.12.2009 17.00 bis 18.30 und 19.00 bis 21.30•SA 05.12.2009 10-11.30 und 12.30-14.00
Organisatorisches
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Folien werden voraussichtlich hier erscheinen:– http://www.cognitiveneuroscience.at/folien.htm
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
Prüfung:
•Insgesamt 4 Prüfungstermine •erster Termin: Voraussichtlich am Freitag, den 11. Dezember• Schriftliche Prüfung (Vorlesung + Buchkapitel)• 3 x schriftlicher Antritt möglich, dann kommissionell mündlich!• Zeugnisse werden für das Wintersemester 2009 ausgestellt
Organisatorisches
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Was ist mir wichtig?– Eure Begeisterung für die Biologische
Sichtweise wecken!– ... und dennoch nicht dem „Neuro-Hype“
verfallen...
– Kritisch bleiben!• Weisberg et al (2008): The seductive allure of neuroscience explanations.
Journal of Cognitive Neuroscience 20(3):470-7.
• Cacioppo et al (2003): Just because you're imaging the brain doesn't meanyou can stop using your head: a primer and set of first principles. J Pers SocPsychol 85(4):650-61.
• McCabe DP, Castel AD. (2008): Seeing is believing: the effect of brainimages on judgments of scientific reasoning. Cognition 107(1):343-52.
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Neuro-Hype???– „seeing is believing“ (McCabe, 2008)– ‘Watching TV is Related to Math Ability’
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Neuro-Hype???– „seeing is believing“ (McCabe, 2008)– ‘Watching TV is Related to Math Ability’
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Neuro-Hype???• Beispiel aus der Forschung (Bennett, 2009, HBM conference)
– Mentalisierungsaufgabe– Menschen in Interaktion– Aufgabe „Welche Emotionen werden die Personen auf
dem Bild wohl erfahren“– fMRI Messung
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Beispiel aus der Forschung– Mentalisierungsaufgabe
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Was ist Euch wichtig?
• bei Fragen oder Anregungen:– daniel.wiswede@univie.ac.at
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
Lehrbuch:
• Bisheriges BuchBiologische Psychologie (Birbaumer Schmidt)
einige Graphiken der Vorlesung stammen daraus.
• Neues Buch
Biopsychologie (John P. J. Pinel, Paul Pauli (Hrsg.) )
P. Walla / D. Wiswede
Persönliche Vorstellung/ OrganisatorischesBiopsychologie als Neurowissenschaft
Kapitel 1: Biopsychologie als Neurowissenschaft
Kapitel 2: Evolution, Genetik und Erfahrung
Kapitel 3: Die Anatomie des Nervensystems
Kapitel 4: Nervenleitung und synaptische Übertragung
Kapitel 5: Die Forschungsmethoden der Biopsychologie
Kapitel 6: Das visuelle System
Kapitel 7: Mechanismen der Wahrnehmung, des Bewusstseins
und der Aufmerksamkeit
Kapitel 8: Das sensomotorische System
Kapitel 9: Die Entwicklung des Nervensystems
Inhalte der Lehrveranstaltung
P. Walla / D. WiswedeBiopsychologie als Neurowissenschaft
Kapitel 1
Biopsychologie alsNeurowissenschaft
Biologische Psychologie IBiologische Psychologie I
P. Walla / D. Wiswede
Was bedeutet Biopsychologie?Biopsychologie als Neurowissenschaft
• Psychologie– Erforschung des Erlebens und Verhaltens
• läßt sich auch ohne Beachtung der materiell-biologischen Gegebenheiten betreiben (z.B. Lernpsychologie, Kognitionspsychologie)
• Biologische Psychologie– Erforschung der materiell-biologischen
Grundlagen des Erlebens und Verhaltens• notwendig, wenn man das System (Gehirn) in seiner
Funktionsweise wirklich verstehen will
P. Walla / D. Wiswede
Was bedeutet Biopsychologie?Biopsychologie als Neurowissenschaft
• Prämisse: – Verhalten und Erleben haben eine materielle
(bioorganische) Grundlage
• Das Arbeitsprogramm der Biologischen Psychologie ist reduktionistisch, – d.h. Erklärungen des Psychischen werden in
den materiellen Gegebenheiten gesucht
P. Walla / D. Wiswede
Was bedeutet Biopsychologie?Biopsychologie als Neurowissenschaft
Erste wichtige Anregungen!
Biopsychologie...• lehrt Kritisches Denken, • hat Klinische Implikationen • hat evolutionäre Perspektive!
Der Mensch ist ein Säugetier, mit einer langen Evolutionsgeschichte.
Menschliches Erleben und Verhalten geht letztendlich auf Gehirnaktivitäten zurück.
Biopsychologie hilft, sich selbst besser verstehen zu lernen.
Ein wichtiges Thema in der Biopsychologie ist die
„Kognitive Neurowissenschaft“
P. Walla / D. Wiswede
Was bedeutet Biopsychologie?Biopsychologie als Neurowissenschaft
Biopsychologie ist das wissenschaftliche Studium der Biologie des Verhaltens (siehe Dewsbury, 1991).
Biopsychologie kann als eine Disziplin der Neurowissenschaft angesehen werden und wird manchmal auch bezeichnet als:
- Psychobiologie- Verhaltensbiologie- Verhaltensneurobiologie- Verhaltensneurowissenschaft- …..
„The Organisation of Behavior“ von Donald O. Hebb im Jahre 1949 spielt eine Schlüsselrolle bei der Entstehung der Biopsychologie!
P. Walla / D. Wiswede
Was bedeutet Biopsychologie?Biopsychologie als Neurowissenschaft
Neurowissenschaftliche Disziplinen, die für die Biopsychologie wichtig sind:NeuroanatomieNeurochemieNeuroendokrinologie „Lehre von den Hormonen“NeuropathologieNeuropharmakologieNeurophysiologie (zellphysiologische Grundlagen der Nervenerregung)
NeuromarketingNeuroökonomieNeuroästhetik . . . .
Neuro =
P. Walla / D. Wiswede
Was bedeutet Biopsychologie?Biopsychologie als Neurowissenschaft
• Ordnungsgesichtspunkte neurowissenschaftlicher Disziplinen– Human – Tierstudien– Grundlagen – Anwendungen– Zelle – System– Elektrische – biochemische Phänomene– Experiment – Simulation– Invasiv – non-invasiv– Strukturelle – funktionelle Studien
P. Walla / D. Wiswede
Was bedeutet Biopsychologie?Biopsychologie als Neurowissenschaft
Warum haben wir ein Gehirn????Letztendlich ist die Funktion des Gehirns die
Generierungkontrollierten Verhaltens
Diese Verhaltensgenerierung inkludiert 3 Schritte:
- Sensorischer Input
- Kognition und Emotion
- Motorischer Output
Das Gehirn hat also die Aufgabe, uns kontrolliert in Bewegung zu halten!
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Experimente mit Menschen und mit Tieren!– Warum sind Tierexperimente relevant?
– Evolutionäre Kontinuität des Gehirns!– Ein Menschengehirn unterscheidet sich von
einem Gehirn eines anderen Säugetiers (!) hauptsächlich in der Größe und dem Ausmaß der kortikalen Entwicklung, also eher „quantitativ als qualitativ“!
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Experimente mit Menschen und mit Tieren!– Als ethischer Grundsatz gilt daher:
• Wenn die Tiere, die wir untersuchen, sinnvolle Modelle unserer eigenen, höchst komplexen Handlungen sein sollen, dann müssen wir sie so respektieren, wie wir unsere eigenen Empfindungen respektieren! (Ulrich, 1991).
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Vorteile von Experimenten mit Menschen– Instruktionen befolgen
– Bessere Generalisierbarkeit– höhere Komplexität (auch Nachteil!)
– einfacher durchführbar
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Tierexperimente müssen höchsten Standards genügen– deshalb sehr teuer– aber geringere Komplexität vereinfacht Verständnis– Weniger ethische Einschränkungen.– Bsp: Aplysia (Meeresschnecke)
P. Walla / D. Wiswede
Was bedeutet Biopsychologie?Biopsychologie als Neurowissenschaft
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Experimentelle Studien• Experiment: soll Ursache-Wirkungs-
Zusammenhänge aufdecken!– Unabhängige Variable (UV)
• wird vom Experimentator variiert
– Abhängige Variable (AV) • Einfluss der UV auf die AV wird gemessen
• Intergruppen-Versuchsplan• Intragruppen-Versuchsplan
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Konfundierende Variable!
• Beispiel eines Experiments:– Lester und Gorzalka (1988) wiesen den so genannten
„Coolidge-Effekt“ nach.• (Das männliche Geschlecht ist nach einer Kopulation mit
einem Sexualpartner ab einem gewissen Zeitpunkt nicht mehr zu einer weiteren Kopulation mit demselben Sexualpartner fähig, bei einem neuen Sexualpartner jedoch wieder häufiger!)
Calvin Coolidge, 30. Präsident der USA,
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
Experimentelle Fragestellung: Coolidge-Effekt auch bei Weibchen?
Ein Problem für dieses Experiment ist:
Männchen ermüden schneller als Weibchen, daher ist diese Untersuchung bei Weibchen mit der Ermüdung der Männchen konfundiert!
Wird einem Weibchen also ein neuer Sexualpartner präsentiert, kann die Zunahme der sexuellen Empfänglichkeit des Weibchens ein echter Coolidge-Effekt sein, oder auf die größere Spannkraft des neuen Männchens zurückzuführen sein!
Wie kann die Konfundierung umgangen werden?Wie würden Sie das machen???Was ist die AV, was die UV???
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Konfundierende Variablen im Alltagsleben– Kind und Bruttoinlandsprodukt
– Erkältung und Medikamente– Pannenstatistik und Automarke
– Gewaltrate und ethnische Gruppe
• Immer überlegen, ob es eine andere, vielleicht einfachere Erklärung gibt!
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Quasiexperimentelle Studie:– Manche unabhängigen Variablen können als
Versuchsbedingung nicht umgesetzt werden – (z.B. Probanden übermäßigen Alkoholkonsum
aufzwingen!)– „Gruppenzugehörigkeit selbst bestimmt“
• Nachteile und Konfundierungen– Ausbildung? Geschlecht? Alter?– Häufige Stürze? Weitere Drogen? Vitaminmangel?
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Fallstudie:– Oft zur Generierung von Hypothesen!– Problem ist die fehlende Generalisierbarkeit!
• Grundlagenforschung:– hauptsächlich durch die Neugier der Forscher
motiviert!
• Angewandte Forschung:– hat das Ziel, einen direkten Nutzen für die
Menschheit zu bringen!
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
Teilbereiche der Biopsychologie:
Physiologische Psychologie : Direkte Manipulation des Gehirns (chirurgisch; elektrisch); meist Grundlagenforschung!
Psychopharmokologie : Wirkung durch Pharmaka und Drogen wird untersucht! (oft anwendungsbezogen!)
Neuropsychologie : untersucht psychologische Auswirkungen von Gehirnschäden (viele Fallstudien und quasiexperimentelle Untersuchungen!)
Psychophysiologie : untersucht Zusammenhang zwischen physiologischer Aktivität und psychologischen Prozessen! (z.B. mit EEG!)
Kognitive Neurowissenschaft : untersucht neuronale Grundlagen der „Kognition“ (höhere geistige Prozesse!)
Vergleichende Psychologie : schließt eine evolutionäre Perspektive mit ein und untersucht das Verhalten verschiedener Spezies.
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
Biopsychologen arbeiten oft zusammen (Konvergenz de r Ansätze!)
Am Beispiel des Korsakoff-Syndroms (oft bei Alkoholikern!)
Hauptsymptom: Schwerer Gedächtnisverlust!
Erste Annahme war, dass es sich um eine direkte Folge der toxischen Effekte von Alkohol handelt! Diese Schlussfolgerung ist eigentlich nicht legitim, da sie einer quasiexperimentellen Interpretation entspricht.
Andere Untersuchungen ergaben, dass dieses Syndrom auch bei mangelernährten Menschen, die keinen Alkohol tranken, durch Mangel an Thiamin (Vitamin B1) auftritt!
Experimente mit Ratten zeigten, dass Thiamindefizit ähnliche Muster von Gehirnschädigungen erzeugte wie bei Alkoholikern.
Einer neuen Idee zufolge darf vermutet werden, dass Alkoholiker hauptsächlich durch mangelnde Ernährung (Alkohol hat keine Vitamine) am Korsakoff-Syndromleiden können!
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
:: Wissenschaftliches Schlussfolgern :
Wie kann Unbeobachtbares untersucht werden?
Beispiel: Wahrmehmung von Bewegung!
P. Walla / D. Wiswede
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P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Zum Nachdenken:– Was würde passieren, wenn man ...
• die Augenmuskeln mit Curare lähmt...• ... und dann versucht, das Auge nach rechts zu
bewegen?
– Lösung:• Hirn hat Information, dass sich das Auge bewegt• Bild bleibt auf gleicher Stelle der Netzhaut• Also muss sich das Objekt nach rechts bewegen!
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
:: Kritisches Denken ::
Wir verwenden nur einen kleinen Teil des Gehirns!
Intelligenz kann vererbt werden!
Homosexualität entsteht durch unangemessene Erziehung!
Wir brauchen mindestens acht Stunden Schlaf!
Wissenschaftlicher Review-Prozess!
José und der Stier (Seite 22 im Buch!)
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
• Evidenz für die Kopplung von Verhalten an die materielle Grundlage: zwei Beispiele– [1] Läsionen und Verhaltensdefizite
– [2] Korrelation von Hirnaktivität und Erleben/Verhalten
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
Paul Broca (1861)Links-anteriore Läsion
Produktion: reduzierte Sprachstruktur, Einwortsätze
Rezeption: Defizit beim Verständnis grammatisch schwieriger Strukturen
Links-posterior-temporale Läsion
Produktion: Konfabulation; sinnlose, aber grammatisch korrekte Sätze
Rezeption: generelles Defizit beim Verstehen schwieriger Strukturen
Karl Wernicke (1874)
• [1] Läsionen und Verhaltensdefizite
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
Schmerzerwartung beim Eintauchen der Hand in 47° he isses Wasser. Links: wird nicht stark schmerzen; Rechts: wird stark schmerzen.
• [2] Korrelation von Hirnaktivität und Erleben
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
Kutas, M, Hillyard, S (1980): N400-Effekt bei semantischen Abweichungen von der kontextabhängigen Erwartung.
• [2] Korrelation von Hirnaktivität und Erleben
P. Walla / D. Wiswede
Biopsychologische ForschungBiopsychologie als Neurowissenschaft
Eigene Daten: Error-related Negativity (ERN) nach Handlungsfehlern
• [2] Korrelation von Hirnaktivität und Erleben
Nach Eriksen & Eriksen, 1974