Vorwort zur 2.Auflage 15
Vorwort zur 1. Auflage 17
1.Kognitive Neurowissenschaft – Was ist das? 19
1.1. Einführung 21
1.2. Geschichte der kognitiven Neurowissenschaften 22
1.3. Beziehung zwischen Psychologie und Hirnforschung 27
1.4. Zusammenfassung 30
1.5. Fragen und Aufgaben31
1.6.Weiterführende Literatur31
2.Das menschliche Gehirn: Eine kurze Einführung33
2.1.Orientierung im Gehirn35
2.2.Grobe Einteilung des menschlichen Gehirns38
2.2.1.Graue Substanz, weiße Substanz und das Ventrikelsystem38
2.2.2.Hierarchische Organisation des zentralen Nervensystems40
2.2.3.Zerebraler Kortex40
2.2.4.Basalganglien45
2.2.5.Limbisches System46
2.2.6.Zwischenhirn47
2.2.7.Hirnstamm48
2.2.8.Hirnnerven51
2.3.Hirnhäute53
2.4.Zusammenfassung53
2.5.Fragen und Aufgaben55
2.6.Weiterführende Literatur55
3.Nervenzellen, Module, Kabel und Netzwerke57
3.1.Einführung59
3.2.Enzephalisationsquotient59
3.3.Neurone und Gliazellen63
3.4.Brodmann-Areale65
3.5.Von der Phrenologie zu Netzwerken66
3.6.Zusammenfassung70
3.7.Fragen und Aufgaben73
3.8.Weiterführende Literatur73
4.Reifung des Gehirns75
4.1.Allgemeines zur Reifung und Entwicklung des Gehirns77
4.2.Embryonalentwicklung78
4.1.1.Von der Neurulation zum Gehirn78
4.1.2.Neurogenese80
4.1.3.Migration82
4.1.4.Verknüpfung der Neurone und Dendritisierung83
4.1.5.Synaptogenese und programmierter Zelltod85
4.1.6.Myelinisierung85
4.1.7.Zusammenfassung der wichtigsten Entwicklungsschritte in der Embryonalphase86
4.3.Gehirnentwicklung in den ersten Lebensjahren bis zur Adoleszenz87
4.4.Gehirnentwicklung in der Adoleszenz90
4.5.Entwicklung des Gehirns und neurophysiologische Aktivität93
4.6.Hirnentwicklung und Verhalten95
4.7.Kritische Phasen103
4.8.Zusammenfassung104
4.9.Fragen und Aufgaben107
4.10.Weiterführende Literatur107
5.Methoden der kognitiven Neurowissenschaften109
5.1.Einleitung111
5.2.Klassische Methoden aus der kognitiven Psychologie111
5.3.Bildgebung112
5.3.1.Magnetresonanztomografie – das Grundprinzip113
5.4.Elektrophysiologie123
5.4.1.Frequenzbezogene Analysen125
5.4.2.Ereigniskorrelierte Potenziale127
5.4.3.Elektrophysiologische Grundlage von EEG und ERP130
5.5.Dipolanalysen und elektrische Tomografie131
5.6.Magnetenzephalografie (MEG)132
5.7.Nahinfrarotspektroskopie134
5.8.Biofeedback von kortikaler Aktivität134
5.9.Beeinflussung des Gehirns138
5.10.Läsionsstudien139
5.11.Übersicht über die Methoden der kognitiven Neurowissenschaften140
5.12.Zusammenfassung141
5.13.Fragen und Aufgaben145
5.14.Weiterführende Literatur145
6.Hemisphärenasymmetrie147
6.1.Allgemeines149
6.2.Funktionelle Links-rechts-Asymmetrien149
6.2.1.Sprachlateralisierung149
6.2.2.Händigkeit150
6.2.3.Experimentalpsychologische Verfahren154
6.2.4.Neurophysiologische Asymmetrien159
6.2.5.Zusammenfassung der funktionellen Asymmetrien163
6.2.6.Befunde aus der Neurologie163
6.3.Corpus callosum und interhemisphärischer Informationsaustausch164
6.3.1.Split brain164
6.3.2.Corpus-callosum-Anatomie165
6.4.Anatomische Asymmetrien167
6.4.1.Sylvische Fissur168
6.4.2.Globale Links-rechts-Unterschiede169
6.4.3.Die Planum-temporale- und Planum-parietale-Asymmtrie170
6.4.4.Weitere anatomische Asymmetrien172
6.5.Verhaltensauffälligkeiten und atypische Asymmetrien174
6.6.Dynamik der Asymmetrien174
6.6.1.Asymmetriewechsel bei auditorischer Wahrnehmung175
6.6.2.Interaktionen zwischen beiden Hemisphären beim motorischen Lernen175
6.7.Ursachen der Asymmetrien180
6.8.Geschlechtsunterschiede bei Asymmetrien181
6.9.Zusammenfassung184
6.10.Fragen und Aufgaben186
6.11.Weiterführende Literatur186
7.Allgemeines zur Wahrnehmung187
7.1.Bedeutung der Wahrnehmung189
7.2.Was ist Wahrnehmung?189
7.3.Ablauf der Wahrnehmung190
7.4.Psychophysik192
7.5.Bottom-up- und Top-down-Verarbeitung197
7.6.Beziehung zwischen Top-down- und Bottom-up-Verarbeitung199
7.7.Bindungsproblem und dynamische Kopplung200
7.8.Synästhesie202
7.9.Zusammenfassung204
7.10.Fragen und Aufgaben206
7.11.Weiterführende Literatur206
8.Visuelle Wahrnehmung207
8.1.Vom Auge zum Gehirn209
8.1.1.Retina209
8.1.2.Sehbahn210
8.1.3.Rezeptive Felder212
8.2.Visueller Kortex212
8.2.1.Visuelle Areale212
8.2.2.Verschaltungsprinzip im visuellen Kortex217
8.2.3.Retinotopie219
8.3.Blindsight – Blindsicht223
8.4.Einfache und grundlegende Wahrnehmungsleistungen223
8.4.1.Tiefenwahrnehmung223
8.4.2.Farbwahrnehmung226
8.4.3.Bewegungswahrnehmung228
8.5.Objektwahrnehmung230
8.5.1.Das Problem der Objektwahrnehmung230
8.5.2.Theoretische Konzepte zur Erklärung der Objektwahrnehmung230
8.5.3.Kortikale Repräsentation der Objektwahrnehmung232
8.5.4.Raumwahrnehmung245
8.6.Störungen der visuellen Wahrnehmung248
8.7.Visuelle Vorstellungen252
8.8.Zusammenfassung253
8.9.Fragen und Aufgaben256
8.10.Weiterführende Literatur257
9.Auditorische Wahrnehmung259
9.1.Einleitung261
9.2.Akustische Signale261
9.3.Lautstärke und Isophone263
9.4.Auditorisches System264
9.4.1.Ohr264
9.4.2.Zentrale Verarbeitung akustischer Reize270
9.5.Zusammenfassung289
9.6.Fragen und Aufgaben292
9.7.Weiterführende Literatur292
10.Aufmerksamkeit295
10.1.Das Wesen der Aufmerksamkeit297
10.2.Bewusstsein – Aufmerksamkeit298
10.3.Kontrollierte und automatische Prozesse299
10.4.Aufmerksamkeitsmetaphern und Aufmerksamkeitsinstanzen300
10.4.1.Die „Filter“-Metapher300
10.4.2.Die „Spotlight“-Metapher301
10.4.3.Die „Spotlight-in-the-brain“-Metapher301
10.4.4.Die „Attention-as-vision“-Metapher301
10.4.5.Top-down-Ansätze302
10.4.6.Bottom-up-Ansätze302
10.4.7.Hybrid-Ansätze302
10.5.Neuropsychologie der Aufmerksamkeit302
10.5.1.Taxonomie der Aufmerksamkeit nach Zoomeren-Sturm302
10.5.2.„Biased-competition“-Modell der Aufmerksamkeit305
10.5.3.Neuroanatomie der Aufmerksamkeit308
10.6.Neurophysiologie der Aufmerksamkeit314
10.6.1.Verstärkung neuronaler Aktivität314
10.6.2.Aufmerksamkeit und elektrische Hirnoszillationen319
10.6.3.Neurochemie der Aufmerksamkeit320
10.7.Zeitlicher Verlauf von Aufmerksamkeitsprozessen322
10.8.Neurophysiologie bewusster und reflexiver Aufmerksamkeitssteuerung324
10.9.Aufmerksamkeitsmodelle325
10.9.1.Aufmerksamkeitsmodell nach Posner325
10.9.2.Aufmerksamkeitsmodell nach Mesulam328
10.9.3.Aufmerksamkeitsmodell nach Mirsky329
10.9.4.Aufmerksamkeitsmodell nach Corbetta und Shulman330
10.10.Aufmerksamkeitsstörungen332
10.10.1.Neglekt332
10.10.2.Bálint-Holmes-Syndrom335
10.11.Zusammenfassung336
10.12.Fragen und Aufgaben338
10.13.Weiterführende Literatur339
11.Exekutive Funktionen341
11.1.Was sind exekutive Funktionen?343
11.2.Theoretische Überlegungen zu den exekutiven Funktionen344
11.2.1.System der überwachenden Aufmerksamkeit344
11.2.2.Handlungstheoretische Modelle344
11.2.3.Arbeitsgedächtnismodelle345
11.2.4.Theorie der somatischen Marker346
11.2.5.Reduktion auf Basisprozesse346
11.2.6.Konzept der exekutiven Funktionen nach Drechsler347
11.3.Anatomie der exekutiven Kontrolle350
11.3.1.Anatomisch-funktionelles Netzwerk der exekutiven Funktionen352
11.3.2.Rolle der Basalganglien354
11.3.3.Frontalkortex354
11.4.Modelle der Frontalkortexfunktionen356
11.4.1.Domänenspezifisch oder funktionsspezifisch356
11.4.2.Hierarchische Modelle357
11.4.3.Dorsolaterales präfrontales Kontrollsystem360
11.4.4.Ventromediales präfrontales System365
11.5.Zusammenfassung371
11.6.Fragen und Aufgaben373
11.7.Weiterführende Literatur374
12.Motorische Kontrolle375
12.1.Faszination der Bewegung377
12.2.Das motorische Transformationsproblem377
12.3.Ein einfaches Modell der menschlichen Bewegungskontrolle379
12.3.1.Regelung und Steuerung380
12.3.2.Das motorische Programm381
12.4.Motorareale382
12.4.1.Organisation der Motorareale384
12.4.2.Funktion einzelner kortikaler Areale – der Informationsfluss im motorischen System387
12.5.Planung von Bewegungen394
12.6.Bewegungsvorbereitung und Willenshandlungen396
12.7.Bewegungslernen401
12.8.Bewegung, Vorstellung und Sprache404
12.9.Störungen der Motorik408
12.10.Zusammenfassung410
12.11.Fragen und Aufgaben414
12.12.Weiterführende Literatur414
13.Allgemeines zum Gedächtnis415
13.1.Warum das Gedächtnis so wichtig ist?417
13.2.Gedächtnissysteme418
13.3.Gedächtnisprozesse418
13.4.Messung des Gedächtnisses419
13.5.Taxonomie des Langzeitgedächtnisses419
13.6.Gedächtnis auf der zellulären Ebene421
13.6.1.Habituation und Sensitivierung422
13.6.2.Langzeitpotenzierung und Langzeitdepression423
13.6.3.Veränderung der Synapsen beim Lernen424
13.6.4.Zusammenfassung der synaptischen Mechanismen425
13.7.Neuronale Netze425
13.8.Mesiotemporales Gedächtnissystem431
13.9.Von der zellulären Ebene zum übergeordneten System433
13.10.Konsolidierung im deklarativen Gedächtnis433
13.11.Gedächtnis und Emotionen436
13.12.Zusammenfassung438
13.13.Fragen und Aufgaben440
13.14.Weiterführende Literatur440
14.Deklaratives Gedächtnis441
14.1.Das deklarative Gedächtnis und seine Teilkomponenten443
14.2.Mesiotemporaler Hirnbereich und das deklarative Gedächtnis443
14.2.1.Theorien443
14.2.2.Integration aller neurowissenschaftlichen Gedächtnistheorien446
14.3.Frontalkortex und deklaratives Gedächtnis447
14.3.1.Encodieren im Frontalkortex448
14.3.2.Abruf von Informationen449
14.3.3.Zusammenfassung452
14.4.Parietallappen und deklaratives Gedächtnis452
14.5.Sensorische Areale und deklaratives Gedächtnis453
14.6.Elektrophysiologische Kennwerte des deklarativen Gedächtnisses453
14.7.Wie ist Wissen repräsentiert?456
14.7.1.Semantisches Netzwerk458
14.7.2.Prototypenmodell459
14.7.3.Exemplartheorie460
14.7.4.Neurowissenschaftliche Befunde460
14.8.Beeinflussung des deklarativen Gedächtnisses461
14.9.Zusammenfassung463
14.10.Fragen und Aufgaben465
14.11.Weiterführende Literatur466
15.Nondeklaratives Gedächtnis467
15.1.Einleitung469
15.2.Verschiedene Formen des Primings470
15.2.1.Perzeptuelles Priming470
15.2.2.Konzeptuelles Priming474
15.2.3.Semantisches Priming476
15.2.4.Theorien zum Priming477
15.3.Lernen von Fertigkeiten479
15.3.1.Lernen von motorischen Fertigkeiten483
15.3.2.Perzeptuelles Lernen487
15.3.3.Lernen von kognitiven Fertigkeiten490
15.4.Konditionierung492
15.5.Zusammenfassung494
15.6.Fragen und Aufgaben495
15.7.Weiterführende Literatur496
16.Arbeitsgedächtnis497
16.1.Einführung499
16.2.Arbeitsgedächtnismodelle500
16.3.Hirnaktivität bei Arbeitsgedächtnisaufgaben503
16.4.Verbales Arbeitsgedächtnis504
16.4.1.Phonologisches Arbeitsgedächtnis504
16.4.2.Arbeitsgedächtnis für Grapheme505
16.4.3.Semantisches Arbeitsgedächtnis507
16.4.4.Zusammenfassung zum verbalen Arbeitsgedächtnis507
16.5.Visuelles Arbeitsgedächtnis508
16.6.Auditorisches Arbeitsgedächtnis510
16.7.Die Rolle des dorsolateralen Präfrontalkortex510
16.8.Elektrophysiologie des Arbeitsgedächtnisses511
16.9.Zusammenfassung514
16.10.Fragen und Aufgaben515
16.11.Weiterführende Literatur515
17.Plastizität517
17.1.Einleitung519
17.2.Genetik und Umwelt521
17.3.Funktionelle Plastizität bei Tieren522
17.4.Funktionelle Plastizität beim Menschen523
17.5.Strukturelle Plastizität530
17.6.Rehabilitation534
17.7.Zusammenfassung537
17.8.Fragen und Aufgaben539
17.9.Weiterführende Literatur539
18.Sprache541
18.1.Einführung543
18.2.Was ist Sprache?545
18.3.Sprache der Tiere547
18.4.Produktion von Lauten und Sprache549
18.5.Funktionelle Neuroanatomie sprachlicher Äußerungen551
18.5.1.Zeitliche Organisation der auditiven Sprachverarbeitung555
18.5.2.Neurale Signatur der lautsprachlichen Verarbeitung560
18.5.3.Neuroanatomische Korrelate der Sprachartikulation566
18.6.Die Sprache des Gehirns569
18.7.Gebärdensprache571
18.8.Die Evolution der Sprache572
18.9.Zusammenfassung576
18.10.Fragen und Aufgaben577
18.11.Weiterführende Literatur578
19.Lesen und Schreiben579
19.1.Das Wesen des Lesens581
19.2.Wie lesen wir?582
19.3.Funktionelle Neuroanatomie und Neurophysiologie des Lesens585
19.4.Leseprozess586
19.5.Lesestörungen588
19.6.Schreiben591
19.7.Lesen in anderen Sprachen592
19.8.Zusammenfassung594
19.9.Fragen und Aufgaben595
19.10.Weiterführende Literatur595
20.Emotion und Motivation597
20.1.Einleitung599
20.2.Emotion und Motivation – was ist das?599
20.3.Emotionstheorien602
20.4.Konzept der Basisemotionen – von Darwin zu Ekman606
20.5.Theorie von Panksepp – die Rolle von Emotionssystemen607
20.6.Theorie der somatischen Marker von Damasio609
20.7.Emotionen und Lernen613
20.7.1.Furchtkonditionierung613
20.7.2.Indirektes Konditionieren
61420.7.3.Informationswege der Amygdala614
20.7.4.Amygdala und Lernen615
20.8.Asymmetrie-Hypothese der Emotionsverarbeitung617
20.9.Verstärkung und Motivation620
20.10.Frontalkortex620
20.11.Funktionelle Spezialisierung des Frontalkortex622
20.12.Konzept der Verstärkung622
20.12.1.Verstärkung im Affengehirn623
20.12.2.Verstärkung im Menschengehirn623
20.13.Wanting und Liking625
20.14.Impulskontrolle626
20.15.Zusammenfassung627
20.16.Fragen und Aufgaben630
20.17.Weiterführende Literatur631
21.Urteilen und Entscheiden633
21.1.Einleitung635
21.2.Psychologische Entscheidungstheorien635
21.2.1.Klassische Entscheidungstheorie – eine Frage des Nutzens635
21.2.2.Prospect-Theorie und Rahmungseffekte636
21.3.Einfluss von Emotionen auf Entscheidungen639
21.4.Spieltheorien641
21.5.Neuronale Grundlagen643
21.5.1.Interaktives Entscheidungsverhalten648
21.5.2.Entscheidungspräferenzen652
21.5.3.Entscheidungsverhalten und Informationsintegration654
21.6.Theory of mind656
21.7.Oxytocin und Entscheidungsverhalten658
21.8.Zusammenfassung658
21.9.Fragen und Aufgaben660
21.10.Weiterführende Literatur661
22Das Gehirn in Ruhe663
22.1Einleitung665
22.2Ruhezustand gemessen mit der funktionellen Magnetresonanztomografie666
22.3 Ruhezustand gemessen mit dem EEG668
22.4Interindividuelle Unterschiede in den Ruhenetzwerken672
22.5Der Schlaf – ein besonderer Ruhezustand des Gehirns672
22.6Zusammenfassung677
22.7Fragen679
22.8Weiterführende Literatur680
Literatur681
Index707