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Physiologie 7 Dominanz. Zerebrale Asymmetrie I Die beiden Hemisphären des Neokortex weisen zwar unterschiedliche Arten von Informationsverarbeitung auf,

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Präsentation zum Thema: "Physiologie 7 Dominanz. Zerebrale Asymmetrie I Die beiden Hemisphären des Neokortex weisen zwar unterschiedliche Arten von Informationsverarbeitung auf,"—  Präsentation transkript:

1 Physiologie 7 Dominanz

2 Zerebrale Asymmetrie I Die beiden Hemisphären des Neokortex weisen zwar unterschiedliche Arten von Informationsverarbeitung auf, für Verhalten und Denken ist aber die Zusammenarbeit der rechten und linken Hemisphäre unerlässlich Die beiden Hemisphären des Neokortex weisen zwar unterschiedliche Arten von Informationsverarbeitung auf, für Verhalten und Denken ist aber die Zusammenarbeit der rechten und linken Hemisphäre unerlässlich Hemisphärenasymmetrien. Menschen mit einseitigen Hirnläsionen, von Patienten mit durchtrenntem Corpus callosum (Split Brain) Hemisphärenasymmetrien. Menschen mit einseitigen Hirnläsionen, von Patienten mit durchtrenntem Corpus callosum (Split Brain) Evolution der zerebralen Asymmetrie Die zerebrale Asymmetrie entwickelt sich möglicherweise in utero; die Lateralität von Händigkeit, Sprache und visuell-räumlicher Funktionen könnte dennoch weitgehend unabhängig voneinander auftreten Die zerebrale Asymmetrie entwickelt sich möglicherweise in utero; die Lateralität von Händigkeit, Sprache und visuell-räumlicher Funktionen könnte dennoch weitgehend unabhängig voneinander auftreten Ursache der zerebralen Asymmetrien. ca. 75 % der Erdbevölkerung anzutreffende Bevorzugung ca. 75 % der Erdbevölkerung anzutreffende Bevorzugung der rechten Hand hat mit dem aufrechten Gang des der rechten Hand hat mit dem aufrechten Gang des Menschen zu tun Menschen zu tun Darwin: die zerebrale Asymmetrie ist eine evolutionäre Darwin: die zerebrale Asymmetrie ist eine evolutionäre Vorbedingung der Sprachentwicklung Vorbedingung der Sprachentwicklung Die Ausprägung unterschiedlicher Talente könnte Die Ausprägung unterschiedlicher Talente könnte mit der Lateralisierung für bestimmte Verhaltensweisen mit der Lateralisierung für bestimmte Verhaltensweisen zusammenhängen zusammenhängen

3 Zerebrale Asymmetrie II Zerebrale Asymmetrie II Analoge und sequentielle Verarbeitung Die beiden Hemisphären des Neokortex weisen zwar unterschiedliche Arten von Informationsverarbeitung auf, für Verhalten und Denken ist aber die Zusammenarbeit der rechten und linken Hemisphäre unerlässlich Die beiden Hemisphären des Neokortex weisen zwar unterschiedliche Arten von Informationsverarbeitung auf, für Verhalten und Denken ist aber die Zusammenarbeit der rechten und linken Hemisphäre unerlässlich Dynamische Knotenpunkte. Denken und Sprache sind weitgehend an die Intaktheit beider Großhirnhälften gebunden. Denken und Sprache sind weitgehend an die Intaktheit beider Großhirnhälften gebunden. Eine gewisse Groblokalisation dynamischer Knotenpunkte für einzelne psychische Funktionen ist erkennbar. Die Analyse dieser dynamischen Knotenpunkte ist nicht nur von theoretischem Interesse, sondern für die Diagnose und Rehabilitation von Hirnschäden und geistigen Störungen von praktisch-klinischer Bedeutung. Eine gewisse Groblokalisation dynamischer Knotenpunkte für einzelne psychische Funktionen ist erkennbar. Die Analyse dieser dynamischen Knotenpunkte ist nicht nur von theoretischem Interesse, sondern für die Diagnose und Rehabilitation von Hirnschäden und geistigen Störungen von praktisch-klinischer Bedeutung.

4 Hemisphärenasymmetrien Aus Untersuchungen von Menschen mit einseitigen Hirnläsionen, von Patienten mit durchtrenntem Corpus callosum (Split Brain) und aus psychophysiologischen Experimenten ergibt sich, dass für eine Reihe von Verhaltensleistungen jeweils eine der beiden Hemisphären besonders wichtig ist. Eine Übersicht über die zerebrale Lateralisation bei rechtshändigen Menschen. Die inter- und intra­individuellen Variationen sind erheblich. Im sprachlichen Bereich besteht die Dominanz der linken Hemisphäre primär für syntaktische Funktionswörter und Phrasen (z. B. der, jetzt, ist), während Inhaltswörter (Haus, Vater, schön) weniger stark lateralisiert sind. Denkstrategien rechts und links. Wie jede Person spezifische Begabungen aufweist, so scheinen auch die beiden Hemisphären bevorzugte »Begabungen« für bestimmte Denkstrategien zu besitzen.

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6 Evolution der zerebralen Asymmetrie I Die zerebrale Asymmetrie entwickelt sich möglicherweise in utero; die Lateralität von Händigkeit, Sprache und visuell-räumlicher Funktionen könnte dennoch weitgehend unabhängig voneinander auftreten Verteilung von Händigkeit und Sprachdominanz. Der bevorzugte Gebrauch der rechten Hand könnte entweder Ursache oder Folge der Hirnlateralisierung sein. Lateralisierung von Sprache und Händigkeit könnten aber auch unabhängig voneinander sein. Die Lateralisierung von Sprachdominanz in der linken Hemisphäre tritt meist, aber nicht immer, mit Rechtshändigkeit zusammen auf, Sprachdominanz rechts (kommt nur bei wenigen Personen vor) ist nicht mit Linkshändigkeit korreliert. Der bevorzugte Gebrauch der rechten Hand könnte entweder Ursache oder Folge der Hirnlateralisierung sein. Lateralisierung von Sprache und Händigkeit könnten aber auch unabhängig voneinander sein. Die Lateralisierung von Sprachdominanz in der linken Hemisphäre tritt meist, aber nicht immer, mit Rechtshändigkeit zusammen auf, Sprachdominanz rechts (kommt nur bei wenigen Personen vor) ist nicht mit Linkshändigkeit korreliert. Ursache der zerebralen Asymmetrien. Die Präferenz für die rechte Körperseite bei Bewegungen und des rechten Ohres (linke Hemisphäre) für Sprachlaute ist bei der Geburt bereits vorhanden. Dabei entwickelt sich eine stabile rechte Handpräferenz später als die überlegene Fähigkeit der rechten Hemisphäre für die Verarbeitung visuell­räumlicher Aufgaben. Die Lateralisierung der visuell­räumlichen Funktionen in der rechten Hemisphäre könnte durch die bevorzugte Aktivierung der fetalen linken Vestibulärorgane und damit der rechten Hemisphäre während der Schwangerschaft entstehen.

7 Evolution der zerebralen Asymmetrie II Die übliche Lage des Fetus mit der rechten Körper- und Gesichtsseite nach außen bewirkt nämlich, dass einerseits der linke Utrikulus (der bevorzugt in die rechte Hemisphäre projiziert) und andererseits das rechte Ohr (projiziert bevorzugt in die linke Hemisphäre) durch das Gehen bzw. Sprechen der Mutter bevorzugt gereizt werden. Unter dem Einfluss akustischer Reize, insbesondere von Sprachreizen, entwickelt sich in den letzten Schwangerschaftsmonaten die dominante Verbindung rechtes Ohr- linke Hemisphäre mit verstärkter anatomischer Ausprägung der linken Hemisphäre für die Sprachregionen. So gesehen ist es wahrscheinlich so, dass die bei ca. 75 % der Erdbevölkerung anzutreffende Bevorzugung der rechten Hand mit dem aufrechten Gang des Menschen zu tun hat, da bei unseren nächsten Verwandten, den Menschenaffen, keine starke Lateralisierung von Hand und Kommunikation vorhanden ist. Der horizontale Gang auf vier Beinen stimuliert den Fetus rechts und links gleich. Erst durch die Aufrichtung des Menschen wird die Stimulation des Fetus rechts und links unterschiedlich. Dies könnte dann Sprachlokalisation und Händigkeit beeinflussen.

8 Geschlechtsunterschiede der Lateralisierung I Die Hypothese der bevorzugten Reizung von linkem Vestibularorgan und rechtem Ohr während der Schwangerschaft versucht eine Reihe von Unterschieden in der Lateralisierung zu erklären. Zu diesen zählen: Die Tatsache, dass das weibliche Geschlecht in verbalen Fähigkeiten (linkshemisphärische Funktion) leicht überlegen, andererseits die Sprachlateralisation weniger ausgeprägt ist, während Männer räumlich-geometrische Aufgaben besser lösen. Frauen haben ausgeprägtere Sprachstörungen nach links-frontalen Läsionen, Männer nach links-parietalen Läsionen. Die Tatsache, dass das weibliche Geschlecht in verbalen Fähigkeiten (linkshemisphärische Funktion) leicht überlegen, andererseits die Sprachlateralisation weniger ausgeprägt ist, während Männer räumlich-geometrische Aufgaben besser lösen. Frauen haben ausgeprägtere Sprachstörungen nach links-frontalen Läsionen, Männer nach links-parietalen Läsionen. Das mehr nach außen gerichtete Ohr des männlichen Fetus (verursacht durch eine größere linke Gesichtsseite) bewirkt eine verstärkte Linkslateralisierung der Sprache bei zwei Drittel der Männer.

9 Geschlechtsunterschiede der Lateralisierung II Die geringere Lateralisierung der Frauen für Sprache beruht wahrscheinlich auf starkem interhemisphärischen Informationsaustausch, der durch das bei Frauen oft dickere posteriore Corpus callosum ermöglicht wird. Die etwas bessere Sprachleistung der Frauen und die leicht erhöhte räumliche (vestibuläre) Fähigkeit der Männer könnte mit der geringeren Lateralisierung des jeweiligen Geschlechts für diese beiden Funktionen zusammenhängen. Die etwas bessere Sprachleistung der Frauen und die leicht erhöhte räumliche (vestibuläre) Fähigkeit der Männer könnte mit der geringeren Lateralisierung des jeweiligen Geschlechts für diese beiden Funktionen zusammenhängen. Eine weniger ausgeprägte Lateralisierung ermöglicht verbesserten und rascheren Informationsaustausch durch verringerte kontralaterale Hemmung der jeweils gegenüberliegenden Hemisphäre.

10 Zerebrale Asymmetrie III Die rechte Hemisphäre denkt in Analogien, also in Ähnlichkeitsbeziehungen und versucht das Ganze einer räumlichen oder visuellen Struktur »gestalthaft« zu erfassen. Man spricht auch von analog-gestalthafter Informationsverarbeitung. Die Informationsverarbeitung der linken Hemisphäre ist dagegen auf die kausalen Inferenzen, auf Ursache- Wirkungsbeziehungen und auf das Ausgleichen logischer Widersprüche konzentriert. Man spricht auch von sequenzieller Informationsverarbeitung. Anzumerken bleibt, dass praktisch alle gezeigten Funktionen von der jeweils gegenüberliegenden Hemisphäre übernommen werden können, wenn eine Hemisphäre vor dem 4. Lebensjahr geschädigt wird.

11 Zerebrale Asymmetrie IV Geschlechtsunterschiede der Lateralisierung Geschlechtsunterschiede der Lateralisierung Gemeinsamer anatomischer Unterschied: Gemeinsamer anatomischer Unterschied: die variablere intrakortikale axonale Kommunikation der linken Hirnhemisphäre, bedingt durch variablere Myelinisierung der intrahemisphärischen Verbindungen auf der linken Seite die variablere intrakortikale axonale Kommunikation der linken Hirnhemisphäre, bedingt durch variablere Myelinisierung der intrahemisphärischen Verbindungen auf der linken Seite Die rechte und die linke Hirnhemisphäre unterscheiden sich in ihrem makro- und mikroanatomischen Aufbau. Bestimmte Denkmuster und Bewegungsprogramme werden dabei von einer Hemisphäre bevorzugt: Die rechte und die linke Hirnhemisphäre unterscheiden sich in ihrem makro- und mikroanatomischen Aufbau. Bestimmte Denkmuster und Bewegungsprogramme werden dabei von einer Hemisphäre bevorzugt: von der rechten Hemisphäre wird eine auf Ähnlichkeit und visuell-räumliche Gestalten ausgerichtete Informationsverarbeitung, von der rechten Hemisphäre wird eine auf Ähnlichkeit und visuell-räumliche Gestalten ausgerichtete Informationsverarbeitung, von der linken syntaktisch-sprachliche und sequenziell- kausale Verarbeitung praktiziert. von der linken syntaktisch-sprachliche und sequenziell- kausale Verarbeitung praktiziert.

12 Strukturelle Unterschiede als Grundlage der Lateralisierungen I Strukturelle Unterschiede als Grundlage der Lateralisierungen I Die Lateralisierung kognitiver Funktionen beruht möglicherweise auf anatomischen Unterschieden der beiden Hirnhälften. So wurden Links-Rechts- Unterschiede nicht nur in verschiedenen Teilen des Kortex - z.B. in der Broca-Region und in der Wernicke- Region - gefunden, sondern auch subkortikal, etwa im Thalamus. Diese Unterschiede sind nicht nur makroskopisch, z.B. die des Planum temporale, das meist links größer ist, sie zeigen sich auch mikroskopisch in der Neuroanatomie einzelner Neurone, etwa der Somagröße von Pyramidenzellen oder der Verzweigungsstruktur ihrer Dendritenbäume. Die Annahme erscheint plausibel, dass neuroanatomische Unterschiede funktionelle Unterschiede bedingen.

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14 Strukturelle Unterschiede als Grundlage der Lateralisierungen II Hauptursache der zerebralen Asymmetrie. Alle angeführten Unterschiede zwischen den Leistungen der rechten und linken Hemisphäre könnten auf einen gemeinsamen anatomischen Unterschied zurückzuführen sein: die variablere intrakortikale axonale Kommunikation der linken Hirnhemisphäre, bedingt durch variablere Myelinisierung der intrahemisphärischen Verbindungen auf der linken Seite. Alle angeführten Unterschiede zwischen den Leistungen der rechten und linken Hemisphäre könnten auf einen gemeinsamen anatomischen Unterschied zurückzuführen sein: die variablere intrakortikale axonale Kommunikation der linken Hirnhemisphäre, bedingt durch variablere Myelinisierung der intrahemisphärischen Verbindungen auf der linken Seite. Sprache und Syntax könnten auch auf die raschere Bildung von assoziativen Verkettungen in der linken Hirnhemisphäre zurückzuführen und nicht sprachspezifisch sein.

15 Die Lateralisation und die Hemisphärendominanz Die Lateralisation von Funktionen wird einerseits von genetischen Faktoren wie Händigkeit und Geschlecht und andererseits von Faktoren der Umwelt (z. B. Anregungsgrad, spezielle Anforderungen) beeinflusst.

16 Zusammenfassung Die rechte und die linke Hirnhemisphäre unterscheiden sich in ihrem makro- und mikroanatomischen Aufbau. Bestimmte Denkmuster und Bewegungsprogramme werden dabei von einer Hemisphäre bevorzugt: von der rechten Hemisphäre wird eine auf Ähnlichkeit und visuell-räumliche Gestalten ausgerichtete Informationsverarbeitung, von der linken syntaktisch-sprachliche und sequenziell- kausale Verarbeitung praktiziert. Ursachen und Ausmaß der zerebralen Asymmetrie Beim Menschen entsteht sie für einige Leistungen bereits im Mutterleib, ist aber bis zum 4. Lebensjahr veränderbar. Das Ausmaß der Hemisphärenasymmetrie für bestimmte mentale, motorische oder sensorische Tätigkeiten bestimmt die Ausprägung von Talenten mit. Beim Menschen entsteht sie für einige Leistungen bereits im Mutterleib, ist aber bis zum 4. Lebensjahr veränderbar. Das Ausmaß der Hemisphärenasymmetrie für bestimmte mentale, motorische oder sensorische Tätigkeiten bestimmt die Ausprägung von Talenten mit.


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