Funktionelle Anatomie des Menschlichen Gehirns
Grundlegende anatomische Begrifflichkeiten
Einteilung
Qualitative
und quantitative Unterschiede höhere Säuger vgl. Mensch Cortex
Präparation eines Schweinehirns Unterricht Biologie April 1998 Nr.233
Funktionelle und anatomische Asymmetrie
Schwerpunkt funktionelle Asymmetrie, eingeleitet über Versuche, die vorgeführt werden.
Links: Sprache, Rechnen, logisches Denken, zeitlich, linear
Rechts: analog, non verbal, intuitiv, räumliche Orientierung, Erkennen von Formen, nicht zeitlich, ganzheitlich, Erkennen von Formen, bildliche Zusammenhänge verstehen (hierzu ein Schülerversuch – zeichnen)
Funktion des Balkens (Heilung schwerer Epilepsie), corpus callosus
Split brain – Durchtrennung des Balkens, Experimente mit Split Brain Persons, Ergebnise vorstellen – die Schüler selbst deuten lassen
Video über Fallbeispiel
Vorstellung/Durchführung einer Methode aus dem Kunstunterricht zum „Umschalten“ von der linken zur rechten Hirn-Hemisphäre
Evolution des Wirbeltiergehirns aus Vorder-, Mittel- und Rautenhirn
3 evolutionäre Trends
Evolution des menschlichen Gehirns (mögliche Voraussetzungen)
z Andere Ernährungsweise
z Bipedaler Gang
z Werkzeuggebrauch
z Veränderte Sozialstruktur
Endorphinausschüttung im Gehirn
Informationsspeicherung im Gehirn (Einstieg „Spiel“ zum Kurzzeitgedächtnis)
Modell
Suchsystem (zusätzliches System, um gespeicherte Info zugänglich zu machen – Sitz im vorderen Cortex)
Explizites / implizites Gedächtnis (Auto fahren vs. Telefonnummer merken.
Struktur Langzeitgedächtnis
Molekulares Gedächtnismodell (Langzeitpotenzierung, Strukturveränderungen) Bsp. Durch Dauerreizung führt zur Bildung neuer Verknüpfungen, läuft über second messenger
(Lit. Klett Neurobiologie und Verhalten, Spektrum Spezial: Gehirn und Geist)
Hypothalamus (Lit. Campbell)
Vergnügungszentrum: nur beim Menschen oder auch bei Tieren?
Abwehr- und Fluchtverhalten
Hunger-Durst-Steuerung
Temperaturregler
Sexualverhalten
Bei Männern: SDN (sexual-dimorpher-Nucleus) Diese Region kann zerstört werden – kein Sexualtrieb mehr. Ausbildung wird durch Hormone stimuliert, Hormonstörung könnte Grund für Homosexualität sein.
Bei Frauen: Nucleus-Ventro-Medialis
Stunde zum Teamteaching
Hirnfunktionen sichtbar gemacht (Lit.: Unterricht Biologie s.o.)
Am Beispiel Positronen-Emissions-Tomographie
Korrelation von Aktivität und Durchblutung von Hirnbereichen
Isotope Zerfall Photonenentstehung
Datenmessung und –verarbeitung
Strahlungsdetektoren, Verrechnung von Bildern
Zentraler Mittelpunkt: Dopamin
Hierzu drei Erkrankungen:
1. Parkinson (Dopamin-Mangel) Hierzu der Fallbericht eines Betroffenen in Textform[1]
2. Tourette-Syndrom (Dopamin-Stoffwechselstörung, vermtl. ein Überschuß. Hierzu gibt es ein Radiointerview mit einem Tourette-Erkrankten, das in der Stunde in Ausschnitten vorgespielt werden soll. Download hier: http://www.tourette.de/interview_download.htm Hintergrund-Info zur Erkrankung unter www.tourette.de
3. Schizophrenie (gestörtes Gleichgewicht zwischen Dopamin und Glutamin – letztlich auch eine Art Dopaminüberschuß) – Impuls über ein gemaltes Selbstportrait einer Schizophrenie-Erkrankten. Weitere Info: http://www.kompetenznetz-schizophrenie.de/framesets/fs_betroffene.htm
Die drei Erkrankungen werden mit den unterschiedlichen Einstiegen präsentiert. Über die psycho-soziale Komponente soll im Plenum diskutiert werden.
Die molekularen Mechanismen der Erkrankung und weitere Hintergründe sollen arbeitsteilig nach der Peer-Puzzle-Methode (vgl. Klippert, Teamentwicklung im Klassenraum) erarbeitet werden.
Hintergrundinfo Parkinson und Tourette, Hintergrundinfo Schizophrenie
Auch hier zentraler Mittelpunkt: Dopamin, da die Pharmakologie relativ einfach ist
1. Antiparkinson-Mittel: L-Dopa[2]. Ist eine alpha-Aminosäure, die im Gehirn zu Dopamin decarboxyliert wird.
2. Haloperidol: wird sowohl gegen Tourette als auch gegen Schizophrenie eingesetzt. Es handelt sich um einen Dopmamin-Rezeptorblocker. Schlüssel-Schloss-Prinzip der Neurotransmitterwirkung an den Rezeptoren im synaptischen Spalt sollte bereits in der allgemeinen Neurobiologie behandelt worden sein.
Das Antiparkinsonbehandlung soll mit Hilfe von Hintergrundinformationen selbst entwickelt werden.
[1] Das Parkinson-Syndrom (Morbus Parkinson), von dem in Deutschland nach Schätzungen bis zu 200.000 Menschen betroffen sind, zählt zu den chronisch fortschreitenden, unheilbaren Erkrankungen. Hierbei sterben im Gehirn die Nervenfasern in der Substantia nigra (schwarze Substanz) allmählig ab, weshalb die Bildung des für die Kontrolle und Steuerung der Bewegung verantwortlichen Botenstoffes Dopamin nicht mehr gewährleistet ist. Das Ergebnis sind die für die Krankheit typischen Symptome wie Zittern (Tremor), Verlangsamung der Bewegungen (Akinese) sowie die leicht nach vorn gebeugte Haltung aufgrund der andauernden unwillkürlichen Muskelspannung. Bei der überwiegenden Zahl der an Parkinson Erkrankten zeigen sich die ersten Symptome zwischen dem 50. und dem 65. Lebensjahr, wobei Frauen und Männer gleichermaßen betroffen sind.
[2] Als 1963 das Medikament L-Dopa (auch als Levodopa bezeichnet) entwickelt wurde, schien das wie ein Segen für Parkinsonkranke. Schon kurz nach Einnahme dieses Stoffes, der im Gehirn zu Dopamin umgewandelt wird, waren die schwersten Symptome verschwunden. Doch bald wurden die Nebenwirkungen der Langzeittherapie sichtbar: abnorme, unwillkürliche Bewegungen (Dykinesien) (vgl. Tourette!!!), schmerzhafte Krämpfe (Dystonien) und abrupt abwechselnde Bewegungs-Erstarrungs-Phasen durch unkontiniuierliches Wirken des Medikaments.
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