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Was ist Neurowissenschaft?

Die Neurowissenschaften untersuchen, wie sich das Nervensystem entwickelt, wie es aufgebaut ist und was es tut.

Neurowissenschaftler konzentrieren sich auf das Gehirn und dessen Einfluss auf Verhalten und kognitive (Denk-) Funktionen. Sie untersuchen auch, was mit dem Nervensystem passiert, wenn Menschen neurologische, psychiatrische und neurologische Entwicklungsstörungen haben.

Überblick

[Illustration eines Gehirns auf weißem Hintergrund]

Die Neurowissenschaften wurden traditionell als eine Unterteilung der Biologie eingestuft. Heute ist es eine interdisziplinäre Wissenschaft, die eng mit anderen Disziplinen wie Mathematik, Linguistik, Maschinenbau, Informatik, Chemie, Philosophie, Psychologie und Medizin zusammenarbeitet.

Manche sagen, Neurowissenschaften bedeuteten dasselbe wie Neurobiologie. Die Neurobiologie betrachtet jedoch die Biologie des Nervensystems, während sich die Neurowissenschaft auf alles bezieht, was mit dem Nervensystem zu tun hat.

Neurowissenschaftler sind heute in einem viel breiteren Feld von Feldern als früher involviert. Sie untersuchen die zellulären, funktionellen, evolutionären, computergestützten, molekularen, zellulären und medizinischen Aspekte des Nervensystems.

Geschichte

Die alten Ägypter dachten, der Sitz der Intelligenz sei im Herzen. Aufgrund dieser Überzeugung würden sie während des Mumifizierungsprozesses das Gehirn entfernen, aber das Herz im Körper lassen.

Die frühesten Schriften über das Gehirn wurden im Edwin Smith Chirurgischen Papyrus von 1700 v. Chr. Gefunden. Das Wort "Gehirn" wird acht Mal erwähnt, wenn die Symptome, die Diagnose und die wahrscheinlichen Ergebnisse von zwei Personen mit Kopfwunden beschrieben werden – zusammengesetzte Frakturen des Schädels.

Alkmaeon (um 500 v.Chr.) – im antiken Griechenland begannen sich verschiedene Sichtweisen auf das Gehirn zu entwickeln. Alkmaeon, von dem angenommen wird, dass er ein Schüler von Pythagoras sei, schrieb, dass das Gehirn dort sei, wo der Geist ist; Er war wahrscheinlich der erste Mensch in der Geschichte, der die Idee schriftlich aussprach. Hippokrates folgte ihm bald und sagte, das Gehirn sei der Sitz der Intelligenz.

Aristoteles (384-322 v. Chr.) – ein griechischer Philosoph und Universalgelehrter, ging leicht daneben, indem er sagte, dass das Gehirn ein Mechanismus zur Blutkühlung ist und dass das Herz der Sitz der Intelligenz ist. Er argumentierte, dass Menschen sich rationaler verhalten als Tiere, weil unsere größeren Gehirne das heiße Blut abkühlen und so Heißblütigkeit verhindern.

Herophilus und Erasistratus (circa 300-240 v. Chr.) – Herophilus von Calcedonia, ein griechischer Arzt, und Erasistratus von Ceos, ein griechischer Anatom und königlicher Arzt, haben bekanntlich bedeutende Beiträge zur Anatomie des Gehirns und des Nervensystems geleistet. Leider sind ihre Schriften verloren gegangen – wir wissen nur über ihre Beiträge durch sekundäre Quellen Bescheid.

Galen von Pergamon (129-200) – ein griechischer Anatom, der in Rom arbeitete, sagte, dass das Großhirn dort sei, wo die Sinne verarbeitet werden, weil es weich ist, während das Kleinhirn Muskeln kontrolliert, weil es dichter ist als das Gehirn.

[frühe moderne Wissenschaftlerin mit einem Mikroskop]

Das 1590 in den Niederlanden erfundene Mikroskop (1590) ermöglichte ein viel tieferes Verständnis des Gehirns.

Golgi (1843-1926) – In den späten 1980er Jahren verwendete Gamillo Golgi, ein italienischer Arzt, Pathologe und Wissenschaftler, Silberchromat, um zu zeigen, wie einzelne Neuronen aussahen.

Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) – ein spanischer Pathologe, Histologe und Neurowissenschaftler, nahm Golgis Arbeit weiter und formte die Neuronendoktrin: eine Hypothese, dass das Neuron die funktionelle Einheit des Gehirns ist. Im Jahr 1906 erhielten Golgi und Cajal gemeinsam den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre umfangreichen Arbeiten und Kategorisierungen von Neuronen im Gehirn.

Hermann von Hemholtz (1821-1894) – gegen Ende des 19. Jahrhunderts demonstrierte der deutsche Arzt und Physiker von Hemholtz zusammen mit einer Gruppe anderer Wissenschaftler die elektrische Erregbarkeit von Neuronen und wie der elektrische Zustand benachbarter Neuronen beeinflusst wurde durch ein elektrisch stimuliertes Neuron.

Pierre Paul Broca (1824-1880) – ein französischer Arzt, Chirurg, Anatom und Anthropologe, arbeitete an Patienten mit Hirnschäden. Er kam zu dem Schluss, dass verschiedene Regionen im Gehirn an bestimmten Funktionen beteiligt waren.

John Hughlings Jackson (1835-1911) – ein englischer Neurologe, durch Beobachtungen von Patienten mit Epilepsie, ausgearbeitet, wie der motorische Kortex organisiert wurde, während Anfall Fortschreiten durch den Körper zu beobachten.

Carl Wernicke (1848-1905) – ein deutscher Arzt, Anatom, Psychiater und Neuropathologe glaubte, dass bestimmte Teile des Gehirns dafür verantwortlich seien, Sprache zu verstehen und zu sprechen.

Ab den 1950er Jahren machte die wissenschaftliche Erforschung des Nervensystems große Fortschritte, vor allem aufgrund der Fortschritte, die in anderen und verwandten Bereichen wie Computational Neuroscience, Elektrophysiologie und Molekularbiologie erzielt wurden.

Neurowissenschaftler waren in der Lage, die Struktur, die Funktionen, die Entwicklung, die Anomalien und die Möglichkeiten des Nervensystems zu untersuchen.

Hauptniederlassungen

Die folgenden Zweige der Neurowissenschaften können grob in die folgenden Disziplinen eingeteilt werden (Neurowissenschaftler decken gewöhnlich mehrere Zweige gleichzeitig ab):

[Neurologe untersucht Hirnscans]

  • Affektive Neurowissenschaften – In den meisten Fällen wird an Labortieren geforscht und untersucht, wie sich Neuronen in Bezug auf Emotionen verhalten.
  • Behavioural Neuroscience – das Studium der biologischen Grundlagen des Verhaltens. Betrachten, wie das Gehirn das Verhalten beeinflusst.
  • Zelluläre Neurowissenschaften – das Studium von Neuronen, einschließlich ihrer Form und physiologischen Eigenschaften auf zellulärer Ebene.
  • Clinical Neuroscience – befasst sich mit den Störungen des Nervensystems, während die Psychiatrie zum Beispiel die Störungen des Geistes betrachtet.
  • Kognitive Neurowissenschaften – das Studium der höheren kognitiven Funktionen, die beim Menschen existieren, und ihre zugrunde liegende neurale Basis. Die kognitive Neurowissenschaft stützt sich auf Linguistik, Psychologie und Kognitionswissenschaft.Kognitive Neurowissenschaftler können zwei große Richtungen einschlagen: behavioral / experimental oder computational / modeling, mit dem Ziel, die Natur der Kognition von einem neuralen Standpunkt aus zu verstehen.
  • Computational Neuroscience – versuchen zu verstehen, wie Gehirne berechnen, Computer verwenden, um Gehirnfunktionen zu simulieren und zu modellieren, und Techniken aus Mathematik, Physik und anderen computergestützten Feldern anzuwenden, um Gehirnfunktionen zu untersuchen.
  • Cultural Neuroscience – untersucht, wie Überzeugungen, Praktiken und kulturelle Werte von Gehirn, Geist und Genen über verschiedene Zeiträume beeinflusst werden.
  • Developmental Neuroscience – untersucht, wie sich das Nervensystem auf zellulärer Basis entwickelt; Welche Mechanismen existieren in der neuralen Entwicklung?
  • Molekulare Neurowissenschaften – das Studium der Rolle einzelner Moleküle im Nervensystem.
  • Neuroengineering – Verwendung von technischen Techniken, um neurale Systeme besser zu verstehen, zu ersetzen, zu reparieren oder zu verbessern.
  • Neuroimaging – ein Zweig der medizinischen Bildgebung, der sich auf das Gehirn konzentriert. Neuroimaging wird verwendet, um Krankheiten zu diagnostizieren und die Gesundheit des Gehirns zu beurteilen. Es kann auch nützlich sein bei der Untersuchung des Gehirns, wie es funktioniert und wie verschiedene Aktivitäten das Gehirn beeinflussen.
  • Neuroinformatik – integriert Daten über alle Bereiche der Neurowissenschaften, um das Gehirn zu verstehen und Krankheiten zu behandeln. Neuroinformatik umfasst die Erfassung von Daten, das Teilen, Veröffentlichen und Speichern von Informationen, Analysen, Modellen und Simulationen.
  • Neurolinguistik – Untersuchung, welche neuronalen Mechanismen im Gehirn das Erlernen, Verstehen und Aussprechen von Sprache steuern.
  • Neurophysiologie – betrachtet die Beziehung des Gehirns und seiner Funktionen, und die Summe der Körperteile und wie sie zusammenhängen. Die Untersuchung, wie das Nervensystem funktioniert, typischerweise unter Verwendung physiologischer Techniken, wie Stimulation mit Elektroden, lichtempfindlichen Kanälen oder Ionen- oder spannungsempfindlichen Farbstoffen.
  • Paläoneurologie – das Studium alter Gehirne mit Fossilien.
  • Soziale Neurowissenschaften – das ist ein interdisziplinäres Feld, das sich der Frage widmet, wie biologische Systeme soziale Prozesse und Verhaltensweisen umsetzen. Die soziale Neurowissenschaft sammelt biologische Konzepte und Methoden, um Theorien des sozialen Verhaltens zu vermitteln und zu verfeinern. Es verwendet Sozial- und Verhaltenskonzepte und Daten, um neuronale Organisations- und Funktionstheorien zu verfeinern.
  • Systems Neuroscience – verfolgt die Wege des Datenflusses innerhalb des ZNS (Zentralnervensystem) und versucht die Art der Verarbeitung zu definieren, die dort abläuft. Es verwendet diese Informationen, um Verhaltensfunktionen zu erklären.

Um die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Neurowissenschaften zu untersuchen, besuchen Sie den Abschnitt Neurowissenschaften.

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