Transcript Phineas P. Gage

Das Frontalhirn- Phineas Gage
und die Folgen
Proseminar : Klassische Fälle der
Neuropsychologie
Prof. Dr. Axel Mecklinger
Referenten:
Michael Herbert
Miriam Storz
18.12.06
16.07.2015
Phineas Gage - Storz/ Herbert
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Gliederung
I Phineas P. Gage
1.Ereignis
2.Folgen
- psychische Veränderungen
3.Bedeutung des Falles
4.Diskussion/ Ansichten der damaligen
Gehirnwissenschaften => Exkurs über
Phrenologie
5.Genaue neurologische Schädigung und
Fazit
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Gliederung
II Ein moderner Phineas Gage
1.
2.
3.
4.
Der Fall Elliot, Anatomie, Symptome
Vorstellung der durchgeführten Tests
Schlussfolgernde Erkenntnisse über
Emotionen und soziales Handeln
Kurze Vorstellung von Damasios Idee der
sozialen Marker
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1.Ereignis



Geburt 1823
Beruf: Arbeiter bei
Bautrupp (Sprengladungen)
Charakterbeschreibung:
„tüchtig, fähig, gerissen, besonnene
Wesensart, bekannt für Mäßigung,
Charakterstärke, hohe
Geistesgegenwart, energisch und
ausdauernd in seinen Plänen....“
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1.Ereignis


Unfall: 1848 => Phineas ist 25
Fehler bei Sprengung: Sprengladung
explodiert in Gages Gesicht:
„....Der Knall war ungewöhnlich und der Fels ist unversehrt geblieben.
Ungewöhnlich ist auch das pfeifende Geräusch, wie von einer Rakete,
die in den Himmel geschossen wird.... Es ist Gewalt und schwerste
Körperverletzung. Die Eisenstange ( Länge: 1,98m, Durchmesser:3,125
cm) tritt durch Gages linke Wange ein, durchbohrt die Schädelbasis,
durchquert den vorderen Teil seines Gehirns und tritt mit hoher
Geschwindigkeit aus dem Schädeldach aus. In einer Entfernung von
mehr als 30 m fällt die Stange herunter, mit Blut und Gehirngewebe
bedeckt.“
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1.Ereignis
Gage ist sehr schnell wieder bei
Bewusstsein, kann direkt laufen und
sprechen
Schädel:
Knochen rund um die Öffnung gebrochen
bis 5cm umkreis. Öffnung hat
Durchmesser von ca 4 cm
Nach weniger als 2 Monaten wird Gage als
„geheilt“ erklärt:
vollständige physische und scheinbar gute
kognitive Genesung: gutes fühlen,
hören, sehen (rechts), keine Lähmung,
gute Artikulation, Sprache, Gedächtnis,
Aufmerksamkeit und Wahrnehmung
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Folgen
psychische Veränderungen
(Quelle: örtlicher Arzt Dr. Harlow)



Tiefgreifende Wesensänderung
Gestörtes Gleichgewicht zwischen
animalischen Neigungen und
geistigen Fähigkeiten
Launisch, respektlos, häufiges
Fluchen, unorganisiert, Verstoß
gegen moralische Prinzipien,
keine Konventionen
=> extremer
Persönlichkeitswandel, der im
krassen Gegensatz zu Gages
früherem Charakter steht
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Folgen
weitere Biographie







Entlassung im Bautrupp
Stellungen auf Pferdefarmen
Laufbahn als Zirkusattraktion
Auswanderung nah Südamerika
1860 zurück in USA, wohnen bei Mutter und
Schwester, keine langfristigen Anstellungen
mehr
Epileptische Anfälle
21. Mai 1861: Tod nach Status epilepticus
(Dauerkrämpfe)
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3.Bedeutung des Falls

Fall weißt darauf hin, dass es Systeme
im Gehirn gibt, die für spezifisch
menschliche Eigenschaften
(Denken, Zukunftsplanung im sozialem
Umfeld, Organisation des eigenen
Lebens etc.) verantwortlich sind und
nicht für physische Fähigkeiten
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3.Bedeutung des Falls
Erkenntnis, dass es möglich ist, dass nach einer bestimmten
Hirnläsion moralische Regeln und soziale Konventionen ihre
Verbindlichkeit verlieren ohne den Verlust von sprachlichen und
geistigen Fertigkeiten, wie Intelligenz, Aufmerksamkeit, Gedächtnis
etc.

=>
Dissoziation:
beeinträchtigter Charakter
gut erhaltene Kognition
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3.Bedeutung des Falles
Besonders dramatisch an Gages Verhalten:
Er trifft keinerlei vernünftige Entscheidungen!
Oft sind diese offensichtlich nachteilig für Gage!
Diskussion: Gages Wertesystem war verändert
und kann Entscheidungen nicht mehr
beeinflussen.
Es existiert keine Verbindung zur realen
Lebenssituation und Entscheidungen werden
nur minimal von altem Wissen beeinflusst.
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3.Bedeutung des Falles
Auftretende Fragen:



Fehlen Gage Denkstrategien, obwohl
altes Wissen vorhanden ist?
Kann man ihm einen freien Willen
zuschreiben?
Ist er für sein Handeln verantwortlich?
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4.Ansichten der damaligen
Gehirnwissenschaft
Ausbildung von 2 Lagern:
1.Psychologische und
geistige Funktionen
lassen sich nicht
einer bestimmten
Hirnregion zuordnen.
Das Gehirn arbeitet
als Ganzes
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2.Psychologische und
geistige Funktionen
lassen sich
bestimmten
Gehirnteilen
zuordnen, die auf
separate geistige
Funktionen
spezialisiert sind
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4.Ansichten der damaligen
Gehirnwissenschaft
Broca und Wernicke
Läsionen im frontalem Operculum (Broca-areal) und
Läsionen im Planum Temporale (Wernicke-areal)
führen zu verschiedenen Sprachstörungen und sind
deswegen Zentren für Sprache.
(nur zum Teil bewiesen)


Beleg für Gehirnspezialisierung
wurde nur sehr zögerlich akzeptiert, trotzdem
leichter zu glauben als Lokalisation von Moral und
Sozialverhalten, (Problem: Moralisches Urteil hat
enge Verknüpfung mit „Seele“)
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4.Ansichten der damaligen
Gehirnwissenschaft
Scheinbarer Beweis für Lager 1:
Obwohl Phineas Gage Schädigungen im linken Frontallappen hat
(Broca-areal?) litt er nicht unter Sprachstörungen.
=>Sprache und andere Kognitionen lassen sich nicht auf diese
relativ kleinen Hirnregionen zurückführen!
=>Beweis für „Torheit“ jener, die funktionelle Spezialisierung im
Gehirn zu erkennen meinen
David Ferrier:
Stange hat diese Sprachregionen nicht getroffen.
Beschädigt wurde der von ihm benannte „Präfrontale Cortex“
Unterstützung von der Phrenologie
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Exkurs: Phrenologie
Franz Joseph Gall:
Gründer der „Oranologie“ Ende des
18.Jh
= Mischung aus früher Psychologie,
früher Neurowissenschaft und
praktischer Philosophie
Gehirn ist das Organ der Seele
Gehirn ist ein Aggregat aus vielen
Hirnorganen. Jedes von diesen
„Hirnzentren“ besitzt eine bestimmte
psychologische Fähigkeit
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Exkurs: Phrenologie
Behauptungen der Phrenologie:
 Alle Organe und Fähigkeiten sind angeboren
 Jedes separate „Hirnorgan“ bringt geistige
Fähigkeiten hervor, die seiner Größe entsprechen
Größe = Kraft, Energie
=> Organe sind anhand auffälliger Höcker im Schädel
identifizierbar
Diese Behauptung hat der Phrenologie sehr geschadet
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Exkurs: Phrenologie
Sizer:
 Phrenologe im 19. Jh
 Die Eisenstage ist durch die
phrenologischen Hirnzentren
„benevolentia“ und „veneratio“
(Wohlwollen, Verehrung) gedrungen,
die dem Menschen rechtes Benehmen,
Freundlichkeit und Achtung ermöglichen
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5. genaue neurologische
Schädigungen
5 Jahre nach Gages Tod
wird Sarg geöffnet und
Schädel und Stange
entnommen
Hanna Damasio
Forschung an Schädel ca
1980
Versuch den genauen Weg
der Stange zu verfolgen
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5. genaue neurologische
Schädigungen
Vermutung über Bahn:
 Eintritt durch linke Wange
 Durchbrechen des Schädels
 Durchbrechen der darüberliegenden linken Augenhöhle
 Durchquerung des vorderen Gehirnteils nahe der
Mittellinie
(wegen Abbiegen der Stange sind ev. beide Hemisphären
betroffen)
 Ev. Beschädigung des orbitofrontalen Cortex über
Augenhöhle (=ventromedialer präfrontaler Cortex)
 Bei Austritt Beschädigung des dorsalen präfrontalen
Cortex, links und ev. rechts
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5. genaue neurologische
Schädigungen
Problem:
große individuelle Unterschiede in
Gehirntopographie
(Größe, Umriss, Stellung etc) => Ungenauigkeit

 Lösung: „Brainvox“:
Rekonstruktion von Gages Schädel und Stange im
dreidimensionalen Koordinatensystem auf
Grundlage von Fotographien aus verschiedenen
Blickwinkeln.
=> Brainvox liefert durch elektronische
Datenverarbeitung hochauflösende
Magnetresonanz-Scans
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5. genaue neurologische
Schädigungen
Ergebnisse:


Keine Gehirnregionen wurden getroffen, die
für motor. Funktionen und Sprache
verantwortlich sind
Linke Hemisphäre wurde umfassender
getroffen als rechte Hemisphäre
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5. genaue neurologische
Schädigungen
•Anteriore Abschnitte des
Präfrontalen Cortex wurden mehr
geschädigt als posteriore
•Die Schädigungen des
Präfrontalen Cortex betrafen
insbesondere die ventralen und
medialen Oberflächen der
Hemisphären
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5. genaue neurologische
Schädigungen
Ergebnisse der neueren Forschung:


Ventromediale präfrontale Region (beschädigt)
spielt wichtige Rolle bei Entscheidungsprozessen
Rindenabschnitte im lateralen Bereich des
Präfrontalen Cortex (nicht beschädigt) sind für
kognitive Funktionen wie Aufmerksamkeit,
Rechenfertigkeit etc verantwortlich
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5. genaue neurologische
Schädigungen
=> Selektive Schädigungen im Präfrontalen
Cortex führten dazu, dass Phineas Gage
Schwierigkeiten hatte mit sozialen Regeln
umzugehen, die er einst gelernt hatte, mit
Zukunftsplanung und Entscheidungen bzw
Handlungsabläufen, die für sein Leben
förderlich waren!
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Fazit
Die Vorraussetzung für die Befolgung sozialer
Konventionen, moralisches Verhalten und
vorteilhafte Entscheidungsfindung ist:

einerseits
die Kenntnis bestimmter Regeln und Strategien

andererseits
die Unversehrtheit bestimmter
Gehirnsysteme!!!
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Elliot- Ein moderner Phineas
Gage




Der Fall Elliot, Anatomie, Symptome
Vorstellung der durchgeführten Tests
Schlussfolgernde Erkenntnisse über
Emotionen und soziales Handeln
Kurze Vorstellung von Damasios Idee
der sozialen Marker
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Patientenbeschreibung Elliot










Zwischen dreißig und vierzig Jahren
Gute Position in Wirtschaftsunternehmen
Meningiom (Bereich der Mittellinie)
Druck wird auf Präfrontalen Cortex ausgeübt
Erfolgreiche Entfernung des Tumors, dabei auch große Schäden
im PFC:
Rechte Seite stärker geschädigt
Links: Schäden im orbitalen und medialen Bereich (Äußere
Oberfläche blieb intakt)
Rechts: Zusätzliche Läsion der weißen Substanz der
Großhirnrinde
Funktioneller Ausfall von großem Teil der
Frontalregion
Keine weiteren Schäden
Ventromedialer Teil des PFC am stärksten geschädigt
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Folgen des EingriffsWas wurde nicht beeinträchtigt?




Keine Beeinträchtigung von Intelligenz,
Sprache, Gedächtnis und Bewegung
Patient zeigt sich vernünftig, distanziert
Wissen über aktuelle Ereignisse vorhanden
Berufliche Fertigkeiten bleiben erhalten
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Folgen des EingriffsWas wurde beeinträchtigt?



Grundlegende Veränderung seiner
Persönlichkeit:
Unfähig, Schlussfolgerungen zu ziehen,
Entscheidungen zu treffen und für die
Zukunft zu planen
Nicht mehr in der Lage, als
eigenständige Person zu handeln!
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Parallelen und Unterschiede zu
Phineas Gage




Unfähigkeit zur Planung und Entscheidungsfindung
Sammelleidenschaft
(Detailversessenheit)
Kein Fluchen
Ausfallendes Benehmen nicht so
ausgeprägt
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Psychologische Testverfahren zur
Krankheitserfassung
(und ihr Versagen bei Elliot)

Tests wurden durchgeführt, um ein
genaues Bild von Elliots Störung zu
erhalten (neurologische oder psychische
Störung?)
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Ergebnisse der Tests zur
Wahrnehmungsfähigkeit, LZG,KZG,AG,
Lernfähigkeit, Sprach- und Rechenfähigkeit







Wechsler- Intelligenztest für Erwachsene
Zahl-, Wort-, visuelles Gedächtnis
Reysche Wörterliste und komplexe Figuren
Multilingual Aphasia Examination
Visuelle Wahrnehmungs- und
Vorstellungsfähigkeiten
Tests zum AG normal
Abschneiden in allen diesen Test normal oder
überdurchschnittlich!
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















Kurzer Test, Aphasie- Störung festzustellen: Aspekte (grob):
Mündlicher Ausdruck, Verbales Verständnis, LeseVerständnis, Buchstabieren
The MAE is a relatively brief test battery designed to evaluate the presence, severity, and qualitative aspects of aphasic disorder. Three tests assess different
aspects of oral expression--naming, sentence repetition, and verbal associative capacity; three tests assess oral verbal understanding; one test assesses reading
comprehension; and three tests assess oral, written and block spelling. Speech articulation and the fluency-nonfluency dimension of expressive speech are rated,
but not systematically sampled. Writing is evaluated from performance on the test of written spelling.
As a comprehensive aphasia battery, the MAE complements the use of other tests of neuropsychological function developed at the Benton Laboratory of
Neuropsychology. The Manual includes new normative standards for elderly individuals, data on the discriminative value of each test, and recent clinical research
results.
Most of the tests were standardized on a sample of 360 subjects, ranging in age from 16-69 years, whose native language was English, and who showed no
evidence or history of hemispheric brain disease. The MAE was also standardized on 229 children, ages 6-12 years, who were within the normal range of
intelligence.
MAE Tests Include:
Visual Naming
Oral Spelling
MAE Token Test
Reading Comprehension of Words and Phrases
Sentence Repetition
Written Spelling
Aural Comprehension of Words and Phrases
Controlled Word Association
Block Spelling
Rating of Articulation
Rating of Praxic Features of Writing
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Spezialtests für
Stirnhirnstörungen



Wisconsin Card Sorting Test (und
weitere)
Patienten mit Schädigungen des
Präfrontalen Cortex hier normalerweise
mit Störungen!
Elliot hat auch hier keine Probleme! (zur
Überraschung von Herrn Damasio…)
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
Abbildung 4: Wisconsin-CardSorting-Test
Wisconsin-Card-Sorting-Test. Vier
Karten werden vorgelegt, eine
fünfte Karte soll vom Probanden
einer der vier Karten zugeordnet
werden. Das Zuordnungskriterium
(Farbe, Form oder Zahl) wird dem
Probanden nicht mitgeteilt. Findet
der Proband das gültige Kriterium,
erhält er eine positive Rückmeldung
vom Untersucher. Das
Zuordnungskriterium bleibt für
weitere zehn Versuche konstant. Bei
der elften Zuordnung wird es
spontan und unerwartet vom
Versuchsleiter gewechselt, der
Proband muß also sein zuvor
erworbenes Konzept ändern.
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Warum kein schlechtes
Abschneiden?






Aufmerksamkeit wird gehalten
Operationen mit Arbeitsgedächtnis möglich
Logisches Denken
Geistige Flexibilität
Schätzungen möglich
!Hier scheint im Gegensatz zu anderen
Situationen vernünftiges Denken möglich?
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Persönlichkeitstest





MMPI (Minnesota Multiphasic Personality
Inventory)
Am häufigsten angewandter
Persönlichkeitstests (in klinischen Settings)
10 Eigenschaften, die hiermit erfasst werden
können (z.B. Depressivität, Paranoia,
Schizophrenie)
Wird in vielen Feldern verwendet (Klinisch,
kriminaltechnisch, Berufseinstellungstests)
Normales Abschneiden!
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Schlussfolgerung aus bisherigen
Tests



Elliot als Mensch mit normalem Verstand
ABER nicht in der Lage angemessene
Entscheidungen, insbesondere im
persönlichen und sozialen Bereich zu treffen!
Traditionelle Tests nicht in der Lage Elliots
Verhaltensstörung zu erklären/ zu zeigen
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Einige Ideen hierzu


Logik und Entscheidungsfähigkeit im
sozialen/ persönlichen Bereich
unterscheiden sich von Logik und
Denken in anderen Bereichen (Zahlen,
Wörter, etc.)
Verschiedene neuronale Systeme und
Prozesse?
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Ein neuer Ansatz: Emotionen


Oberflächlich: Emotional zurückhaltend,
aber nicht auffällig!
Extreme Distanz bei Berichten über
eigene Krankheitsgeschichte! (Als ob
keine Gefühle unterdrückt werden
müssen)
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Neues Krankheitsbild




Durch Eigenbericht, Erzählungen und
Beobachtungen
Emotional gemäßigter nach OP
(Neutralität gegenüber Welt)
Tests mit Daniel Tranel: Präsentation
von mit Emotionen behafteten Bildern
Keine emotionalen Reaktionen mehr!
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Neue Hypothese




Hängen die gestörte Entscheidungsfähigkeit und die gestörte Emotionalität
zusammen?
Vor Überprüfung müssen Intelligenzdefekte ausgeschlossen werden!
Ist Wissen über Regeln des
Sozialverhaltens noch vorhanden?
Neue Tests!
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Wissen über Regeln des
Sozialverhaltens




Wissen nicht mehr vorhanden, oder unfähig
das vorhandene Wissen anzuwenden?
Damasio und Eslinger: Moralische und
finanzielle Fragestellungen
Ergebnis: Kein Problem bei experimentellen
moralischen und finanziellen Fragestellungen!
Problem: Warum Dissoziation zwischen
Versagen im realen Leben und Normalität im
Labor!
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Tests für soziale Konventionen
und moralischen Werte
(1)
(2)
Entwicklung von Lösungen für soziale
Probleme (4 soziale Sit. Aufg.: verbale
Reaktion entwickeln)
Keine Defizite
Bewusstsein für Konsequenzen:
Berücksichtigen von Handlungskonsequenzen (Bereitschaft zum Verstoß
gegen soziale Konventionen)
Überdurchschnittliche Leistung
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Tests für soziale Konventionen
und moralischen Werte
(3)
(4)
(5)

Mean- Ends Problem- Solving Procedure:
Fähigkeit zur Erreichung eines sozialen
Ziels:
Normale Ergebnisse
Vorhersage der Konsequenz von sozialen
Ereignissen
Normale Ergebnisse
Standard Issue Moral Judgment Interview:
Entwicklungsstadium des moralischen
Denkens
Fünf verschiedene Stufen des moralischen
Urteilens: Elliots Wert: 4/5, sehr gutes
Ergebnis!
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Fazit der Tests zur Einhaltung
von sozialen Normen





Normale Reaktion und
Konsequenzenentwicklung auf soziale
Situationen
Mittel zur Erreichung von sozialen Zielen
können gefunden werden
Vorhersage sozialer Situationen
Hohe moralische Urteilsfähigkeit
Speicher für soziales Wissen nicht
zerstört!
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Erklärung der Dissoziation


Unterschiede zwischen Laborbedingungen
und Anforderungen und realen Bedingungen
und Anforderungen
Außer in Aufgabe 5 musste keine wirkliche
Entscheidung getroffen werden
(Theoretisches Durchspielen der Situation
genügt, verschiedene Entscheidungsmöglichkeiten gegeben)
(Zitat Elliot nach Benennung von versch.
Handlungsoptionen: „Und trotzdem wüsste ich nicht,
was ich tun sollte.“)
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Erklärung der Dissoziation



Laborbedingungen spiegeln nicht die
fortlaufende, ungewisse Entwicklung realer
Situationen wider (Tests sollen Zustand und
Zugänglichkeit von Wissensbestand messen,
nicht denk- und Entscheidungsprozeß!)
Zeitlicher Rahmen der Situationen im Labor
verkürzt (Echtzeit vs. Verkürzte Laborzeit)
Sprachliche Präsentation der Situation
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Fortschritte


Ausschluss von verschiedenen früheren
Erklärungen für Elliots Störung (z.B.
Kein Mangel an sozialem Wissen)
Defekt tritt wahrscheinlich in Spätphase
des schlussfolgernden Denkens auf (in
Nähe des Punktes, an dem
Entscheidung getroffen wird)
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Abschließender Vergleich mit P.G.


Beide zeigen Störung im sozialen Verhalten, ohne Minderung des sozialen
Wissens!
Höhere neuropsychologische
Funktionen bleiben erhalten
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Damasios abschließende
Erklärung
Emotionaler Defizit hindert Elliot daran,
verschiedenen Handlungsoptionen
verschiedene Werte zuzuordnen
Entscheidungsfähigkeit flacht ab!
 Evtl. nicht genügend Zeit, um
Reaktionen auszuwählen
 Leichte Störung des AG
Veränderung des Denkprozesses, der
für Entscheidungsfindung verantwortlich

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Damasio und die Theorie der
somatischen Marker



Entscheidungen werden durch emotionale
Bewertung der Handlungskonsequenz
geleitet
Schlussfolgern und Emotionen hängen
unmittelbar zusammen
Auch für scheinbar rationale
Alltagsentscheidungen werden emotionale
Einschätzungen einbezogen, da
persönliche und soziale Konsequenzen
eine Rolle spielen
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Damasio und die Theorie der
somatischen Marker





Mensch speichert Erfahrung in emotionalen
Erfahrungsgedächtnis
Körperliches Signalsystem, das bei Entscheidungen
hilft (=Somatische Marker)
Oft unbewusst, automatisch
Somatische Marker erklären Zusammenhang
zwischen P.G. und Elliots Gefühlsstörungen und ihrer
Unfähigkeit sich zu entscheiden
Zusammenhang zwischen rationalen
Entscheidungsprozessen und Gefühlen entsteht
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Vielen Dank
für eure
Aufmerksamkeit!
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