Was passiert, chemisch betrachtet, beim Denken im Gehirn?

Hallo Leute,
mich fasziniert schon seit Langem die Frage, was chemisch betrachtet im Gehirn beim Denken passiert bzw. warum wir uns beispielsweise bei einer höheren Dopaminkonzentration psychisch besser fühlen können. Was genau bewirkt das Dopamin, dass wir positivere Gedanken bekommen können? Wenn wir gerade bei Gedanken sind, was ist ein Gedanke, und worin unterscheidet er sich? Beispielsweise wir denken an eine rote Wand und danach an eine grüne, worin unterscheidet sich jetzt chemisch betrachtet der Gedanke an die rote Wand, mit dem an die grüne Wand? Und wodurch entsteht der Impuls eines Gedanken, bzw. wie kommt der eigene Wille zustande, dass ich jetzt an eine grüne Wand denken möchte und danach an eine rote?

Ich hoffe, dass ich erklären konnte, wie ich das meine. ^^
L.G ;)

Das ist eine äußerst komplexe Fragestellung, die man selbst in Büchern mit hunderten von Seiten erörtern müsste, um wirklich eine Annäherung darzulegen, wie genau das Denken, als komplex kognitiver Prozess funktioniert. Aber die Biochemie des Dopamins ist an sich eine relativ gut zu klärende Frage. Es wirkt wie alle anderen chemischen Botenstoffe an Zellen, und zwar indem es aufgrund seiner chemischen Struktur an entsprechenden Rezeptoren bindet. Die Dopamin Rezeptoren, derer zwei besonderes Interesse geweckt haben. Dopamin wird in der Neurophysiologie ebenso wie du es bereits angesprochen hast, als Belohungssignal angesehen, und ist daher offensichtlich gerade auf jene Neurone stimulierend, die dieses Gefühl vermitteln. Nimmt man an dass Gefühle im Gehirn entstehen, was durchaus kontrovers zu diskutieren ist, da Gefühle an sich ja sensible Reize sind, die prinzipiell eigentlich nicht im Gehirn entstehen dürften, da Sensoren eher in der Peripherie liegen, dann wirkt Dopamin also vor allem stimulierend auf diejenigen Neurone, deren Aktivität mit positivem emotionalen Feedback assoziiert sind. Ich würde vermuten, dass Wohlsein auf jeden Fall neben einer rein emotionalen Komponente auch eine körperliche Komponente besitzt, die sich in Form von Hormonasschüttungen in der Peripherie zeigt. Denken an sich ist das aber noch nicht. Denken ist eher etwas, was man als Zusammenspiel verschiedener, vielzähliger Neurone betrachten könnte. Unmengen von Informationen müssen im Geflecht der Gehirnzellen verschaltet, assoziiert und gespeichert sein. Diese Verschaltungen sorgen dann für Assoziationen. Das ist aber wirklich ein verdammt komplexes Thema, das ich hier keinem zumuten will.

Aber um auf die prinzipielle chemische Wirkung des Dopamins im Einzelnen zurückzukommen, will ich ein Lehrbuch der Physiologie zitieren. An dieser Stelle finde ich, dass der Mechanismus gut dargestellt ist, wenngleich dieser im Hinblick auf die Wirkung erst im Kontext mit anderen Organen einen Sinn ergibt.

Dopamin als Belohnungssignal
Im Ncl. accumbens gibt es zwei Gruppen von GABAergen Projektionsneuronen, die zusätzlich zu GABA entweder Substanz P oder Enkephalin freisetzen. Je nach Neuropeptid exprimieren die Zellen entweder D1- oder D2-Dopaminrezeptoren, die über die Aktivierung von Gs- bzw. Gi-Proteinen die Adenylatzyklase stimulieren oder hemmen. Unerwartet große Belohnung führt zu verstärkter Aktivität in Neuronen des ventralen tegmentalen Areals (VTA) im Mesenzephalon. Hierfür sind
vor allem Kerne in der mesenzephalen Formatio reticularis (Ncl. tegmentalis pedunculopontinus und laterodorsalis) wichtig. Diese bewerten offensichtlich mithilfe dichter afferenter Faserverbindungen aus dem lateralen Hypothalamus, dem präfrontalen Kortex und sensorischer Kerne der Formatio reticularis den unmittelbaren Belohnungswert eines unkonditionierten Stimulus (US).

[...]

Durch operante Konditionierung wird die Belohnung vorhersehbar. Hier hat sich gezeigt, dass die Feuerrate der dopaminergen Neurone durch die (nun vorhersagbare) Belohung nicht mehr ansteigt. Es ist sogar so, dass ein Ausbleiben der Belohnung zu einer Hemmung der spontanen Dopaminfreisetzung führt. Hier könnten die direkten hemmenden Projektionen aus dem Ncl. accumbens in das ventrale tegmentale Areal eine Rolle spielen: Verstärkte (konditionierte) Aktivität im Ncl. accumbens wirkt der Exzitation im ventralen tegmentalen Areal entgegen,
sodass dadurch die dopaminergen Neurone gehemmt werden. Das erhöhte oder verminderte Dopaminsignal kodiert dadurch letztlich für positive und negative „Vorhersagefehler“ eines Stimulus für Belohnung – ein perfektes Signal zu Modulation von Lernprozessen sowohl im Neokortex als auch im Hippocampus.

Duale Reihe - Physiologie

@Dr.Thrax

Sehr interessanter Text. Also werden bestimmte Gefühle durch bestimmte aktivierte Neuronen ausgelöst, und das Dopamin würde diese Neuronen stimulieren, die positive Gefühle auslösen. Interessant wäre jetzt zu wissen, wie die Gefühle durch die Neuronen so beeinflusst werden können, dass wir in unserem Bewusstsein auch tatsächlich positive Gefühle empfinden können?

@BNV
So einfach ist das nicht, beispielsweise können Antidepressiva einen Menschen zum Grinsen bringen, obwohl man absolut frustriert und unzufrieden mit der Situation ist....

Generell: ein geringer Dopaminlevel sorgt dafür, daß man unzufriedener ist und versucht, Dinge besser zu machen. Ein hoher Dopaminlevel verschafft ein "ist schon OK" - und führt dadurch auch dazu, Probleme verzögert zu erkennen und ggf. entsprechend langsamer zu reagieren.

Da mag man fast glauben, weniger wäre besser, aber tatsächlich ist eher ein ausgeglichener Level anzustreben, zumindest, was ich als ADHSler so dazu sagen kann. Zu wenig sorgt für zuviel abschweifen (zu Dingen, die man jetzt gerade gar nicht lösen muß) und zuviel schränkt die geistigen Fähigkeiten ein. Ausgewogen kann es die konzentration steigern, zuviel wird sie eher wieder abschwächen.

Serotonin...macht unvorsichtig. Mitunter auch grinsig - aber ohne, daß man sich entsprechend fühlt. Serotonin (Antidepressiva) verursachen somit auch eine hohe Affinität zum Schuldenmachen und Menschen zu vertrauen, denen man nicht vertrauen sollte. Wäre sicher interessant zu schauen, ob die durchschnittliche Verschuldung der Menschen in den Ländern mit hoher Anzahl an Antidepressiva-Verabreichungen korreliert. Oh, sehr hohe Level lassen alles toll glitzern, Ähnlichkeiten können leichter erkannt werden (da kann man dann z.B. eine Sache ansehen und alles gleichzeitig wahrnehmen, wozu das ähnlich erscheint). Musik kann auch intensiver wahrgenommen werden.

Noradrenalin: Wachheit, fokussieren, schnelle Reaktion/Entscheidungsfindung. Wenn der Rest der Neurotransmitter im Ungleichgewicht ist, ist es sehr unangenehm.

..ich mußte, bis die Ärzte ihre Diagnose (an Hand von "probieren wir mal alle Medis aus") so einiges probieren :D

Im Endeffekt: Kurzfristig Serotonin erhöht kann interessant sein, aber die Wirkungsdauer von Antidepressiva ist fast schon zu lang und die Nebenwirkungen sind auch nicht toll. Noradrenalin kann in bestimmten Situationen helfen - aber ein zuviel (mehr als normal) ist definitiv nicht anzuraten. Dopamin kann zwar vorübergehend ein Glücksgefühl verschaffen, aber wenn Du leistungsfähig sein willst, ist auch dort nur ein ausgegelichener Haushalt erstrebenswert und in einigen Situationen eher sogar ein geringerer, weil dadurch die Notwendigkeit, die Handlungsweise anzupassen, schneller erkannt wird.

Falls Du so interessiert bist, daß Du alles mögliche ausprobieren willst: Schau' Dir mal die Leute an, die sowas zuviel nehmen....als Abschreckung.
- Serotonin: Zu vertrauensselig, zu risikoreich, zu verschwenderisch
- Noradrenalin: Zu aggressiv (grundlos aggressiv, so daß es im Wege steht und Probleme bereitet, teilweise Wutexplosionen in Sekundenbruchteilen ohne Grund)
- Dopamin: Zu unreflektiert und dadurch nicht in der Lage, einfachste Dinge zu regeln, auch sehr rücksichtslos
...und wenn die dann auf Entzug sind, noch viel schlimmer...

Klar, wir Menschen haben unterschiede in der Gehirnchemie, und was in einigen Bereichen von Nachteil sein kann, kann in anderen einen gewaltigen Vorteil bieten - aber allgemein funktioniert es am Besten, wenn diese Chemie so ausgeglichen wie nur möglich ist und gerade ein zuviel in einigen dieser Bereiche kann massive Probleme hervorrufen.

@Screet

Ich antworte dir schnell, da ich dazu etwas sagen möchte, ist aber schon spät und ich bin mit dem Handy on. ^^

1. Mir ging es in dem Text nicht um Selbstmedikation, sondern wirklich um Interesse an der Hirnchemie, ohne Manipulation! ;)

2. Ich habe selbst ADHS und bekomme MPH. Durch MPH habe ich erst einmal gemerkt wie schön das Leben sein kann. Es ist nicht perfekt, aber die Selbstzweifel, Konzentrationsstörungen, Ängste und die Depression ist unter der Wirkung von MPH sehr deutlich gebessert. Gegen meine Depression wurde ich in den letzten Jahren mit allen SSRIs, MAO-Hemmer und paar Neuroleptika und trizyklische Antidepressiva behandelt. Keines der Medikamente hat gegen meine Depression und Selbstzweifel/Angst auch nur ansatzweise so effektiv gewirkt wie MPH!

3. Ich finde Dopamin hat eine, zumindest bei mir, deutlich ausgeprägtere stimmungsaufhellende und angstlösende Wirkung als Serotonin!

4. Bin ich etwas verwirrt und ich glaube du hast deinen Text anders gemeint, wie ich das verstanden habe, aber ich las in deinem Text, dass du ADHS hast, also musste ich dir jetzt meine Denkweise schildern! ^^

5. Peace und zurück zum Thema! ;)

liebe Grüße <3 :D

@BNV

Ich fürchte, das wird man erst exakt erklären können, wenn man das Leib-Seele Problem gelöst hat, eine umfassende Theorie des Bewusstseins besitzt und daraus diese Phänomene folgern / erklären kann. Wie genau Geist und Körper miteinander interagieren, wissen wir nicht. Aber es gibt viele, vielversprechende Ansätze.

Am provokativsten aber auch vielversprechendsten halte ich die Idee vom eliminativen Materialismus, demzufolge Qualia (also Deine Vorstellung von "grün" bzw. der "grünen Wand") gar nicht subjektiv existieren, sondern sich objektiv durch reduktive, neuronale Prozesse reduzieren lassen.

BNV schrieb:Ich habe selbst ADHS und bekomme MPH. Durch MPH habe ich erst einmal gemerkt wie schön das Leben sein kann. Es ist nicht perfekt, aber die Selbstzweifel, Konzentrationsstörungen, Ängste und die Depression ist unter der Wirkung von MPH sehr deutlich gebessert.

Methylphenidat ist das reinste Rattengift, davon werde nicht nur total antriebslos und miesgelaunt, auch die kognitive Leistungsfähigkeit und die Konzentration gehen über den Jordan. Ich empfehle dir stattdessen DL-Amphetamin, wirkt wesentlich angenehmer

@BNV
Neurone sind letztlich über das vegetative Nervensystem mit den Erfolgsorganen (insbesondere endokrine Drüsen) verschaltet und stimulieren dort die Ausschüttung von Hormonen. Ich bin der Meinung dass es die angenehmen oder angenehm wahrgenommenen Wirkungen dieser Hormone sind, die den Effekt letztlich vermitteln.

warum vergesst ihr immer die hormone, die auch mitwirken.

@erwartensenix
Hast du meine Beiträge gelesen? :ask:

collectivist schrieb:Methylphenidat ist das reinste Rattengift, davon werde nicht nur total antriebslos und miesgelaunt, auch die kognitive Leistungsfähigkeit und die Konzentration gehen über den Jordan. Ich empfehle dir stattdessen DL-Amphetamin, wirkt wesentlich angenehmer

Was du da redest ist reinste Realitätsverweigerung!! Methylphenidat(Ritalin) steigert in den richtigen Dosen bei Konzentrationsschwächen und Depressionen deutlich die Lebensqualität. Es hilft, solange man die richtige Dosierung einhält, dem Gehirn auf die Sprünge, ohne ihn abgängig zu machen. Außerdem ist Ritalin ein Amphetamin Derivat, hat also eine fast identische Wirkung mit deinem "Rattengift!" Ich frag mich, ob du hier einfach nur Werbung machen willst...

@BNV
Also um deiner Frage jetzt mal etwas gerechter beizukommen, muss man detailliert auf die Biochemie der Nervenzellen eingehen. Und um das mal etwas systematisch aufzubauen, muss man sich erstmal Grundkenntnisse in der Neurophysiologie vergegenwärtigen. Erstmal sind Nervenzellen ja einfach mal Zellen mit Zellkörper, Zellorganellen (ER, Mitochondrien, Zellkern etc). Aber mit der besonderen Spezialisierung, dass sie unter ganz bestimmten Bedingungen spannungsabhängig Ionenkanäle öffnen können, welche am sogenannten Axonhügel sitzen, und bei Öffnung, welche erfolg wenn eine bestimmte Reizschwelle (also ein bestimmter Spannungswert, welcher an der Zellmembran anliegt) erreicht wird, positiv geladene Ionen (Natriumionen) in die Zelle einströmen lassen. Dadurch kommt es dann dazu dass das Innere der Zelle positiver wird (zuvor ist das Innere der Zelle negativer als außerhalb der Zelle -> Natrium strömt ein), was dann letzten Endes weitere Natriumkanäle dazu anregt ihre Poren zu öffnen und so kommt es dann auch dort zum Einstrom von Kationen und zu einem sogenannten Aktionspotenzial. Dieses Aktionspotenzial (Welches nichts anderes ist als eine Potenzialumkehr an einem bestimmten Ort der Nervenzelle) pflanzt sich dann genau auf diese Art und Weise über Ausläufer der Zelle (die Axone) fort, bist es an der Präsynapse angelangt, wo spannungsgesteuerte Calciumkanäle in der Zellmembran sitzen, welche durch dieses Aktionspotenzial aktiviert werden und darauf hin ebenfalls ihre Poren öffnen, sodass Calcium in diese präsynaptische Endigung einströmen kann. Das Calcium bindet dann an Proteine, welche in der Membran von Vesikeln liegen, die die Neurotransmitter beinhalten, und führen zu einer Konformationsänderung, sodass dann diese Vesikelproteine mit Vesikelproteinen, die in der präsynaptischen Membran liegen, verschmelzen können, und der Neurotransmitter wird daraufhin in den synaptischen Spalt freigelassen (bzw. exozytiert). Solche Neurotransmitter sind dann eben z.B. Serotonin, Dopamin, Noradrenalin, Acetylcholin, Glutamat, Glycin, GABA, die alle charakteristische Verteilungsmuster im Gehirn haben.

Diese chemischen Substanzen - die Neurotransmitter - sind dann also im synaptischen Spalt und es existieren an der Postsynapse entsprechende Rezeptoren für diese Stoffe. Also Proteine, deren Struktur ganz spezifisch auf die Struktur der Transmitter zugeschnitten ist, sodass diese dort binden können, und je nachdem ob es sich um ionotrope oder Metabotrope Rezeptoren handelt, werden dadurch entweder direkt in der nachgeschalteten Zelle, in deren Membran diese ja liegen, wiederum Ionenkanäle geöffnet, sodass dort wieder ein Aktionspotenzial erregt werden kann, oder eben nicht (wenn die Reizschwelle nicht erreicht wird), oder aber im falle eines metabotropen Rezeptors wird über einen second messenger wie cAMP oder IP3 ein Ionenkanal geöffnet. Prinzipiell gibt es aber überwiegend diese beiden Mechanismen, über die ein Transmitter an seiner Zielzelle wirken kann, und damit auch in dieser ein neuerliches Aktionspotenzial auslösen kann.

So das ist ganz allgemein und ganz grob die grundlegende Biochemie hinter dem Denken auf neurophysiologisch biochemischer Ebene.

Original anzeigen (0,5 MB)

Bild: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/Complete_neuron_cell_diagram_de.svg

@BNV
Na, da hast Du ja den Gleichen Therapiemüll wie ich durchgemacht :D Eigentlich müßten Dir dann ein paar Antworten klar sein:

Die verschiedenen Botenstoffe beeinflussen die Signalweiterleitung im Hirn - wobei einige (z.B. Serotonin) offenbar dafür sorgen, daß stärker weitergeleitet ("im Speicher gesucht") wird. Bei Depression durch Serotoninmangel hilft das dann wohl, die positiven Dinge leichter zu sehen, bei normalen, die dadurch überdosiert werden, gibt es dann andere Effekte. Generell scheint Serotonin die Verzweigung zu ähnlichen Dingen zu erleichtern (was aber nur in gewissem Maße sinnvoll ist).

Dopamin wirkt offenbar nicht nur "zufrieden" machend, sondern scheint auch damit eine Art "stop"-Signal zu sein, quasi als "so reicht das".

Noradrenalin scheint die Fokussierung auf einen einzelnen Gedankengang zu bewirken.

Ich habe mal Routingsoftware entwickelt...wie der Computer einen Weg von A nach B suchen kann. Auf die Neurotransmitter bezogen, wäre Serotonin wohl, viele verschiedene Wege und Verzweigungen auszuprobieren aber ggf. sich aufzuhalten und nicht ans Ziel zu kommen. Adrenalin der Versuch, krampfhaft einen bestimmten Weg zu verfolgen, nach dem Motto "irgendwann muß ich da schon herauskommen" und Dopamin hätte die Regulierung "halt Stop, der Weg hier scheint falsch zu sein, suche einen anderen" (bei Mangel) und "fahr' weiter, hier ist's richtig" (wenn der Pegel höher ist).

@Screet
Ja aber ich finde ehrlich gesagt nicht dass das wirklich eine chemische Betrachtung ist. Du erwähnst Neurotransmitter und dann irgendwelche Gefühle. Damit beantwortest du nicht wirklich die Frage was dort passiert, was aber auch nicht leicht ist.

@Dr.Thrax

Fand deinen Text äußerst interessant und ich werde mir jetzt mal die Bücher "Duale Reihe" genauer anschauen und bestelle mir jetzt gleich mal das erste Buch dieser Reihe. Ich fange jetzt mal mit dem Buch Pharmakologie und Toxikologie an. Mein Wunsch wäre es ja Medizin, speziell Neurologie und Pharmakologie, zu studieren aber dafür reichen meine Noten bei Weitem nicht aus, habe nur mittlere Reife. ^^ Dafür kann ich mir aber die Themen hobbymäßig aneignen und dafür sind diese Bücher "Duale Reihe" glaube ich ganz gut. :)

Hi @BNV
Also ich kann nur über mich selbst reflektieren....
Mein Gehirn ist wie ein Sieb, nur der Reis bleibt hängen :D

Ps: Spannender Thread, mal sehen was rauskommt.
NG

Die Frage nach dem rein chemischen Vorgang ist so nicht korrekt, es sind elektro-chemische Vorgänge, was das Ganze noch komplexer macht.