Mit bildgebenden Verfahren kann man die Strukturen oder Funktionen des Gehirns erfassen. Im Folgenden wird eine Auswahl dieser Verfahren beschrieben.
Vor allem die bildgebenden Verfahren spielen in der Biologischen Psychologie eine immer größere Rolle für das wissenschaftliche Studium des menschlichen Verhaltens. Bildgebende Verfahren sind apparative Verfahren, welche dazu dienen, naturgetreue Hirndarstellungen zu ermöglichen. Auch andere Organe können mittels dieser Verfahren untersucht werden.
Während die strengen Behavioristen sich auf das Reiz und Reaktion konzentrieren, interessiert in der Biologischen Psychologie auch, was dazwischen steht, nämlich die kognitiven und emotionalen Prozesse. Durch die Entwicklung und Verbesserung dieser Verfahren ist dies heutzutage schon sehr gut möglich. Im Weiteren werden einige dieser Verfahren genannt und beschrieben. Im Allgemeinen unterscheidet man zwischen strukturellen und funktionellen bildgebenden Verfahren. Wie die Namen schon sagen, liegt der Fokus bei den einen stärker auf der Struktur des Gehirns, während bei den anderen die Funktionen des Gehirns im Vordergrund stehen, also Informationen darüber, wie das Gehirn arbeitet.
Neben der Biologischen Perspektive gibt es zahlreiche andere Sichtweisen in der Psychologie, die sich zum Teil unterschiedlicher methodischer Zugänge bedienen.
Die Computertomographie (CT) für Hirnschnitte
Bei der Computertomographie wird ebenso wie bei einer Röntgenaufnahme mit Strahlung gearbeitet. Dabei wird der Körper in eine Röhre geschoben. Durch unterschiedliche Intensitäten der Strahlen, die dann auf diesen einwirken, können verschiedene Gewebsschnitte erfasst werden. Darstellbar sind die Schädelknochen, die weiße Substanz des Gehirns, welche vor allem aus Axonen der Nervenzellen bestehen sowie die Ventrikel. Ventrikel sind flüssigkeitsgefüllte Hohlräume im Gehirn. Die Auflösung eines fertigen Bildes ist allerdings nicht sehr gut und liegt im Millimeterbereich. Es handelt sich hierbei um ein strukturelles Verfahren.
Die Magnetresonanztomographie (MRT) – ein strukturelles, bildgebendes Verfahren
Ein weiteres strukturelles Verfahren ist das MRT. Es basiert darauf, dass die Wasserstoffatome einen unterschiedlichen Kernspin aufweisen und durch ein Magnetfeld beeinflusst werden können. Beim MRT werden diese Atome durch einen Magneten ausgelenkt und dann wieder in ihre ursprüngliche Position gebracht. Dabei lenken die Protonen der Wasserstoffatome angelegte Radiofrequenzfelder ab, je nachdem, wo sich die Protonen befinden und wie schnell sie sich zurück bewegen. Diese Felder werden vom Computer erfasst und in ein Bild umgerechnet. Kennzeichnend für das MRT ist seine hohe räumliche Auflösung.
Die Positronenemissions-Tomographie (PET) – ein invasives, funktionelles Verfahren
Die PET ist ein invasives Verfahren, da mit radioaktiver Strahlung gearbeitet wird und diese schädliche Auswirkungen auf den Organismus haben kann. Bei diesem funktionellen Verfahren werden radioaktive Substanzen in die Blutbahn injiziert, wodurch ebenso Stoffwechselvorgänge im Gehirn sichtbar gemacht werden können. Entweder geschieht dies durch die Messung des Blutflusses oder durch die Untersuchung des Glukose-Stoffwechsels, denn je nachdem welche Aufgaben ein Mensch ausführt, werden bestimmte Teile des Gehirns stärker durchblutet. So kann man darauf schließen, dass bestimmte Hirnteile bei gewissen Aufgaben stärker involviert sind als andere. Während also Gehirnfunktionen bei diesem Verfahren im Vordergrund stehen, ist die Struktur hier nicht nachvollziehbar. Die zeitliche Auflösung liegt im Minutenbereich.
Struktur und Funktionen des Gehirns ermitteln mittels Kernspintomographie (fMRI)
Dieses Verfahren bietet sowohl strukturelle als auch funktionelle Information. Es ist nicht invasiv, hat also keine für den Organismus gefährlich wirkenden Einflüsse und es bietet eine sehr gute räumliche Auflösung. Doch auch Nachteile sind gegeben, denn dieses Verfahren ist sehr laut, teuer und aufwendig. Außerdem ist die zeitliche Auflösung etwas verzögert. Wie aber funktioniert dieses Verfahren? Es basiert – vereinfacht gesagt – auf der Sichtbarmachung der Stoffwechselaktivität im Gehirn durch die Messung des Sauerstoffgehalts der zerebralen Venen, also jener Venen, welche die Gehirnhälften durchziehen.
Mittels dieser Verfahren kann man also Informationen über die Größe, die Position sowie das Aktivationsniveau von Hirnstrukturen erfahren. Somit ist es auch möglich, krankhafte Veränderungen von Strukturen zu lokalisieren und die Ausdehnung dieser Veränderungen zu ermitteln. Daher sind diese Verfahren nicht mehr wegzudenken, im Gegenteil – es wird intensiv an deren Weiterentwicklung gearbeitet.