Prädiktive Rückkopplung
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Einleitung
Die prädiktive Rückkopplung ist ein Mechanismus der antizipatorischen Regulation, der physiologische Prozesse und Verhaltensweisen auf Basis sensorischer Informationen und gespeicherter Erfahrungen steuert. Sie spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Homöostase und optimiert Anpassungen an körperliche Bedürfnisse und Umweltveränderungen. Ein klassisches Beispiel ist die Steuerung des Durstverhaltens.
Definition
Prädiktive Rückkopplung beschreibt die antizipatorische Kontrolle von physiologischen Prozessen durch das zentrale Nervensystem. Im Unterschied zur reaktiven Rückkopplung erfolgt die Steuerung vor dem Eintritt physiologischer Störungen. Sie basiert auf sensorischen Inputs und gespeicherten Mustern, um potenzielle Abweichungen vom Gleichgewicht zu vermeiden.
Physiologie / Mechanismen
Die prädiktive Rückkopplung wird primär vom Hypothalamus koordiniert, der sensorische Informationen aus Osmorezeptoren, Barorezeptoren und Chemorezeptoren verarbeitet. Kortikale Regionen wie der präfrontale Cortex und limbische Strukturen integrieren kognitive und emotionale Signale. Neurotransmitter wie Dopamin, Serotonin und Hormone wie Vasopressin sind wesentliche Vermittler.
Ein zentraler Mechanismus ist die afferente Signalübermittlung aus dem gastrointestinalen und oralen Bereich.
Beispiel: Durst
Durst veranschaulicht die prädiktive Rückkopplung. Osmorezeptoren im Hypothalamus registrieren eine erhöhte Plasmaosmolarität, während Volumenrezeptoren ein vermindertes Blutvolumen detektieren. Diese Signale aktivieren das Durstzentrum und lösen gezieltes Verhalten aus.
Nach der Flüssigkeitsaufnahme wird das Durstgefühl über afferente Signale aus Mund, Pharynx und oberen Gastrointestinaltrakt reduziert. Diese Signale wirken antizipatorisch, da die Plasmaosmolarität zu diesem Zeitpunkt tatsächlich noch nicht normalisiert ist. Die prädiktive Steuerung verhindert eine Überkompensation, die zu Hyponatriämie führen könnte. Dies illustriert die Effizienz der prädiktiven Rückkopplung in der Verhaltenssteuerung und Homöostase.