EEG-Korrelate der Aktivierung kortikaler Objektrepräsentationen-1

Präsentation zum Thema: "EEG-Korrelate der Aktivierung kortikaler Objektrepräsentationen-1"—  Präsentation transkript:

1 EEG-Korrelate der Aktivierung kortikaler Objektrepräsentationen-1
Institut für Allgemeine Psychologie, Universität Leipzig, Leipzig, Deutschland Sylvia Focke Santos, Jana Klinkicht, Juliane Kirsten, Dorothea Pfeifer-Wiegleb, Sandra Quoos, Carsten Wonneberger Methoden Nach Präsentation des Fixationskreuz ( ms) erschien auf dem Bildschirm ( ms) ein grau hinterlegtes Rechteck mit schwarzen Punkten (Random Dot Pattern 1), (Abbildung 1a). Nach dieser Darbietung folgte Pattern 2 (1000 ms; Abbildung 1c). Hierbei wurde im Subset der Punkte aus Pattern1 (in randomisierter Form; siehe Abbildung 1b) wiederholt. Dadurch entstand der Eindruck einer Bewegung der PW in eine von vier Richtungen (rechts, links, oben, unten). Die Versuchsperson dokumentierte Wahrnehmung und Bewegung per Tastendruck. Einleitung Perzeptive Verarbeitung der einzelnen Merkmale von Objekten findet in verschiedenen kortikalen Arealen statt. Die Befunde mehrerer Studien sprechen dafür, dass diese Merkmale mittels synchronisierter Aktivität im Frequenzbereich über 20Hz (Gammaband) zur Wahrnehmung eines zusammenhängenden Objektes gebunden werden (induzierte Gammaaktivität ist im Gegensatz zu evozierten Signalen weder phasen- noch zeitgebunden zum Stimulus; siehe Review-Studie C. Tallon-Baudry & O. Bertrand, 1999). Eine offene Frage ist: Wie bereitet sich unser Gehirn auf Objekterkennung vor? Ein Erklärungsansatz bezieht sich auf die Rolle der Aufmerksamkeit, wobei abnehmende Aufmerksamkeit mit einer Zunahme der Amplitude im Alphaband einhergeht (Ch. Neuper & G. Pfurtscheller, 2001). Abbildung 1: Stimulusmaterial a – Pattern 1 b – PW c – Pattern 2 mit PW Abbildung 1a Abbildung 1b Abbildung 1c Kontrollbedingung Darbietung der PW in gleich bleibender Größe (weit über der Wahrnehmungsschwelle) und einer 50%igen Auftrittswahrscheinlichkeit. Bei den anderen 50% fand ein Wechsel der zwei Pattern ohne PW statt. Die Auswertung der Kontrollbedingung erfolgte nach SO. Experimentalbedingung Die PW wurde mittels standardisierten psychophysiologischen Verfahren an die Versuchsperson angepasst, so dass diese mit 50%iger Wahrscheinlichkeit wahrnehmbar ist. Die Auswertung der Experimentalbedingung erfolgte vor SO. Die Elektrophysiologische Aufzeichnung erfolgte mit 128 Elektroden und einer Sampling-Frequenz von 512Hz. In die Auswertung gingen die gemittelten Daten über alle Elektroden ein. Für die Analyse der kortikalen Aktivität wurden die einzelnen Trials mittels Wavelet-Analyse in den Frequenzraum transformiert und in einem TF-Plot dargestellt. Die Auswertung der relevanten Frequenz-Peaks erfolgte mit t-Tests (n=10; 7w, 3m). Hypothesen Objekterkennung führt zu erhöhter induzierter Gammabandaktivität nach Stimulus Onset (SO). Erfolgt keine Objekterkennung ist eine Erhöhung im Alphaband vor SO zu verzeichnen. Ergebnisse Kontrollbedingung Experimentalbedingung Hz µV Hz µV Hz µV Hz µV Abbildung 2: TF-Plot zur Gammabandaktivität a – PW vorhanden und erkannt b – PW nicht vorhanden Abbildung 3: TF-Plot zur Alphabandaktivität a – PW erkannt b – PW nicht erkannt = SO ms ms ms ms Abbildung 2a Abbildung 2b Abbildung 3a Abbildung 3b Abbildung 2 zeigt eine signifikant erhöhte induzierte Gammabandaktivität nach SO (180 bis 220 ms) für die Bedingung PW vorhanden im Vergleich zu PW nicht vorhanden (T(1,9)=2,6; p<0,05). Abbildung 3 zeigt eine signifikant erhöhte Alphabandaktivität vor SO (-560 bis -350 ms) wenn die PW nach SO nicht erkannt wurde im Gegensatz zur PW-Erkennung (T(1,9)=-2,8; p<0,05). Schlussfolgerung Beide eingangs aufgestellten Hypothesen konnten durch die Ergebnisse bestätigt werden. Die Resultate Kontrollbedingung unterstützen frühere Befunde zum Bindungsproblem. Wenn ein vorhandener Stimulus erkannt wird, so erfolgt die Bindung der in den verschiedenen Arealen repräsentierten Objektmerkmale wahrscheinlich durch Synchronisation neuronaler Aktivität im Gammaband. Uns gelang der Beweis, dass Gamma- Aktivität als Korrelat der Aktivierung einer Objekt- Repräsentation zu verstehen ist. Die Experimentalbedingung zeigt, dass ein Nicht-Erkennen des Stimulus mit erhöhter Alphabandaktivität bereits vor SO einhergeht. Bei Erkennen von Objekten erfolgt eine Abnahme der Alphabandaktivität, was auf eine erhöhte Aufmerksamkeit schließen lässt. Es bleibt zu klären, ob weitere elektrophysiologische Korrelate vor der Objekterkennung nachzuweisen sind. Quellen Ch. Neuper & G. Pfurtscheller (2001), Functional meaning of event-related desynchronisation (ERD) and synchronisation (ERS), Biomed. Tech., vol. 46, pp C. Tallon-Baudry & O. Bertrand (1999), Oscillatory gamma activity in humans and ist role in object representation, TICS, 3, Gedruckt im Universitätsrechenzentrum Leipzig