Was ist Kognition?
Umstritten, nicht so streng definiert
Mögliche Definition: Alles was denken betrifft (Aufmerksamkeit, Wahrnehmung, Reflexe, Erinnerungen, exekutive Funktionen etc.)
Ausgeschlossen:
Motivation
Emotionen
Vitale Prozesse (Steuerung Körperprozesse)
Nach gewissen Defintionen nur “höhere” kognitive Funktionen, d.h. z. Bsp. dann Wahrnehmung ausgeschlossen
Welche sind die Hauptdisziplinen der Neurowissenschaft?
Molekulare Neurowissenschaften
Zelluläre Neurowissenschaften
System Neurowissenschaften
Behaviourale Neurowissenschaften (ergeben/bedienen sich aus den/der oberen drei Disziplinen)
Kognitive Neurowissenschaften (ergeben/bedienen sich der oberen Disziplinen)
Um was kümmert sich die Molekulare Neurowissenschaft?
Fokus auf basalstes neuronales Level
Untersuchung der Unterschiedlichen Rollen von
Einzelnen Molekülen (Proteine, Neurotransmitter)
Neurogenetik
Kommunikation zwischen Nervenzellen/Neuronen
Nervenzellen-/Neuronenwachstm
Um was kümmert sich die Zelluläre Neurowissenschaft?
Interesse für Zellen anstatt Molekülen
Basale Interaktionen im Basalen/ventralen Nervensystem
Untersuchung der Typen und Eigenschaften einzelner Hinzellen und ihre Interaktion
Um was kümmert sich die System Neurowissenschaft?
Fokus auf Cluster/Gruppe/System von Zellen/Neurone, welche für gewisse Funktion zuständig sind
z. Bsp. visuelles System, auditives System
Um was kümmert sich die Behaviorale Neurowissenschaft?
Versucht den Einfluss der Zusammenarbeit der Gehirnsysteme (z. Bsp. visuelles und auditives System) auf das Verhalten zu erklären
Beinhaltet auch Komponenten von
Affekt
Bedient sich der Befunde der molekularen, zellulären und system Neurowissenschaften
Um was kümmert sich die kognitive Neurowissenschaft?
Versucht zu erklären, wie höhere mentale Aktivitäten (Denken, Sprechen, Vorstellungsvermögen) im Hirn implementiert werden
Was ist Change Blindness?
Mangelnde Fähigkeit, Veränderung in Umgebung wahrzunehmen, wenn Aufmerksamkeit gerade auf etwas anderes als das sich verändernde Objekt gerichtet ist
Wie funktioniert der Posner Task und was sagt er aus?
VP müssen Fixationskreuz auf Bildschirm Fixieren
Cue erscheint, der VP sagt, wohin sie die Aufmerksamkeit lenken sollen (ohne Augen zu verschieben)
Entkopplung von visuellem und Aufmerksamkeit
Danach erscheint Stimulus je nach dem entweder
Wo Cue hingezeigt hat (=valider Cue)
An Ort wo Cue nicht hingezeigt hat (invalider Cue)
Resultat:
Bei validem Cue mehr richtige Antworten als bei invalidem oder garkeinem Cue -> Aufmerksamkeitsverschiebung förderlich
Bei invalidem Cue mehr falsche Antworten als bei richtigem Cue, aber auch mehr falsche Antworten als bei garkeinem Cue -> Aufmerksamkeit verursacht auch Kosten
Aussage: Aufmerksamkeit kann Vorteil sein, aber auch Kosten verursachen!
Welche zwei Komponenten von Aufmerksamkeit können grob gesagt unterschieden werden?
Info, auf die Aufmerksamkeit gelenkt wird
Info, von der Aufmerksamkeit entzogen wird
-> Erhöhung der Aufmerksamkeit an gewissen Stellen verursacht Abnahme der Aufmerksamkeit/Wahrnehmung an anderen Stellen
Wie ist das visuelle System im Auge aufgebaut bzw. was sind die Bestandteile der Retina?
Fovea: Wenn etwas mit dem Auge fixiert wird, gelangt es genau auf Mitte der Retia auf die Fovea, Bereich der schärfsten Sehsehne (sehr Nahe an Blinden Fleck)
Nasaler Teil: Hälfte der Retina die Näher bei der Nase ist (bei linkem Auge rechts, bei rechtem Auge links)
etwas grösser als Temporaler Teil
Temporaler Teil: Hälfte der Retina, welche “nach Aussen zeigt” (d.h. Hälfte, dei im linken Auge links, im rechten Auge rechts ist)
Blinder Fleck: Ort, an dem Sehnerv Austritt
von hier aus Weg in Thalamus und Mittelhirn
Wie verläuft der Weg von visueller Information von der Retina ins visuelle System?
Alles was links präsentiert wird geht in rechten Thalamus rein und vice versa
Alles was auf nasalen Teil der Retina überkreuzt in Gegenseite
d.h. was auf linken nasalen Teil trifft, gelant in rechten Thalamus
Alles was auf temporaler Teil der Retina trifft bleibt in gleicher Hemisphäre
d.h. was auf rechten temporalen Teil trifft, gelant in rechten Thalamus
Vom Thalamus gelangt Information über Sehstrahlung/Radiotaio Optica zum primären visuellen Cortex (V1) im Occipitallappen
Was versteht man unter dem “retinotopen Aufbau des primären visuellen Cortex”?
Alles, was auf Retina nebeneinander verarbeitet wird (d.h. was in echter Welt auch nebeneinander liegt) wird auch im primären visuellen Cortex nebeneinander präsentiert
Was in Peripherie war ist weiter vorne
Welche zwei Funktionen machen die visuelle Aufmerksamkeit aus?
Gain Modulation: Amplifikation des Inputs, auf welches Aufmerksamkeit (aber nicht (zwingend) Augen) gerichtet ist (= Amplification of Intended Input)
Erhöhung der Aktivität in primären visuellen Cortex für Orte, auf die Aufmerksamkeit (aber nicht Augen) gerichtet ist
Gating (in higher visual Areas)
Unterdrückung von Information, auf die Aufmerksamkeit NICHT gelenkt ist
Filterung/Unterdrückung der Weitergabe von Information an höhere visuelle Areale
Was ist Gain Modulation?
Wenn VP auf Fixationspunkt schaut, aber Aufmerksamkeit woanders hinlenkt, sieht man erhöhte Neuronale Aktivität in denen Bereichen des visuellen Cortex, an dem Ort, an dem Aufmerksamkeit (aber nicht Augen) gelenkt ist
Visuelle Rezeptoren sind empfänglicher für visuelle Information, die in Bereicht auftritt, an dem Aufmerksamkeit gelenkt ist
Was ist Alpha Amplitude und worauf weist sie hin?
10 Hrz die zur Unterdrückung von information führt
Bei viel Aktivität im Cortex an gewissen Stellen ergibt sich weniger Alpha Amplitude, da hier wenig/keine Unterdrückung der Information
Was ist Gating und durch Welches Experiment wurde Gating nachgewiesen?
Operationalisierung:
VP muss Posner Task machen (Fixationskreuz für Augen, Entkoppelung Augen und Aufmerksamkeit)
Wenn Cue z. Bsp. für rechts eingestellt ist und dort auch Stimulus erscheint, dann wird er im linken visuellen Cortex verarbeitet
Messung der Alpha Amplituden in beiden Cortex Hälften
Bereicht des Visuellen Cortex, welches für zu beachtenden Bereich (z. Bsp. hier rechter Bereich d.h. linker PVC) verantwortlich war, zeigte erhöhte UNTERDRÜCKUNG von Alpha Amplitude -> Unterdrückender Effekt wurde unterdrückt
Bereicht des Visuellen Cortex, welches für zu NICHT zu beachtenden Bereich (z. Bsp. hier linker Bereich d.h. rechter PVC) verantwortlich war, zeigte erhöhte Alpha Amplitude -> Unterdrückung der Aufmerksamkeit hier
Information kommt zwar in PVC, aber Weiterverarbeitung davon (über Dorsalen Pfad hinauf) wird unterdrückt
Im PVC nur sehr grobe visuelle Wahrnehmung, sowas wie hell/dunkel unterschiede
Schlussfolgerung
Das, worauf Aufmerksamkeit NICHT gelenkt wird, wird nicht einfach ignoriert, sondern aktiv unterdrückt
Was ist visuospatialer Neglect und welche andere Namen gibt es dafür?
Unterschiedliche Namen
Hemineglect
Hemispatial neglect
Visuospatialer Neglect
Unilateral neglect
Störung, bei der man nicht in der Lage ist, Bewusstsein zu haben für (Obejkete auf einem) ein Hemifeld (meistens links)
Probleme damit, visiuelle/räumliche Aufmerksamkeit auf besagtes Hemifeld zu lenken
Tritt oft im Zusammenhang mit Anosognosia auf (keine Wahrnehmung/Bewustsei dafür, dass man an Defizit leidet)
Gründe
Oft wegen Schlaganfall in rechter Hemisphäre
dann keine Aufmerksamkeit für alles in linkem Hemifeld
Tritt bei Läsionen in linker Hemisphäre seltener auf
Inwiefern ist Hemispatialer Neglect für die (neurokognitive) Aufmerksamkeitsforschung relevant?
Wenn man Anschaut, welche Regionen der Gehirns bei einer Läsion zu Hemispatialem Neglect führen, kann man daraus rückschliessen, dass diese Bereiche für die räumliche/visuelle Aufmerksamkeit(-sverschiebung) relevant sind
Bei der Läsion welcher Orte im Hirn kann es zu Hemispatialem Neglect komme?
Ofte entlang interparietalem Sulcus
Angular Gyrus
Inferiorer parietaler Lappen
Supramarginal
Superior parietal gyrus
An temporoparoetal Junction
zwischen Supramargina, Angular Gyrus und Infreiorem parietalen Lappen und Superiorem temporalen Gyrus)
Frontale Regionen
Inferiorer frontaler Gyrus
Mittlerer frontale Gyrus
Läsionen in frontalen Hirnregionen können auch uz HN führen, aber seltern und meistens wenn anteriore Regionen (Occipital- oder Temporallappen) auch betroffen sind
Was ist das Frontal Eye Field und wo befindet es sich?
In Frontallappen/Frontalkortex
Ort, an dem Neurone sind, die bei Aktivierung/Stimulierung zu bestimmter Augenbewegung führen
Unterschiedliche Neurone für unterschiedliche Bereiche im Augenfeld
Wenn Elekotrden an FEF angemacht werden führt es zu Sakkaden an immer gleichen Ort
Wenn leichter Strom durchgelassen wird, führt dies bloss zur Aufmerksamkeitslenkung an dem Ort, an dem bei stärkerem Strom die Augen hingegangen wären
Wie ist das Frontal Eye Field (FEF) relevant für die räunliche/visuelle Aufmerksamkeit(slenkung)? Wie wurde dies operationalisiert?
Idee: FEF nicht nur für Augenbewegung, sondern auch für visuelle/räumliche Aufmerksamkeitsverschiebung relevant (an gleiche Stelle, an die zuständiges Neuron in FEF Augen lenken würde)
Elektroden wurden an FEF angemacht -> konnten gewisse Neurone, welche Augen zu bestimmten Ort im Sehfeld führen, lenken
FEF Neurone wurden niederschwellig mit Elektroden stimuliert
Präsentierung eine Stimulus an Ort, an dem stimulierte FEF Neuronen jeweils Augen lenken würden oder an anderem Ort (Posner Task)
Wenn Stimuli an Ort waren, an dem stimluiertes FEF Neuron bei stärkerer Stimulierung Augen hinbewegt hätte, dann bessere Erkennung (gegenteiliger Effekt, wenn Stimulus an anderm Ort war, schlechtere Erkennung als ohne Stimulierung)
Schlussfolgerung: Indiz dafür, dass FEF in räumlicher/visueller Aufmerksamkeit/Aufmerksamkeitsverschiebung involviert ist
Stimulation des FEF führt zu erhöhter Aktivität im Paietalkortex und in anderen visuellen Arealen
Wahrscheinlich FEF mit anderen visuellen Arealen verbunden
Welche Zwei Aufmerksamkeitsnetzwerke gibt es im Hirn und welche Regionen sind an den jeweiligen Netzwerken beteiligt?
Top Down Dorsal Attention Network
Aufgabe: willentliche/bewusste Aufmerksamkeitslenkung
Bereiche
Intraparietaler Sulcus
Superiorer Parietallappen
Frontal Eye Field
Stimulus-driven ventral network
Nicht-willentliche Aufmerksamkeitslenkung (z. Bsp. bei lautem Geräusch reflexartig Aufmerksamkeit dorthingelenkt)
Temporal-parietal Junction
superiorer Temporaler Gyrus
Inferiorer Parietaler Lappen
Ventrolateraler Frontalkortex
ABER: Netwzwerke interagieren miteinander, mietens bei Aktivität in einem Netzwerk auch Aktivität in anderem Netzwerk
Was ist sustained Attention?
anders als räumliche/visuelle Aufmerksamkeit
Aufmerksamkeit, die über längere Zeit aufrechterhalten werden muss (z. Bsp. während Vorlesung)
Welche Regionen im Hirn sind für sustained Attention verantwortlich und welche Hinweise dafür gibt es?
Vorallem anteriorer cingulärer Kortext verantwortlich
Hinweise dafür
Wenn VP verschiedene Aufmerksamkeitstasks über längere Zeit ausführen müssen, zeigt sich durhc das EEG bei schwierigen Aufgaben, die über längere Zeit ausgeführt werden müssen, ehröhrte rhythmishe Aktivität im Thetrabereich (4 - 8 Hrz) im ACC
Menschen, die gut in sustained Attention Tasks sind,unterscheiden sich von solchen, die schlecht darain sind bezüglich ihrer Aktivität im anterioren Cingulären Cortex
Bei ADHS (bei dem Probleme mit sustained Attention auftreten) reduzierte Aktivität im anterioren zingulärem Cortex
Was ist ADHS?
ICD 10: F-90.0 Hyperkinetic Disorder
Primär unaufmerksame Manifestation
Primär hyperaktiv-impulsive Manifestation
> 6 Monate
Onset alter vor 7. Lebensjahr
in meheren Bereichen des täglichen Lebens
Prävalenz: 3 - 5 %
Wieso ist ADHS für die Neurokognitiven Wissenschaften signifikant?
Bei ADHS normalerweise keine Probleme mit räumlicher Aufmerksamkeit aber mit sustained Attention -> kann für Rückschlüsse über Regionen im Hirn, welche für sustained Attention verantwortlich sind, genutzt werden
Wie Unterscheiden sich Menschen mit ADHS von solchen ohne ADHS im biologischen Sinne?
Strukturelle Unterschiede
Weniger graue Substan im Striatum (d.h. Basalganglien)
Funktionale Unterschiede
Reduzierte Aktivität im anterioren zingulären Cortex
Genetische Unterschiede
D2 und D4 Dopamin Rezeptor Gene
Dopamin Transport Gene:
Gene die kodiert für Dopaminrezeptoren und Dopamintransport -> Proteine die Dopamin von extrazellulärem Raum zurücktransportieren in Neuron
Dopamin wichtig für Innervierung der Baslaganglien
Was passiert auf molekularer Ebene bei ADHS?
APT kommt in Endknöpfchen an
Vesikel mit Neurtransmitter (hier: Dopamin) ververschmelzen mit Zellmembran und werden in synaptischem Spalt freigelassen
Problem: Dopamin Transporter an striatalen Synapsen sind überaktiv
Zu viel Dopamin wird zu schnell wieder in Präsynapse aufgenommen = Reduzierter Effekt von Dopaminaktionen
zusätzlich Dopaminrezeptoren am der Ende der anderen Synpase nicht sehr reaktiv
Präsynaptischer Autorezeptor, der kontrolliert, wieviel Neurotransmitter im Synaptischem Spalt ist, registriert zu wenig Dopamin -> mehr Dopamin wird in synaptischen Spalt freigelassden, um dies zu kompensieren
Resultat: reduzierter phasisches Dopaminlevel (schnell Reaktion) und zu hohes tonisches (langsame REaktion) Dopaminlevel = schlechte signal-to-noise Ration/ hoher tonischer Spiegel-tiefer phasischer Spiegel
dazu ineffektive Aktivierung im präfrontalen Kortex und in den Basalganglien
Wie wird ADHS medikamentös behandelt und wie wirkt diese Medikament?
Methylphenidat (= Ritalin)
blockiert Dopamintransporter (die Dopamin wieder zurück in präsynaptischen Spalt transportieren) -> mehr Dopamin bleibt in synaptischem Spalt nach APT, Autorezeptor registriert nicht zu wenig Dopamin in snaptischem Spalt un dlässt deshalb nicht noch mehr Dopamin raus -> tiefer tonischer, hoher phasischer Spiegel
Wie unterscheiden sich das Kurz- und das Langzeitgedächtnis?
Kurzzeitgedächtnis
Begrenzte Kapazität
Passiv
Kann i.d.R. nicht länger als 30 Sekunden etwas speichern
Eher unklar definiert
Langzeitgedächtnis
Grosse, scheinbar unendliche Kapazität
Kann theoretischgesehen Lebenslang etwas speichern
Längere Verarbeitung
Parallele Verarbeitung
Eher quantitative als qualitative Unterschiede
Wie ist ein Model für die Speichermodule im Gehirn aufgebaut?
Unterschiedliche Speichermodule für unterschideliche Arten von Erinnerungen
Speichermodule unabhängig voneinander, eine kann ausgeschlaten werden, ohne dass Funktion von anderen beeinflusst wird
Oben: zentrale Exekutive, steuert Module, welche eingeteilt sind in
Fluides System:
Visuospatialer Bereich
im Kristallinen System: visuelle Erinnerungen und Semantiken
Episodischer Buffer
KS: Episodisches Langzeitgedächtnis
Phonologischer Loop
KS: Sprache, verbale Information
Was ist die Digit Span? Wie gross ist sie für Menschen und kann dies angepasst werden?
Ausmass von Speicherpaltz für Kurzzeit Informationen, z. Bsp. wieviele Nummern man kurzfristig im Kopf behalten kann
i.d.R. wir angenommen, dass der Durchschnittsmensch sich 7 +/- 2 Items merken kann (z. Bsp. 7 Nummern)
Kann erhöht werden durch “Chunking”, d.h. anstatt sich 1 2 3 4 5 6 7 zu merken (7 Items) sich 123 345 7 merken ( = 3 Items)
ABER: bei visuellen Kurzzeiterinnerungen kann man sich eher < 4 Items merken
hier ist Chunking nicht möglich
d.h. Kurzzeitkapazität wahrscheinlich eher < 4 Items
Welche zwei Modelle gibt es zur Speicherung von Information im Kurzzeitgedächtnis (nicht auf neuronaler Ebene)?
Slot Modell
Shared Resources Modell
-> Evidenz für beide Modelle
Was ist das Slot Modell?
Modell, welches erklärt, wie kurzzeitig Information im Kurzzeitgedächtnis gespeichert wird
Idee:
man hat z. Bsp. 4 Slots
Jedes Item, welches man sich merkt, besetze einen Slot
Bei vier Items sind alle Slots besetzt -> wenn man sich jetzt noch eine Item merken soll, dann wird dieses Item nicht erinnert
Würde heissen, dass man sich bei zu vielen Items einige perfekt merkt, andere garnicht
Anzahl korrekt genannter Items hängt davon ab, ob sich Items verändert haben, die es in die Slots geschafft haben, oder solche, die es nicht in die Slots geschafft haben
Was ist das Shared Resources Modell?
Modell, welches versucht zu erklären, wie Information im Kurzzeitgedächtnis gespeichert wird
Idee
Man hat gewisse Kapazität um sich Items zu merken
Kapazität wird unter Items aufgeteilt, d.h. wenn mehr Items gemerkt werden müssen, muss Kapazität unter mehreren Items verteilt werden -> jedes Item erhält entsprechend weniger Kapazität
Würde heissen, dass bei mehr Items alle schlechter erinnert werden würden
Kann getestet werden, indem man VP dazu auffordert, Erinnerungen wieder zu reproduzieren anstatt Erkennungsaufgaben zu geben
Bei mehr Items schlechtere Reproduktion (viele Items können gespeichert werden, aber sehr unpräzise)
Was ist und was macht das EEG?
Elektrische Hirnaktivität wird in EEG über Schädeloberfläche und Hirnhaut gemessen
Summenaktivität von tausenden Neuronen > nur starkes Signal, wenn Neuronen synchron aktiv sind
Messen NICHT Aktionspotentiale, sondern von Summation von EPSPs und IPSPs von Millionen von Zellen
EPSP = exzitatorisches postsynaptisches Potential, d.h. positive Veränderung der Spannung in Nervenzelle (Depolarisierung)
IPSP = inhibitorisches postsynaptisches Potential, d.h. negative Veränderung der Spannung der Zelle
Nachteile
Sehr schlechte spatiale Resolution, da zwischen Neuronen und Elektroden noch Knochen, Haut, Flüssigeiten sind (Range von ein paar Cm)
Voretile
zeitliche Resolution sehr gut
Was ist das ERP?
Event Related Potential
Häufigste EEG Analyse Methode
Lösungsansatz für sehr verrauschtes EEG Signal
Gleicher Stimulus wird immer wieder gezeigt (z. Bsp. 1000 mal)
Marker werden festgestellt für genauen Zeitpunkt, an denen Stimuli gezeigt werden
Sekunden nach markiertem Zeitpunkt werden rausgeschnitten, da hier die Neuronale Reaktion folgen sollte
Rausgeschnittenen Epochen werden gemittelt, da Rauschen zufällig sein sollte und durch Mittelung zufällige Fehler verschwinden sollten
Besteht aus positive und negativen Wellen (! ERP Komponentne) welche mit spezifischen kognitiven Funktionen assoziiert sind
Welche Gehirnregionen sind mit dem Kurzzeitgedächtnis assoziiert?
Laterater Präfrontalkoretx
HMT+
Early visual Cortex/primärer visueller Cortex
Lateraler Occipitalcortex
AC/Commissura Anterior
Posteriorer Parietaler Koretex (dorsales Afumerksamkeitsnetzwerk)
Für welche Kuzzeitgedächtnisfunktionen ist der laterale Präfrontalkortex verantwortlich?
Natürliche Bilder
Orientierung
Töne
Numerosity (Länge, Anzahl Items)
Script (römische Zahlen)
Analoge Eigenschaften (z. Bsp. Dauer)
Für welche Kuzzeitgedächtnisfunktionen ist das Frontal Eye Field verantwortlich?
Location
Formen (simpel, komplex)
Für welche Kuzzeitgedächtnisfunktionen ist die AC/Commissura Anterior (im Temporallappen) verantwortlich?
Für welche Kuzzeitgedächtnisfunktionen ist der posteriore Parietalcortex verantwortlich?
Scrip (römische Zahlen)
Numerosity (länge, n Items)
Formen
Muster
Für welche Kuzzeitgedächtnisfunktionen ist HMT+ verantwortlich?
Bewegung
Für welche Kuzzeitgedächtnisfunktionen ist das EVC/Early visual Cortex/ primärer visueller Cortex verantwortlich?
Kontrast
Farbe
Für welche Kuzzeitgedächtnisfunktionen ist der Laterale Occiptalcortex verantwortlich?
Natürlcihe Bilder
Welche Regionen sind grob für das Kurzzeiterinnerugn zuständig?
eher Anteriore/posteriore Regionen als Präfrontalcortex für Speicherung verantwortlich
Präfrontaler Cortex bei KZG auch aktiv, aber eher zuständig für
Wahl der zu speichernden und der zu blockierenden Information
Strategien zum Erinnern
Zusammenfassung von Informationen
Kontrolle von Working Memory
Alternative Erklärung
Signalqualität von EEG zu schlecht um Info im PFK richtig wahrzunehmen
im PFC mehr Varianz zwischen Personen als im anterioren Teil
Welch Studie gab es, welche die Verbindung zwischen Frontalen und anterioren Regionen bei der Kurzzeitspeicherung von Informationen getestet hat und zu welchen Ergebnissen ist sie gekommen?
VP musste sich Items merken und dan Reihenfolge ändern
Nicht nur passive Speicherung, sondern auch aktiv mentale Operationen
Thetraaktivität (5 Hz) sowohl in parietalen als auch in frontalen Arealen
In parietalen Regionen konnte besser dekodiert werden, WAS für Information gespeichert wurde -> Untestütz Annahme, dass anteriore Regionen eher für Speicherung verantwortlich sind
ABER: in frontalen Regionen auch Thetraaktivität (frontomedial)
Indiz dafür, dass für Erinnerung eher ein Netzwerk (zwischen parietalen und frontalen Regionen) als ein einziges Hub verantwortlich ist
Was weist darauf hin, dass Erinnerung nicht an einzelnen Hubs geschieht, sondern aus einem Netzwerk zwischen frontalen und anterioren Regionen besteht?
Frontale und parietale Regionen bei Speicherung stark Synchron
Wenn mehr Information verarbeitet (nicht zwingend gespeichert) werden muss, dann verlangsamte frontale Thetra Reaktion -> braucht länger für Speicherung und Kommunikation zwischen parietalen und frontalen Regionen
Wenn wenig Information aus posterioren Regionen geholt werden muss, dann höherer Hz, Infaustausch geht schneller
Was besagt die Theorie der Prefrontal Neuron Spikes?
Theorie zur Funktion vom Kurzzeitgedächtnis im Gehirn
Gewisse Neurone für Speicherung von Kurzzeitinformation verantwortlich
Zuständige Neurone feuern nach Präsentation von Stimulus kontinuierlich bis Abruf (so wie wenn man ständig die glieche Zahlenfolge vor sich hinsagt, um sie nicht zu vergessen)
In gewissen Regionen steigt das Feuern der Neuronen tatsächlich nach Stimuluspräsentation und bleibt hoch bis Abruf (= Sustained Firing) -> Unterstützt die Theorie
im präfrontalen Cortex
im Parietalen Cortex
intraparietaler Sulcus
-> Neurone hier entweder mit Speicherung oder mit Manipulation von Information ebschäftuig
Welche Hinweise gibt es für die Rolle des intraparietalen Sulcus als Region, welche für die Speicherung im Arbeitsgedächtnis im Sinne von kontinuierlichem Feuern verantwortlich ist?
Studie 1
Affen müssen Fixationskreuz fixiere
Cue wird angegeben an Ort, an dem sie zu späterem Zeitpunkt hinschauen müssen -> Information muss kurzfristig erinnert werden
Während Intervall zwischen Stimuluspräsentation und Blickwendung (Zeit, in der eine Kurzzeiterinnerung über den gecuten Ort überleben muss) kontinuierliches Feuern von vielen Neuronen im intraparietalen Sulcus
Studie 2
VP müssen sich Farbe und Position von Formen merken
Variation von Anzahl präsentierter Items
Dazu noch Kotnrollgruppe
Resultat
Aktivität im Intraparietalen Sulcus, primären visuellen Cortex/inferioren ozipitalem Cortex, Präfrontalcortex
ABER: bei IS erhöhte Aktivität bei 2 vs. 1 Item, 3 vs. 2 Items und Plateau bei 4 Items = entspricht Anzahl visueller Items, die man Speichern kann
Bei anderen regionen keine Unterscheidung in Aktivität nach Anzahl Items, aber erhöhte Aktivität in Delay Intervall 8d.h. schon irgendwie mit kKurzzeitgedächtnis verbunden)
Schlussfolgerung: Parietaler Sulcus für kurzzeitige Speicherung von visuo-spatialer Information verantwortlich
Primärere visueller Cortex/ Inferiorer Ozipitaler Kortex und Präfrontalkortex für task Monitoring, allgemeine Verarbeitung und visuelle Wahrnehmung verantwortlich, aber NICHT für kurzzeitige Speicherung von Information
Was ist Contralateral Delay Activity?
Marker für Behalten (bzw. Blockierung) von visueller Information im Gedächtnis
Differenz zwischen kontralateraler und ipsilateraler Aktivität
Kontralateral: hier Information, die gespeichert werden soll
Kontralateral von Ort, wo visuelle Information präsentiert wurde
Ipsilateral: hier Information, die nicht gespeichert werden soll
Da bei starker Aktivität im Gehirn mehr Negativität, weist ein negatives CDA auf mehr Aktivität
Entweder mehr Speicherung relevanter Information oder mehr Blockierung irrelevanter Information
Da kontra - ipsi = CDA
basic: 0 c - 0 i = o
Mehr Speicherung = Kontral mehr Minus
-5 - 0 < 0 -0
Mehr Blockierung = ipis mehr Pus
0 - (+) 5 = -5
Wie konte eine Studie CDA nachweisen?
Operationalisierung
VP müssen auf Fixationskreuz schauen
In jedem Trail wird Cue präsentiert, der nach links oder rechts zeigt, gefolgt von Stimulus
Stimulus: links oder rechts gewisse Anzahl Quadrate (Anzahl Quadrate wird variiert)
VP müssen sich nur Farbe von Quadraten merken, welche auf gecuter Seite sind (hier Speicherung, auf anderer Seite Blockierung)
Bei 1 Ittem fast nicht zu sehen -> praktisch gleiche Aktivität Ipsi- und Kontralateral
ABER: mit zunehmender Anzahl Quadrate wird CDA stärker bzw. negativer
Könnte durch mehr Speicherung, mehr Blockierung oder beides verursacht werden
Bei ca. 3 Items Plateau
Wie konnte herausgefunden werden, ob es sich bei CDA um ein Mass der Speicherung oder Blockierung handelt?
VP schauen auf Fixationskreuz
Cue links oder rechts: VP müssen sich nur Info au gecuter Seite merken
VP müssen sich zusätztlich nur Orientierung von blauen, nicht von roten Balken merken
Stimulsupräsentation, verschiedene Optionen:
Zwei blaue Balken links und rechts
Vier blaue Balken links und rechts
4 blaue und rote Balekn
Resultat: Unterschied zwischen Menschen mit hoher und tiefer Gedächtniskapazität
Bei 4 Items
Menschen mit hoher Gedächtniskapazität behandelten 4 Balken wie 2 (von CDA her), wenn zwei davon rot sind
zwei werden blockiert (d.h. positivere ipsilaterale Funktion mach Differenz negativer)
Menschen mit hoher Gedächtniskapazität zeigen CDA wie bei 4 Balekn -> verarbeiten auch Information, die nicht beachtet werden soll -> unnötige Info wird nicht gefiltert
CDA eher Mass für Filterung von irrelevanten visuellen Informationen im Arbeitsgedächtnis als Mass für Speicherung
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