TY - JOUR A1 - Hoffmann, Mareike A. A1 - Koch, Iring A1 - Huestegge, Lynn T1 - Are some effector systems harder to switch to? In search of cost asymmetries when switching between manual, vocal, and oculomotor tasks JF - Memory & Cognition N2 - In task-switching studies, performance is typically worse in task-switch trials than in task-repetition trials. These switch costs are often asymmetrical, a phenomenon that has been explained by referring to a dominance of one task over the other. Previous studies also indicated that response modalities associated with two tasks may be considered as integral components for defining a task set. However, a systematic assessment of the role of response modalities in task switching is still lacking: Are some response modalities harder to switch to than others? The present study systematically examined switch costs when combining tasks that differ only with respect to their associated effector systems. In Experiment 1, 16 participants switched (in unpredictable sequence) between oculomotor and vocal tasks. In Experiment 2, 72 participants switched (in pairwise combinations) between oculomotor, vocal, and manual tasks. We observed systematic performance costs when switching between response modalities under otherwise constant task features and could thereby replicate previous observations of response modality switch costs. However, we did not observe any substantial switch-cost asymmetries. As previous studies using temporally overlapping dual-task paradigms found substantial prioritization effects (in terms of asymmetric costs) especially for oculomotor tasks, the present results suggest different underlying processes in sequential task switching than in simultaneous multitasking. While more research is needed to further substantiate a lack of response modality switch-cost asymmetries in a broader range of task switching situations, we suggest that task-set representations related to specific response modalities may exhibit rapid decay. KW - cognitive control KW - task switching KW - response modalities Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-324887 VL - 50 IS - 7 ER - TY - THES A1 - Hoffmann, Mareike T1 - Effector System Prioritization in Multitasking T1 - Effektorsystempriorisierung im Multitasking N2 - Multitasking, defined as performing more than one task at a time, typically yields performance decrements, for instance, in processing speed and accuracy. These performance costs are often distributed asymmetrically among the involved tasks. Under suitable conditions, this can be interpreted as a marker for prioritization of one task – the one that suffers less – over the other. One source of such task prioritization is based on the use of different effector systems (e.g., oculomotor system, vocal tract, limbs) and their characteristics. The present work explores such effector system-based task prioritization by examining to which extent associated effector systems determine which task is processed with higher priority in multitasking situations. Thus, three different paradigms are used, namely the simultaneous (stimulus) onset paradigm, the psychological refractory period (PRP) paradigm, and the task switching paradigm. These paradigms invoke situations in which two (in the present studies basic spatial decision) tasks are a) initiated at exactly the same time, b) initiated with a short varying temporal distance (but still temporally overlapping), or c) in which tasks alternate randomly (without temporal overlap). The results allow for three major conclusions: 1. The assumption of effector system-based task prioritization according to an ordinal pattern (oculomotor > pedal > vocal > manual, indicating decreasing prioritization) is supported by the observed data in the simultaneous onset paradigm. This data pattern cannot be explained by a rigid “first come, first served” task scheduling principle. 2. The data from the PRP paradigm confirmed the assumption of vocal-over-manual prioritization and showed that classic PRP effects (as a marker for task order-based prioritization) can be modulated by effector system characteristics. 3. The mere cognitive representation of task sets (that must be held active to switch between them) differing in effector systems without an actual temporal overlap in task processing, however, is not sufficient to elicit the same effector system prioritization phenomena observed for overlapping tasks. In summary, the insights obtained by the present work support the assumptions of parallel central task processing and resource sharing among tasks, as opposed to exclusively serial processing of central processing stages. Moreover, they indicate that effector systems are a crucial factor in multitasking and suggest an integration of corresponding weighting parameters in existing dual-task control frameworks. N2 - Das gleichzeitige Bearbeiten von mehreren Aufgaben (Multitasking) führt in der Regel zu schlechterer Performanz, zum Beispiel bezüglich Geschwindigkeit und Genauigkeit der Aufgabenausführung. Diese sogenannten Doppelaufgaben- (oder Multitasking-) Kosten sind oft asymmetrisch auf die involvierten Aufgaben verteilt. Dies kann unter bestimmten Gegebenheiten als Priorisierung von jenen Aufgaben, die mit geringeren Kosten assoziiert sind über jene, die stärker durch die Doppelaufgabensituation leiden, interpretiert werden. Eine Quelle für solch eine Aufgabenpriorisierung sind unterschiedliche Effektorsysteme (z.B. Blickbewegungsapparat, Extremitäten, Vokaltrakt), mit denen die Aufgaben jeweils ausgeführt werden sollen. Die vorliegende Arbeit untersucht solche effektorsystembasierte Priorisierung, das heißt, inwiefern assoziierte Effektorsysteme determinieren, ob Aufgaben in Multitasking-Situationen priorisiert verarbeitet werden. Dazu wurden drei verschiedene experimentelle Paradigmen genutzt: a) das „Simultane Stimulus-Darbietungs-Paradigma“, b) das „Psychologische Refraktärperioden-Paradigma“ und c) das „Aufgabenwechsel-Paradigma“. Innerhalb dieser Paradigmen werden Reaktionen (Reaktionszeiten und Fehlerraten) gemessen und zwischen verschiedenen Effektorsystemen verglichen, die a) zum genau gleichen Zeitpunkt gestartet werden, b) mit einem kurzen, variierten zeitlichen Versatz gestartet werden, aber in ihrer Ausführung überlappen, oder c) zwischen denen in unvorhersehbarer Reihenfolge hin und her gewechselt werden soll. Entsprechend dieser drei Ansätze erlauben die Ergebnisse drei wichtige Schlussfolgerungen: 1. Unter simultanem Einsetzen der Aufgabenverarbeitung (und damit ohne extern suggerierte Reihenfolge) folgen Doppelaufgabenkontrollprozesse einem ordinalen Priorisierungsmuster auf Basis der mit den Aufgaben assoziierten Effektorsysteme in der Reihenfolge: okulomotorisch > pedal > vokal > manuell (im Sinne einer absteigenden Priorisierung). Dieses Muster ist nicht durch Bearbeitungsgeschwindigkeit im Sinne eines „wer zuerst kommt, mahlt zuerst“-Prinzips erklärbar. 2. Eine Aufgabenpriorisierung, die auf einer externen Aufgabenreihenfolge basiert (gemessen im PRP-Effekt), kann durch die mit den Aufgaben assoziierten Effektorsysteme moduliert werden. 3. Systematische effektorsystembasierte Aufgabenpriorisierung ist nur dann konsistent zu beobachten, wenn Teile der Aufgabenverarbeitung zeitlich überlappen. Eine rein mentale Repräsentation einer Aufgabe, die in einem anderen Effektorsystem ausgeführt werden soll, reicht nicht dazu aus, um das oben beschriebene Priorisierungsmuster vollständig zu instanziieren. Alles in allem sprechen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit für parallele (und gegen ausschließlich serielle) Reaktionsauswahlprozesse und dafür, dass limitierte kognitive Ressourcen zwischen Aufgaben aufgeteilt werden. Außerdem zeigen die vorliegenden Ergebnisse den substantiellen Einfluss von Effektorsystemen auf Ressourcenzuweisungsprozesse in Mehrfachaufgabensituationen und legen nahe, entsprechende Gewichtungsparameter in bestehende Modelle zu Doppelaufgabenkontrolle zu integrieren. KW - Mehrfachtätigkeit KW - task prioritization KW - response modalities KW - cognitive control KW - Multitasking KW - Effektorsysteme Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-201084 ER - TY - JOUR A1 - Eder, Andreas B. A1 - Dignath, David T1 - Expected value of control and the motivational control of habitual action JF - Frontiers in Psychology N2 - A hallmark of habitual actions is that, once they are established, they become insensitive to changes in the values of action outcomes. In this article, we review empirical research that examined effects of posttraining changes in outcome values in outcome-selective Pavlovian-to-instrumental transfer (PIT) tasks. This review suggests that cue-instigated action tendencies in these tasks are not affected by weak and/or incomplete revaluation procedures (e.g., selective satiety) and substantially disrupted by a strong and complete devaluation of reinforcers. In a second part, we discuss two alternative models of a motivational control of habitual action: a default-interventionist framework and expected value of control theory. It is argued that the default-interventionist framework cannot solve the problem of an infinite regress (i.e., what controls the controller?). In contrast, expected value of control can explain control of habitual actions with local computations and feedback loops without (implicit) references to control homunculi. It is argued that insensitivity to changes in action outcomes is not an intrinsic design feature of habits but, rather, a function of the cognitive system that controls habitual action tendencies. KW - habit KW - outcome devaluation KW - Pavlovian-to-instrumental transfer KW - default-interventionist framework KW - expected value of control KW - cognitive control Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-195703 SN - 1664-1078 VL - 10 IS - 1812 ER - TY - JOUR A1 - Foerster, Anna A1 - Pfister, Roland A1 - Reuss, Heiko A1 - Kunde, Wilfried T1 - Commentary: Feeling the Conflict: The Crucial Role of Conflict Experience in Adaptation JF - Frontiers in Psychology N2 - A commentary on: Feeling the Conflict: The Crucial Role of Conflict Experience in Adaptationby Desender, K., Van Opstal, F., and Van den Bussche, E. (2014). Psychol. Sci. 25, 675–683. doi:10.1177/0956797613511468 Conflict adaptation in masked priming has recently been proposed to rely not on successful conflictresolution but rather on conflict experience (Desender et al., 2014). We re-assessed this proposal ina direct replication and also tested a potential confound due toconflict strength. The data supported this alternative view, but also failed to replicate basic conflict adaptation effects of the original studydespite considerable power. KW - conflict adaptation KW - conflict experience KW - conflict strength KW - cognitive conflict KW - cognitive control Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-190032 SN - 1664-1078 VL - 8 IS - 1405 ER - TY - JOUR A1 - Boehme, Stephanie A1 - Ritter, Viktoria A1 - Tefikow, Susan A1 - Stangier, Ulrich A1 - Strauss, Bernhard A1 - Miltner, Wolfgang H. R. A1 - Straube, Thomas T1 - Neural correlates of emotional interference in social anxiety disorder JF - PLoS ONE N2 - Disorder-relevant but task-unrelated stimuli impair cognitive performance in social anxiety disorder (SAD); however, time course and neural correlates of emotional interference are unknown. The present study investigated time course and neural basis of emotional interference in SAD using event-related functional magnetic resonance imaging (fMRI). Patients with SAD and healthy controls performed an emotional stroop task which allowed examining interference effects on the current and the succeeding trial. Reaction time data showed an emotional interference effect in the current trial, but not the succeeding trial, specifically in SAD. FMRI data showed greater activation in the left amygdala, bilateral insula, medial prefrontal cortex (mPFC), dorsal anterior cingulate cortex (ACC), and left opercular part of the inferior frontal gyrus during emotional interference of the current trial in SAD patients. Furthermore, we found a positive correlation between patients' interference scores and activation in the mPFC, dorsal ACC and left angular/supramarginal gyrus. Taken together, results indicate a network of brain regions comprising amygdala, insula, mPFC, ACC, and areas strongly involved in language processing during the processing of task-unrelated threat in SAD. However, specifically the activation in mPFC, dorsal ACC, and left angular/supramarginal gyrus is associated with the strength of the interference effect, suggesting a cognitive network model of attentional bias in SAD. This probably comprises exceeded allocation of attentional resources to disorder-related information of the presented stimuli and increased self-referential and semantic processing of threat words in SAD. KW - threat-related stimuli KW - prefrontal cortex KW - stroop interference KW - processing bias KW - phobia KW - single subject KW - cognitive control KW - amygdala response KW - cytoarchitectonic maps KW - anterior cingulate cortex Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-148534 VL - 10 IS - 6 ER - TY - THES A1 - Reuß, Heiko T1 - The interplay of unconscious processing and cognitive control T1 - Das Zusammenspiel unbewusster Verarbeitung und kognitiver Kontrolle N2 - The aim of this study was both to investigate the influence of cognitive control on unconscious processing, and to investigate the influence of unconscious processing on cognitive control. At first, different mechanisms and accounts to explain unconscious priming are presented. Here, perceptual and motor processes, as well as stimulus-response learning, semantic categorization, and the action trigger account as theories to explain motor priming are discussed. Then, the issue of the potential limits of unconscious processing is presented. Findings that indicate that active current intentions and expertise modulate unconscious processing are illustrated. Subsequently, results that imply an influence of unconsciously presented stimuli that goes beyond motor processes are discussed, with a special focus on inhibition processes, orienting of attention, task set activation, and conflict adaptation. Then I present the results of my own empirical work. Experiment 1 shows that the effective processing of unconsciously presented stimuli depends on expertise, even when potentially confounding difference between the expert and novice groups are controlled. The results of Experiments 2 and 3 indicate that the intention to use particular stimuli is a crucial factor for the effectiveness of these stimuli when they are presented unconsciously. Additionally, these findings show that shifts of attention can be triggered by centrally presented masked arrow cues. Experiments 4 and 5 broaden these results to cue stimuli that are not inherently associated with a spatial meaning. The finding corroborate that typically endogenously controlled shifts of attention can also be induced by unconscious stimuli. Experiments 6 and 7 demonstrate that even a central cognitive control process like task set activation is not contingent on conscious awareness, but can in contrast be triggered through unconscious stimulation. Finally, these results are integrated and I discuss how the concept of cognitive control and the limits of unconscious processing may have to be reconsidered. Furthermore, potential future research possibilities in this field are presented. N2 - Das Ziel dieser Arbeit war es, sowohl den Einfluss von kognitiver Kontrolle auf unbewusste Verarbeitung, als auch den Einfluss unbewusster Verarbeitung auf kognitive Kontrolle zu untersuchen. Zunächst werden verschiedene Mechanismen und Ansätze zur Erklärung unbewusster Bahnung vorgestellt. Dabei werden perzeptuelle Prozesse sowie motorische Prozesse beleuchtet und mit Reiz-Reaktions-Verbindungen, semantischer Kategorisierung und dem Ansatz handlungsdeterminierender Reizerwartungen drei verschiedene Ansätze zur Erklärung motorischer Bahnung besprochen. Danach wird die Problematik der Grenzen unbewusster Verarbeitung dargestellt. Es werden Befunde vorgestellt, die Hinweise auf den Einfluss von aktiven Aufgabeneinstellungen sowie von Expertise auf unbewusste Verarbeitung geben. Als nächstes werden Ergebnisse besprochen, die einen über motorische Prozesse hinausgehenden Einfluss unbewusster Reize nahelegen. Dabei wird insbesondere auf den Einfluss auf Hemmprozesse, Aufmerksamkeitsausrichtung, die Aktivierung von Aufgabeneinstellungen und Konfliktadaptation eingegangen. Dann werden die Ergebnisse eigener empirischer Arbeiten vorgestellt. In Experiment 1 wurde gezeigt, dass die effektive Verarbeitung unbewusster Reize von Expertise abhängt, auch wenn sonstige Unterschiede zwischen Experten- und Novizen-Gruppen kontrolliert sind. Die Ergebnisse von Experiment 2 und 3 zeigten, dass die Absicht, bestimmte Reize zu nutzen, ein entscheidender Faktor dabei ist, ob diese Reize auch unbewusst einen Effekt entfalten können. Zudem wurde hier gezeigt, dass Aufmerksamkeitsverschiebungen durch zentral präsentierte, maskierte Pfeile ausgelöst werden können. Die Experimente 4 und 5 erweiterten diesen Befund auf Hinweisreize, die keine inhärente räumliche Bedeutung haben. Hier konnte bestätigt werden, dass eigentlich endogen gesteuerte Aufmerksamkeitsverschiebungen durch unbewusste Reize induziert werden können. Die Experimente 6 und 7 zeigten, dass selbst ein zentraler kognitiver Kontrollprozess wie die Aktivierung verschiedener Aufgabeneinstellungen nicht bewusstseinspflichtig ist, sondern im Gegenteil durch unbewusste Stimulation in Gang gesetzt werden kann. Letztendlich werden diese Ergebnisse zueinander in Beziehung gesetzt. Es wird diskutiert, inwiefern das Konzept kognitiver Kontrolle und die Grenzen unbewusster Verarbeitung neu betrachtet werden müssen. Außerdem werden mögliche zukünftige Forschungsfelder in diesem Bereich aufgezeigt. KW - Bewusstsein KW - unconscious processing KW - cognitive control KW - Kognitiver Prozess KW - Allgemeine Psychologie Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76950 ER - TY - THES A1 - Heinzel, Sebastian T1 - Multimodal neuroimaging of prefrontal cortex (dys)function: EEG, fNIRS, fNIRS-fMRI and Imaging Genetics approaches T1 - Multimodale funktionelle Bildgebung von (Dys)funktionen des präfrontalen Kortex: EEG, fNIRS, fNIRS-fMRT und Imaging Genetics Ansätze N2 - The present cumulative dissertation comprises three neuroimaging studies using different techniques, functional tasks and experimental variables of diverse nature to investigate human prefrontal cortex (PFC) (dys)function as well as methodological aspects of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). (1) Both dopamine (DA) availability (“inverted U-model”) and excitatory versus inhibitory DA receptor stimulation (“dual-state theory”) have been linked to PFC processing and cognitive control function. Electroencephalography (EEG) was recorded during a Go/NoGo response inhibition task in 114 healthy controls and 181 adult patients with attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD). As a neural measure of prefrontal cognitive response control the anteriorization of the P300 centroid in NoGo- relative to Go-trials (NoGo anteriorization, NGA) was investigated for the impact of genetic polymorphisms modulating catechol-O-methyltransferase efficiency (COMT, Val158Met) in degrading prefrontal DA and inhibitory DA receptor D4 sensitivity (DRD4, 48bp VNTR). Single genes and ADHD diagnosis showed no significant impact on the NGA or behavioral measures. However, a significant COMT×DRD4 interaction was revealed as subjects with relatively increased D4-receptor function (DRD4: no 7R-alleles) displayed an “inverted U”-relationship between the NGA and increasing COMT-dependent DA levels, whereas subjects with decreased D4-sensitivity (7R) showed a U-relationship. This interaction was supported by 7R-allele dose-effects and also reflected by an impact on task behavior, i.e. intraindividual reaction time variability. Combining previous theories of PFC DA function, neural stability at intermediate DA levels may be accompanied by the risk of overly decreased neural flexibility if inhibitory DA receptor function is additionally decreased. The findings of COMT×DRD4 epistasis might help to disentangle the genetic basis of dopaminergic mechanisms underlying prefrontal (dys)function. (2) While progressive neurocognitive impairments are associated with aging and Alzheimer's disease (AD), cortical reorganization might delay difficulties in effortful word retrieval, which is one of the earliest cognitive signs of AD. Therefore, cortical hemodynamic responses were measured with fNIRS during phonological and semantic verbal fluency, and investigated in 325 non-demented, healthy subjects (age: 51-82 years). The predictive value of age, sex, verbal fluency performance and years of education for the cortical hemodynamics was assessed using multiple regression analyses. Age predicted bilaterally reduced inferior frontal junction (IFJ) and increased middle frontal and supramarginal gyri activity in both task conditions. Years of education as well as sex (IFJ activation in females > males) partly predicted opposite effects on activation compared to age, while task performance was not a significant predictor. All predictors showed small effect sizes (-.24 < β < .22). Middle frontal and supramarginal gyri activity may compensate for an aging-related decrease in IFJ recruitment during verbal fluency. The findings of aging-related (compensatory) cortical reorganization of verbal fluency processing might, in combination with other (risk) factors and using longitudinal observations, help to identify neurodegenerative processes of Alzheimer's disease, while individuals are still cognitively healthy. (3) Individual anatomical or systemic physiological sources of variance may hamper the interpretation of fNIRS signals as neural correlates of cortical functions and their association with individual personality traits. Using simultaneous fNIRS and functional magnetic resonance imaging (fMRI) of hemodynamic responses elicited by an intertemporal choice task in 20 healthy subjects, variability in crossmodal correlations and divergence in associations of the activation with trait "sensitivity to reward" (SR) was investigated. Moreover, an impact of interindividual anatomy and scalp fMRI signal fluctuations on fNIRS signals and activation-trait associations was studied. Both methods consistently detected activation within right inferior/middle frontal gyrus, while fNIRS-fMRI correlations showed wide variability between subjects. Up to 41% of fNIRS channel activation variance was explained by gray matter volume (simulated to be) traversed by near-infrared light, and up to 20% by scalp-cortex distance. Extracranial fMRI and fNIRS time series showed significant temporal correlations at the temple. Trait SR was negatively correlated with fMRI but not fNIRS activation elicited by immediate rewards of choice within right inferior/middle frontal gyrus. Higher trait SR increased the correlation between extracranial fMRI signal fluctuations and fNIRS signals, suggesting that task-evoked systemic arousal-effects might be trait-dependent. Task-related fNIRS signals might be impacted by regionally and individually weighted sources of anatomical and systemic physiological error variance. Traitactivation correlations might be affected or biased by systemic physiological arousal-effects, which should be accounted for in future fNIRS studies of interindividual differences. N2 - Die vorliegende kumulative Dissertation umfasst drei funktionelle Bildgebungsstudien, welche mit unterschiedlichen methodischen Verfahren, Versuchsaufgaben und experimentellen Variablen Hirnfunktionen des präfrontalen Kortex sowie methodische Aspekte der funktionellen Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) untersuchten. (1) Sowohl die präfrontale Dopamin (DA)-Verfügbarkeit (“inverted U-model”) als auch das Verhältnis der Stimulation von exzitatorischen und inhibitorischen DA- Rezeptoren (“dual-state theory”) wurde mit präfrontaler Verarbeitung und Funktionen wie kognitiver Kontrolle in Verbindung gebracht. Während der Bearbeitung einer Aufgabe zur motorischen Antworthemmung wurden die elektrischen Hirnsignale mittels Elektroenzephalographie (EEG) bei 114 gesunden Probanden und 181 adulten Patienten mit Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung abgeleitet. Als neuronales Maß der präfrontalen kognitiven Antwortkontrolle wurde die Anteriorisierung der P300-Zentroide während NoGo- relativ zu Go-Aufgabenbedingungen verwendet (NoGo-Anteriorisierung, NGA). Die NGA wurde hinsichtlich eines Einflusses von genetischen Polymorphismen untersucht, welche den DA Abbau durch die Katechol-O-Methyltransferase (COMT, Val158Met) bzw. die DA D4-Rezeptorsensitivität (DRD4, 48 bp VNTR) modulieren. Während die NGA weder Gen-Haupteffekte noch Unterschiede zwischen Gesunden und Patienten zeigte, war eine signifikante epistatische COMT×DRD4 Interaktion zu beobachten. Personen mit relativ gesteigerter D4-Rezeptorsensitivität (kein 7R-Allel) zeigten einen umgekehrten U-Zusammenhang zwischen der NGA und steigender COMT-abhängiger DA-Verfügbarkeit, wohingegen Personen mit relativ verringerter D4-Rezeptorsensitivität (7R-Allel) einen U-Zusammenhang zeigten. Diese Gen-Gen Interaktion zeigte DRD4 7R-Alleldosis-Effekte und spiegelte sich auch behavioral in der intraindividuellen Go-Reaktionszeitvariabilität wider. Neuronale Stabilität bei mittlerer DA-Verfügbarkeit könnte mit einem erhöhen Risiko verringerter Flexibilität einhergehen, wenn zusätzlich die inhibitorische DA D4-Rezeptorfunktion eingeschränkt ist. Über die gezeigte Interaktion genetischer Einflussvariablen vereinigen die Ergebnisse bestehende Theorien zur DA-Verfügbarkeit bzw. dem Verhältnis DA-abhängiger neuronaler Erregung und Hemmung mit Einfluss auf präfrontale kognitive Kontrolle. (2) Alterungsprozesse und die Alzheimer-Demenz sind mit Beeinträchtigungen neurokognitiver Funktionen verbunden, wobei eine verringerte Wortflüssigkeit zu den frühesten Symptomen der Alzheimer-Demenz gehört. Kompensatorische Prozesse, welche diesen Symptomen (zunächst) entgegenwirken, können sich in einer Reorganisation kortikaler Verarbeitung zeigen. Zur Untersuchung dieser Prozesse wurden kortikale hämodynamische Antworten während der phonologischen und semantischen Wortflüssigkeit wurden bei 325 nicht-dementen gesunden Personen (Alter: 51-82 Jahre) mittels fNIRS untersucht. Der prädiktive Wert von Alter, Geschlecht, Wortflüssigkeitsleistung und der Ausbildungsjahre der Versuchspersonen bezüglicher der kortikalen hämodynamischen Antworten wurde mittels multipler Regression untersucht. Das Alter war ein signifikanter Prädiktor reduzierter bilateraler Aktivität im Übergangsbereich vom inferior frontalen Gyrus zum temporalen Pol (IFT) und gesteigerter bilateraler Aktivität im mittleren frontalen und supramarginalen Gyrus. Die Ausbildungsjahre und das Geschlecht (IFT-Aktivität bei Frauen höher als bei Männern) zeigten teilweise dem Alter entgegengesetzte Effekte, während die Wortflüssigkeitsleistung keinen signifikanten Einfluss hatte. Alle Prädiktoren zeigten nur kleine Effektstärken (-.24 < β < .22). Die gesteigerte Aktivität im mittleren frontalen und supramarginalen Gyrus könnte einen Kompensationsprozess für gesenkte IFT Aktivität mit steigendem Altern darstellen. Diese Belege einer (kompensatorischen) kortikalen Reorganisation der Verarbeitung von Wortflüssigkeit könnten, in Kombination mit weiteren (Risiko-)Faktoren und im Rahmen longitudinaler Untersuchungen, dazu beitragen neurodegenerative Prozesse einer Alzheimer-Demenz zu erkennen, bevor erste kognitive Symptome erkennbar sind. (3) Einflüsse individueller Anatomie und systemischer physiologischer Artefakte können die Validität der Interpretation von fNIRS Signalen als Korrelate kortikaler Hirnaktivität und Korrelationen dieser Aktivität mit individuellen (Persönlichkeits-)Maßen einschränken. Zur Untersuchung dieser Problematik wurde eine simultane Messung hämodynamischer Antworten mit fNIRS und funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) bei 20 gesunden Versuchspersonen durchgeführt, während eine Entscheidungsaufgabe zwischen Geldbeträgen unterschiedlicher Höhe und Aushändigungszeitpunkte durchgeführt wurde. Beide Methoden zeigten konsistente Aktivierung im rechten inferioren/mittleren frontalen Gyrus. Korrelationen der fNIRS mit den fMRT Zeitreihen zeigten jedoch eine hohe Variabilität zwischen den Versuchspersonen. Bis zu 41% der Varianz der fNIRS-Aktivität wurde durch das simulierte individuelle Volumen der von fNIRS erfassten grauen Hirnsubstanz eines Messkanals, und bis zu 20% durch den Abstand zwischen Kopfoberfläche und Kortex, aufgeklärt. Die fMRT-Zeitreihen in der Haut zeigten zudem signifikante Korrelationen mit dem fNIRS-Signal in der Schläfenregion. Während fMRT eine signifikante negative Korrelation der inferioren/mittleren frontalen Gyrus-Aktivität mit dem Persönlichkeitsmerkmal "Belohnungssensitivität" zeigte, war die Korrelation bei fNIRS nicht signifikant. Eine erhöhte Belohnungssensitivität erhöhte zudem die Korrelation zwischen fNIRS und fMRT in der Haut, welches auf eine durch Erregung erhöhte systemisch-physiologische Reaktion in Abhängigkeit des Persönlichkeitsmerkales hindeuten könnte. Die mit fNIRS aufgezeichneten hämodynamischen Antworten unterliegen regionaler und individuell-gewichteter anatomischer und systemisch-physiologischer Fehlervarianz und zukünftige fNIRS-Studien zu interindividuellen Unterschieden sollten diesen Umstand berücksichtigen. KW - Präfrontaler Kortex KW - Dopamin KW - Bildgebendes Verfahren KW - Funktionelle Bildgebung KW - Kognitive Kontrolle KW - Genomische Bildgebung KW - Prefrontal cortex KW - functional neuroimaging KW - cognitive control KW - dopamine KW - imaging genetics Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75710 N1 - Die gedruckte Ausgabe dieser kumulativen Dissertation enthält die verwendeten Artikel im Volltext. ER -