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neuotischeEmotion (Subject) / SemIII (Lesson)
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- Repräsentationen semantischen Wissens im Gehirn -- erfahrungsabhängig vs. angeboren Wie lässt sich die Erfahrungsabhängigkeit von Repräsentationen testen? Repräsentationen in Abhängigkeit von der individuellen Erfahrung Erfahrung mit Objekten messen Experten vs. Laien neue Repräsentationen induzieren
- erfahrungsabhängig vs. angeboren Erfahrung mit Objekten messen - Studie Sensomotorische Erfahrung moduliert objektbezogene Aktivierung Vortest: Rating von 209 Alltagsobjekten durch 30 VPs Ist das Objekt eher eckig oder eher rund?“ „Wie oft interagieren Sie mit diesem Objekt?“ „Bei wievielen Interaktionen haben Sie das Objekt berührt?“ Auswahl von 119 Objekten für das eigentliche Experiment – 80 % oder mehr Übereinstimmung für die erste Frage des Vortests Experiment: Messung von Hirnaktivität in separater Stichprobe von VPs währendauditorischer Präsentation von Reizen Experimentalbedingung: „shape judgement task“ für Objekte - „ist das Objekt rund oder eckig?“ Kontrollbedingung: „lexical decision task“ abstrakte Wörter und Pseudowörter Aktivierungen für „shape judgement“ vs. „lexical decision“ Aktivierung im linken Parietalcortex korreliert mit Ausmaß der taktilen Erfahrung mit dem Objekt kleiner Effekt keine Messung der individuellen sensorischen Erfahrung
- erfahrungsabhängig vs. angeboren Experten vs. Laien -- Studienaufbau: Die Rolle aktiver Sporterfahrung für die Verarbeitung von Aktionswörtern Die Verarbeitung von Aktionswörtern rekrutiert aktionsbezogene Hirnareale (siehe Studievon Hauk et al., 2004 Sprachverarbeitung und –verständnis könnten durch die individuelle Erfahrung mit bestimmten Aktionen verändert sein Hockeyspieler vs. Hockeyfans vs. Novizen Präsentation von Sätzen mit alltäglichen und hockeybezogenen Handlungen Messung der Verarbeitung mittels fMRT nach der fMRT-Session: Messung des Satzverständnisses – passt der Satz zum Bild?
- erfahrungsabhängig vs. angeboren Experten vs. Laien -- Studienergebnisse: Verhaltensdaten „action-match Effekt“: schnellere Reaktionszeiten für passende Satz-Bild Kombinationen --> reflektiert Ausmaß des Satzverständnisses für Alltagshandlungen für hockeybezogene Handlungen nur bei Hockeyspielern und Fans fMRT Hirnaktivität in einigen Regionen korreliert mit dem „action-match Effekt“u.a. linker dorsaler prämotorischer Cortex (positive Korrelation) rechter primär sensomotorischer Cortex (negative Korrelation) --> Effekt der Erfahrung? Modulation durch Erfahrung im linken dorsalen prämotorischen Cortex stärkere Aktivierung bei größerer Erfahrung --> Handlungsauswahl im bilateralen primär sensomotorischen Cortex stärkere Aktivierung bei geringerer Erfahrung--> langsame Umsetzung von Handlungen
- Rolle sensomotorischer Erfahrung auf semantische Repräsentationen neue Repräsentationen induzieren Erfahrung und Werkzeugrepräsentationen – direkter Test Entwicklung von 32 neuen Werkzeugen mit spezifischen Funktionen Probanden lernen, die Hälfte der Werkzeuge zu benutzen („Training“) vor und nach dem „Objekt-Training“: Messung von objektbezogener Hirnaktivität für „trainierte“ und „nicht-trainierte“ Objekte mittels fMRT Während der fMRT-Messung visuelle „Matching“-Aufgabe Ergebnisse: Neuronale Objektrepräsentationen können durch sensomotorische Erfahrung neu induziert werden Verarbeitung von Objektbildern rekrutiert mittleren temporalen Gyrus typische Objektbewegung dorsalen prämotorischen Cortex Objekt-Handlungs-Assoziationen Inferiorer Parietalcortex Objekt-Handlungs-Assoziationen
- Rolle sensomotorischer Erfahrung auf semantische Repräsentationen neue Repräsentationen induzieren --> Folgestudie Folgestudie: Kontrolle von Vertrautheit der Objekte Untersuchung spezifischer Effekte von Training/Erfahrung Entwicklung von 36 manipulierbaren Objekten mit spezifischen Funktionen (3 „Sets“ zu je 12 Objekten) vor dem Training: Matching-Aufgabe - fMRI Training: Set 1 (MTO): Manipulations - Training Set 2 (VTO): visuelles – Training, (visuelle Exploration) Set 3 (NTO): kein Training nach dem Training: Matching-Aufgabe - fMRI --> spezifische Effekte für Manipulationserfahrungen mit Objekten aber: fronto-parietale Aktivierungen auch nach beobachteter Manipulation(Rüther et al., 2014)
- Rolle sensomotorischer Erfahrung auf semantische Repräsentationen Visuelle Erfahrung und Kategorie-spezifität im Temporallappen 7 Normalsichtige und 3 Geburtsblinde auditorische Präsentation von Tierstimuli Werkzeuge nicht-manipulierbaren Objekten relative Größeneinschätzung --> auch bei Blinden Gradient von medial (Werkzeuge/Objekte) nach lateral (Tiere) im ventralen Temporalcortex --> Spezialisierung entwickelt sich ohne visuelle Erfahrung
- empirische Befunde: erfahrungsabhängig vs. angeboren Aktivierungen bei monozygoten und dizygoten Zwillingen Vergleich der Aktivierungsmuster für die Verarbeitung von Stimuli verschiedener Kategorien zwischen monozygoten und dizygoten Zwillingen fMRT während 1-back Aufgabe (Entscheidung, ob der aktuelle Stimulus dem vorherigenentspricht) Kontraste: Gesichter > Phase-scrambled Häuser > Phase-scrambled Pseudowörter > Phase-scrambled Stühle/Sessel > Phase-scrambled Korrelation der Aktivierungen in „Regions of Interest“: sign. größere Korrelation für Gesichter und Häuser bei monozygoten Zwillingen kein Unterschied für Sessel und Pseudowörter --> Hinweis auf genetische Komponente bei der Verarbeitung von Reizenbestimmter Kategorien
- Angeborene vs. erfahrungs-abhängige Repräsentationen Zusammenfassung Geburtsblinde zeigen bei der Verarbeitung von Reizen unterschiedlicher Kategorien ähnliche Aktivierungsmuster wie Sehende – visuelle Erfahrung ist nicht erforderlich genetische Komponente bei Aktivierungsmustern für evolutionär bedeutungsvolle Reize wie Gesichter --> angeborene Repräsentation Erfahrung mit neuen Objekten führt zu stärkerer objektbezogener Aktivierung im frontalen und parietalen Cortex --> erfahrungsabhängige Repräsentation
- Sprachverarbeitung und –verständnis ... könnten durch die individuelle Erfahrung mit bestimmten Aktionen verändert sein --> Die Verarbeitung von Aktionswörtern rekrutiert aktionsbezogene Hirnareale (siehe Studie von Hauk et al., 2004)
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- Stabile vs. flexible Repräsentationen kategoriespezifische Theorien gehen von stabilen neuronalen Korrelaten verschiedener Konzepte aus modalitätsspezifische Theorien erlauben hingegen flexible Repräsentationen, die je nach Kontext variieren können Bisher haben nur wenige Studien die Flexibilität von Repräsentationen untersucht
- Modalitätsspezifische Repräsentationen: Evidenz aus Patientenstudien!? kategoriespezifische vs. modalitätsspezifische Theorien Wenn sensomotorische Areale eine kausale Rolle bei der Verarbeitung von Semantik spielen, müssten Läsionen/Funktionsstörungen dieser Areale zu entsprechenden Beeinträchtigungen führen Bisher gibt es nur wenig Evidenz dafür
- Verarbeitung von Aktionswörtern bei Patienten mit Amyotropher Lateralsklerose ALS: degenerative Erkrankung des motorischen Systems Testung von 34 ALS-Patienten hochauflösende MRT-Bildgebung zwei verbale Aufgaben Assoziationsaufgabe: Welches von zwei Wörtern passt besser zu einem Aktionsverb bzw. zu einem Objekt? Auswahl eines passenden Aktionsverbs oder eines Objektnamens aufgrund einer verbalen Beschreibung Schlechtere Leistung der ALS-Patienten für Aktionsverben als für Objekte Atrophie in motorischen, prämotorischen, präfrontalen und temporalen Arealen Ausmaß der prämotorischen, präfrontalen und inferior frontalen Atrophie korreliert negativ mit der Leistung bei Aktionswörtern
- ALS Amyotropher Lateralsklerose degenerative Erkrankung des motorischen Systems Atrophie in motorischen, prämotorischen, präfrontalen und temporalen Arealen
- Verarbeitung von aktionsbezogenen Wörtern bei Patienten mit Parkinson’s Disease 20 PD Patienten und 22 Kontrollpersonen automatische und bewusste Verarbeitung von Aktionswörtern 2 Aufgaben „lexical decision task“: abstrakte und Aktionswörter „semantic similarity judgement“ für beide Aufgaben Hinweise auf selektive Beeinträchtigungen der Verarbeitung von Aktionswörtern bei Parkinson-Patienten diese Befunde konnten bisher nicht eindeutig bestätigt werden
- Schlussfolgerung und Diskussion Befunde stützen sowohl Aspekte kategoriespezifischer, als auch Aspekte modalitätsspezifischer Theorie Semantisches Wissen ist in einem neuronalen Netzwerk repräsentiert, das unter anderem sensomotorische Areale umfasst. Bisher keine eindeutigen Belege für eine kausale Rolle sensomotorischer Areale bei der Verarbeitung von semantischen Informationen in Bezug auf Handlungen/Aktionen Studien mit hirngeschädigten Patienten zeigen stattdessen, dass Defizite semantischen Wissens meist mit Läsionen des Temporallappens einhergehen. Trend zur Integration der Theorien: erfahrungs- und modalitätsspezifische Effekte innerhalb genetisch determinierter Netzwerke? -->>> weitere Forschung nötig