Combination of transcranial magnetic stimulation and lateralized EEG potentials to investigate the processing of non-consciously perceived stimuli

Das Projekt kombiniert Transkranielle Magnetstimulation (TMS) und Messung von EEG-Potentialen zur Aufklärung der Wirkung maskierter (daher nicht-bewusst wahrgenommener) Reize auf Handlung und Wahrnehmung in den Sekundenbruchteilen nach dem Reiz. TMS und EEG werden hierbei in zwei unterschiedlichen Weisen kombiniert: I) Zur Sondierung der durch maskierte Reize ausgelösten Zustandsänderungen des primär-motorischen Handareals (Aktivierung/Hemmung) wird das Handareal durch TMS zu definierten Zeitpunkten stimuliert und die dadurch ausgelöste EMG-Antwort an der Hand gemessen. Diese Zeitpunkte bestimmen sich aus dem EEG, als die Gipfelpunkte im Verlauf der EEG-Potentialdifferenz (¿LRP¿) zwischen den beiden motorischen Kortizes. II) EEG-Potentialdifferenzen zwischen den Hemisphären des visuellen Kortex ( N2pc ) geben Aufschluss über den Verlauf des Auswahlprozesses des relevanten Elements in einem visuellen Reiz. Um festzustellen, inwieweit dies auch für maskierte Reize gilt, wird TMS über dem visuellen Kortex als interferierende Maske benutzt. Durch Setzen des TMS- Maske zu verschiedenen Zeitpunkten kann der Zeitverlauf der N2pc-Modulation durch die Maske und ihr Verhältnis zur Bewusstheit der Wahrnehmung untersucht werden. Das Projekt erforscht somit die Möglichkeiten der Kombination dieser zwei zeitlich hochauflösenden Methoden zur Messung von Gehirnprozessen und wird dadurch weiteren Aufschluss über die bei unterschwelliger Wahrnehmung beteiligten Prozesse erbringen.

Das Projekt erforschte Wirkungen und Verarbeitung unbeachteter oder schwer sichtbarer Ereignisse. Als Methode diente Magnetische Stimulation ausgewählter Bereiche des Gehirns ("Transkranielle Magnetstimulation", TMS). Im ersten Projektbereich wurde das Zusammenspiel der motorischen Kortizes beider Hermisphären untersucht. Probanden mussten gemäß einem Zielreiz mit der linken oder rechten Hand reagieren. Der Zielreiz war von störenden Reizen flankiert; diese konnten gleich wie der aktuelle Zielreiz sein oder wie der alternative Zielreiz; dann lösten sie (im EEG messbare) Aktivierung des "falschen" motorischen Kortex aus. Wir maßen diese EEG-Aktivierung und prüften mit TMS der beiden motorischen Kortizes in den 100 ms nach dem Maximum der falschen Aktivierung, wie sich diese Aktivierung wieder zurückbildet. Wir fanden, dass sich im kritischen Zeitraum der Rückgang der Aktivierung des falschen motorischen Kortex und die Zunahme von Aktivierung des richtigen motorischen Kortex spiegelsymmetrisch verhalten, wie zwei Waagschalen, dass also die beiden motorischen Kortizes in solchen Aufgaben in einem engen Wechselverhältnis zueinander stehen. Im zweiten Projektbereich sahen Probanden ähnlich wie in einem Spielautomaten zwei Ströme von Buchstaben, links und rechts vom Fixationspunkt, und mussten darin zwei Zielreize identifizieren. Dies gelingt durchweg besser im linken Reizstrom, zeigt also einen Vorteil der rechten Hemisphäre. Wir überprüften, ob hier eine echte Dominanz der rechten Hemisphäre vorliegt, diese also die linke Hemisphäre unterdrückt, und versuchten daher, mit TMS über der rechten Hemisphäre diese mögliche Dominanz aufzubrechen und durch Ausschalten der rechten Hemisphäre die Leistung der linken Hemisphäre zu verbessern. Tatsächlich verschlechterte TMS der rechten Hemisphäre die Identifikationsleistung dieser Hemisphäre in ihrem kontralateralen Halbfeld, verbesserte jedoch nicht die Leistung der linken Hemisphäre, belegte also nicht die Vorstellung einer Befreiung von Dominanz. Andersherum verbesserte TMS der linken Hemisphäre die Identifikationsleistung der rechten Hemisphäre, im Einklang mit einer Befreiung von Dominanz. Es ergibt sich also die Schlussfolgerung, dass zwar die rechte Hemisphäre von vorneherein die bessere Leistung in dieser Aufgabe erbringt, die dominante Hemisphäre - die die Leistung der anderen einschränken kann - aber stets die linke ist.