fMRI studies on pathways caused by unidentifiable stimuli

Das Projekt untersucht Gemeinsamkeiten und Unterschiede der bewussten und nicht-bewussten Reizverarbeitung beim Menschen. Es baut auf Vorarbeiten auf, in denen mit Reaktionszeiten und ereignisbezogenen EEG-Potentialen (ERPs) die Wirkung von durch Metakontrast maskierten ('Bahnungs')-Reizen auf die Verarbeitung nachfolgender Reize untersucht wurde. Sowohl die maskierten Bahnungsreize als auch die nachfolgenden Reize lösten parietale reizbezogene und frontale reaktionsbezogene ERP-Komponenten aus. Hier sollen mit funktioneller Magnetresonanztomoraphie (fMRT) diese Aktivierungen lokalisiert werden und dadurch die Verarbeitungswege beschrieben werden, die für Bahnung von Identifikation und Reaktion im fronto-parietalen System zuständig sind. Untersucht werden sowohl vollständig als auch unvollständig maskierte (d.h. sowohl unidentifizierbare als auch mit Mühe identifizierbare) Bahnungsreize. Die Resultate sollen zum Verständnis der physiologischen Grundlage des Unterschieds bewusster und unbewusster Verarbeitung beitragen. Eine Übertragung der hier gefundenen Gesetzmäßigkeiten auf das Verständnis des pathologischen Hemi-Neglect- und Extinktionsphänomens bei rechts-parietaler Läsion wird angestrebt. Methodisch strebt das Projekt an, die Möglichkeiten und Grenzen für gemeinsame Messung von ERPs und MR-Signal zu erkunden und zu erweitern.

Das Projekt untersuchte mit funktioneller Magnetresonanztomografie (fMRT), wie sich die Aktivierung von Gehirn Vorgängen durch die Wahrnehmung von Reizen verändert, die nicht bewusst identifizierbar sind. Vorarbeiten hatten gezeigt, dass die Reaktionszeiten auf bewusst wahrnehmbare Reize durch vorangehende unidentifizierbare Reize mehr oder weniger stark modifiziert werden können, abhängig davon, ob die unidentifizierbaren Reize den bewusst wahrnehmbaren Reizen häufig entsprechen oder ihnen häufig widersprechen. Unsere fMRT-Analyse zeigte nun, dass der „Pförtner", der den Einfluss der unidentifizierbaren Reize auf Wahrnehmung und Handlung zulässt oder nicht, im prä-supplementären motorischen Areal angesiedelt werden kann. In einem zweiten Experiment wurde systematisch der Zeitabstand zwischen zwei Reizmustern variiert, sodass das erste Reizmuster, das bei kurzem Abstand völlig unerkennbar war, mit wachsendem Abstand immer klarer erkannt wurde. Damit einher gingen nur wenige fMRT-Aktivierungserhöhungen in visuellen Arealen; vielmehr spiegelte fMRT durch Aktivierung in motorischen Arealen vor allem den größeren motorischen Bahnungseffekt wider, der sich durch den wachsenden Zeitabstand ergab. Drittens wurden, wie an Spielautomaten, zwei schnelle Reizserien gleichzeitig links und rechts gezeigt; die Probanden mussten zwei Zielreize identifizieren. Vorarbeiten hatten gezeigt, dass die Identifikation des zweiten Zielreizes dann am meisten leidet, wenn er rechts ist und der erste Zielreiz links; dies weist auf eine Unterlegenheit der linken Hemisphäre in dieser Aufgabe hin. Ein entsprechender deutlicher Aktivierungsvorteil der rechten Hemisphäre zeigte sich jedoch im fMRT nicht. Die negativen Befunde in den beiden letzteren Experimenten könnten durch eine zu geringe Empfindlichkeit des fMRT auf schnelle Gehirn Vorgänge zurückzuführen sein. Daher sollte in künftigen Experimenten an einer Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses gearbeitet werden.