EEG – Korrelate der Aktivierung kortikaler Objektrepräsentationen-2Institut für Allgemeine Psychologie, Universität Leipzig, Leipzig, DeutschlandManja Attig, Franziska Becker, Peggy Dobrig, Sarah Hirschmüller, Marie Pörschmann

Abb. 2: TF- Plot (Induzierte GBA)- bekannte Objekte

Abb. 3: TF-Plot (Induzierte GBA)- unbekannte Objekte

Abb. 5: TF-Plot (Evozierte GBA)- bekannte Objekte

Abb. 6: TF-Plot (Evozierte GBA)- unbekannte Objekte

Induzierte Gamma Band Antwort

-0,02

-0,01

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

Zeit in ms

unbekannt

bekannt

Induzierte Gamma Band Antwort

-0,02

-0,01

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

Zeit in ms

unbekannt

bekannt

Evozierte Gamma Band Antwort

-0,05

0

0,05

0,1

0,15

0,2

-101 -7

3-4

6-1

9 9 36 64 91 118

146

173

200

228

255

282

310

337

364

392

419

446

474

Zeit in ms

unbekannt

bekannt

Evozierte Gamma Band Antwort

-0,05

0

0,05

0,1

0,15

0,2

-101 -7

3-4

6-1

9 9 36 64 91 118

146

173

200

228

255

282

310

337

364

392

419

446

474

Zeit in ms

unbekannt

bekannt

Abb. 7: Liniendiagramm (evozierte Gamma-Band-Antwort: 40 Hz wavelet)

Abb. 4: Liniendiagramm (induzierte Gamma-Band-Antwort:

50 Hz wavelet)

EinleitungBei der Objekterkennung kommt es aufgrund der An-nahme verteilter Kodierungen in verschiedenen speziali-sierten Hirnarealen zum sogenannten Bindungsproblem. Gamma-Band-Antworten (GBA) im menschlichen EEG werden als Signatur eines Mechanismus gesehen, welcher durch Synchronisation das Bindungsproblem löst. Ziel des Experimentes ist es, mehr über elektrophysio-logische Korrelate der Aktivierung von Objektrepräsen-tationen in Erfahrung zu bringen. Wie ist es zum Beispiel möglich, dass die Gamma-Amplitude zum Teil bei evozierter GBA (Herrmann et al.,2004) meist aber bei induzierter GBA (Tallon-Baudry & Bertrand, 1999) variiert?Hypothesen:

(1) Bei der Präsentation von bekannten Objekten, erwartet man eine stärkere induzierte GBA als bei unbekannten Objekten.

(2) Wenn es eine evozierte GBA gibt, sollte der Peak bei bekannten Objekten deutlich höher liegen, als bei unbekannten.

Methode10 Versuchspersonen wurden 100 bekannte und 100 unbekannte Bilder präsentiert (s. Abb. 1), die als bekannt bzw. unbekannt eingeschätzt werden sollten. Die unbekannten Bilder wurden mithilfe einer Standard-Bildbearbeitungssoftware durch Verfremdung der bekannten Bilder erstellt. Jeder der 200 dargebotenen Trials bestand aus einer 500- 700 ms langen Baseline, der Stimuluspräsentation für 700 ms und 800 ms Baseline, gefolgt von der Beurteilungsphase.

Ergebnisse

Die gewählte Frequenz für die statistische Analyse der induzierten GBA liegt bei 50 Hz, für die der evozierten bei 40 Hz (siehe Abb. 4, 7). Der Peak für die induzierte GBA liegt bei 278 ms, der für die evozierte bei 97 ms nach Stimuluspräsentation. Die induzierte Aktivität während des Peaks ist für bekannte Objekte größer als für unbekannte (t(9)=2,8; p<0,05). Die gemittelten Werte der evozierten GBA unterscheiden sich zwischen den beiden Bedingungen nicht signifikant (t(9)=-0,06).

Das EEG wurde kontinuierlich mithilfe einer BioSemi 128- Elektrodenreihe (512 Hz) aufgezeichnet. Zur Auswertung wurde eine Wavelet-Analyse (500 ms vor bis 1500 ms nach Stimulus-onset) durchgeführt, deren Resultate als TF-Plots dargestellt wurden. Aufgrund der Latenzverschiebung der induzierten GBA von Epoche zu Epoche wurden Einzeltrials im Frequenzbereich transformiert und gemittelt. Die Peaks oszillatorischer Aktivität wurden den TF-Plots (siehe Abb. 2, 3, 5, 6) entnommen und mittels t-Tests für induzierte und evozierte GBA geprüft.

Diskussion

Anhand der Ergebnisse bestätigt sich Hypothese (1), dass die induzierte GBA für bekannte Objekte im Vergleich zu unbekannten signifikant erhöht ist. Dies stützt die Annahme, dass die GBA beim Bindungsprozess, und somit bei der Aktivierung von internen Objektrepräsentationen beteiligt ist. Als weiteres Ergebnis ist festzustellen, dass die evozierte GBA sowohl bei der Präsentation von bekannten, als auch von unbekannten Stimuli eindeutige Peaks zeigt, diese sich jedoch nicht signifikant zwischen den beiden Bedingungen unterscheiden. Hypothese (2) muss somit zurückgewiesen werden. Dieser Befund stützt die Resultate einer Reihe früherer Studien (Tallon-Baudry & Bertrand, 1999). Die Ergebnisse von Herrmann et al. (2004) konnten jedoch nicht bestätigt werden.

Literatur:

Herrmann, C.S., Munk, M.H.J., & Engel, A.K. (2004). Cognitive functions of gamma-band activity: memory match and utilization. TICS, 8(8), 347-355.

Tallon-Baudry, C., & Bertrand, O. (1999). Oscillatory gamma activity in humans and its role in object representation. TICS, 3, 151-162.

Abb. 1: Beispiele für bekannte und unbekannte Bilder

Gedruckt im Universitätsrechenzentrum Leipzig

Hz V

Hz V

ms ms

Hz V Hz V

ms ms

V

V