Konflikt und die adaptive Regulation kognitiver Kontrolle

Reizinput

Reiz- Verarbeitung

Zentrales Kontrollsystem

Ziele

Handlungs-auswahl

Handlung

Reiz- Verarbeitung

Probleme der Idee einer zentralen Steuerinstanz

Wenn der PFC eine zentrale Steuerinstanz ist, wer kontrolliert dann den PFC?

Eine Theorie der kognitiven Kontrolle muss erklären, wie Kontrollprozesse selbst adaptiv reguliert werden, ohne dass eine innere Kontrollinstanz postuliert wird!

Konflikt und Kontrolle

Ach & Hillgruber: „Schwierigkeitsgesetz der Motivation“

Eine Erhöhung der Aufgabenschwierigkeit durch innere Widerstände oder Konflikte „bewirkt unmittelbar, d.h. ohne daß sich irgendwelche seelischen Prozesse, Überlegungen oder dergleichen einschieben müßten, eine Erhöhung der Willensanspannung, um trotz der Schwierigkeit, das Ziel zu erreichen...“ (Ach, 1935, S. 345)

Kuhl (1986):

Konflikte zwischen intendierten und konkurrierenden Reaktionen sind ein Signal für die Mobilisierung von volitionalen Kontrollprozessen, durch die die aktuelle Intention gegen Störungen abgeschirmt wird

Reaktionskonflikte im Labor: Die Flankier-Reiz-Aufgabe

HHSHH SSSSS

Kongruenter Reiz (kein Konflikt)

Inkongruenter Reiz (Konflikt)

H S

Aufgabe: Reagiere auf den zentralen Buchstaben!

Sequenzielle Konflikteffekte

Interferenzeffekt (= längere Reaktionszeiten in inkongruenten Durchgängen) ist unmittelbar nach einem Konflikt reduziert

Spricht dafür, dass Konflikte eine verstärkte Mobilisierung kognitiver Kontrolle auslösen

K-I I-I

K-K I-K

Gratton et al., (1992)

Inkongruent (Konflikt)

Kongruent

Kongruent Inkongruent Vorheriger Durchgang

Durchgang N+1

HHHHH HHSHH

HHSHH HHSHH

Durchgang N

K-I

I-I Aktueller Durchgang

Komputationales Modell

Botvinick, Braver, Barch, Carter, & Cohen (2001). Psychological Review, 108(3), 624-652.

Conflict measure = Hopfield energy in response layer:

E(t) = -∑aiajwij

Activation of task demand units in the next trial is adjusted depending on conflict strength:

C(t+1) = C(t) + (1- )(E(t) + )

C(t+1) Control in trial n+1

C(t) Control in current trial

E(t) Conflict in current trial

, Scaling parameters

Mean conflict in previous trials

HSH

Conflict Monitoring Theory

Conflict resolution

SHS

(Botvinick et al., 2001)

HSH

Conflict Monitoring Theory

SHS

(Botvinick et al., 2001)

HSH

Conflict Monitoring Theory

SHS

Conflict-Detection Control adjustment T+1

(Botvinick et al., 2001)

Data vs. simulation: Conflict-adaptation effect in the flanker task

Botvinick, Cohen & Carter (2004). Trends in Cognitive Sciences, 8(12), 539-546.

Was passiert bei einem Konflikt im Gehirn?

Gibt es neuronale Systeme, die Konflikte überwachen?

Konflikt-Überwachungs-Theorie

Botvinick et al. (2001). Psychological Review.

Konflikt-entdeckung

(ACC)

Kognitive Kontrolle

(PFC)

Mobilisierung

Konflikt

Regulation Bewertung

Dorsolateraler Präfrontalkortex

Anteriorer cingulärer Kortex (ACC)

ACC-Aktivierung durch Konflikte oder Fehler

Meta-Analyse von 38 fMRT-Studien

Ridderinkhof, Ullsperger, Crone, & Nieuwenhuis (2004). Science, 306(5695), 443-447.

Reaktionskonflikt

Entscheidungsunsicherheit

Reaktionsfehler

Negatives Feedback

Stroop task

BLUE

RED

GREEN

BLUE

Schnellere RZ in inkongruenten Durchgängen nach

inkongruenten (iI) Durchgängen als in inkongruenten

Durchgängen nach kongruenten (cI) Durchgängen

= reduzierte Interferenz nach einem Reaktionskonflikt

Erhöhte ACC Aktivierung in inkongruenten (Konflikt) Durchgängen

Je stärker die ACC-Aktivierung im vorhergehenden Konflikt-Durchgang, umso größer der Konflikt-Adaptations-Effekts im aktuellen Durchgang (Große KA = schnelle RZ in I-I-Durchgängen Niedrige KA = langsame RZ in I-I-Durchgängen)

Erhöhte Aktivierung im rechten lateralen PFC in Durchgängen mit starker Konflikt-Adaptation

ACC Aktivierung in inkongruenten Durchgängen korreliert positiv mit der DLPFC Aktivierung im nächsten Durchgang

Interaktion von ACC und PFC bei der Regulation kognitiver Kontrolle

(Kerns et al. (2004). Science, Vol. 303

Konflikt Kontrolle

Anteriorer cingulärer Cortex Rechter lateraler Präfrontalkortex

Mobilisiert

GRÜN Hemmung störender Reize Reduzierte Interferenz

Trial N Trial N+1

Kognitives Kontrollnetzwerk

(Präfrontaler Cortex) • Antizipation langfristiger Folgen

• Handlungsplanung

• Aufrechterhaltung von Zielen

• Inhibition störender Reize

Motivational-affektives Netzwerk

(VTA; NAc; Striatum; Amygdala)

• Lernen von Reiz-Belohnungs-Regeln

• Impulsive emotionale Reaktionen

• Reaktion auf unmittelbare Anreize

Kognitive Kontrolle emotionaler Reaktionen

Konflikt-Überwachungs-

Netzwerk

(medialer PFC) • Konfliktüberwachung

• Fehlerentdeckung

• Verarbeitung von Rückmeldungen

Willentliche Reaktions-aktivierung

Mobilisierung von Kognitiver Kontrolle

Reaktionssysteme

Konflikt

Feedback

Impulsive

Handlungen Bühringer, Wittchen, Gottlebe Kufeld, & Goschke, (2008). Internat. J. of Methods in Psychiatric Research, 17(1 Suppl.), S4-S15.