Auswertung

Die Auswertung erfolgte f¨ur jeden Probanden in einem kombinierten Modell f¨ur beide Desi-gntypen, mit den Modellfunktionenbox-carf¨ur das geblockte Design undhrf & time derivative f¨ur das Event-Related-Design. Im Event-Related-Design wurden die drei Durchg¨ange als un-abh¨angige Messungen angesehen, so daß pro Durchgang jeder Datenpunkt nur als einmal gemessen modelliert wurde. Die Mittelung erfolgte erst im gemeinsamen Kontrast, der den mittleren Effekt darstellte.

SPM

Die Auswertung erfolgte sowohl ¨uber eine Gruppenanalyse als auch ¨uber Einzelfallanalysen.

In Abbildung 3.4 wird ein ¨Uberblick ¨uber die einzelnen Messungen der 3 Probanden gegeben.

Es zeigte sich eine sehr große Variabilit¨at in den Aktivierungsmustern.

In beiden Designtypen wurden Aktivierungen in den prim¨aren visuellen Arealen gefunden, die in den Event-Related-Bedingungen zumeist ein gr¨oßeres Gebiet umfaßten als im Block-design. Insgesamt zeigte sich aber eine sehr große Variabilit¨at in der Aktivierungsst¨arke und -ausdehnung. Einheitlich ist unter allen Bedingungen und bei allen Probanden eine Aktivie-rung vornehmlich des linken, medialen Anteils des prim¨aren visuellen Cortex (V1) zu sehen.

Zus¨atzlich zeigte sich, dass im Event-Related-Design auch der rechte occipito-parietale ¨ Uber-gang in vier von sechs Messungen aktiviert wurde.

3.2. Passive Wahrnehmung eines Hell-Dunkel-Kontrastes 65

Abbildung 3.4: Ubersicht ¨^¨ uber die spmT-Ergebnisse f¨ur jeden Probanden und jeden Meßtag (p<0.001):

oben:Blockdesign

unten:Event-Related-Design.

Der zweite Aspekt dieser ersten Studie bestand in dem Versuch, einen gefitteten Zeitverlauf mit einer zeitlichen Aufl¨osung von 100ms aufzunehmen. Abbildung 3.5 zeigt einen solchen Zeitverlauf bei einem Probanden, gemittelt ¨uber die drei Meßwiederholungen innerhalb einer Untersuchungseinheit.

Der gefittete Zeitverlauf repr¨asentiert sehr gut den gemessenen Zeitverlauf. Mit den inzwi-schen vorhandenen Verbesserungen in der Paradigmen-Steuerung und der M¨oglichkeit, mehr als 128 Bilder innerhalb einer Meßsequenz aufzunehmen, ist es gut m¨oglich, den Zeitverlauf mit einer sehr hohen zeitlichen Aufl¨osung zu erfassen.

Intraklassen Korrelationskoeffizient

Die Auswertung ¨uber den Intraklassen Korrelationskoeffizienten (ICC₁) (Abb. 3.6) ergab f¨ur beide Designs nur wenige Voxel mit einer gut reproduzierbaren Aktivierung. Diese begrenzten sich bei beiden Versuchdesigns auf den prim¨aren visuellen Cortex. Im Vergleich der beiden experimentellen Designs wies das geblockte Design ein gr¨oßeres Cortexgebiet mit gut repro-duzierbaren Voxeln auf. Bei der Interpretation der ICC-Ergebnisse ist jedoch zu beachten, dass dieser sich immer auf die untersuchte Gruppe bezieht. Da hier nur 3 Personen untersucht wurden, ist die Basis dieser Berechnung sehr klein.

Zeit (Sekunden)

Adjustierte BOLD-Reaktion

Abbildung 3.5: Gefitteter Zeitverlauf aus dem prim¨aren visuellen Cortex eines Probanden:

Dieser exemplarische Zeitverlauf aus einem einzelnen Voxel zeigt die gute Zeitaufl¨osung des hier verwendeten Event-Related-Designs.

Scatter-Plot

Die Analyse der Scatter-Plots best¨atigte die geringe Reliabilit¨at der gefundenen Aktivie-rungen (s. Tab. 3.1). Im Unterschied zur ICC-Analyse erhielt auch das Blockdesign einen schlechten Wert.

Tabelle 3.1: Analyse der Scatter-Plots:In einer Scatter-Plot-Analyse wurden pro Proband alle t-Werte aus der ersten Messung mit denen aus der zweiten korreliert, sobald der t-Wert die Schwelle von|t|>2.33

¨uberschritt. Die Werte in der Tabelle geben die ¨uber die Probanden gemittelten Korrelationen an.

Aufgabe r(Z)

Blockdesign 0,329

Event-Related-Design 0,327

Des weiteren zeigte diese Auswertung keinerlei Unterschiede zwischen den beiden Designs.

Nach den in Kap. 2.4.2 eingef¨uhrten Klassifizierungen von ICC-Werten und Korrelationswer-ten l¨aßt sich dieses Ergebnis als nur schwach reproduzierbar klassifizieren.

Zeitverlauf

Zur Analyse des Zeitverlaufes wurden vier ROIs gew¨ahlt, welche die prim¨aren Anteile des Sehzentrums abdeckten. Dies waren die Regionen visuell links / rechts, die haupts¨achlich die medialen Anteile des Occipitallappens abdeckten (V1 & V2), w¨ahrend die RegionenGOi links / rechtsden Gyrus occipitalis inferior abdeckten, der auch mit h¨oheren Funktionen der visuellen Wahrnehmung in Verbindung gebracht wird.

Alle vier Regionen zeigten ein einheitliches Verhalten, sowohl zwischen den Regionen als auch zwischen den zwei experimentellen Bedingungen. Das robustere Blockdesign f¨uhrte auch zu h¨oheren Korrelationen der gefitteten Zeitverl¨aufe (0.59 - 0.66 = mittlere Reproduzierbarkeit).

F¨ur das Event-Related-Design wurden dagegen nur sehr geringe Werte in dieser Analyse berechnet (0.16 - 0.33 = keine / schwache Reproduzierbarkeit).

3.2. Passive Wahrnehmung eines Hell-Dunkel-Kontrastes 67

Blockdesign

Event-Related-Design

Abbildung 3.6: Intraklassen Korrelationsanalyse:

Obere Reihe:Blockdesign

Untere Reihe:Event-Related-Design.

Tabelle 3.2:Korrelationsanalyse der gefilterten Zeitreihen:Die Tabelle zeigt die ¨uber die Probanden gemittelten Korrelationswerte r(Z), ermittelt aus der Korrelation der gefilterten Zeitreihen der ersten und zweiten Messung aus dem visuellen Cortex und dem Gyrus occipitalis inferior.

Aufgabe visuell links visuell rechts GOi links GOi rechts

[r(Z)] [r(Z)] [r(Z)] [r(Z)]

Blockdesign 0,663 0,654 0,622 0,585

Event-Related-Design 0,326 0,293 0,160 0,216

Die ICC-Analyse ¨uber die Signal¨anderungen ergab folgendes Ergebnis: F¨ur das Blockdesign wurde in der ROI, die das linke prim¨are visuelle Areal umfaßte, der gr¨oßte ICC berechnet.

Aber auch dieser zeigte mit ICC = 0.662 nur eine mittlere Reproduzierbarkeit der dortigen Aktivierung. Die Regionen, die den Gyrus occipitalis inferior umfaßten, hatten dagegen sehr hohe negative ICC-Werte, die auf eine große Varianz zwischen den den beiden Messungen schließen ließ. Der Vergleich mit Abbildung 3.4 zeigt dies ebenfalls. Die Aktivierungen unter der geblockten Bedingung waren am zweiten Meßtag bei allen Probanden kleiner als bei der ersten Messung. F¨ur das Event-Related-Design wurde dagegen der gr¨oßte ICC im rechten GOi gefunden. Hier wurde eine gute Reproduzierbarkeit der gefitteten Signal¨anderung ermittelt.

Tabelle 3.3: ICC-Analyse der gefitteten Signal¨anderungen

Aufgabe visuell links visuell rechts GOi links GOi rechts

[ICC] [ICC] [ICC] [ICC]

Blockdesign 0,622 0,279 -0,992 -0,914

Event-Related-Design 0,392 0,361 -0,093 0,863

Overlap

Der Vergleich zwischen den beiden experimentellen Designs ergab in der Analyse der ¨ uber-lappenden Volumen (R^ij_overlap) eine etwas bessere Reproduzierbarkeit der aktivierten Voxel im Event-Related-Design (s. Tab. 3.4). Werden alle Voxel ber¨ucksichtigt, die in mindestens einer Messung als signifikant klassifiziert wurden, so ¨uberlappten sich 40% der gefundenen Aktivierungen aus beiden Messungen. Es ist zu beachten, dass in die Berechnung dieses Re-liabilit¨atsmaßes der numerische t-Wert nicht eingeht, sobald er ¨uber der Schwelle vont= 2.33 (p <0.01) lag.

Tabelle 3.4:Analyse der gemeinsamen Aktivierungen aus beiden Messungen:Aufgef¨uhrt sind die mittleren ¨Uberlappungsverh¨altnisse der aktivierten Volumen (t>2.33) aus der ersten und zweiten Messung.

Aufgabe R^ij_overlap ±stabw Blockdesign 28,98± 18,83 % Event-Related-Design 40,32±18,73 %

Die Lage der ¨uberlappenden Volumen kann mit einer Schichtdarstellung illustriert werden (s.

Abb. 3.7).

Blockdesign

Event-Related-Design

Abbildung 3.7: Ubersicht ¨^¨ uber die Overlap-Ergebnisse:In rot sind diejenigen Voxel dargestellt, die in allen Probanden in beiden Messungen als aktiviert gefunden wurden (t>2.33).

Obere Reihe:geblocktes Design Untere Reihe:Event-Related-Design.

Mehrere Dinge lassen sich an dieser Abbildung ablesen. Zum einen liegen alle Voxel (rot dargestellt), die in mehreren Untersuchungen aktiviert wurden (Messwiederholung bzw. ver-schiedene Probanden), im prim¨aren visuellen Cortex. Dar¨uber hinaus zeigte sich, dass es im Blockdesign wesentlich gr¨oßere Voxelcluster gab, die insgesamt nur in einer Messung aktiviert wurden (blaue Voxel).