3.5 Aufmerksamkeitsmodulationen am Beispiel einer auditorischen Sprachstudie . 86
3.5.4 Zusammenfassung der Studie
3.5. Aufmerksamkeitsmodulationen am Beispiel einer auditorischen Sprachstudie 95
Ignore
Attention
Discriminate
Blockdesign Event-Related-Design
Overlap Overlap
Abbildung 3.22: Ubersicht der Overlap-Ergebnisse:¨ Obere drei Reihen:Blockdesign
Untere vier Reihen:Event-Related-Design.
Attention-Aufgabe viele Voxel nur selten aktiviert wurden (in Abb. 3.22 blau dargestellt).
Diese Regionen waren nur bei einem der sechs Probanden und auch nur in einer der bei-den Messungen aktiviert. Das hatte zur Folge, dass das prozentuale ¨Uberlappungsverh¨altnis sehr gering war. Die besten ¨Uberlappungsverh¨altnisse wurden bei diesen Bedingungen f¨ur die beiden auditorischen Cortices bestimmt. Unter der Aufgabenstellung, bei Pr¨asentation der Zielsilbe so schnell wie m¨oglich die Taste zu dr¨ucken, kamen zus¨atzlich noch bilaterale Aktivierungen in den motorischen Arealen sowie die SMA hinzu.
Die beiden Designformen unterschieden sich jedoch deutlich in der Detektierbarkeit der Ak-tivierungen. Im geblockten Design wurde die auditorische Aktivierung bei allen Probanden in allen Messungen gefunden, die motorische immerhin bei 5 Probanden und beim sechsten nur in einer der beiden Messungen. Im Event-Related-Design konnte die auditorische Akti-vierung lediglich bei f¨unf Probanden zuverl¨assig gefunden werden, die motorische nur bei vier Probanden.
werden, die jedoch f¨ur verschiedene Hirnareale und die beiden Versuchdesigns unterschied-lich ausfiel. W¨ahrend die Signifikanz der Aktivierungen von der Ignore- Bedingung zur Discriminate-Bedingung zunahm, war bei der Stimulation mit dem Event-Related-Design eine verringerte Reproduzierbarkeit im linken auditorischen Cortex festzustellen. Dies konn-te auch durch die ICC-Analyse der Signal¨anderungen best¨atigt werden. Bei Stimulation mit einem Blockdesign nahm hingegen die Reproduzierbarkeit der Aktivierungen im linken audi-torischen Cortex zu. Der unterschiedliche Effekt zwischen den beiden Designs h¨angt m¨ogli-cherweise mit der Scannerger¨ausch-Problematik zusammen, die am Ende dieser Arbeit noch n¨aher er¨ortert werden wird. Es ist denkbar, dass sich beim Event-Related-Design eine repro-duzierbare Aktivierung schlechter erzeugen l¨aßt als bei den lang andauernden Stimulationen des Blockdesigns. Es ist davon auszugehen, dass durch das Scannerger¨ausch bereits eine starke Belastung des auditorischen Cortex vorlag. Um so schwerer war es daher, zus¨atzlich eine re-produzierbare Aktivierung zu erzeugen, die durch die kurzen experimentellen Stimuli erzeugt wurde. Dabei ist zu beachten, dass ”reproduzierbare Aktivierung” in diesem Zusammenhang heißt, daß die t-Werte eine vergleichbare Gr¨oßenordnung haben. Die Ergebnisse der anderen Reliabilit¨atsmaße zeigten dagegen den gleichen Trend wie die SPM-Ergebnisse. Bei diesen Maßen verbesserte sich mit gesteigerter Aufmerksamkeit auch die Reproduzierbarkeit der detektierten Aktivierungen. Im Blockdesign war dieser Anstieg in der Scatter-Plot-Analyse und der Korrelationsanalyse der Zeitreihen auch signifikant.
Der Vergleich zwischen dem Blockdesign und dem Event-Related-Design ergab in den SPM-Ergebnissen die erwarteten Unterschiede hinsichtlich der St¨arke und Gr¨oße der gefundenen Aktivierungen. Insgesamt waren die Aktivierungen, die durch Stimulierung mit einem Block-design erzielt wurden, st¨arker ausgepr¨agt. Dies ist durch die h¨ohere Effizienz des BlockBlock-designs begr¨undet. Bemerkenswert war jedoch, dass sich dieser deutliche Vorteil des geblockten De-signs in den Reproduzierbarkeitsanalysen nicht so klar wiederfand. Beide experimentellen Designtypen zeigten in den verschiedenen Analysen ein sehr ¨ahnliches Verhalten. Die großen Unterschiede in der SPM-Analyse und die sehr ¨ahnliche Reproduzierbarkeit der beiden ver-schiedenen experimentellen Versuchdesigns lassen sich haupts¨achlich dadurch erkl¨aren, dass bei der Auswertung eines geblockten Designs auch sehr schwach signifikante Voxel in die weiteren Analysen aufgenommen wurden. Diese lagen aber nicht in beiden Messungen ¨uber der Signifikanzschwelle (t≥2.33), so dass dadurch eine gr¨oßere Varianz in der t-Wert Ver-teilung erzeugt wurde als bei den Event-Related-Studien. Letztere zeigten oft nur sehr eng umgrenzte Regionen. Dabei handelte es sich in der Regel um die wesentlichen Areale, die f ¨ur die Ausf¨uhrung der untersuchten Funktion relevant waren.
Die Analyse der Scatter-Plots zeigte zudem ein weiteres methodisches Problem, das auch in der Literatur diskutiert wird [12]. Dies ist der Einfluß der Aufmerksamkeit auf die Reliabi-lit¨at. Die Scatter-Plot-Ergebnisse f¨ur die Bedingungen mit verminderter Aufmerksamkeits-leistung lassen sich dahingehend deuten, dass die Probanden in diesen Bedingungen an den beiden Meßtagen auch unter verschiedenen (kognitiven) Aktivierungszust¨anden untersucht wurden. Das ruft die Frage wieder auf den Plan [12], ob in einem”klassischen” Blockdesign eine ”Ruhe-Bedingung” oder eine besser kontrollierbare Referenzbedingung verwendet werden sollte, damit die zu untersuchenden Aktivierungen gegen eine einheitliche Referenz getestet werden k¨onnen. Die ”Ruhe-Bedingung” ist im Prinzip eine Aufgabe, bei der dem Proban-den keine klare Aufgabe gegeben wird, und er w¨ahrend dieser Meßperiode unterschiedlichste kognitive Funktionen aufrufen kann. Die ausgef¨uhrten kognitiven Funktionen variieren dann nicht nur zwischen den Probanden, sondern k¨onnen auch von Ruhe-Periode zu Ruhe-Periode unterschiedlich sein. Bei derIgnore-Bedingung war dieses Verhalten dagegen auch gefordert, da der Proband seine Konzentration auf andere Funktionen, wie zum Beispiel sein
episodi-3.5. Aufmerksamkeitsmodulationen am Beispiel einer auditorischen Sprachstudie 97 sches Ged¨achtnis, verlagern musste, um die auditiven Stimuli effektiv ignorieren zu k¨onnen.
Die Probanden berichteten zum Teil, dass sie versuchten, sich an etwas zu erinnern oder sich eine fiktive Situation vorstellten (”am Strand liegen” etc.) An der Overlap-Darstellung l¨aßt sich das auch anhand der zahlreichen blauen Voxel ablesen, die darauf hindeuten, dass solche Regionen nur sehr unspezifisch und nur vereinzelt aktiviert wurden. Mit steigender Fokussie-rung der Aufmerksamkeit nahm die Zahl der nur selten aktivierten Voxel ab, daf¨ur jedoch die Anzahl der zuverl¨assig zu detektierenden Voxel zu. Die Variabilit¨at zwischen den Probanden und den einzelnen Bedingungen wurde geringer. Dieser Effekt war einheitlich zwischen den beiden experimentellen Designformen.
Insgesamt heben die Ergebnisse der Studie verschiedene wichtige Gesichtspunkte hervor. So demonstrierten die unterschiedlichen Befunde aus den Reliabilit¨atsanalysen, daß die einzelnen Maße auch jeweils unterschiedliche Aspekte untersuchten, die f¨ur die Beurteilung der Repro-duzierbarkeit von Bedeutung sind. Die ICC-Analyse zeigte, daß die ReproRepro-duzierbarkeit der t-Werte im auditorischen Cortex zwischen den beiden Versuchsdesigns unterschiedlich ausfiel.
Die anderen Reliabilit¨atsmaße, die f¨ur die konkrete Reproduzierbarkeit der t-Werte weniger sensitiv waren, zeigten dagegen den einheitlichen Effekt, dass die Reproduzierbarkeit der de-tektierten Aktivierung mit der Steigerung der Aufmerksamkeitsanforderung ebenfalls anstieg.
Dar¨uber hinaus konnten auch reliable Aktivierungsunterschiede detektiert werden.