Function and relevance of oscillatory prestimulus activity for the formation of memory
Final Report Abstract
Das wesentliche Ziel des Projekts war es, die Annahme zu prüfen, nach der der Einfluss verschiedener neuronaler prästimulus Aktivitäten einen relevanten Einfluss auf die Gedächtnisbildung einzelner Reize hat. Es sollte ermittelt werde, welche spezifische oszillatorische prästimulus Aktivität einen funktionalen Zusammenhang mit der Enkodierung von Reizen verschiedener Modalitäten aufweist. Ziel war es ferner, zu prüfen, welche psychologischen Faktoren in der prästimulus Aktivität repräsentiert sind und ob diese als eine spezifische Vorbereitung von Gedächtnisprozessen interpretiert werden können. Alle in diesem Projekt durchgeführten Experimente belegen eine funktionale Rolle von prästimulus Oszillationen im beta- Band für die erfolgreiche Enkodierung von einzelnen Reizen. Diese Funktion konnte in mehreren EEG-Experimenten repliziert werden und für Reize aus unterschiedliche Modalitäten belegt werden. Es konnte ferner gezeigt werden, dass die prästimulus beta-Band Aktivität keine zufälligen Schwankungen in der oszillatorischen Aktivität darstellen, sondern willentlich beeinflussbar ist. In den ersten Experimenten zeigte sich, dass eine strategische Vorbereitung auf die Enkodierung von Reizen in das Gedächtnis zu einem Anstieg der beta-band Aktivität führte. Neben den korrelativen EEG-Messungen wurde auch ein Brain-Computer Interface (BCI) genutzt, um einen stärker kausalen Zusammenhang zwischen diesem spezifischen neuronalen Korrelat und der Gedächtnisbildung zu belegen und damit die funktionale Relevanz der Oszillationen direkter zu überprüfen. Das BCI wurde genutzt, um in verschiedenen Ausprägungen von theta- und beta- Band Aktivität gezielt Reize zu präsentieren und die Auswirkungen auf die Gedächtnisbildung zu untersuchen. Dieser Forschungsansatz der adaptiven Reizdarbietung erwies sich als sehr gewinnbringend, da er eine funktionale Differenzierung der beiden korrelativ beobachteten Oszillationen aufzeigen konnte. Es zeigte sich, eine klare Relevanz der beta-Band Aktivität, während für die Modulationen der theta- Band Aktivität keine direkten Konsequenzen für die Gedächtnisbildung zu beobachten waren. Wie spätere Experimente zeigten, war dieser beta-Band Effekt unabhängig von der Modalität (visuell und akustisch) der verwendeten Reize zu beobachten. Diese Unabhängigkeit von der Modalität zeigt, dass der Prozess, welcher durch das prästimulus beta-Band reflektiert wird, als eine generelle Vorbereitung auf die Enkodierung von Reizen in das Gedächtnis interpretiert werden kann.
Publications
- (2016). Dissociation of the functional relevance of different prestimulus oscillatory activity for memory formation. NeuroImage 2015; pii: S1053- 8119(15)00948-9
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(See online at https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2015.11.024) - (2017). Differential effects of ongoing EEG beta and theta power on memory formation. PLOS ONE, 12(2), e0171913
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Schneider, S., Stephanie M. Shields and Rose, M.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2019.03.012)
