Determinanten interhemisphärischer Ressourcenteilung - eine kombinierte fMRT und Patientenstudie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mittels bildgebender Verfahren (funktioneile Magnetresonanztomographie, fMRT) haben wir untersucht, wie Wörter und Bilder in visuellen Arealen des Gehirns verarbeitet werden. Dabei ging es vor allem darum, wie die beiden Hirnhemisphären bei diesen Aufgaben kooperieren. Zunächst gelang es uns, Himareale zu isolieren, die besonders stark durch die Präsentation von Bildern von Gesichtern, Bildern von Gebäuden und von geschriebenen Wörtern aktiviert wurden. Über diese Replikation früherer Studien hinaus konnten wir zeigen, dass durch das Lesen von Wörtern und das Betrachten von Bildern ausgelöste Aktivität in diesen visuellen Arealen sowohl bei passiver Betrachtung wie auch bei semantischer Verarbeitung gut voneinander zu trennen sind, also nicht von einer gemeinsamen , top-down'-Komponente überlagert werden. Weiterhin fanden wir, dass die bilaterale Präsentation redundanter Reize zu verstärkter Aktivität in den Arealen der visuellen Objektverarbeitung und Wortverarbeitung führen. Auf dieser Stufe der visuellen Verarbeitung finden wir also bereits Hinweise auf eine Integration der Information aus beiden visuellen Halbfeldern. Wir haben frühere, zum Teil noch umstrittene, Befunde für ein links-occipitales visuelles Wortformareal stützen können, haben andererseits aber auch Evidenz dafür gewonnen, dass ein homologes rechtshemisphärisches Areal rudimentäre Wortverarbeitungsprozesse unterstützt. Ein besondere Aspekt unserer Studien war die Untersuchung von Lernprozessen und mit ihnen verbundener Aktivierungsänderungen. Ein Aspekt, der zunächst nicht im Mittelpunkt des Projekts stand, führte zu besonders interessanten Ergebnissen. Während unsere Versuchspersonen in mehreren Experimentalsitzungen lernten, geometrische Objekte möglichst rasch zu vergleichen, konnten wir beobachten, wie zunächst die Aktivierung in einem Areal des Parietalkortex abnahm, das aufmerksamkeitsfordemde Prozesse unterstützt. Diese Signalabnahme war erwartet worden, da im Laufe des Lernens die Aufgabe automatisiert wurde und die Aufmerksamkeitsanforderungen damit sanken. Weiterhin beobachteten wir aber auch eine lernbegleitende Zunahme in prämotorischen und motorischen Arealen des Gehirns. Diese Zunahme ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass mit zunehmender Übung eine Verbindung zwischen Wahrnehmung und assoziierter Reaktion entstand, die es den Probanden ermöglichte, besonders schnell die geforderte Reaktion abzugeben. Da eine solche Verbindung zwischen Wahrnehmung und Handlung auch Implikationen für Lernprozesse im Alltag hat, ist nicht verwunderlich, dass dieser Befund auf breites Interesse auch über die Fachgrenzen hinaus gestoßen ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Maertens, M., Pollmann, S. (2005). Interhemispheric resource sharing: Decreasing benefits with increasing processing efficiency. Brain and Cognition, 58(2), 183-192.
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Monaghan, P. & Pollmann, S. (2003) Division of labour between the hemispheres for complex but not simple tasks: An implemented connectionist model. Journal of Experimental Psychology: General, 132 (3), 379-399.
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Pollmann, S, & Maertens, M. (2005). Shift of activity from attention to motor-related brain areas during perceptual learning. Nature Neuroscience, 8, 1494-1496.
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Pollmann, S., Zaidel, E. & von Cramon, D.Y. (2003). The neural basis of the bilateral distribution advantage. Experimental Brain Research, 221, 322-333.
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Reinholz, J. & Pollmann, S. (2005). Differential activation of object-selective visual areas by passive viewing of pictures and words. Cognitive Brain Research, 24 (3), 702-714.
