Working memory (WM) contributes to countless activities during everyday live:
reading, holding a conversation, making tea and so on. The core processes of WM
comprise the phases of encoding, maintenance and retrieval. Successful recognition
of stored objects requires several subprocesses such as stimulus encoding and
evaluation, memory search and the organisation of a decision and a response. Much
research has focused on encoding and maintenance of information but little interest
has been directed to the retrieval of information. This is why the present dissertation
investigated the neuronal correlates of retrieval of previously stored information and
its modulation by load and probe-item similarity.
Here memory load and probe-item similarity were manipulated in order to
investigate the neuronal correlates of the recognition process using
electroencephalography (EEG). We tested the hypothesis recognition is influenced
differently by probe-item similarity and by memory load and that these factors are
re
Effected by distinct neuronal correlates. Furthermore we tested whether distinct
neuronal responses could be related to a summed similarity model.
The analysis of high-density ERP recordings showed both a load effect (load
1>load 3) and a similarity effect In addition, there was an interaction between
load and similarity. The load effect was present during the whole epoch and did
not change over time, whereas the similarity effect showed two distinct components
between 300-600ms. In contrast to the load effect the similarity effect changed its
sign over time. For the rest component, match probes elicited the strongest ERP
responses, whereas for the second component dissimilar probes yielded the strongest
ERP responses. The timing of the similarity effect corresponded well with the early
and late P3b complex. The P3b complex is associated with stimulus categorisation
and evaluation (early subcomponent) and memory search and criterion testing (late
subcomponent).
The results suggest that the difficulty of a task is not only determined by
load but also enhanced by probe-item similarity. Since increasing the number
of samples (i.e. memory load) can also increase the probe-item similarity (i.e.
the probability that one of the samples is perceptually similar to the probe), an
independent manipulation of both factors is indispensable to disentangle
their particular impact on short-term recognition. Furthermore, I propose that
the two distinct neural correlates of the P3b complex reeffects different stages of task
processing connected with probe-item similarity. As suggested by summed similarity
VI
models, these components might re
ect the subprocesses of similarity summation
(early P3b) and criterion testing (late P3b).

Unzählige Aktivitäten des alltäglichen Lebens werden erst durch das
Arbeitsgedächtnis ermöglicht - Lesen, sich unterhalten, das Zubereiten von Tee und
so weiter. Das Arbeitsgedächtnis besteht aus den Phasen Enkodierung,
Aufrechterhaltung und Abruf. Erfolgreiche Wiedererkennung von abgespeicherten
Gedächtnisinhalten erfordert mehrere Unterprozesse wie das Enkodieren und
Evaluieren von Stimuli, das Durchsuchen des Arbeitsgedächtnisses, die
Entscheidungsfindung sowie die Generierung einer entsprechenden Antwort.
Bisher lag das Hauptaugenmerk der Gedächtnisforschung auf den Phasen der
Enkodierung und der Aufrechterhaltung von Informationen im Arbeitsgedächtnis,
die Abrufphase wurde bisher nur wenig untersucht. Es war das Ziel dieser Arbeit
die neuronalen Prozesse zu untersuchen, die mit dem Abrufen von abgespeicherten
Gedächtnisinhalten einhergehen, sowie den Einfluss der Faktoren Gedächtnislast und
Ähnlichkeit zu erforschen. Mittels Elektroenzephalographie wurden die neuronalen
Korrelate des Abrufprozesses untersucht, die durch veränderte Gedächtnislast und
Ähnlichkeit zwischen Merk- und Test-Stimulus moduliert werden.
Die Hypothese wurde untersucht, ob die Wiedererkennung durch Ähnlichkeit
zwischen Merk- und Test-Stimulus anders beeinflusst wird als durch eine höhere
Gedächtnislast und ob diese Prozesse mit differenzierbaren neuronalen Antworten
einhergehen. Sollten eigenständige neuronale Antworten durch den Ähnlichkeitseffekt
hervorgerufen werden, so sollte überprüft werden, ob diese dem Modell der
summierten Ähnlichkeit zugeschrieben werden können.
Die Analyse von ereigniskorrelierten Potentialen zeigte neben einem ausgedehnten
Effekt der Gedächtnislast (Load 1>Load 3) einen Ähnlichkeitseffekt. Auch eine
Interaktion zwischen Gedächtnislast und Ähnlichkeit konnte beobachtet werden.
Der Effekt der Gedächtnislast war während der gesamten Epoche zu beobachten und
zeigte sich im Verlauf unverändert. Im Gegensatz dazu war der Ähnlichkeitseffekt
an zwei bestimmten Zeitpunkten zwischen 300-600ms zu sehen und änderte sich
im Verlauf. Während des ersten Zeitpunktes riefen gleiche Farben die höchste
Amplitude hervor und während des zweiten Zeitpunktes riefen ungleiche Farben die
stärkste Antwort hervor. Interessanterweise korrespondierten die Ähnlichkeitseffekte
sehr gut mit der frühen und späten Komponente des P3b Komplexes, welcher
zum einen mit Kategorisierung und Evaluation des Merkreizes (frühe Komponente)
und zum anderen mit Gedächtnissuche und Antwortsendung (späte Komponente)
assoziiert wird.
VIII
Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Schwierigkeit einer Aufgabe nicht
nur durch die Gedächnislast verstärkt wird, sondern auch von der Ähnlichkeit der
Gedächtnisinhalte. Die Erhöhung der Anzahl der zu erinnernden Stimuli kann unter
Umständen die Ähnlichkeit zwischen den einzelnen Stimuli erhöhen. Daher ist
eine unabhängige Manipulation beider Faktoren unumgänglich, um die jeweiligen
Auswirkungen dieser Faktoren auf das Arbeitsgedächtnis zu entwirren.
Da der Ähnlichkeitseffekt an zwei verschiedenen Zeitpunkten auftrat, die dem
frühen und späten P3b Komplex entsprachen, schlage ich vor, dass entsprechend der
Bedeutung dieses Komplexes die neuronalen Korrelate die verschiedenen Stufen der
Verarbeitung von ähnlichen Reizen widerspiegeln. Zunächst findet ein
Summierungsprozess der Ähnlichkeiten zwischen den einzelnen Test-Stimuli statt,
daraufhin folgte der Abgleich der Test-Stimuli mit dem Merk-Reiz und die
Generierung der entsprechenden Antwort.