Psychologie
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In diesem Beitrag wird ein hochschuldidaktisches Konzept zur Förderung des reflektierten Umgangs mit Heterogenität im schulischen Kontext unter Verwendung digitaler Lerneinheiten vorgestellt. Im Projekt "Level – Lehrkräftebildung vernetzt entwickeln" (Qualitätsoffensive Lehrerbildung BMBF, Goethe-Universität Frankfurt) wurden in den Bildungswissenschaften digitale Lerneinheiten zu den Heterogenitätsdimensionen "Geschlecht", "kultureller Hintergrund", "sozio-ökonomischer Hintergrund", "kognitiv-motivationale Lernvor-aussetzungen" und "Behinderung" konzipiert und in der universitären Lehre erprobt. Die Auswahl der erstellten Lerneinheiten begründet sich auf Ergebnissen der PISA-Studien sowie der UN-Behindertenrechtskonvention. Die Lerneinheiten werden in Blended-Learning-Szenarien eingesetzt und zielen auf den Aufbau von Fachwissen und professionellen Überzeugungen sowie Reflexivität. Auf der Grundlage individuellen Vorwissens werden von den Lernenden (videobasierte) Aufgaben bearbeitet, die der Perspektivübernahme und Selbstreflexion im Hinblick auf Kategorisierungen dienen und die Bearbeitung fachwissenschaftlicher Texte und aktueller Studien beinhalten. Arbeitsergebnisse können digital im Peer-Feedback bearbeitet sowie mit einem digitalen Portfolio verbunden werden. Das Onlineformat ermöglicht die fächer- und phasenübergreifende Nutzung durch Dozierende sowie Ausbilder_innen an Studienseminaren. Zusätzlich zu den fünf Lerneinheiten wurden eine einführende Version für Studierende und eine erweiterte Version für Lehrende erstellt, die einen Einblick in Aufbau und Struktur des Formats gibt und als "pädagogischer Doppeldecker" konzipiert ist. Die formative Evaluation mit Lehramtsstudierenden und Ausbilder_innen ergab positive Ergebnisse hinsichtlich der Einsetzbarkeit der Lerneinheiten in der Lehramtsausbildung.
The COVID-19 pandemic and resulting measures can be regarded as a global stressor. Cross-sectional studies showed rather negative impacts on people’s mental health, while longitudinal studies considering pre-lockdown data are still scarce. The present study investigated the impact of COVID-19 related lockdown measures in a longitudinal German sample, assessed since 2017. During lockdown, 523 participants completed additional weekly online questionnaires on e.g., mental health, COVID-19-related and general stressor exposure. Predictors for and distinct trajectories of mental health outcomes were determined, using multilevel models and latent growth mixture models, respectively. Positive pandemic appraisal, social support, and adaptive cognitive emotion regulation were positively, whereas perceived stress, daily hassles, and feeling lonely negatively related to mental health outcomes in the entire sample. Three subgroups (“recovered,” 9.0%; “resilient,” 82.6%; “delayed dysfunction,” 8.4%) with different mental health responses to initial lockdown measures were identified. Subgroups differed in perceived stress and COVID-19-specific positive appraisal. Although most participants remained mentally healthy, as observed in the resilient group, we also observed inter-individual differences. Participants’ psychological state deteriorated over time in the delayed dysfunction group, putting them at risk for mental disorder development. Consequently, health services should especially identify and allocate resources to vulnerable individuals.
Diese Dissertation befasst sich mit Validierungsstrategien von Tests zur Erfassung studentischer Kompetenzen. Kompetenzen von Studierenden werden zu verschiedenen Zwecken erhoben. Dies beginnt beim Eintritt in das Studium durch Zulassungstests und wird im Studium fortgesetzt z.B. durch Tests zur Zertifizierung von Kompetenz (Benotung von Leistung) oder zur Zuteilung auf bestimmte Kurse (Einteilung in Sprachniveaus). Neben diesen internen Tests zur Erfassung studentischer Kompetenzen werden auch externe Tests genutzt um etwa die Lehre zu verbessern (Evaluation von Veranstaltungen). Die mit dem Einsatz von Tests verbundenen Konsequenzen können sowohl für Studierende als auch Lehrpersonen und Entscheidungsträger*innen schwerwiegend sein. Daher sollten Tests wissenschaftlichen Gütekriterien genügen.
Das wichtigste Kriterium für die Beurteilung von wissenschaftlichen Tests ist Validität. In dieser Dissertation wird ein argumentationsbasiertes Validierungsansatz verfolgt. In diesem wird nicht die Validität eines Tests untersucht, sondern die Plausibilität der Interpretation beurteilt, die mit den Testwerten verbunden ist. Bislang fehlt jedoch für viele der wissenschaftlichen Tests für den deutschen Hochschulbereich ein auf die Testwertinterpretation abgestimmtes Validitätskonzept.
In dieser Arbeit wird ein Validierungsschema vorgestellt, in das übliche Testnutzen der Erfassung studentischer Kompetenzen an deutschen Hochschulen eingeordnet werden können. Die Einordnung von Testnutzen in das Schema erlaubt die Ableitung von passenden Validitätsevidenzen. Im Fokus stehen das Verhältnis von Test zu 1) Konstrukt, 2) Lehre und 3) beruflichen Anforderungen.
Das Validierungsschema wird angewandt, um Testwertinterpretationen eines empirischen Forschungsprojektes zur Erfassung von Kompetenz in Nachhaltigkeitsmanagement bei Studierenden zu validieren. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Validierung der Interpretation, dass die Testwerte von drei nachhaltigkeitsbezogenen Tests Indikatoren für hochschulisch vermittelte Kompetenz in Nachhaltigkeitsmanagement sind. Die Analysen zur Gewinnung von Validitätsevidenzen konzentrieren sich auf die Grundannahme, dass Lernfortschritte in den nachhaltigkeitsbezogenen Tests vorwiegend hochschulisch vermittelt werden. Dafür wurde ein Messwiederholungsdesign mit zwei Gruppen von Studierenden realisiert. Studierende in der Schwerpunktgruppe besuchten ein Semester lang eine reguläre Lehrveranstaltungen mit Bezug zu Nachhaltigkeitsthemen und Nachhaltigkeitsmanagement, Studierende der Kontrollgruppe besuchten keine solchen Lehrveranstaltung. Die Einteilung in Schwerpunkgruppe und Kontrollgruppe erfolgte über Analyse von Modulhandbüchern und verwendeten Lehrmaterialien. Die Ergebnisse zeigen, dass Studierende aus der Schwerpunktgruppe in zwei der drei Tests höhere Lernfortschritte zeigen als Studierende der Kontrollgruppe. Selbstberichte der Studierenden zu hochschulischen und außerhochschulischen Lerngelegenheiten lassen darauf schließen, dass Studierende der Schwerpunkgruppe auch außerhochschulisch ein höheres Interesse an Nachhaltigkeitsthemen zeigen, dies schlägt sich jedoch nicht in höherem Vorwissen in den verwendeten Tests nieder. Insgesamt wird daher für die zwei Tests mit höheren Lernfortschritten in der Schwerpunktgruppe die Interpretation als plausibel bewertet, dass die Testwerte hochschulisch vermittelte Kompetenz in Nachhaltigkeitsmanagement abbilden.
Self-narratives of patients have received increasing interest in schizophrenia since they offer unique material to study patients’ subjective experience related to their illness, in particular the alteration of self that accompanies schizophrenia. In this study, we investigated the life narratives and the ability to integrate and bind memories of personal events into a coherent narrative in 27 patients with schizophrenia and 26 controls. Four aspects of life narratives were analyzed: coherence with cultural concept of biography, temporal coherence, causal-motivational coherence and thematic coherence. Results showed that in patients cultural biographical knowledge is preserved, whereas temporal coherence is partially impaired. Furthermore, causal-motivational and thematic coherence are significantly impaired: patients have difficulties explaining how events have modeled their identity, and integrating different events along thematic lines. Impairment of global causal-motivational and thematic coherence was significantly correlated with patients’ executive dysfunction, suggesting that cognitive impairment observed in patients could affect their ability to construct a coherent narrative of their life by binding important events to their self. This study provides new understanding of the cognitive deficits underlying self-disorders in patients with schizophrenia. Our findings suggest the potential usefulness of developing new therapeutic interventions to improve autobiographical reasoning skills.
White matter microstructural changes and episodic memory disturbances in late-onset bipolar disorder
(2018)
Background: Bipolar disorder (BD) has been associated with distributed network disruption, but little is known on how different clinical subtypes, particularly those with an earlier and later onset of disease, are related to connectivity changes in white matter (WM) tracts.
Methods: Diffusion tensor imaging (DTI) and volumetric measures were carried out in early-onset bipolar patients [(EOD) (n = 16)], late-onset bipolar disorder [(LOD)(n = 14)] and healthy controls (n = 32). We also computed ROI analysis of gray matter (GM) and white matter (WM) volumes using the regions with significant group differences in the DTI parameters. Cognitive and behavior measurements were analyzed between groups.
Results: Lower fraction of anisotropy (FA) in the right hemisphere comprising anterior thalamic radiation, fornix, posterior cingulate, internal capsule, splenium of corpus callosum was observed in the LOD in comparison with EOD; additionally, lower FA was also found in the LOD in comparison with healthy controls, mostly in the right hemisphere and comprising fibers of the splenium of the corpus callosum, cingulum, superior frontal gyrus and posterior thalamic radiation; LOD also showed worse episodic memory performance than EOD; no statistical significant differences between mood symptoms, WM and GM volumes were found between BD groups.
Conclusion: Even after correcting for age differences, LOD was associated with more extensive WM microstructural changes and worse episodic memory performance than EOD; these findings suggest that changes in the WM fiber integrity may be associated with a later presentation of BD, possibly due to mechanisms other than neuroprogression. However, these findings deserve replication in larger, prospective, studies.
Alzheimeŕs disease (AD) represents the most prevalent neurodegenerative disorder that causes cognitive decline in old age. In its early stages, AD is associated with microstructural abnormalities in white matter (WM). In the current study, multiple indices of diffusion tensor imaging (DTI) and brain volumetric measurements were employed to comprehensively investigate the landscape of AD pathology. The sample comprised 58 individuals including cognitively normal subjects (controls), amnestic mild cognitive impairment (MCI) and AD patients. Relative to controls, both MCI and AD subjects showed widespread changes of anisotropic fraction (FA) in the corpus callosum, cingulate and uncinate fasciculus. Mean diffusivity and radial changes were also observed in AD patients in comparison with controls. After controlling for the gray matter atrophy the number of regions of significantly lower FA in AD patients relative to controls was decreased; nonetheless, unique areas of microstructural damage remained, e.g., the corpus callosum and uncinate fasciculus. Despite sample size limitations, the current results suggest that a combination of secondary and primary degeneration occurrs in MCI and AD, although the secondary degeneration appears to have a more critical role during the stages of disease involving dementia.
Background: Previous magnetic resonance imaging (MRI) research suggests that, prior to the onset of psychosis, high risk youths already exhibit brain abnormalities similar to those present in patients with schizophrenia.
Objectives: The goal of the present study was to describe the functional organization of endogenous activation in young adolescents who report auditory verbal hallucinations (AVH) in view of the “distributed network” hypothesis of psychosis. We recruited 20 young people aged 13–16 years who reported AVHs and 20 healthy controls matched for age, gender and handedness from local schools.
Methods: Each participant underwent a semi-structured clinical interview and a resting state (RS) neuroimaging protocol. We explored functional connectivity (FC) involving three different networks: 1) default mode network (DMN) 2) salience network (SN) and 3) central executive network (CEN). In line with previous findings on the role of the auditory cortex in AVHs as reported by young adolescents, we also investigated FC anomalies involving both the primary and secondary auditory cortices (A1 and A2, respectively).
Further, we explored between-group inter-hemispheric FC differences (laterality) for both A1 and A2. Compared to the healthy control group, the AVH group exhibited FC differences in all three networks investigated. Moreover, FC anomalies were found in a neural network including both A1 and A2. The laterality analysis revealed no between-group, inter-hemispheric differences.
Conclusions: The present study suggests that young adolescents with subclinical psychotic symptoms exhibit functional connectivity anomalies directly and indirectly involving the DMN, SN, CEN and also a neural network including both primary and secondary auditory cortical regions.
Thyroid hormone is a crucial regulator of gene expression in the developing and adult retina. Here we sought to map sites of thyroid hormone signaling at the cellular level using the transgenic FINDT3 reporter mouse model in which neurons express β-galactosidase (β-gal) under the control of a hybrid Gal4-TRα receptor when triiodothyronine (T3) and cofactors of thyroid receptor signaling are present. In the adult retina, nearly all neurons of the ganglion cell layer (GCL, ganglion cells and displaced amacrine cells) showed strong β-gal labeling. In the inner nuclear layer (INL), a minority of glycineric and GABAergic amacrine cells showed β-gal labeling, whereas the majority of amacrine cells were unlabeled. At the level of amacrine types, β-gal labeling was found in a large proportion of the glycinergic AII amacrines, but only in a small proportion of the cholinergic/GABAergic ‘starburst’ amacrines. At postnatal day 10, there also was a high density of strongly β-gal-labeled neurons in the GCL, but only few amacrine cells were labeled in the INL. There was no labeling of bipolar cells, horizontal cells and Müller glia cells at both stages. Most surprisingly, the photoreceptor somata in the outer nuclear layer also showed no β-gal label, although thyroid hormone is known to control cone opsin expression. This is the first record of thyroid hormone signaling in the inner retina of an adult mammal. We hypothesize that T3 levels in photoreceptors are below the detection threshold of the reporter system. The topographical distribution of β-gal-positive cells in the GCL follows the overall neuron distribution in that layer, with more T3-signaling cells in the ventral than the dorsal half-retina.
Background: Research on desired emotions revealed that individuals want to feel negative emotions if they expect these emotions to yield certain benefits. In previous studies, the pursuit of sadness (e.g., via pursuing art that evokes sadness) has been attributed to hedonic motives, i.e., to feel pleasure. We propose that in individuals with major depressive disorder (MDD) the pursuit of sadness may be more strongly related to self-verification motives, i.e., to sustain their sense of self through feeling sad.
Methods: Participants with MDD (n = 50) were compared to non-depressed controls (n = 50) in their desired emotional states, as indicated by selected music (sad, happy and neutral), and in their motives (hedonic vs. self-verification) for choosing sad music. Groups were also compared in their self-reported general preference for sadness and the perceived functionality of sadness.
Results: MDD participants showed a significant higher desire for sadness; more than half of them deliberately chose sad music. Whereas MDD participants had a marked preference for self-verification over hedonic motives, the reverse was true for non-depressed controls. MDD participants also agreed more strongly with self-verifying functions of sadness and expressed a stronger general preference for sadness.
Conclusion: Findings indicate that emotion regulation in MDD might be driven by self-verification motives. They point to the relevance of exploring patients’ desired emotional states and associated motives. The systematic integration of positive affect into the self-image of depressed patients might help to deemphasize the self-verifying function of sadness, thereby overcoming the depression.
In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, wie das Gehirn Bewusstsein erzeugt. Diese Frage wird als eines der größten Rätsel der heutigen Wissenschaft angesehen: Wie kann es sein, dass aus der Aktivität der Nervenzellen unsere subjektive Welt entsteht? Es ist offensichtlich nicht einfach, diese Frage wissenschaftlich zu untersuchen. Eine der vorgeschlagenen Strategien für die Untersuchung von Bewusstsein behauptet, dass man zunächst die neuronalen Korrelate des Bewusstseins finden sollte (Koch, 2004). Einer Definition zufolge sind die neuronalen Korrelate des Bewusstseins die kleinste Menge neuronaler Prozesse, die hinreichend für eine bestimmte bewusste Erfahrung sind (zum Beispiel für die bewusste Erfahrung des Blaubeergeschmacks). Manche behaupteten, die Entdeckung der neuronalen Korrelate des Bewusstseins würde es erlauben, dem Rätsel des Bewusstseins näher zu kommen (Crick & Koch, 1990). Nur wie soll man die neuronalen Korrelate des Bewusstseins finden? Eine relativ einfache Strategie dafür wurde schon vor mehr als 20 Jahren beschrieben. Es sollten einfach experimentelle Bedingungen erschaffen werden, in welchen ein Reiz manchmal bewusst wahrgenommen wird und manchmal nicht (Baars, 1989). Solche Analysen, die Bedingungen mit und ohne bewusste Wahrnehmung vergleichen, werden als „Kontrastierungsanalyse“ bezeichnet (da zwei Bedingungen miteinander kontrastiert werden). Es existieren viele verschiedene experimentelle Paradigmen, bei welchen man den Reiz unter denselben Bedingungen präsentieren kann, so dass er bei manchen Versuchsdurchgängen bewusst wahrgenommen wird, bei anderen nicht (Kim & Blake, 2005). Mit solchen experimentellen Paradigmen kann man angeblich die neuronalen Korrelate des Bewusstseins finden, wenn man a) bei jedem Durchgang die Versuchsperson fragt, ob oder was die Versuchsperson bei dem Durchgang wahrgenommen hat und b) gleichzeitig die neuronalen Prozesse misst (zum Beispiel mit EEG, MEG oder fMRT). Anschließend kann man die erhobenen neuronalen Daten unter den Bedingungen mit und ohne bewusste Wahrnehmung vergleichen.
Mittlerweile gibt es viele Studien, in denen solche experimentelle Paradigmen – und damit die Kontrastierungsanalyse – angewendet wurden. Insofern könnte man glauben, die neuronalen Korrelate des Bewusstseins seien schon gefunden worden. Allerdings ist dies nicht der Fall. Es existiert in der Literatur weiterhin Uneinigkeit darüber, ob die Korrelate des Bewusstseins früh oder spät in der Zeit liegen, und ob die Korrelate in sensorischen Arealen oder eher im hierarchisch höheren fronto-parietalen Kortex zu finden sind.
Nach unserer Meinung sind die experimentellen Paradigmen, die üblicherweise zum Auffinden der neuronalen Korrelate des Bewusstseins verwendet werden, nicht spezifisch genug, um diese eindeutig zu lokalisieren. Eher glauben wir, dass die klassische Kontrastierungsanalyse auch andere Prozesse als Ergebnisse hervorbringt und uns deshalb prinzipiell nicht zu den neuronalen Korrelaten des Bewusstseins führen kann.
Im Kapitel 2 wird erklärt, wieso die typischen experimentellen Paradigmen nicht die neuronalen Korrelate des Bewusstseins ausfindig machen können. Wir behaupten, dass der Vergleich neuronaler Daten aus experimentellen Bedingungen mit und ohne bewusste Wahrnehmung auch die neuronalen Prozesse widerspiegeln könnte, die bewussten Wahrnehmungen entweder vorausgehen oder folgen. Es ist beispielsweise bekannt, dass neuronale Prozesse vor Auftreten des Reizes darüber bestimmen können, ob der Reiz bewusst wahrgenommen wird oder nicht (Busch, Dubois, & VanRullen, 2009; Mathewson, Gratton, Fabiani, Beck, & Ro, 2009). Wenn man experimentelle Bedingungen mit und ohne bewusster Wahrnehmung miteinander vergleicht, werden auch solche Prozesse als Ergebnis auftauchen, obwohl diese zeitlich klar vor dem Reiz stattfinden und deshalb keine neuronalen Korrelate des Bewusstseins sein können. Es ist natürlich einfach zu entscheiden, dass diese Prozesse, die schon vor dem Reiz stattfinden, der bewussten Wahrnehmung vorausgehen müssen, aber es ist unmöglich zu sagen, ob ein neuronaler Prozess 100 oder 200 Millisekunden nach der Präsentation des Reizes immer noch ein Vorläuferprozess ist schon ein neuronales Korrelat des Bewusstseins darstellt. Deshalb ist die typische Kontrastierungsanalyse nicht spezifisch genug und wir wissen nicht, ob neuronale Prozesse, die durch die Kontrastierungsanalyse aufgedeckt werden, direkt die neuronalen Korrelate des Bewusstseins oder eher Prozesse vor der bewussten Wahrnehmung widerspiegeln.
Nicht nur die Vorläuferprozesse der bewussten Warnehmung stellen ein Problem dar. Auch Konsequenzen der bewussten Verarbeitung werden durch die Kontrastierungsanalyse gefunden. Beispielsweise wurden im medialen Temporallappen Neurone gefunden, die nur dann feuern, wenn ein Patient eine Person auf einem Bild bewusst erkennt, aber nicht feuern, wenn der Patient die Person auf dem Bild nicht bewusst wahrnimmt (Quiroga, Mukamel, Isham, Malach, & Fried, 2008). So könnte man vorerst meinen, dass das Feuern dieser Neurone das neuronale Korrelat des Bewusstseins sein könnte. Nach einer Läsion, sprich neuronalen Schädigung des medialen Temporallappens kann man die Welt jedoch weiterhin bewusst wahrnehmen (man hat jedoch Probleme mit dem Gedächtnis und Wiedererkennen). Insofern kann das Feuern dieser Neurone nicht das neuronale Korrelat des Bewusstseins sein und ist eher ein Beispiel für die Konsequenz der bewussten Verarbeitung. Wir behaupten, dass es noch viele andere solcher Vorläuferprozesse und Konsequenzen gibt, die notwendigerweise als Ergebnis bei der Kontrastierungsanalyse auftauchen, und also ist die typische Kontrastierungsanalyse extrem unspezifisch bezüglich der neuronalen Korrelate des Bewusstseins. In anderen Worten: Die typische Kontrastierungsanalyse, bei welcher man experimentelle Bedingungen mit und ohne bewusste Wahrnehmung miteinander vergleicht, wird uns nicht helfen die neuronalen Korrelate des Bewusstseins zu finden.
Wir glauben, dass neue experimentelle Paradigmen entwickelt werden sollten, um die neuronalen Korrelate des Bewusstseins ausfindig zu machen. Wahrscheinlich gibt es kein einfaches Experiment, mit dem man die Vorläuferprozesse und Konsequenzen vollständig vermeiden kann, um damit direkt die neuronalen Korrelate des Bewusstseins zu bestimmen. Eher braucht man viele verschiedene Experimente, die Schritt für Schritt unser Wissen über die neuronalen Korrelate des Bewusstseins erweitern.
In der vorliegenden Arbeit (in Kapiteln 3, 4 und 5) wird ein neues experimentelles Paradigma angewandt. Dieses Paradigma wird nicht alle oben erwähnten Probleme lösen, wird aber hoffentlich erlauben, einige Vorläuferprozesse der bewussten Wahrnehmung von den neuronalen Korrelaten des Bewusstseins auseinanderzuhalten. Der Vorteil unseres experimentellen Paradigmas besteht darin, dass die bewusste Wahrnehmung durch zwei verschiedene Vorläuferprozesse beeinflusst wird. Die Versuchspersonen müssen auf schnell präsentierten und mittels Rauschens undeutlich gemachten Bildern eine Person detektieren. Die experimentellen Bedingungen sind derart gestaltet, dass die Versuchspersonen nicht bei jedem Durchgang die Person auf dem Bild wahrnehmen können. Damit können wir den Wahrnehmungsprozess manipulieren. Bei einer Manipulation variieren wir den Anteil des Rauschens auf dem Bild und damit die sensorische Evidenz. Je weniger Rauschen, desto besser können die Versuchspersonen die Bilder wahrnehmen und desto öfter sehen sie auch bewusst die Person auf dem Bild. Bei der anderen experimentellen Manipulation der Wahrnehmung werden einige Bilder den Versuchspersonen vorher klar und ohne Rauschen gezeigt. Damit erschafft man Wissen über bestimmte Bilder, die später mit Rauschen präsentiert werden. Man kann zeigen, dass solch bestehendes Wissen tatsächlich die Wahrnehmung beeinflusst. Wenn die Versuchspersonen bestehendes Wissen über ein Bild haben, ist es wahrscheinlicher, dass sie die Person auf dem Bild bewusst wahrnehmen. Damit haben wir zwei verschiedene Vorläuferprozesse – sensorische Evidenz und bestehendes Wissen, die beide die bewusste Wahrnehmung beeinflussen. Beide Vorläuferprozesse erhöhen den Anteil der Durchgänge, in welchen die Versuchspersonen die Person auf dem Bild bewusst wahrnehmen.
Mit diesem experimentellen Paradigma möchten wir einige Aussagen über die neuronalen Korrelate des Bewusstseins testen. Wenn über einen neuronalen Prozess behauptet wird, dass er einem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entspricht, müsste dieser Prozess von den beiden manipulierten Vorläuferprozessen in ähnlicher Weise beeinflusst werden, da bewusste Wahrnehmung durch beide manipulierten Vorläuferprozessen in ähnlicher Weise erleichtert wird. Wenn aber der Prozess, über den behauptet wird, er sei ein neuronales Korrelat des Bewusstseins, nicht durch beide Manipulationen geändert wird, kann dieser Prozess kein neuronales Korrelat des Bewusstseins sein, da er nicht beeinflusst wird, obwohl die bewusste Wahrnehmung geändert wurde.
Mit diesem experimentellen Paradigma und dieser Logik haben wir zwei unterschiedliche neuronale Prozesse getestet, von denen behauptet wird, dass sie den neuronalen Korrelaten des Bewusstseins entsprechen könnten. In Kapitel 3 wurde untersucht, ob lokale kategorienspezifische Gammabandaktivität die neuronalen Korrelate des Bewusstseins reflektieren könnte. In Kapitel 4 wurde mit diesem experimentellen Paradigma untersucht, ob die neuronale Synchronisierung dem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entsprechen könnte.
Unsere Arbeit im Kapitel 3 baut auf der von Fisch und Kollegen (2009) auf. Fisch und Kollegen (2009) zogen aus ihrer experimentellen Arbeit den Schluss, dass lokale kategorienspezifische Gammabandaktivität die neuronalen Korrelate des Bewusstseins reflektieren könnte. Sie hatten Elektroden auf dem visuellen Kortex von Epilepsiepatienten implantiert und von diesen Elektroden die Gammabandaktivität abgeleitet. Im ersten Schritt suchten sie nach Elektroden, die kategorienspezifische Antworten zeigen. Bei den kategorienspezifischen Elektroden ist die Gammabandaktivität abhängig vom präsentierten Stimulusmaterial. Zum Beispiel kann man bei einer Elektrode auf dem Fusiform Face Area starke Gammabandaktivität nur dann messen, wenn ein Gesicht auf dem Bild zu sehen ist. Die Autoren benutzten solche kategorienspezifischen Elektroden, um nach den neuronalen Korrelaten des Bewusstseins zu suchen. Sie zeigten den Patienten Bilder von Gesichtern, Häusern und Objekten, die direkt nach der kurzen Präsentation maskiert wurden, so dass die Patienten nur bei manchen Durchgängen erkannten, was auf dem Bild war, bei anderen Durchgängen nicht. Dies entspricht der typischen Kontrastierungsanalyse. Die Ergebnisse haben klar gezeigt, dass bei diesen kategorienspezifischen Elektroden die Gammabandaktivität erhöht wurde, als die Patienten bewusst wahrnahmen, was auf dem Bild zu sehen war. Aus diesen Ergebnissen zogen die Autoren den Schluss, dass lokale kategorienspezifische Gammabandaktivität dem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entspricht. Diese Aussage wollten wir mit unserem experimentellen Paradigma testen.
Um diese Behauptung zu untersuchen, erhoben wir sehr ähnliche Daten wie Fisch et al. (2009) und analysierten die Daten auf ähnliche Weise. Unsere experimentelle Frage war, ob die lokale kategorienspezifische Gammabandaktivität durch unsere beiden Manipulationen – sensorische Evidenz und bestehendes Wissen – in ähnlicher Weise erhöht wird. Dies sollte der Fall sein, wenn die lokale kategorienspezifische Gammabandaktivität dem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entspricht, da sensorische Evidenz und bestehendes Wissen beide den Anteil der Durchgänge, in welchen die Versuchsperson die Person auf dem Bild bewusst wahrnimmt, erhöhen. Dieses Ergebnis wurde nicht gefunden. Stattdessen fanden wir, dass die lokale kategorien-spezifische Gammabandaktivität nur durch sensorische Evidenz erhöht wurde, bestehendes Wissen aber keinen Effekt auf diese Aktivierung hatte. Da bestehendes Wissen auch den Anteil der Durchgänge mit bewusster Wahrnehmung erhöht, die kategorienspezifische Gammabandaktivität aber nicht durch bestehendes Wissen erhöht wurde, kann man schlussfolgern, dass die kategorienspezifische Gammabandaktivität nicht die neuronalen Korrelate des Bewusstseins reflektieren kann.
Als nächstes (Kapitel 4) haben wir die Hypothese getestet, dass Synchronizität dem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entspricht. Um diese Idee zu testen, maßen wir mittels Magnetoenzephalographie die magnetischen Felder des Gehirns, schätzten aus diesen Daten mittels Beamforming die neuronalen Aktivitätsquellen und quantifizierten die Synchronizität zwischen diesen Quellen. Wenn die interareale Synchronizität dem neuronalen Korrelat des Bewusstseins entspräche, sollte die Synchronizität für Bedingungen mit mehr sensorischer Evidenz und mit bestehendem Wissen erhöht sein. Dies wurde nicht beobachtet. Wir fanden, dass Synchronizität (gemittelt über die Quellen) nur bei den Bildern erhöht war, für die bestehendes Wissen vorlag. Ein ähnlicher Effekt für sensorische Evidenz wurde nicht gefunden. Insofern können wir sagen, dass unsere Befunde dagegen sprechen, dass neuronale Synchronizität den Mechanismus für Bewusstsein darstellt. Allerdings können wir das in diesem Fall auch nicht völlig ausschließen, denn Synchronizität könnte die Informationsverarbeitung auf einem kleineren Maßstab koordinieren als wir es mit dem MEG messen können (Singer, in press).
Im Kapitel 5 untersuchten wir, wie schnell bestehendes Wissen bewusste Verarbeitung beeinflussen kann. Um dies herauszufinden machten wir uns die intraindividuellen Unterschiede der perzeptuellen Leistung zu Nutze. Wir fanden, dass bestehendes Wissen bewusste Verarbeitung schon innerhalb der ersten 100 Millisekunden nach der Präsentation des Reizes beeinflusst. Wir beobachteten auch, dass ein größerer perzeptueller Effekt des bestehenden Wissens in geringerer neuronaler Aktivität in Durchgängen mit bestehendem Wissen hervorruft. Diese Ergebnisse sind im Einklang mit Theorien, die besagen, dass unsere Wahrnehmung bestehendes Wissen nutzt, um vorherzusagen, wie die visuelle Welt sich ändert und um die neuronalen Antworten zu verringern (Friston, 2010).
In der vorliegenden Arbeit wurde diskutiert, warum die typische Kontrastierungsanalyse uns nicht zu den neuronalen Korrelaten des Bewusstseins führen kann. Wir schlugen vor, dass neue experimentelle Paradigmen nötig sind, um näher an die neuronalen Korrelate des Bewusstseins heranzukommen. Es wurde ein neues Paradigma benutzt, um zwischen Vorläuferprozessen und neuronalen Korrelate des Bewusstseins zu unterscheiden. Mit diesem Paradigma wurden zwei sehr unterschiedliche Hypothesen getestet und gefunden, dass die kategorienspezifische Gammabandaktivität nicht die neuronalen Korrelate des Bewusstseins widerspiegeln kann. Wir hoffen, dass unsere Experimente eine Entwicklung von vielen weiteren und besseren experimentellen Paradigmen stimuliert, die zwischen den Vorläuferprozessen, den Konsequenzen und den eigentlichen Korrelaten des Bewusstseins unterscheiden können. Wenn man über die Kontrastierungsanalyse hinausgeht, kann man die gegenwärtigen Theorien des Bewusstseins testen und damit Schritt für Schritt näher an die neuronalen Grundlagen des Bewusstseins kommen.