EEG Theta und Arbeitsgedächtnis

Eine Reihe von Arbeiten zu Theta Oszillationen hat gezeigt, dass diese EEG Frequenz in engem Zusammenhang mit der Beanspruchung des Arbeitsgedächtnisses steht. Der derzeitige Forschungsstand lässt aber keine klare Beurteilung der Frage zu, ob dieser Zusammenhang nur globale Aspekte der Auslastung des Arbeitsgedächtnisses widerspiegelt, oder für spezifische Funktionen innerhalb dieses komplexen Gedächtnissystems Gültigkeit hat. Bisherige Befunde zeigen, dass eine Zunahme der Theta Power vor allem bei der Einspeicherung und Bereithaltung von Information im Arbeitsgedächtnis beobachtet werden kann. Außerdem gibt es Hinweise, dass bei länger anhaltender, fokussierter Aufmerksamkeit eine Zunahme der Theta-Power über frontalen Arealen zu beobachten ist. Es gibt keine klaren Hinweise dafür, ob Theta-Oszillationen bei sensorischer Encodierung und Wahrnehmungsprozessen eine Rolle spielen, so wie dies für Gamma Oszillationen eindrucksvoll gezeigt werden konnte. Obwohl die vorliegenden Befunde durchaus einen Zusammenhang mit episodischen Encodierungsprozessen erkennen lassen, so können alternative Erklärungen, die sich vor allem auf die unspezifische Auswirkung von Aufmerksamkeitsprozessen beziehen, keineswegs ausgeschlossen werden. Es wird argumentiert, dass eine systematische Untersuchung der Rolle von Theta Oszillationen die Anwendung neuer Paradigmen voraussetzt, die zwar in der Kognitiven Psychologie bekannt sind, aber bei der Erforschung der funktionellen Bedeutung von Thetaoszillationen bisher noch keine Verwendung fanden. Das Ziel des Projektes besteht darin, Theta Frequenzen (im Zusammenspiel mit Frequenzen im Delta-, Alpha- und Gamma- Bereich) in Experimenten zur episodischen Verarbeitung zu untersuchen, die darauf abzielen, konfundierende Einflüsse anderer kognitiven Prozesse wie z. B. der Aufmerksamkeit, sensorischer oder semantischer Encodierung zu kontrollieren bzw. durch geeignete experimentelle Vergleiche auszuschalten. Eine Serie von 9 aufeinander abgestimmten Experimenten wird vorgeschlagen. Das EEG soll nicht nur mit Standardmethoden (Spektralanalysen, ERD/ERS; ERBP, IBP), sondern auch mit Hilfe von Wavelet-Analysen ausgewertet werden. Einen wichtigen Stellenwert sollen phasen-sensitive Masse einnehmen. Die Untersuchung der m:n (Theta:Gamma) Phasensynchronisation soll beispielsweise zur Klärung der Frage beitragen, ob Gamma Oszillationen mit Theta Oszillationen verschachtelt sind und ob diese Vorgänge primär während komplexer episodischer Encodierungsvorgänge auftreten.

Eine Reihe von Arbeiten zu Theta Oszillationen hat gezeigt, dass diese EEG Frequenz in engem Zusammenhang mit der Beanspruchung des Arbeitsgedächtnisses steht. Der derzeitige Forschungsstand lässt aber keine klare Beurteilung der Frage zu, ob dieser Zusammenhang nur globale Aspekte der Auslastung des Arbeitsgedächtnisses widerspiegelt, oder für spezifische Funktionen innerhalb dieses komplexen Gedächtnissystems Gültigkeit hat. Bisherige Befunde zeigen, dass eine Zunahme der Theta Power vor allem bei der Einspeicherung und Bereithaltung von Information im Arbeitsgedächtnis beobachtet werden kann. Außerdem gibt es Hinweise, dass bei länger anhaltender, fokussierter Aufmerksamkeit eine Zunahme der Theta-Power über frontalen Arealen zu beobachten ist. Es gibt keine klaren Hinweise dafür, ob Theta-Oszillationen bei sensorischer Encodierung und Wahrnehmungsprozessen eine Rolle spielen, so wie dies für Gamma Oszillationen eindrucksvoll gezeigt werden konnte. Obwohl die vorliegenden Befunde durchaus einen Zusammenhang mit episodischen Encodierungsprozessen erkennen lassen, so können alternative Erklärungen, die sich vor allem auf die unspezifische Auswirkung von Aufmerksamkeitsprozessen beziehen, keineswegs ausgeschlossen werden. Es wird argumentiert, dass eine systematische Untersuchung der Rolle von Theta Oszillationen die Anwendung neuer Paradigmen voraussetzt, die zwar in der Kognitiven Psychologie bekannt sind, aber bei der Erforschung der funktionellen Bedeutung von Thetaoszillationen bisher noch keine Verwendung fanden. Das Ziel des Projektes besteht darin, Theta Frequenzen (im Zusammenspiel mit Frequenzen im Delta-, Alpha- und Gamma- Bereich) in Experimenten zur episodischen Verarbeitung zu untersuchen, die darauf abzielen, konfundierende Einflüsse anderer kognitiven Prozesse wie z. B. der Aufmerksamkeit, sensorischer oder semantischer Encodierung zu kontrollieren bzw. durch geeignete experimentelle Vergleiche auszuschalten. Eine Serie von 9 aufeinander abgestimmten Experimenten wird vorgeschlagen. Das EEG soll nicht nur mit Standardmethoden (Spektralanalysen, ERD/ERS; ERBP, IBP), sondern auch mit Hilfe von Wavelet-Analysen ausgewertet werden. Einen wichtigen Stellenwert sollen phasen-sensitive Masse einnehmen. Die Untersuchung der m:n (Theta:Gamma) Phasensynchronisation soll beispielsweise zur Klärung der Frage beitragen, ob Gamma Oszillationen mit Theta Oszillationen verschachtelt sind und ob diese Vorgänge primär während komplexer episodischer Encodierungsvorgänge auftreten.