Die Bedeutung der Alpha Synchronisation für das Gedächtnis

Das generelle Ziel des Antrages ist es, komplexe, phasensensitive Maße anzuwenden, um die zeitliche Dynamik und Konnektivität von Gedächtnisprozessen zu untersuchen. Bisherige Ergebnisse zeigen, dass zur funktionellen Bedeutung von Theta-Oszillationen in Bezug zu Prozessen des Arbeitsgedächtnisses relativ viel bekannt ist. Über die Rolle anderer Oszillationen, vor allem im Alpha-Frequenzbereich, ist relativ wenig bekannt. In Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass Alpha-Oszillationen mit top-down gesteuerten Prozessen eines komplexen Repräsentationssystems assoziiert sind, das uns semantische Orientierung ermöglicht. Daraus lässt sich die interessante Hypothese ableiten, dass Alpha-Oszillationen mit dem Zugriff auf im Gedächtnis gespeicherte semantische Informationen zu tun haben. Spezifische Ziele: (i) Zur Überprüfung dieser Hypothese schlagen wir die Durchführung einer Reihe von Experimenten vor, die eine Dissoziation unspezifischer Vorgänge der top-down Kontrolle (wie sie z.B. Erwartungseffekte darstellen) von spezifischen Prozessen des Zugriffes auf semantische Information ermöglichen sollen. (ii) Bisherige Ergebnisse wurden primär auf Grundlage ereignisbezogener Versuchspläne gewonnen. Wir wollen daher neue Paradigmen entwickeln, die die Untersuchung kontinuierlicher` Verarbeitung ermöglichen, um Prozesse dynamischer Konnektivität besser erfassen zu können. (iii) Über den Zusammenhang zwischen gedächtnisrelevanten Oszillationen und der Entstehung von Komponenten des ereignis- korrelierten Potenzials (EKP) ist wenig bekannt. Wir schlagen eine neue Analysemethode vor, die es ermöglichen soll, den Einfluss der Alpha-Phasensynchronisation auf die Generierung der P1-Kompoente des EKPs beim Zugriff auf semantische Gedächtnisinhalte zu untersuchen. Der innovative Aspekt des vorgeschlagenen Projekts wird in der Möglichkeit gesehen, eine Theorie über Alpha Oszillationen zu erstellen, die einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis des menschlichen Gedächtnisses - betreffend die Nutzung und Speicherung komplexen Wissens - zu leisten.

Das generelle Ziel des Projektes bestand in der Anwendung und methodischen Entwicklung von Phasenmaßen zur Untersuchung der funktionellen Bedeutung von Alpha Oszillationen für Gedächtnisprozesse. In den 4 Jahren der Projektarbeit konnten 8 Arbeiten publiziert werden, die mit Hilfe der Aufzeichnung der elektrischen Gehirnaktivität (Elektroenzephalographie oder EEG) die funktionelle Bedeutung von Gehirnschwingungen (Oszillationen) untersucht haben. Es ergab sich dabei ein um wesentlich genaueres theoretisches Verständnis der Alpha Oszillationen (mit einer Frequenz von ca. 10 Hz) als dies bisher möglich war. Die Bedeutung dieser Gehirnschwingung wird darin gesehen, dass sie einen zeitlich strukturierten und getakteten Zugriff auf Inhalte des Langzeitgedächtnisses ermöglicht. Es konnte zusätzlich eine formale Theorie entwickelt werden, die es ermöglicht, die Frequenz und Bandbreite aller Gehirn- und Körperschwingungen zu berechnen und individuell vorherzusagen. Der dieser Theorie zugrunde liegende Algorithmus erlaubt es auch, die Verteilung der langen axonalen Gehirnfasern (white matter connectivity) vorherzusagen.