title: Kognitive Kontrolle während des selektiven Abrufs aus dem Langzeitgedächtnis
title: Cognitive control during selective long-term-memory retrieval
Creators: name: Kizilirmak, Jasmin
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2013
Subjects: EEG
Psychologie
fMRI
Funktionelle Magnetresonanztomografie
Retrieval
Long-term memory , Cognitive control
Biologische Psychologie
Langzeitgedächtnis
Experimentelle Psychologie , Elektroenzephalografie

description: In every waking moment of our life,
      we are focusing our conscious processing of information on
      certain perceptions, ideas, feelings, and memories. In other
      words, we are filtering information, or selectively attending
      to specific occurrences in our environment (external
      perceptions) and to thoughts (internal perceptions) all the
      time. For example, imagine you want to bake a marble cake:
      How much flour, butter, and sugar do you need? How do you
      accomplish the task of remembering the amount of the flour
      without confusing it with the amount of sugar? The present
      thesis addresses this problem of selective long-term-memory
      (LTM) retrieval, especially in a situation where you have to
      continually retrieve several internal representations (in the
      example above: the amount of flour, butter, and sugar for a
      certain cake) associated with the same cue (marble cake,
      Figure 1A). The aim is to shed light on the question which
      cognitive processes enable such a focused, selective
      processing of memory representations considering the vast
      amount of possibly interfering information. In a series of
      three studies, the present thesis investigated how selective
      LTM retrieval is accomplished when relevant and irrelevant
      associations with a retrieval cue can switch their roles
      dynamically. We manipulated changes of to-be-retrieved
      associations and relevant associative networks from trial to
      trial, and measured neuronal correlates of the involved
      processes by means of early and late occurring event-related
      potentials (ERPs), and hemodynamic activity as measured by
      functional magnetic resonance imaging (fMRI). We found
      reliable processing differences between trials in regard to
      (1) whether associations of the same network (i.e., related
      to the same cue) or different networks had to be accessed in
      consecutive trials, (2) whether consecutively to be retrieved
      associations were of the same type, and (3) whether all or
      one other association of the same network had been accessed
      in the previous trial. These processing differences became
      manifest in amplitudinal and topographical ERP differences,
      as well as in different activation patterns of cortical
      regions as indicated by fMRI, and a reliable effect of
      positive priming for the target association in the behavioral
      data. Our findings provide evidence that selective retrieval
      with dynamic shifts between to-be-retrieved and to-be-ignored
      associations with a retrieval cue is predominately
      accomplished by enhancing the relevant information through
      focusing internal attention on the relevant, instead of
      inhibiting potential retrieval competitors. The involved
      brain areas further bear a high correspondence to a cluster
      of frontal and parietal cortical regions that have been
      proposed to form an attentional-control network. Our data
      therefore support the recent claim that similar brain regions
      are important for the selection of memory (i.e., internal)
      representations as they are for the selection of perceptual
      (i.e., external) representations, and encourage further
      investigation in regard to the degree and nature of this
      overlap.
description: Ständig konzentrieren wir unsere
      bewusste Verarbeitung auf bestimmte Wahrnehmungen aus unserer
      Umwelt, auf Ideen, Empfindungen oder Erinnerungen und
      ignorieren gleichzeitig für den Moment irrelevante
      Informationen. Worauf sich unsere momentane Verarbeitung bzw.
      unser Aufmerksamkeitsfokus richtet, kann jederzeit wechseln,
      wie z.B., beim Backen unsere Aufmerksamkeit von einer Zutat
      zur nächsten wandert. Es werden bestimmte kognitive Prozesse
      angenommen, die die selektive Verarbeitung erleichtern, indem
      sie z.B. relevante Informationen (oder den Fokus auf sie)
      verstärken und simultan präsente, aber irrelevante
      Informationen filtern, die um den Fokus unserer
      Aufmerksamkeit konkurrieren und somit die selektive
      Verarbeitung des Relevanten stören könnten. Wie die Selektion
      und Filterung von Information in der Wahrnehmung, besonders
      bei einem ständigen Wechsel des Aufmerksamkeitsfokus,
      funktioniert, ist schon weitreichend untersucht worden. Im
      Vergleich dazu wissen wir jedoch viel weniger über diejenigen
      Prozesse, die die Selektion von eher internen
      Repräsentationen (Erinnerungen, Ideen, u.ä.) steuern, wenn
      zwischen abzurufenden und zu ignorierenden Repräsentationen
      dynamisch gewechselt werden muss. Die vorliegende
      Dissertation beschäftigt sich mit den Prozessen, die der
      Kontrolle des selektiven Abrufs von Informationen aus dem
      Langzeitgedächtnis in eben dieser kaum untersuchten
      Abrufsituation unterliegen. Zu diesem Zweck entwickelten wir
      ein neues Paradigma, bei dem wir den Wechsel zwischen
      relevanten und irrelevanten Assoziationen und assoziativen
      Netzwerken von einem Trial zum nächsten manipulierten. Neben
      Verhaltensmaßen (Reaktionszeit, Fehlerrate) erhoben wir frühe
      und späte ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs) mittels
      Elektroenzephalografie (EEG) um nähere Aufschlüsse über den
      zeitlichen Ablauf und die Art der zugrundeliegenden
      neuronalen Prozesse zu erhalten, als auch die hämodynamische
      Reaktion mittels funktioneller Magnetresonanztomografie
      (fMRT), um weitere Informationen über die mit diesen
      Prozessen assoziierten Hirnregionen zu erhalten. Wir fanden
      reliable Verarbeitungsunterschiede zwischen Trials, wenn (1)
      wiederholt Assoziationen mit demselben Hinweisreiz (d.h.
      Repräsentionen aus demselben assoziativen Netzwerk) abgerufen
      werden mussten im Vergleich zu einem Netzwerkwechsel, wenn
      (2) wiederholt Assoziationen des gleichen Typs (d.h. der
      gleichen Kategorie) abgerufen werden mussten, und wenn alle
      oder nur eine Assoziation mit demselben Hinweisreiz im
      vorangehenden Trial abgerufen werden mussten. Diese
      Verarbeitungsunterschiede wurden im EEG sichtbar als
      Unterschiede in der Amplitude und Topografie zeitlich
      dissoziierbarer EKPs, in unterschiedlichen
      Aktivierungsmustern neokortikaler Hirnregionen im fMRT und
      Wiederholungsvorteilen in den Reaktionszeiten und der
      Gedächtnisleitsung. Die Befunde dieser Studien weisen
      insgesamt darauf hin, dass der dynamische Wechsel zwischen
      abzurufenden und nicht abzurufenden
      Gedächtnisrepräsentationen, die mit demselben Hinweisreiz
      assoziiert sind, hauptsächlich durch die Verstärkung des
      Fokus auf das Relevante erleichtert wird. Die mit diesen
      Kontrollprozessen assoziierten frontalen und parietalen
      Hirnregionen weisen eine hohe Ähnlichkeit mit dem sogenannten
      frontoparietalen Kontrollnetzwerk der
      Aufmerksamkeitskontrolle auf. Unsere Daten unterstützen somit
      eine aktuelle Theorie, dass die Selektion von internen
      (Erinnerungen) und externen Repräsentationen (Wahrnehmungen)
      vielleicht von denselben oder ähnlichen Hirnregionen
      gesteuert wird. Wir propagieren daher die Relevanz einer
      genaueren Untersuchung der Überlappung dieses
      Kontrollnetzwerkes in zukünftigen Studien.