title: Exploration von materialabhängiger Lateralisation in Hippocampus und angrendenden anatomischen Regionen durch fMRT
title: Exploration of material dependent memory lateralization of the hippocampus and adjourning anatomical regions by fMRI
Creators: name: Brandt, David Johannes
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2013
Subjects: Hirnfunktion , Magnetresonanztomografie
Medizin, Gesundheit
hippocampus , fMRI

description: The concept of functional asymmetry
      is a basic principle of organization of human brain function.
      This basic concept also applies to the encoding of memory
      data. A number of studies have been conducted to explore the
      asymmetry of memory encoding using functional magnetic
      resonance imaging (fMRI), a technique which utilizes the high
      oxygen levels in activated brain areas to indirectly detect
      brain activation. The lateralization of encoding processes is
      determined, among other things, by the verbalizability of the
      memorized material (Golby, Poldrack et al. 2001; Golby,
      Poldrack et al. 2002; Powell, Koepp et al. 2005). Encoding of
      verbal stimuli preferentially relies on left-hemispheric
      brain regions, while encoding of visual (non-verbal) material
      relies on right-hemispheric areas. The study of Jansen et al.
      (Jansen, Sehlmeyer et al. 2009) was used as prototype study
      for this project, though only containing two stimulus classes
      and not addressing the issue of reliability. Reliability has
      only been addressed by a few studies (Bennett and Miller
      2010), why we enclosed it into my study. The four objectives
      of this study are: 1. Implementations of the task at the new
      3 tesla Siemens MRI scanner. 2. Expansion of the paradigm by
      two newly implemented stimulus classes 3. Development of
      stimuli with less verbalizeable patterns 4. Testing the
      reliability of the results by comparing it to a second run of
      the study The establishment of the paradigm at the new
      scanner was successful. Through the inclusion of two
      additional stimulus classes (Scenes and Faces), to the
      existing classes (words and shapes), two additional steps
      between the existing very well verbalizeable and almost not
      verbalizeable, were established. The newly introduced almost
      not verbalizeable patterns showed, as expected, right
      lateralized activations. Overall similar results to those
      already published by Golby et al. and Jansen et al could be
      achieved. The reliability of the results was not entirely
      homogenous, since the two implemented techniques, the
      intra-class-correlations (ICC) and the lateralization indices
      (LI), showed deviating results. LIs resulted in a quite good
      reliability, but ICCs showed good reliability only for a few
      select activation clusters. This indicates that in the
      planning of future fMRI studies, reliability should be a key
      issue.
description: Das Prinzip der funktionellen
      Asymmetrie, also die Aufteilung der Hirnfunktionen zwischen
      den Hirnhälften, stellt ein Grundprinzip menschlicher
      Gehirnorganisation dar. Vor diesem Hintergrund ist es wenig
      überraschend, dass sich dieses Prinzip auch auf die
      Enkodierung von Gedächtnismaterial übertragen lässt. Einige
      Arbeiten beschäftigten sich bisher mit der Erforschung dieser
      Asymmetrie mittels funktioneller Magnetresonanztomographie
      (fMRT) vgl. (Golby, Poldrack et al. 2001; Golby, Poldrack et
      al. 2002; Powell, Koepp et al. 2005; Jansen, Sehlmeyer et al.
      2009), ein Verfahren, dass sich den erhöhten Sauerstoffbedarf
      aktivierter Hirnareale zu Nutze macht, um Hirnaktivierung
      indirekt zu detektieren. Durch diese Studien wurden die
      Grundvoraussetzungen für die Annahme geliefert, dass
      verbalisierbare Informationen (z.B. Worte/Sprache) vor allem
      linkshemispherisch und schwer verbalisierbare Objekte (z.B.
      abstrakte Muster) vorwiegend rechtshemispherisch verarbeitet
      werden. Letztlich diente die Arbeit von Jansen et al.
      (Jansen, Sehlmeyer et al. 2009) als Vorläuferprojekt zu der
      vorliegenden Studie, in der zwei Stimulusklassen verwendet
      wurden und in der noch nicht auf Fragen der Reliabilität
      eingegangen wurde. Insgesamt wurden Fragestellungen der
      Reliabilität in der bisherigen Forschung nur vereinzelt
      behandelt vgl. (Bennett and Miller 2010), deshalb erschien es
      notwendig dieses in die vorliegende Arbeit zu integrieren.
      Die vier Fragestellungen der Arbeit: 1. Die Implementierung
      des Paradigmas am neuen 3 T Scanner 2. Die Erweiterung des
      Paradigmas um zwei neue Stiumulusklassen 3. Entwicklung von
      weniger verbalisierbaren Stimuli 4. Reliabilitätsmessung
      durch Wiederholung der Messung und Vergleich der beiden
      Messzeitpunkte Das Paradigma wurde erfolgreich am neuen
      Scanner etabliert. Durch die neuen Stimulusklassen (Szenen
      und Gesichter) konnten Zwischenstufen im Hinblick auf
      Verbalisierbarkeit zwischen den bestehenden gut
      verbalisierbaren und nicht verbalisierbaren Stimulusklassen
      (Worte und Muster), erstellt werden. Die neuen weniger
      verbalisierbaren Stimuli zeigten gute rechtslateralisierte
      Ergebnisse. Insgesamt konnten ähnliche Ergebnisse wie bei
      Golby et al. und Jansen et al. gezeigt werden. Die
      Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zeigte sich jedoch nicht
      konstant gegeben. Die verwendeten Verfahren zur
      Realibilitätsmessung, Intraclass-correlations (ICC) und
      Lateralisationsindices (LI), zeigten unterschiedliche
      Ergebnisse, wobei die LIs relativ gute Reproduzierbarkeit
      zeigten und bei den ICCs nur für einige selektive Cluster
      gute Ergebnisse erzielt werden konnten. Dies weist darauf
      hin, dass in Zukunft deutlich mehr Wert auf Reliabilität bei
      der Planung von fMRT Studien gelegt werden sollte.