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Domain specificity oder domain generality? Die Funktion des medialen Gyrus fusiformis bei der Objekterkennung

Eine fMRT-Studie

Domain specificity oder domain generality? Die Funktion des medialen Gyrus fusiformis bei der
Objekterkennung
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Christina Maier
  • Abgabedatum: Januar 2004
  • Umfang: 101 Seiten
  • Dateigröße: 1.020,6 KB
  • Note: 1,3
  • Institution / Hochschule: Ludwig-Maximilians-Universität München Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-8460-6
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-8460-6 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-8460-6 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Maier, Christina Januar 2004: Domain specificity oder domain generality? Die Funktion des medialen Gyrus fusiformis bei der Objekterkennung, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Magnetresonanz, visuell, Gehirn, Gesichter, Bildgebung

Diplomarbeit von Christina Maier

Zusammenfassung:

Die Funktion des medialen Gyrus fusiformis bei der Objekterkennung ist Gegenstand der Studie. Insbesondere auf der Basis neuropsychologischer Befunde sowie Untersuchungen mit funktioneller Bildgebung wurde diese neuronale Struktur zunächst als eine (Kategorien-spezifische) Region angesehen, die ausschließlich für die Erkennung von Gesichtern zuständig ist und deshalb als fusiform face area (FFA) bezeichnet (domain specificity/ category-specific model). In jüngerer Zeit wurde jedoch eine alternative Sichtweise vorgeschlagen, nach der die Spezialisierung des medialen Gyrus fusiformis für Gesichter zum einen in der ganzheitlichen und konfiguralen Verarbeitung der visuellen Information, und zum anderen und wesentlich in dem Grad an „Expertentum“ beim Gesichtererkennen begründet liegt. Nach dieser Theorie ist die Verarbeitung unabhängig von der spezifischen Objektkategorie (domain generality/ process-map model). Dieser Sichtweise folgend geht die vorliegende Untersuchung von der Hypothese aus, dass der mediale Gyrus fusiformis in gleichem Maße bei Gesichtererkennung wie bei anderen, Expertentum erfordernden visuellen Erkennungsleistungen ansprechen sollte. Untersuchungsziel ist insbesondere, einen Experteneffekt nachzuweisen, indem die neuronale Aktivierung mittels fMRT bei der Verarbeitung von Gesichtern und der Verarbeitung von Handschriften verglichen wird.

Die funktionelle Aktivierung im occipito-temporalen Cortex wird für beide Stimuluskategorien mittels fMRT gemessen. Lokale Unterschiede in der Aktivierung im visuellen System werden dargestellt. Der prozentuale Aktivierungsanstieg im medialen Gyrus fusiformis wird sowohl für Handschriften als auch für Gesichter errechnet und beide Werte miteinander verglichen.

Die Ergebnisse zeigen, dass beide Objektkategorien Regionen des ventralen visuellen Systems ansprechen. Es zeigt sich weiterhin, dass der prozentuale Aktivierungsanstieg für Gesichter im Gegensatz zum prozentualen Aktivierungsanstieg für Handschriften in der rechten FFA signifikant höher ist. In der FFA der linken Hemisphäre ergibt sich ein höherer prozentualer Aktivierungsanstieg für Handschriften.

Die Ergebnisse werden in Hinblick auf Unterschiede im Grad an Expertentum und Lateralisierungstendenzen zwischen rechter und linker Gehirnhälfte diskutiert.

Inhaltsverzeichnis:

ZUSAMMENFASSUNG 6
1. EINLEITUNG 7
2. HINTERGRUND DER STUDIE 8
2.1 Lokalisierung des visuellen Assoziationscortex im Gehirn 8
2.2 Die zwei Verarbeitungswege im visuellen Assoziationscortex - die dorsale Bahn und die ventrale Bahn im Besonderen 12
2.3 Die zwei Modellvorstellungen (domain specificity / domain generality) zum funktionellen Aufbau des ventralen Verarbeitungsweges, insbesondere des medialen Gyrus fusiformis 14
2.3.1 Richtungsweisende theoretische Ansätze 14
2.3.2 Übertragung der theoretischen Ansätze auf die Funktionsweise des ventralen Verarbeitungsweges 16
2.3.3 Auswirkungen der zwei Modellvorstellungen in Bezug auf die Funktionsweise des medialen Gyrus fusiformis 17
2.3.4 Forschungsergebnissen aus der kognitiven Psychologie 20
2.3.4.1 domain specificity / category-specific model 20
2.3.4.2 domain generality / process-map model 21
2.3.4.3 Zusammenfassung der Ergebnisse aus der kognitiven Psychologie 25
2.3.5 Forschungsergebnisse aus der Neuropsychologie 26
2.3.5.1 domain specificity / category-specific model 26
2.3.5.2 domain generality / process-map model 31
2.3.5.3 Zusammenfassung der Ergebnisse aus der Neuropsychologie 33
2.3.6 Forschungsergebnisse aus der Bildgebung 34
2.3.6.1 domain specificity / category-specific model 34
2.3.6.2 domain generality / process-map model 37
2.3.6.3 Zusammenfassung der Ergebnisse aus der Bildgebung 38
2.4 Vorläufige Schlussfolgerungen aus den vorliegenden Forschungsergebnissen 39
2.5 Hypothese und Untersuchungsziel 40
2.5.1 Hypothese 40
2.5.2 Untersuchungsziele 40
3. MATERIAL UND METHODEN 40
3.1 Versuchspersonen 40
3.2 Test- und Stimulationsmaterial 43
3.2.1 Neuropsychologische Tests und psychiatrische Befragung 43
3.2.2 Stimulationsmaterial 46
3.3 Procedere 49
3.3.1 Aufgabe 49
3.3.2 Experimentelles Design 49
3.3.3 Durchführung 50
3.4 Untersuchungsmethode 50
3.4.1 Grundlagen der funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) 50
3.4.2 Untersuchungsparameter 53
3.5 Bilddatenanalyse 54
3.5.1 Korrektur für Bewegungen zwischen den Scans 54
3.5.2 Glättung der Bilddaten 55
3.5.3 Räumliche Normalisierung 55
3.5.4 Extraktion von Gehirnstrukturen in strukturellen Bildern 55
3.5.5 Statistische Analyse - Das allgemeine lineare Modell 56
3.5.6 Analyse der vorliegenden Daten 56
4. ERGEBNISSE 58
4.1 Behaviorale Daten 58
4.2 Gruppenanalyse: Aktivierungsunterschiede zwischen den Bedingungen imoccipito-temporalen Cortex (Aktivierungsspitzen) 60
4.3 ROI-Analyse 65
5. DISKUSSION 68
5.1 Zusammenfassung der Ergebnisse 68
5.2 Diskussion der vermehrten Aktivierungsspitzen im occipito-temporalen Cortex bei der Verarbeitung von Handschriften 69
5.3 Diskussion der Ergebnisse aus der ROI-Analyse zur Aktivierung im medialen Gyrus fusiformis 69
5.3.1 Die rechte Hemisphäre 72
5.3.2 Die linke Hemisphäre 77
5.3.3 Limitationen 78
5.3.4 Exkurs: Kritische Anmerkung zum Begriff des Expertentums, insbesondere zu seiner Anwendung im Rahmen des process-map model 80
6. AUSBLICK 81
7. LITERATURVERZEICHNIS 84
8. VERZEICHNIS DER VERWENDETEN ABKÜRZUNGEN 92
9. VERZEICHNIS DER TABELLEN 95
10. VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN 96

Automatisiert erstellter Textauszug:

Für die psychiatrische Befragung wurde das Munich Composite International Diagnostic Interview (M-CIDI) verwendet (Wittchen et al., 1995). Es handelt sich hierbei um ein standardisiertes diagnostisches Interview zur Erfassung psychischer Störungen entsprechend den Kriterien des Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM). Der M-CIDI erhebt verschiedene Störungskomplexe, klassifiziert nach DSM-VI: Somatoforme Störungen und Hypochondrie, Panikstörung, Phobien und andere Angsterkrankung, depressive Episoden, Dysthymie und bipolare Störungen sowie Substanzmissbrauch,- abhängigkeit und Tabakkonsum. Durchführungs- und Auswertungsobjektivität können aufgrund der Standardisierung als gegeben angesehen werden. Die Test-RetestReliabilität liegt mit Kappa-Werten von 0,49 (somatoforme Störungen) bis 0,83 (Anorexia nervosa) im mittleren Bereich (Wittchen und Pfister, 1997). Positive Zusammenhänge mit Diagnosen erfahrener Psychiater stützen die Validität (Wittchen und Pfister, 1997). [...]

In allen Studien aus der kognitiven Psychologie, der Neuropsychologie und der Bildgebung, die Experten als Versuchspersonen heranzogen, deutet sich an, dass nicht nur bei der Verarbeitung von Gesichtern, sondern auch bei der Verarbeitung sonstiger Expertenobjekte ganzheitliche, konfigurale und kategorisierende Prozesse ausschlaggebend sind, was darauf schließen lässt, dass die FFA nicht nur eine ausschließlich für Gesichter zuständige Region ist, sondern vielmehr Prozesse, die auf Expertentum beruhen, für eine Aktivierung in der FFA maßgeblich sind. Hinsichtlich des Kategorisierungslevels allein ergaben die vorgestellten Studien aus Neuropsychologie und Bildgebung differierende Ergebnisse. Einige Studien sprechen dafür, dass eine Wahrnehmung von Objekten auf subordinate level nicht von Bedeutung für die Funktion des medialen Gyrus fusiformis ist, andere hingegen scheinen diese jedoch schon zu bestätigen. [...]

Zur Überprüfung eines möglichen Effekts von Expertentum auf die Aktivierung der FFA testeten Gauthier et al. (2000b) acht Ornithologen und elf Autoexperten. Sie verwendeten Bilder von Vögeln bzw. Autos als Stimuli. In einem Localizerscan wurde die FFA in beiden Hemisphären lokalisiert. Alle Versuchspersonen zeigten einen größeren prozentualen Aktivierungsanstieg für Gesichter als für verschiedene andere Objekte im rechten medialen Gyrus fusiformis (jeweils verglichen zur Kontrollbedingung). Bei 13 Probanden (vier Vogelexperten und neun Autoexperten) konnte auch eine FFA in der linken Hemisphäre lokalisiert werden. Diese im Localizerscan bestimmten Areale dienten als ROI für die weiteren Analysen. Gauthier et al. (2000b) verwendeten folgendes Paradigma: Die Aufgabe bestand für beide Gruppen aus zwei one-back-matchingtasks, einmal für Vögel und einmal für Autos. Der Vergleich der Aktivierung für Autos und Vögel (jeweils verglichen zur Kontrollbedingung) in beiden Gruppen ergab einen signifikanten Experteneffekt in der rechten FFA (Gruppe x Kategorie Interaktion). In der linken FFA ergab sich dieser Experteneffekt nicht. [...]

Arbeit zitieren:
Maier, Christina Januar 2004: Domain specificity oder domain generality? Die Funktion des medialen Gyrus fusiformis bei der Objekterkennung, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Magnetresonanz, visuell, Gehirn, Gesichter, Bildgebung

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