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Nf02_2012 - Nieder, Andreas

Kernspintomografie-Aktivierungen durch Anzahlen und Proportionen im menschlichen Gehirn. A) Funktionell-magnetresonanztomografische (fMRT) - Adaptation durch Anzahlen. Probanden wurden schnell wiederholt mehrere Bilder mit gegebenen Anzahlen (z. B. 16 Punkte) präsentiert, ohne dass die Personen diese unterscheiden mussten. Falls eine Gehirnregion eine Population von Neuronen enthält, die auf eine bestimmte Anzahl abgestimmt sind (illustriert durch die Gaußverteilungen unterhalb der Punktemuster) und automatisch numerische Information detektieren, so sollte diese Detektorpopulation mit jeder Reizwiederholung stärker habituieren (d. h. ihre Entladungsrate drosseln). In diesem Beispiel würden Neurone habituieren, die auf die Anzahl 16 (rote Gaußkurve) abgestimmt sind, während auf andere Anzahlen abgestimmte Zellen unbeeinflusst bleiben sollten. Dieser Habituationseffekt wurde »ausgelesen«, indem die ereigniskorrelierte fMRT auf die Präsentation einer einzelnen abweichenden Anzahl am Ende der Bildsequenz hin gemessen wurde (illustriert durch die blaue Gaußkurve). Auf diese Weise gelang es, die Aktivierungsdifferenz zwischen der habituierten roten und der nicht-habituierten blauen Anzahlabstimmkurve zu messen. B) Transversale (links) und frontale Schnitte (rechts) zeigen Areale, die umso stärker aktiviert werden, je größer die numerische Distanz zwischen der adaptierten und der abweichenden Anzahl ist. Diese liegen beidseits im parietalen (links) und frontalen Kortex (rechts). C) Probanden wurden auf die Anzahl 18 adaptiert. Der BOLD-Rebound nahm mit größerer Distanz zum Adaptations-Stimulus zu. Die Abstimmkurven sind bei Auftragung auf einer logarithmischen Skala symmetrisch. D) Transversale (links) und frontale Schnitte (rechts) zeigen Areale, die umso stärker aktiviert werden, je größer die numerische Distanz zwischen der adaptierten und der abweichenden Proportion ist. Auch hier liegen die Areale beidseits im parietalen (links) und frontalen Kortex (rechts). E) Das BOLD-Signal steigt in beiden Regionen als Funktion der abweichenden Proportion an. F) Beispielreize im Adaptationsexperiment mit Brüchen. Die Versuchspersonen wurden auf 1:6 adaptiert (links), abweichende Reize erschienen als Wörter (rechts). G) Der Signal-Rebound im IPS ist eine Funktion der numerischen Distanz zwischen dem adaptierten und dem abweichenden Bruch. Die Notation hat in dieser Region keinen Einfluss auf das Kernspinsignal (beachte den fehlenden Unterschied zwischen 1:6 und „sechstel“).

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