Inhaltszusammenfassung:
Hintergrund: Gesunde Erwachsene können nur eine begrenzte Menge an Informationen verarbeiten. Bei Patienten mit visueller Extinktion, einer Erkrankung die nach rechtshemisphärischen Schlaganfällen auftreten kann, ist diese natürliche Limitierung gesteigert und resultiert darin, dass Patienten bei Präsentation beidseitiger Stimuli den kontraläsionellen Reiz auslöschen. Ziel dieser Studie war es, Bereiche des Gehirns zu identifizieren, die für die Verarbeitung multipler visueller Reize verantwortlich sind. Unter Berücksichtigung der “top-down-” und bottom-up”-Aufmerksamkeitsmodelle und der Ergebnisse von TMS- (transcranielle Magnetstimulation) und fMRT- (funktionelle Kernspintomographie) Studien, wurde die Hypothese gestellt, dass dem rechtshemisphärischen intraparietalen Sulcus (IPS) eine wichtige Rolle bei der Aufmerksamkeitslenkung auf bilaterale Reize und der temporoparietale junction (TPJ) eine wichtige Rolle bei der Erkennung dieser bilateralen Reize zukommt.
Methoden: 24 Probanden nahmen an einem fMRT-Experiment teil welches in fünf Einheiten mit je 400 Versuchsdurchgängen gegliedert war. Ein Versuchsdurchgang bestand aus einem neutralen oder informativen Hinweisreiz (HR) welcher in Richtung eines rechtsseitigen, linksseitigen oder beidseitigen Zielkastens wies. Nach einem variablen Zeitintervall erschienen im jeweils angekündigtem Zielkasten ein Zielreiz (ZR) oder ein Ablenkreiz (AR). Augenbewegungen und Reaktionszeiten wurden aufgezeichnet. Statistische Auswertung der Bildgebungsdaten und die Erstellung der nachfolgend genannten Kontraste erfolgte mittels SPM8 (Statistical parametric mapping). Kontrastmodelle waren: a) unilateraler HR links vs. bilateraler HR, b) unilateraler HR rechts vs. bilateraler HR, c) unilateraler ZR links vs. bilateraler ZR, d) unilateraler HR rechts vs. bilateraler HR. Durch Überlappung der einzelnen Kontraste (sog. Konjunktionsbilder) wurden diejenigen Voxel sichtbar, welche stärker auf Präsentation bilateraler HRs und ZRs reagiert haben als auf die jeweiligen unilateralen Reize.
Ergebnisse: In 97,6 ± 2,5% der Versuchszeit fixierten die Probanden einen zentralen Fixationspunkt. Reaktionszeiten (RTs) für ZR die einem informativen HR folgten, waren signifikant schneller. Die Detektion bilateraler ZR resultierte in längeren RTs als die Detektion einzelner ZR. Das Konjunktionsbild der HR-Bedingung zeigte eine Überlappung im rechtshemisphärischem inferiorem frontalen Gyrus (IFG) und das der ZR-Bedingung im rechtshemisphärischem IPS und Gyrus cinguli (CG)/ superiorem frontalen Gyrus (SFG).
Diskussion: Die schnelleren RTs für erwartete ZR deuten darauf hin, dass die Probanden aufmerksam waren und die HR als Informationsquelle nutzten. Die langsameren RTs bei der Detektion bilateraler ZR könnten durch eine größere kognitive Herausforderung bedingt sein. Die Bildgebungsdaten für die Bedingungen HR und ZR zeigten Aktivierungen in den okzipitalen Regionen korrespondierend zu den bekannten Arealen der Sehbahn nach rechts- und linksseitiger Stimulation und resultierend aus einer durch den HR modulierten Aktivierung in den entsprechenden visuellen Cortices. Die fMRT Ergebnisse der Konjunktionsbilder [bilateral vs unilateraler HR links + bilateraler vs unilateraler HR rechts] und [bilateraler vs ZR links + bilateraler vs ZR rechts] zeigten insgesamt mehr Aktivierungen in der rechten Gehirnhemisphäre. Diese Ergebnisse stimmen mit bekannten Läsionsstudien überein und unterstützen die Annahme einer rechtshemisphärischen Dominanz für räumliche Aufmerksamkeit. Bilaterale HRs erzeugten Aktivierungen im rechtshemisphärischen IFG. Als Teil des ventroparietalen Netzwerkes ist war diese Aktivierung unerwartet, jedoch in Studien mit ähnlichem Versuchsaufbau bereits vorbeschrieben. Anders als erwartet kam es im Bereich des IPS nur in der ZR-Bedingung zu Aktivierungen und nicht in der HR-Bedingung. Diese Studie ist die erste Bildgebungsstudie welche IPS-Aktivierungen während dem Erkennen beidseitiger ZR zeigt. Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit Ergebnissen von früheren TMS-Studien. Die Rolle des CG/SFG beim Erkennen beidseitiger ZR ist bis dato unklar und bedarf weiteren Untersuchungen. Bislang waren diese Hirnareale v.a. mit psychiatrischen Funktionsstörungen aber auch mit zielorientiertem Verhalten assoziiert.
Schlussfolgerung Aktivierungen im IPS in der HR-Bedingung und TPJ-Aktivierung in der ZR-Bedingung konnten nicht nachgewiesen werden. Stattdessen konnten Aktivierungen im IPS in der ZR-Bedingung demonstriert werden, sodass dennoch von einer wichtigen Rolle des IPS beim Erkennen multipler Reize auszugehen ist. Unsere Ergebnisse weisen daraufhin, dass der rechtshemisphärische IFG eine wichtige Aufgabe bei der Lenkung von Aufmerksamkeit auf beidseitige und erwartete ZR übernimmt. Die fehlende TPJ-Aktivierung ist möglicherweise durch den Versuchsaufbau erklärt.
fMRI
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