Darstellung einer fMRI Studie der Nachahmung


Hausarbeit, 2004

21 Seiten, Note: 2,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung

1. Einleitung

2. Neuropsychologie
2.1 Apraxie
2.2 Bildgebende Verfahren

3. Ziele, Material und Methode
3.1 Ziele der Studie
3.2 Stimuli Vorbereitung
3.3 Probanden Training
3.4 Material und Methode

4. Ergebnisse und Diskussion
4.1 Gemeinsame Areale bei beiden Komponenten
4.2 Areale, die spezifisch an einer Ausführung einer identischen Bewegung beteiligt sind
4.3 Areale, die für die Bewegung nur eines Glieds zuständig sind

5. Modelle der Praxis
5.1 Rechter intraparietaler Sulcus und Bewegungsrepräsentation
5.2 Linker inferiorer Parietalcortex und das Körperschema
5.3 Anderes Kodierungsschema?

6. Schlussbemerkungen

Zusammenfassung

Das Ziel dieser Arbeit ist die deutschsprachige Darstellung einer fMRI Studie von Thierry Chaminade, Andrew N. Meltzoff und Jean Decety (2005) aus dem Englischen. Die Arbeit basiert hauptsächlich auf den Gedanken dieser Studie und ist trotzdem keine wort- wörtliche Übersetzung des originalen Artikels. Im Fokus dieser Arbeit steht nur die Darstellung der originalen Studie und keine Diskussion bzw. empirische Verifikations- und Falsifikationsversuche.

Das fMRI Experiment von Chaminade, Meltzoff und Decety (2005) untersuchte die Verbindung zwischen Imitation und Körperschema an gesunden Versuchspersonen. Die Versuchspersonen sollten ein menschliches Modell beim Ausführen von körperlichen Gesten beobachten und diese dann nachahmen oder eine andere Geste machen, entweder mit dem gleichen oder einem anderen Körperteil. Die Aktivität der Gehirnbereiche, welche während des Imitierens aktiv waren, konnte auf die Repräsentation einer Bewegung (Haupteffekt von der ausgeführten Geste, egal mit welchem Körperteil), auf das Körperschema (bei Gebrauch des gleichen Körperteils, egal welche Geste) oder auf beides zurückgeführt werden.

Die ersten Analysen lieferten ein eng mit der visuellen Wahrnehmung verbundenes Netzwerk. Dies legt nahe, dass die Bewegungsrepräsentation visuell-räumlich und nicht motorisch ist. Weitere Analysen hoben Regionen hervor, welche im Körperschema involviert sind, nämlich der inferiore parietale Cortex und die Insula. Chaminade, Meltzoff und Decety (2005) vermuteten, dass die Imitation von einfachen Gesten sowohl eine visuell-räumliche Beschreibung des Modells benötigt (aufrecht gehalten von Regionen visueller Wahrnehmung im rechten Occipitotemporalen und superioren temporalen Cortex), als auch eine visuell- räumliche Beschreibung des eigenen Körpers (aufrecht gehalten vom linken inferioren parietalen Läppchen).

1. Einleitung

Die Imitation steht derzeit im Fokus der Aufmerksamkeit mehrerer Forschungsdisziplinen. Obgleich bei einigen Spezies bereits nachgewiesen, stellt sich nach wie vor die Frage, wie ein Individuum aufgrund der Wahrnehmung der Modellhandlung eines Anderen das motorische Programm erstellt, das dann dieselbe oder zumindest eine ähnliche Handlung hervorbringt.

Goldenberg (2002) unterscheidet die kognitiven Mechanismen des Nachmachens einer vorgezeigten, bedeutungsvollen Geste von den bedeutungslosen Gesten:

Bedeutungsvolle Gesten, wie z. B. eine „lange Nase“ oder ein militärischer Salut, werden erkannt, das heißt, sie werden einer schon vorhandenen Repräsentation im semantischen Gedächtnis zugeordnet. Von dieser Repräsentation aus kann ein motorisches Routineprogramm für die Produktion der Geste aktiviert werden. … Tatsächlich wurde die nicht imitiert, sondern über den Umweg ihrer Bedeutung reproduziert. … Bei bedeutungslosen Gesten … sind die Verhältnisse klarer. Diese Gesten können nicht über den Umweg ihrer Bedeutung reproduziert werden. Bei ihnen muss wirklich die äußere Form der Geste imitiert werden.

Die traditionelle Sichtweise der Imitation unterscheidet zwischen perzeptuellen und motorischen Prozessen. Die Erforschung imitativen Verhaltens legt jedoch nahe, dass die Wahrnehmung und die Ausführung von Handlungen enger miteinander verknüpft sind, als bisher vermutet. Laut Chaminade, Meltzoff, Decety (2005) es gibt genug Hinweise in der experimentellen Psychologie, die suggerieren, dass es bei den Menschen ein gemeinsames Kodierungssystem für Handlungsausführung (action) und Handlungswahrnehmung (perception) gibt. Die neurowissenschaftliche Forschung hat ebenfalls gezeigt, dass die gleichen neuronalen Mechanismen bei der Beobachtung und der Ausführung von Aktivitäten (actions) beteiligt sind.

Die Entdeckung der so genannten Mirror-Neurone (Spiegelneurone) im inferioren präfrontalen Cortex (Area F5) von Mackacken ist der wichtigste Beleg für die enge Verknüpfung von Handlungswahrnehmung und Handlungsausführung. Diese prämotorischen Neurone feuern, wenn der Affe eine bestimmte objektorientierte Handlung ausführt, wie z.B. das Greifen, Festhalten oder auch Ziehen eines Gegenstandes. Für jede Handlung gibt es ein einzelnes, spezifisches Neuron. Sie feuern aber auch bei derselben Handlung, wenn diese von jemand anderem ausgeführt wird und der Affe dies beobachtet. Da sie auch aktiv werden, wenn der Affe die spezifische Handlung im Dunkeln ausführt, sind sie keine rein visuellen Neurone, die auf die Wahrnehmung bestimmter (eigener oder fremder) Handlungen spezialisiert sind. Vielmehr stellen sie in ihrer Gesamtheit ein System dar, das die Beschreibung beobachteter und selbst ausgeführter Handlungen mit ein und demselben Vokabular ermöglicht. Laut Chaminade, Meltzoff und Decety (2005) wurde auch bei Menschen in Experimenten demonstriert, dass ein fronto- parietales Netzwerk aktiviert wird, welches bei der Ausführung, Beobachtung und Vorstellung von Bewegungen involviert ist.

Ein wichtiger und interessanter Aspekt von Imitation ist die Repräsentation des Körpers im Gehirn. (Gallagher, Meltzoff, 1996, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005) Neuere Theorien der Imitation haben die imitative Handlung in zwei Komponente gespaltet: das verwendete Körperteil und die Bewegung, die ausgeführt wird. (Meltzoff, Moore, 1997, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005) Kann die Beobachtung biologischer Bewegungen und/oder menschlicher Körperteile einen Stimulus bieten, um die Aktivierung von Bewegungsrepräsentationen auszulösen? Castiello, Lusher, Mari, Edwards und Humphrey (2002, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005) haben die spezifische Beschaffenheit von „motor priming“ untersucht, indem sie Verhaltensreaktionen auf Bewegungen beobachteten, die von einem robotischen Arm ausgeführt wurden - im Vergleich zu einem menschlichen Arm. Probanden zeigten einen „priming-Vorteil“ für den menschlichen Arm. Eine neuroimaging-Studie demonstrierte, dass die Wahrnehmung der „echt-Hand-Objekt-assozierten-Bewegungen“, nicht die der „virtuelle-Hand-Bewegungen“ mit der Aktivierung des inferioreren Parietalcortex verbunden ist. Es wurde ebenfalls gezeigt, dass biomechanisch mögliche Bewegungen (Stevens, Fonlupt, Shiffrar, Decety, 2000, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005) das linke inferiore parietale Läppchen aktivieren. Dieses ist ein essentieller Bestandteil des neuralen Netzwerks, welches an der Ausführung von Handlungen und Bewegungen beteiligt ist.

2. Neuropsychologie

„Die klinische Neuropsychologie befasst sich mit Diagnose und Therapie der Folgen, die Hirnschädigungen auf Intellekt und Psyche des Menschen haben.“ (Goldenberg, 2002)

2.1 Apraxie

Aufgrund seiner Untersuchungen behauptet Goldenberg (2002), dass manche Patienten mit Apraxie motorische Handlungen fehlerhaft ausführen, jedoch bei anderen Handlungen keine motorische Beeinträchtigung zeigen. Wichtig ist zu unterscheiden, dass Apraxien nicht die motorische Ausführung der Bewegung, sondern die Bestimmung des Bewegungsziels betreffen. Im Vergleich zu anderen motorischen Störungen betreffen Apraxien beide Körperhälften.

Goldenberg (2002) unterscheidet zwischen einer ideatorischen und einer ideomotorischen Apraxie.

Die Meinungen darüber, was unter diesen zwei Formen zu verstehen sei, gehen auseinander. In ihrer ursprünglichen Bedeutung sollte die Klassifizierung bedeuten, dass bei der ideatorischen Apraxie der Plan der Bewegung fehlt, während bei der ideomotorischen Apraxie die Umsetzung des Plans in motorische Aktion gestört ist. Wir haben aber behauptet, dass die Apraxien immer die Definition der Bewegungsziele und nicht die motorische Ausführung betreffen. … Wenn diese Interpretation stimmt, macht die Unterscheidung zwischen „ideatorisch“ und „ideomotorisch“ wenig Sinn.

In der Praxis wird die Unterscheidung von ideatorischer und ideomotorischer Apraxie oft so verwendet, dass Störungen im Umgang mit Objekten als ideatorisch und Störungen von Handlungen ohne Objekt als ideomotorisch bezeichnet werden. Die ideomotorische Apraxie umfasst nach dieser Auffassung sowohl kommunikative Geste als auch die Imitation von Bewegungen.

Imitation wird als klassischer Test für die ideomotorische Apraxie benutzt. Goldenberg (1995; 2001, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005) schlug vor, dass die Apraxie nicht ein Defizit der Fähigkeit ist, Intentionen in ein motorisches Programm umzusetzen, sondern dass das Problem darin besteht, eine Intention in Bezug auf das Körperschema zu formieren. Somit wäre es eine Störung des Körperschemas. Studien, welche die Imitation von sinnfreien Gesten mit einer Modellpuppe untersuchten, berichten, dass apraktische Patienten auch bei dieser Aufgabe gestörtes Verhalten zeigen, egal welche Bereiche lädiert waren (Goldenberg, 1995; Goldenberg, Hagmann, 1997, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005). Apraktische Patienten machen folglich beim Imitieren einer Puppe ebenso Fehler wie beim eigentlichen Imitieren (Goldenberg, 2002):

Imitieren von Gesten ist die Übertragung der Geste vom Körper einer anderen Person auf den eigenen Körper. Man kann die Übertragung von einem Körper auf den anderen auch prüfen, indem man vorgezeigte Gesten an einer Puppe nachstellen lässt, oder indem man verlangt, dass auch Fotografien verschiedener Personen diejenigen herausgesucht werden, die die gleiche Geste zeigen. Bei diesen Prüfungen sind die motorischen Aktionen der Patienten ganz andere als die der gefragten Geste: Die Patienten manipulieren die Puppe, oder zeigen auf Fotografien. Dennoch machen apraktische Patienten hier ebenso Fehler, wie beim eigentlichen Imitieren.

Die Foto-Studie lieferte also ähnliche Ergebnisse wie die mit der Modell-Puppe. Die Patienten zeigen folglich ein generelles Defizit bei der Repräsentation von Körperteilkonfigurationen und -Beziehungen.

Ein anderes Modell der ideomotorischen Apraxie wurde von Buxbaum (2001, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005) vorgeschlagen. Dieses Modell unterscheidet zwischen zwei Arten von Gestikrepräsentationen. Der dynamische Anteil der Gestikrepräsentation besteht aus der Repräsentation der Körperteile, die in einem bestimmten Bezugsrahmen an einer gegebenen Bewegung beteiligt sind. Er ist verantwortlich für die Imitation von sinnfreien Gesten anhand eines direkten Mappings, welches den extrinsischen Code der Geste in einen intrinsischen Code transformiert. Der extrinsische Code spiegelt die räumlichen Beziehungen zwischen den Körperteilen des Modells wieder. Der intrinsische Code wird auch Körperschema genannt. Der gespeicherte Aspekt der Körperrepräsentation bildet den inneren Kern der Praxis. Er speichert Gestik-Engramme, also invariante und charakteristische Eigenschaften einer gegebenen Geste. Die beiden Teile der Gestikrepräsentation partizipieren beide in der Ausführung der Bewegung. Wenn man zum Beispiel einen Hammer benutzt, beschreibt der gespeicherte Aspekt die Handstellung, um ihn zu halten und ihn zu benutzen, der dynamische Aspekt passt sie an die archetypische Geste des Hammerhaltens z.B. in Bezug auf die Fingeranpassung je nach Größe, Kraft, Gewicht, usw. an.

Wie vorher schon erwähnt wurde, wird das Imitieren als klassischer Test für die ideomotorische Apraxie benutzt. Interessant dabei ist, dass apraktische Patienten die Handstellungen fehlerhaft nachmachen können, bei den Fingerstellungen jedoch keine Fehler machen. (Goldenberg, 2002)

Sie können z. B. einen Ring von Mittelfinger und Daumen bilden oder nur Zeige- und Kleinfinger ausstrecken und alle anderen Finger abbiegen. Normalpersonen machen beim Imitieren solcher Fingerstellungen mehr Fehler als bei den Handstellungen. Das Verhältnis der Schwierigkeit von Finger- und Handstellungen ist also für apraktische Patienten umgekehrt wie für Normalpersonen.

2.2 Bildgebende Verfahren

Die Einführung der Computertomographie (CT) in den 70ern hat die Untersuchung des lebenden menschlichen Gehirns revolutioniert. Die Computertomographie liefert ein dreidimensionales Bild des Gehirns im statischen Zustand.

Die Kernspin- oder NMR-Tomographie beruht auf der Strahlungsemission durch angeregte Wasserstoffkerne und bietet ein noch höheres Auflösungsvermögen. Die Positronen-Emission-Tomographie (PET) ist ein bildgebendes Verfahren am lebenden menschlichen Gehirn, das Informationen über die Aktivität des Gehirns liefert. Zusammenfassend kann man sagen, dass Verfahren wie Röntgenaufnahmen, Computer- und Kernspintomogrpahie ein Bild über die Struktur des Gehirns liefern, während die funktionelle MRT und die Positronen-Emission-Tomographie Informationen über die Aktivität des Gehirns, kurzum über das Gehirn in Aktion, geben.

Mehrere Aspekte der Imitation wurden in Experimenten mit bildgebenden Verfahren untersucht. Eine erste Serie von Experimenten konzentrierte sich auf die Beobachtung der zu imitierenden Bewegung. (Decety, Grezes, Costes, Perani, Jeannerod, Procky, 1997; Grezes, Costes, Decedy, 1999, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005) Diese Experimente demonstrierten eine starke Involvierung des superioren und inferioren parietalen Cortex, sowohl der prämotorischen und dorsolateralen Regionen, hauptsächlich in der rechten Hemisphäre.

Eine zweite Reihe von Forschungen konzentrierte sich auf einfache und sich wiederholende Fingerbewegungsparadigmen. Die Verhaltensdaten mit dem gleichen Paradigma zeigten einen Effekt der visuell-motorischen Kompatibilität. Darunter versteht man, dass die Beobachtung einer gegebenen Bewegung die Ausführung dieser gleichen Bewegung ermöglicht und andere Bewegungen hemmt (Brass, Bekkering, Wohlschlager, Prinz 2000, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005). FMRI Studien zeigten ein vergrößertes Signal in den linken inferioren frontalen und rechten inferioren parietalen Corti bei der Imitation von Fingerbewegungen (Iacoboni, Woods, Brass, Bekkering, Mazziotta, Rizzolatti, 1999; Koski, Wohlschlager, Bekkering, Woods, Dubeau, Maziotta, et. al. 2002, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005). Eine andere Studie zur Imitation von Fingerbewegungen gab eine bilaterale Involvierung der parietalen Corti für sinnfreie Konfigurationen an und beschränkte sinnvolle Konfigurationen auf die linke Hemisphäre. (Tanaka, Inui, Iwaki, Konishi, Nakai, 2001, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005)

Goldenberg und seine Kollegen benutzten PET in einer Gestikunterscheidungsaufgabe (Hermsdorfer, Goldenberg, Wachsmuth, Conrad, Ceballos- Baumann, Bartenstein, 2001, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005). Sie fanden heraus, dass Handgesten mit hoher Aktivität des linken inferioren parietalen Läppchens verbunden sind, während Fingergesten mehr bilaterale Akitvität in den parietalen und occipitalen Lappen verursachen. In einer anderen neuroimaging-Studie wurde den Probanden Fotos von Individuen in unterschiedlichen Stellungen und Orientierungen vorgelegt. Die Auswertungen ergaben, dass das Broca Areal zwar beim Suchen von übereinstimmenden Finger-, nicht aber bei der Suche nach übereinstimmenden Handgesten aktiviert wird (Tanaka, Inui, 2002, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005). Dieses Ergebnis demonstriert, dass die Funktion des Broca Areal im Vergleich zu der der anderen Gehirnbereiche spezifisch ist. In einer Studie über objektgesteuerte und pantomimische Beobachtung und Imitation (Grezes, Armonie, Rowe, Passingham, 2003, zit. nach Chaminade, Meltzoff, Decety, 2005) wurde herausgefunden, dass die Aktivierung des Broca Areals mit der Imitierung oder Ausführung von objektgesteuerten Bewegungen verbunden ist.

Zusammenfassend kann man, dass der posteriore Parietalcortex, der linke inferiore Parietalcortex und der Occipitalcortex Schlüsselregionen für die Imitation, vor allem für die Imitation sinnfreier, einfacher Körperbewegungen - Fingerkonfigurationen ausgenommen - sind.

[...]

Ende der Leseprobe aus 21 Seiten

Details

Titel
Darstellung einer fMRI Studie der Nachahmung
Hochschule
Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
Note
2,0
Autor
Jahr
2004
Seiten
21
Katalognummer
V152052
ISBN (eBook)
9783640638642
ISBN (Buch)
9783640638949
Dateigröße
509 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
fmri, neuropsychologie, nachahmung
Arbeit zitieren
Gabor Nagy (Autor), 2004, Darstellung einer fMRI Studie der Nachahmung , München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/152052

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