Ereignis-korrelierte lokale Feldpotenziale und Wavelet-Frequenzspektren zur Identifizierung von Handlungskontrollprozessen im Nucleus Accumbens

Zusammenfassung

Die Ausleitung lokaler Feldpotenziale im Rahmen der Implantation von Elektroden zur tiefen Hirnstimulation eröffnet die Möglichkeit, neurale Grundlagen der kognitiven Funktionen dieser Strukturen mit einer hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung zu beschreiben. In dem vorliegenden Einzelfall zeigen wir lokale Feldpotenziale aus dem Nucleus Accumbens (NAcc) eines Patienten mit Zwangsstörungen. Dabei verwenden wir ein Eriksen-Flanker-Paradigma, um die Beteiligung des NAcc an Handlungskontrollprozessen zu untersuchen. Ein wesentlicher Aspekt der Handlungskontrolle ist die Entdeckung und Korrektur von Handlungsfehlern. Durch die Erhebung von zwei intraoperativen Messzeitpunkten an distinkten Positionen, in der Schale des NAcc und 5 mm oberhalb des NAcc, konnten wir zeigen, dass der NAcc spezifisch an der Verarbeitung von Handlungsfehlern beteiligt ist. Wir fanden mit Hilfe korrelativer Verfahren, dass das fehlerspezifische Signal im NAcc zeitlich vor dem Oberflächenpotenzial auftritt und im wesentlichen auf Variationen im Θ-Band zurückzuführen ist. Darüberhinaus kann für die richtigen Antworten im NAcc eine Zunahme der Power im β-Band gezeigt werden. Diese Befunde werden im Rahmen der Theorie zum Verstärkungslernen von Handlungskontrollprozessen (Holroyd und Coles, 2002) interpretiert.

Abstract

The use of intracranial recordings during the implantation of electrodes for deep brain stimulation offers the opportunity to detect the neural basics of the target structures’ cognitive functions with a high spatial and temporal resolution. Here we present the local field potentials from inside the nucleus accumbens (NAcc) of a patient suffering from OCD. We used an Eriksen-Flanker paradigm for investigating action monitoring processes related to the NAcc. A main aspect of action monitoring is the detection and correction of errors. By recording from two distinct sites during the surgery, one directly from inside the shell of the NAcc and the other 5 mm above, we were able to show a specific involvement of the NAcc in the processing of action errors. By using correlative procedures we could also show that this error-specific signal occurs first in the NAcc and then at the surface of the skull. This relationship is mainly caused by variations in the Θ band. Furthermore, during correct responses increases in the power of the β band occurred. These findings will be interpreted in terms of the reinforcement learning theory of action monitoring by Holroyd and Coles (2002).

Schlüsselwörter

Handlungskontrollprozesse - Nucleus Accumbens - lokale Feldpotenziale - intrakranielle Messung - Ereignis-korrelierte lokale Feldpotenziale - error related negativity

Key words

action monitoring - nucleus accumbens - local field potential - intracranial recording - event-related brain potential - error related negativity

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