Untersuchung kognitiver Prozesse bei Kindern und Jugendlichen mittels visueller ereigniskorrelierter Potenziale

Zusammenfassung

Hintergrund: Nach Präsentation von Bildreizen laufen komplexe Aktivierungsvorgänge des menschlichen Gehirnes ab. Bereits im Kindesalter können durch elektrophysiologische Methoden Hirnareale identifiziert werden, die abhängig von dargebotenen Bildinhalten in charakteristischer Weise aktiviert werden.

Patienten und Methode: In dieser Arbeit werden mittels EEG-Oberflächenelektroden ereigniskorrelierte Potenziale (EKP) von Kindern und Jugendlichen abgeleitet, denen Bildserien unterschiedlicher Komplexität dargeboten werden. Diese Bilder können kategorisiert werden bezüglich morphologischer Eigenschaften wie Helligkeit, Farben und Musterformen, sowie be-züglich ihres semantischen Inhaltes.

Ergebnisse: Nach Präsentation von Comicbildern sowie von strukturlosen Farbbildern, welche den Comics in Farbgehalt und Helligkeit entsprechen, lassen sich EKP mit nahezu identischen Primärkomponenten ableiten. Es offenbaren sich jedoch charakteristische Unterschiede bezüglich der Aktivierung frontozentraler Hirnareale. Hier zeigt sich bei allen Probanden nach Comic-Darbietung eine gut abgrenzbare negative Welle bei ca. 400 ms.

Schlussfolgerung: Die Unterschiede sind deutlich signifikant. Sie weisen auf eine relativ frühzeitige Einbeziehung komplexer neuronaler Netzwerke bei der Verarbeitung semantischer Bildinhalte hin. Möglicherweise können diese Ergebnisse für die Erforschung kindlicher kognitiver Störungen genutzt werden.

Abstract

Background: Viewing pictures activates the human brain in a complex manner. Stimulated brain areas can be identified by electrophysiological methods even in children.

Subjects and method: Event related potentials (ERP) were recorded with EEG-surface electrodes in children and adolescents who were shown pictures of increasing complexity. Pictures were categorized into morphologic features such as brightness, color and pattern as well as semantic content. Results: Presentation of comics and unstructured pictures, similar in color and brightness, revealed ERP with nearly identical early components (P 100). However, substantial differences were found in frontocentral brain areas. A negative wave at approximately 400 ms was recorded only when comics were shown.

Conclusions: Semantic scenes provoked significant different ERP, which indicate an early involvement of complex neuronal networks. These results could be applied in the research of pediatric cognitive disturbances.

Schlüsselwörter

Evozierte Potenziale - Kognition - Semantik - frontozentraler Kortex

Keywords

evoked potentials - cognition - semantics - frontocentral cortex

Literatur

• 1 Batty M, Taylor MJ. Visual categorization during childhood: An ERP study.  Psychophysiology. 2002;  39 482-490
• 2 Bonnard M, Camus M, de Graaf J, Pailhous J. Direct evidence for a binding between cognitive and motor functions in humans: a TMS study.  J Cog Neuro. 2003;  15 1207-1216
• 3 De France JF. et al . Age-related changes in cognitive ERPs of Attenuation.  Brain Topography. 1997;  9 283-293
• 4 Dolan RJ. Emotion, cognition, and behavior.  Science. 2002;  298 1191-1194
• 5 Downing PE. et al . A cortical area selective for visual processing of the human body.  Science. 2001;  293 2470-2473
• 6 Duncan J. et al . A neural basis for general intelligence.  Science. 2000;  289 457-460
• 7 Gilbert AM. et al . Integrating rewards and cognition in the frontal cortex.  Cognitive, affective & behavioural Neuroscience. 2004;  4 540-552
• 8 Hansenne M. et al . Impact of low frequency transcranial magnetic stimulation on event-related brain potentials.  Biological Psychology. 2004;  67 331-341
• 9 Hopf J-M. et al . Localizing visual discrimination processes in time and space.  J Neurophysiology. 2002;  88 2088-2095
• 10 Keil A. et al . Large-scale neural correlates of affective picture processing.  Psychophysiology. 2002;  39 641-649
• 11 MacDonald AW. et al . Dissociating the role of the dorsolateral prefrontal and anterior cingulate cortex in cognitive control.  Science. 2000;  288 1835-1837

Korrespondenzadresse