Forschungsbericht 2003 - Projekte

 

Tagesklinik für kognitive Neurologie

Day-Care Clinic of Cognitive Neurology


FG Neurologie

Neurology


Reliabilität und Reproduzierbarkeit der fMRT-basierten zerebralen Vasoreaktivitätsmessung

Reliability and reproducabiltity of fMRI defined cerebral vasoreactivity


Dr. Margret Hund-Georgiadis (hund@cbs.mpg.de) Eva Martin (MPI, Leipzig), Dr. Stefan Zysset (MPI, Leipzig), Prof., Dr. D.Yves von Cramon (MPI und Tagesklinik für kognitive Neurologie, Universität Leipzig)

In Vorstudien wurde gezeigt, dass das fMRT grundsätzlich bei gesunden Versuchspersonen und Patienten geeignet ist, mit einem Hyperventilationsparadigma zerebrovaskuläre Reaktivität (ZVR) mit hoher räumlicher Auflösung zu messen. Diese Studie untersuchte die Reproduzierbarkeit dieser Technik im Intra- und Intersession-Vergleich sowie die Abhängigkeit der ZVR von den Cofaktoren wie Alter und Geschlecht. Dabei erwies sich die Methode als besonders robust im Intra-Session-Vergleich. Auch fanden sich keine signifikanten Unterschiede bei ZVR-Messungen zu unterschiedlichen Messzeitpunkten. Das Alter bestimmte maßgeblich die ZVR, während sich in den Gruppenmittelungen keine signifikanten Geschlechtsunterschiede fanden.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


FG Neurologie

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Die zerebrale Reaktion auf Hypo- und Hyperkapnie: Eine vergleichende fMRT-Studie

The cerebral vascular response to hyper- and hypocapnia: A comparative fMRI-study


Dr. Margret Hund-Georgiadis (hund@cbs.mpg.de) (MPI Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie, Universität Leipzig) , Dr. Stefan Zysset (MPI, Leipzig), Dr. Shinji Naganawa, (Dep. of Radiology, Nagoya, Japan), Prof. Dr. David G. Norris (FC Donders Centre for Cognitive Neuroimaging, Nijmegen, The Netherlands), Prof., Dr. D.Yves von Cramon (MPI und Tagesklinik für kognitive Neurologie, Universität Leipzig)

In diesem Projekt wurde die zerebrale CO2-Antwort in einer kombinierten Hyperkapnie/Hypokapnie-Studie untersucht, um Aufschluß über die zeitliche und räumliche Dynamik des fMRT-BOLD-Signals bei respiratorischem Stress zu erhalten. Sechs gesunde Probanden nahmen teil. Als Hauptbefund fand sich, dass die fMRT-Signaländerung erst nach 60 Sekunden der jeweiligen Atemphase auftrag. In den ersten 20 Sekunden zeigten Hyperkapnie und Hypokapnie keine differenten Effekte. Es wurden keine signifikanten regionalen Unterschiede der BOLD-Antwort gefunden.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


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Der Einfluß der zerebrovaskulären Vasoreaktivität auf das fMRT-BOLD-Signal bei Schlaganfallpatienten

Impaired cerebrovascular reactivity and BOLD contrast in post-stroke patients


Dr. Stefan Zysset (MPI, Leipzig), Prof., Dr. D.Yves von Cramon (MPI und Tagesklinik für kognitive Neurologie, Universität Leipzig

Der Zusammenhang zwischen fMRT-BOLD-Kontrast und neuronaler Aktivität wird seit kurzem wieder stark diskutiert, besonders vor dem Hintergrund des Einsatzes der fMRT-Technik für Patienten mit zerebrovaskulären Erkrankungen, bei denen veränderte zerebrale Perfusions- u./oder Autoreguluationsmechanismen zu diskutieren sind. Ziel dieser Studie war es daher, bei Schlaganfallpatienten innerhalb einer Sitzung die zerebrovaskuläre Reaktivität (ZVR) und eine motorische Tapping-Aufgabe mittels fMRT zu messen. Im Ergebnis fanden sich Abschwächungen des BOLD-Signals in der geschädigten Hemisphäre für die ZVR und die motorische Aufgabe, während die gesunde Hemisphäre keine signifikanten Veränderungen verglichen mit einer gesunden Kontrollgruppe zeigte.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


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T2* gewichtete Magnetresonanztomographie (MRT) zur Darstellung diffuser axonaler Schädigung (DAI)

T2*-weighted MR imaging as a tool to examine diffuse axonal injury


Dr. Rainer Scheid (scheid@cns.mpg.de), Kathrin Walter, Dr. Thomas Guthke (Tagesklinik für kognitive Neurologie, Universität Leipzig), Dr. Christoph Preul (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig), Prof. Dr. D. Yves von Cramon (Tagesklinik für kognitive Neurologie, Universität Leipzig; MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig)

Die T2* gewichtete Gradienten-Echo-Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein geeignetes Instrument zum Nachweis zerebraler (Mikro-)Blutungen. Um den klinischen Nutzen der T2*-Messung zur Erfassung diffuser axonaler Schädigung (DAI) beurteilen zu können, wurden 66 chronische SHT-Patienten mit einem T2*- gewichteten Untersuchungsprotokoll an einem 3-Tesla Gerät untersucht. Die neuroradiologischen Untersuchungsergebnisse wurden zwischenzeitig veröffentlicht (AJNR, 2003). In einem zweiten Schritt werden Korrelationen zwischen bildgebenden Befunden einer DAI und deren neuropsychologischen Profilen erforscht. In einem weiteren Ansatz sollen darüberhinaus möglicherweise vorhandene kortikale Funktionsstörungen mittels nuklearmedizinischen Techniken (FDG-PET) untersucht werden.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (MPG)


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Kernspintomographische und nuklearmedizinische Diagnostik paraneoplastischer limbischer Enzephalitiden (PLE)

MRI and FDG-PET in paraneoplastic limbic encephalitis


Dr. Rainer Scheid (scheid@cns.mpg.de), Prof. Dr. D. Yves von Cramon (Tagesklinik für kognitive Neurologie, Universität Leipzig; MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig), Dr. Thomas Lincke, Prof. Dr. Osama Sabri (Klinik für Nuklearmedizin, Universität Leipzig

Paraneoplastische limbische Enzephalitiden (PLE) sind seltene neurologische Erkrankungen, die in Assoziation mit unterschiedlichen malignen Tumoren auftreten können. Eine immunologische Genese ist wahrscheinlich, da in ca. 60% der Fälle onkoneuronale Antikörper nachgewiesen werden können. Die kernspintomographischen Charakteristika der Erkrankung, v.a. in Bezug auf zeitliche Dynamik und Anwendung verschiedener Sequenzen sind bislang nur unzureichend untersucht. Nuklearmedizinische (PET) Daten liegen nur in wenigen Einzelfallstudien vor. Ziele des Projektes sind daher die Erfassung und Beschreibung spezifischer Kennzeichen der PLE mittels struktureller und funktioneller bildgebender Diagnostik (MRT und FDG-PET). Wichtige Fragestellungen darüber hinaus sind insbesondere, (i) ob die Untersuchungen zur Verlaufsbeurteilung nützlich sind, und (ii) ob sich Konsequenzen für die Indikationstellung medikamentöser Therapien (Immunmodulation) ergeben.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung und Drittmittel (MPG)


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Methodische Weiterentwicklung der Analyse von fNIRS-Daten

Methods in data evaluation for fNIRS


Dr. Matthias Schroeter (schroet@cns.mpg.de), Markus Bücheler, Dr. Karsten Müller, PD Dr. Gabriele Lohmann, Prof. D. Yves von Cramon, Max-Planck-Institut für neuropsychologische Forschung, Stephanstr. 1A, 04103 Leipzig; PD Dr. Hellmuth Obrig, Prof. Dr. Arno Villringer, Humboldt-Universität, Neurologische Abteilung, Charité, Schumannstr. 20/21, 10117 Berlin; Dr. Kamil Uludag, fMRI Center of the Department of Radiology, University of California San Diego, 9500 Gilman Drive/Osler Lane, La Jolla, CA 92039-0677, USA.

Die Auswertung funktioneller NIRS-Daten beschränkt sich derzeit überwiegend auf eine (nicht standardisierte) 'timeline-Analyse'. Deshalb wurde überprüft, ob sich 'optical imaging' Daten mit Hilfe des allgemeinen linearen Modells auswerten lassen. Diese Methoden sollen als Standardverfahren, welche weitgehend von der Annahme des hochvariablen 'differential pathlength factors' unabhängig sind, für die Datenanalyse etabliert werden. Die Ergebnisse bezüglich einer visuellen Stimulation im 'block design' sind positiv. Es bleibt zu klären, ob diese Art der Auswertung auch mit ereigniskorrelierten Paradigmen möglich ist. In einem weiteren Projektteil wurde die Möglichkeit der Reduktion der Intertrial-Intervalle untersucht und ein nahezu lineares Verhalten für deoxy-Hb bis zu 2 s Intertrial-Intervall-Länge gefunden.

Weiterführung: ja

Finanzierung: MPI für neuropsychologische Forschung


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Neurology


Untersuchung der physiologischen Grundlagen des BOLD Signals mit der fNIRS

Investigating the BOLD signal with fNIRS


Dr. Matthias Schroeter (schroet@cns.mpg.de), Markus Bücheler, Thomas Kupka, Dr. Toralf Mildner, Prof. D. Yves von Cramon, Max-Planck-Institut für neuropsychologische Forschung, Stephanstr. 1A, 04103 Leipzig; Dr. Kamil Uludag, fMRI Center of the Department of Radiology, University of California San Diego, 9500 Gilman Drive/Osler Lane, La Jolla, CA 92039-0677, USA.

In simultanen Messungen mit fNIRS und fMRI während visueller Stimulation untersuchten wir (i) die Eindringtiefe der fNIRS, (ii) die zeitliche Korrelation zwischen BOLD-Signal und Konzentrationsänderungen der Chromophoren und (iii) die physiologischen Grundlagen des 'undershoots' des BOLD-Signals. Ziel eines zweiten Teilprojektes ist es, den Einfluss der Tageszeit auf die hämodynamische Antwort zu bestimmen, was im besonderen für fMRI-Studien mit dem BOLD Signal von Bedeutung ist. In einem Checkerboard-Paradigma hatte die Tageszeit keinen signifikanten Einfluss auf die Amplitude der hämodynamischen Antwort. Die Ergebnisse sind im besonderen für künftige fMRI-Experimente von Bedeutung.

Weiterführung: ja

Finanzierung: MPI für neuropsychologische Forschung


FG Neurologie

Neurology


Altersabhängigkeit der hämodynamischen Anwort

Investigating age dependency of the hemodynamic repsonse with fNIRS


Dr. Matthias Schroeter (schroet@cns.mpg.de), Dr. Stefan Zysset, Prof. D. Yves von Cramon, Max-Planck-Institut für neuropsychologische Forschung, Stephanstr. 1A, 04103 Leipzig; Dr. Ole Schmiedel, Diabetic Centre, Maelor Hospital, University of Wales College of Medicine, Croesnewydd Road, Wrexham LL13 7TD, UK.

Die Altersabhängigkeit der hämodynamischen Antwort wurde während der Stroop-Aufgabe und visueller Stimulation bei Kindern, jungen Erwachsenen und älteren Probanden mit fNIRS untersucht. Im Vergleich zwischen älteren und jungen Erwachsenen fand sich ein präfrontales Defizit. Die hämodynamische Antwort bei der Stroop-Aufgabe war weiterhin bei Kindern und Erwachsenen mit dem Alter im dorsolateralen präfrontalen Kortex korreliert. Zusätzlich wurden die behavioralen Ergebnisse für die Stroop-Aufgabe über die gesamte Lebensspanne untersucht. In einem weiteren Teilprojekt fand sich eine Reduktion der spontanen Oszillationen in der Hämodynamik bei älteren im Vergleich mit jungen Erwachsenen im visuellen Kortex unter Ruhebedingungen.

Weiterführung: ja

Finanzierung: MPI für neuropsychologische Forschung


FG Neurologie

Neurology


Die hämodynamische Anwort bei subkortikaler vaskulärer Encephalopathie

Investigating the hemodynamic repsonse in cerebral microangiopathy


Dr. Matthias Schroeter (schroet@cns.mpg.de), Dr. Stefan Zysset, Prof. D. Yves von Cramon, Max-Planck-Institut für neuropsychologische Forschung, Stephanstr. 1A, 04103 Leipzig.

Diese fNIRS-Studie untersucht Veränderungen der vaskulären Antwort bei Patienten mit zerebraler Mikroangiopathie im Vergleich mit gesunden altersgematchten Kontrollprobanden während einer Stroop Aufgabe und in einem Checkerboad-Paradigma. Es zeigte sich, daß die vaskuläre Antwort im präfrontalen Kortex (Stroop) und im visuellen Kortex (Checkerboard) reduziert ist. Weiterhin kam es zu einer Verzögerung der vaskulären Antwort während der Stroop-Aufgabe. Diese Ergebnisse lassen auf eine reduzierte vasomotorische Reaktivität bei zerebraler Mikroangiopathie schließen. Behavioral fand sich bei den Patienten eine Verlangsamung in der Stroop-Aufgabe.

Weiterführung: ja

Finanzierung: MPI für neuropsychologische Forschung


FG Neurologie

Neurology


Morphometrische Analyse der kortikalen Dicke bei zerebraler Mikroangiopathie

Cortical thickness in cerebral microangiopathy: a morphometric analysis


Dr. Christoph Preul (preul@cns.mpg.de), PD Dr. Gabriele Lohmann , Dr. Margret Hund-Georgiadis (Max- Planck- Institut für neuropsychologische Forschung, Leipzig), Dr. Thomas Guthke, Prof. Dr. D. Yves von Cramon

Die zerebrale Mikroangiopathie (ZMA) ist bildmorphologisch durch strukturelle Veränderungen vorwiegend im periventrikulären Marklager gekennzeichnet. Eine parallel oder sekundär zur Marklagerveränderung auftretende kortikale Atrophie ist bildmorphologisch nicht sicher zu bestimmen. Klinisch treten im Verlauf der Erkrankung neurologische und neuropsychologische Defizite bis hin zur vaskulären Demenz auf.

Die Anwendung der Morphometrie auf MR- Datensätze zeigt eine verminderte kortikale Dicke bei Patienten mit ZMA im Vergleich zu einem Kontrollkollektiv. Diese Kortexdickenverminderung korreliert mit dem neuropsychologischen und dem bildmorphologischen Schweregrad der Erkrankung. Die kortikale Dicke stellt sich somit als geeigneter Marker zur Charakterisierung der ZMA heraus.

Weiterführung: nein

Finanzierung: Drittmittel (MPI für Neuropsychologische Forschung)


FG Experimentelle Neuropsychologie

Experimental Neuropsychology


Funktionelle Neuroanatomie der visuellen Dimensionsgewichtung.

Functional neuroanatomy of visual dimension weighting


Prof. Dr. Stefan Pollmann (pollmann@cns.mpg.de), Dipl.-Psych. Ralph Weidner, Prof. Dr. Hermann J. Müller (Ludwig-Maximilians-Universität München, Deutschland), Prof. Dr. D. Yves von Cramon

Wechsel der Aufmerksamkeit zwischen verschiedenen visuellen Dimensionen erfordern eine Verschiebung attentionalen Gewichts zwischen dimensionsspezifischen Inputmodulen. In früheren fMRT Studien konnte gezeigt werden, daß frontopolare und medial frontale Areale dabei eine Rolle spielen. Im vergangenen Jahr konnten wir mittels fMRT-Untersuchungen zeigen, daß diese Areale visuelle Aufmerksamkeitswechsel unterstützen, und nicht neuronale Korrelate von Erwartungshaltungen einerseits oder motorischen Reaktionswechseln andererseits sind. Patienten mit frontopolaren Läsionen zeigten eine selektive Beeinträchtigung visueller Dimensionswechsel. Dies zeigt, daß der frontopolare Kortex eine ursächliche Rolle bei der Steuerung von Aufmerksamkeitswechseln spielt.

Weiterführung: nein

Finanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, Forschergruppe: Arbeitsgedächtnis: Input-, Rehearsal- und Abrufprozesse / Working Memory: Input, Rehearsal, and Retrieval Processes, Teilprojekt: 309/3-1


FG Experimentelle Neuropsychologie

Experimental Neuropsychology


Attentionale Determinanten perzeptueller Lernprozesse und deren neuronale Repräsentation

Attentional determinants of perceptual learning: Processes and neuronal representation


Marianne Maertens, Prof. Dr. Stefan Pollmann (pols@medizin.uni-leipzig.de)

Das Ziel der bisher durchgeführten Untersuchungen bestand darin, die neuronalen Korrelate perzeptuellen Lernens mittels funktioneller Magnet-Resonanz-Tomographie (fMRT) abzubilden. Dazu wurden zwei Experimentalreihen zum Lernen einer Orientierungsunterscheidung (Ahissar und Hochstein, 2002) und zum Lernen der Krümmungsdiskrimination von Scheinkanten (Rubin, Nakayama & Shapley, 2002) durchgeführt, um sie auf ihre Eignung für die Implementierung in einem Kern-Spin-Design zu testen. Das letztgenannte Paradigma erwies sich insofern als geeigneter, als der zeitliche Verlauf der Lerneffekte besser vorhersagbar war und das neuronale Korrelat der lernbedingten Veränderungen eindeutig bestimmt werden konnte. Wir haben eine Gruppe von 24 Personen in der Aufgabe trainiert und ihre Hirnaktivität mittels fMRT gemessen. Personen, die signifikante lerninduzierte Verbesserungen zeigten, unterschieden sich von Personen, die nicht gelernt hatten vor allem darin, dass eine Zunahme der neuronalen Aktivität, erschlossen aus dem BOLD-Signal, in den retinotop organisierten frühen visuellen Arealen (V1,V2) zu beobachten war. In nachfolgenden Experimenten wird untersucht, ob die Veränderungen ausschließlich reizgetrieben sind, d.h. durch wiederholte Darbietung zustande kommen, oder ob sie attentional beeinflusst werden müssen.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Gertrud-Reemtsma-Stiftung


FG Experimentelle Neuropsychologie

Experimental Neuropsychology


Determinanten interhemisphärischer Ressourcenteilung

Determinants of interhemispheric resource sharing


Julia Reinholz, Marianne Maertens, Prof. Dr. Stefan Pollmann (pols@medizin.uni-leipzig.de),

Mit der Methode der funktionellen Magnetresonanztomographie wurde untersucht, ob die visuelle Präsentation von Objektwörtern automatisch visuelle Objektverarbeitungsareale im ventralen Occipitotemporalcortex aktiviert. Dazu verwendeten wir Wörter und Fotos zweier Kategorien (Gesichter und Gebäude) und präsentierten diese Reize kurzfristig im linken oder rechten visuellen Halbfeld. Bilder von Gesichtern aktivierten, in Übereinstimmung mit der Literatur unabhängig vom stimulierten visuellen Halbfeld am stärksten eine Region im gyrus fusiformis (Fusiform Face Area, FFA, Kanwisher et al., 1997), während Bilder von Gebäuden eine mehr anterior gelegene Region im gyrus parahippocampalis aktivierten (Parahippocampal Place Area, PPA; Epstein & Kanwisher, 1998). In diesen spezifischen bildverarbeitenden Arealen zeigte sich keine höhere Aktivierung für Wörter (d.h. für die verbalen Bezeichnungen) der jeweils präferierten Bild-Kategorie. Dies spricht dafür, dass keine automatische Aktivierung bildverarbeitender Areale durch die Präsentation des Wortmaterials, z.B. im Sinne einer automatischen mentalen Imagination, stattgefunden hat. Wörter für sich genommen aktivierten sowohl bei rechts- als auch bei linksseitiger Präsentation ein linkshemisphärisches Areal in der Nähe eines postulierten Wortformareals (Visual Word Form Area, Cohen et al., 2000).

Kanwisher, N., McDermott, J., & Chun, M.M. (1997). J Neurosci, 17 (11), 4302-11.

Epstein, R. & Kanwisher, N. (1998). Nature, 392 (6676), 598-601.

Cohen, L., et al. (2000). Brain, 123, 291-307.

Weiterführung: ja

Finanzierung: DFG


FG Klinische Neuropsychologie


Entwicklung eines Tests zum Textverstehen.

Development of a test of text comprehension.


Dr. Thomas Guthke (gutt@medizin-uni.leipzig.de), Isabell Vogel (Universität Jena) & Dr. Evelyn C. Ferstl

Basierend auf einer Studie von Ferstl, Guthke & von Cramon (1999) zum Einfluss von Hirnschädigungen auf das Textverstehen dient dieses Projekt der Entwicklung eines entsprechenden Testverfahrens. Mit diesem Verfahren können sowohl Prozesse des Textverstehens als auch der Textwiederagbe diagnostiziert werden. Im Rahmen des Projektes werden Vergleichsdaten von gesunden Kontrollpersonen erhoben, die als Orientierungswerte für die Beurteilung der Leistungen von Patienten dienen sollen. Außerdem werden Richtlinien für die Anwendung und Auswertung des Verfahrens erstellt.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


FG Klinische Neuropsychologie

Clinical Neuropsychology


Textverstehen nach Hirnschädigung: eine Patienten-fMRI-Studie von Inferenzprozessen

Text comprehension after brain damage: a patient fMRI study of inference processes


Dr. Evelyn C. Ferstl, (ferstl@cns.mpg.de), Prof. Dr. Yves von Cramon

Textverstehen, und insbesondere Inferenzprozesse, involvieren neben dem perisylvischen Sprachkortex der linken Hemisphäre auch anterior temporale und fronto-mediane Hirnareale (Ferstl & von Cramon, 2001, 2002). Nur links-frontale Läsionen bedingen hingegen Defizite bei der Kohärenzbildung. In dieser fMRT-Studie werden die Inferenzprozesse von Patienten abgebildet. Die Teilnehmer haben Läsionen in links- oder rechtsseitigen anterior temporalen Regionen oder wahrscheinlichen Einbussen der fronto-medianen Funktionalität. Die Ergebnisse geben Aufschluss über mögliche Kompensationsprozesse.

Weiterführung: ja

Finanzierung: DFG


FG Klinische Neuropsychologie

Clinical Neuropsychology


Temporale und emotionale Aspekte der Situationsmodellbildung nach Schädel-Hirn-Trauma

Temporal and emotional aspects of situation model building in closed-head injury patients


Dr. Evelyn C. Ferstl, (ferstl@cns.mpg.de), Dr. Thomas Guthke, Tina Jentzsch, Prof. Dr. Yves von Cramon

Situationsmodellbildung ist eine Komponente des Textverstehens, bei der nach fMRI-Befunden qualitativ unterschiedliche Verarbeitungsprozesse durch unterschiedliche Informationsarten elizitiert werden. In dieser behavioralen Patientenstudie werden die Fähigkeiten von Schädelhirntraumatikern untersucht, global inkonsistente Information in kurzen Geschichten zu entdecken. Bei emotionaler Information wird erwartet, dass vor allem Patienten mit fronto-medianer oder orbito-frontaler Beteiligung Schwierigkeiten haben, während Defizite der temporalen Verarbeitung eher mit Läsionen in lateralen präfrontalen Regionen einhergehen soll.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


FG Klinische Neuropsychologie

Clinical Neuropsychology


Der Einfluss von verbalen und nicht-verbalen auditorischen Distraktoren auf das Verstehen narrativer Texte bei Aphasie

The effects of verbal and non-verbal auditory distractors on narrative comprehension


Antje Sandmann (Universität Leipzig), Dr. Evelyn Ferstl (e-mail: ferstl@cns.mpg.de), Dr. Thomas Guthke; Prof. Dr. R. Rübsamen, Prof. Dr. Yves von Cramon

Textverstehen wird oft erschwert durch auditorische Distraktoren. In diesem Projekt wurden aphasische Patienten untersucht. Neun Geschichten mit dazugehörenden Ja/Nein-Fragen wurden so geschrieben, dass Patienten mit erworbener Hirnschädigung diese gut beantworten können (ca. 16% Fehler). Die Geschichten wurden mit drei verschiedenen auditorischen Distraktoren präsentiert: Rauschen (als Kontrollbedingung, Verkehrslärm (nicht-verbal) und Partygeräusche (verbal). 12 Patienten mit linksseitigen vaskulären Hirnschädigungen beantworteten Fragen zu Hauptideen und explizit genannter Information am besten. Außerdem wurde das Sprachverstehen durch alle Distraktorarten in gleicher Weise vermindert, nicht nur durch die verbalen Ablenker.

Weiterführung: nein

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


FG Klinische Neuropsychologie

Clinical Neuropsychology


Differenzierung syntaktischer Prozesse im linken und rechten anterioren Temporallappen: ERP-Evidenz bei Patienten

Differentiation of syntactic processes in the left and right anterior temporal lobe: Event-related brain potential (ERP) evidence from lesion patients


Kotz, S.A. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig kotz@cbs.mpg.de) , von Cramon, D.Y. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig) & Friederici, A. D. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig)

Neurophysiologische und bildgebende Verfahren zeigen, dass anterior-temporale Regionen an der auditiven syntaktischen Verarbeitung beteiligt sind (Friederici & von Cramon, 2000). ERP-Studien geben Hinweise darauf, dass syntaktisches Verarbeiten sich aufteilt in automatisiertes (regelbasiertes) und in kontrolliert ablaufende syntaktische Prozesse. Dieses korreliert einerseits für automatisierte Prozesse mit einer frühen anterioren Negativierung (ELAN) und andererseits für kontrolliertes syntaktisches Verarbeiten mit einer späten zentralen posterioren Positivierung (P600). 6 Patienten mit links anterior-temporalen Läsionen und 5 Patienten mit rechts anterior-temporalen Läsionen wurden per ERP mittels einer auditiv präsentierten Satzbeurteilungsaufgabe untersucht. Die Ergebnisse unterstützen die Annahme, dass der links anteriore Temporallappen eine funktionale Rolle bei automatisierten syntaktischen Prozessen spielt. Ebenso scheinen für kontrollierte syntaktische Prozesse linke und rechte anteriore Temporallappenregionen einbezogen zu sein. Der anteriore Temporallappen ist als Teil des kortiko-subkortikalen Netzwerkes beim syntaktischen Verarbeiten während des auditiven Satzverstehens beteiligt.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


FG Klinische Neuropsychologie

Clinical Neuropsychology


Sprachbezogene Hirn-Potentiale und anterior-temporale Läsionen: Lexikalische und Semantische Prozesse

Language related brain potentials and anterior temporal lobe lesions: lexical and semantic processes


Kotz, S.A. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig kotz@cbs.mpg.de), Hofmann (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig), J., von Cramon, D.Y. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig) & Friederici, A. D. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig)

Eine Debatte über die Rolle von links-anterior-temporalen Regionen ist in der Sprachverarbeitung wird geführt. Während PET-Daten zeigen (Scott et al., 2000), dass diese Hirnareale innerhalb der 'speech intelligibility' eine Rolle spielen, behaupten andere Autoren, dass anterior-temporale Regionen an der syntaktischen Verarbeitung beteiligt sind (Donkers et al., 1994; Meyer et al., 2000; Friederici et al., in press). Die Frage, ob Sprachverarbeitung die Wahrnehmung lexikalisch-semantischer und syntaktischer Informationen auf Satz- oder Wortebene umfasst, bleibt bestehen. Die Aktivierung der anterior-temporalen Region während der Wort- und Neologismenverarbeitung in fMRI-Experimenten spricht dafür. Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass Patienten mit rechten anterior-temporalen Läsionen einen reduzierten lexikalischen N400-Effekt aufzeigen, während bei Patienten mit linken anterior-temporalen Läsionen kein lexikalischen N400-Effekt nachweisbar ist. Patienten mit rechten anterior-temporalen Läsionen zeigen ein verzögertes/ reduziertes N400 als semantischen Primingeffekt. Patienten mit anterior-temporalen Läsionen weisen dem gegenüber keine N400 (semantischer Primingeffekt) auf. Diese Ergebnisse unterstützen die Hypothese, dass links anterior-temporale Regionen eine Rolle bei der initialen phonologischen Verarbeitung während der Wortwahrnehmung spielen, jedoch nur indirekt beim semantischen Priming beteiligt sind (McNellis & Blumstein, 2001).

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


FG Klinische Neuropsychologie

Clinical Neuropsychology


Die neurale Basis des Prosodie-Syntax-Zusammenspiels: Die Rolle des Corpus Callosum

The neural basis of the prosody-syntax interplay: The role of the corpus callosum


Friederici, A. D. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig), Kotz, S.A. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig kotz@cbs.mpg.de), Steinhauer, K. (Department of Neuroscience, Georgetown University, USA), von Cramon, D.Y. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig)

Die psycholinguistische Forschung hat eine Interaktion prosodischer und syntaktischer Informationen während des auditiven Satzverständnisses nachgewiesen(Meyer, Alter, Friederici, Lohmann & von Cramon, 2002). Jedoch die neurale Basis hierfür blieb unklar. Während suprasegmentale prosodische Informationen für das Erkennen bestimmter Satzbetonungsmuster (IPB = Intonational Phrase Boundary) relevant sind und in der rechten Hemisphäre verarbeitet werden, findet eine syntaktische Informationsverarbeitung in der linken Hemisphäre statt. 7 Patienten mit Läsionen im Corpus Callosum wurden per ERP (Ereigniskorrelierte Hirnpotentiale) mittels einer auditiven Satzverständnisaufgabe, die korrekte Sätze und Sätze mit semantischen und syntaktischen Verstößen aufwies, untersucht. Die Ergebnisse weisen daraufhin, dass ein Zusammenspiel zwischen prosodischer und syntaktischer Information beim auditiven Satzverständnis eine interaktiv funktionierende Verbindung zwischen der rechten und linken Hemisphäre erfordert.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


FG Klinische Neuropsychologie

Clinical Neuropsychology


Verarbeitung grammatikalischer Genusinformationen bei aphasischen Patienten

Grammatical gender processing in aphasic patients


Hofmann, J. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig), Kotz, S.A. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig kotz@cbs.mpg.de), Marschhauser, A. (Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig), von Cramon, D.Y. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig)

In verschiedenen Sprachen und mit verschiedenen Aufgabentypen wurden grammatikalische Genus-Effekte bei lexikalischem Zugriff oder bei Genus-Priming gezeigt (Bates et al., 1996). Die Ergebnisse zeigen, dass ein Artikel ein folgendes Substantiv bahnen kann. Zwei Patientegruppen wurden untersucht (6 Patienten mit links fronto-lateralen Läsionen und 6 Patienten mit links posteriorer Gyrus Temporalis Superior Läsion). Beide Patientengruppen zeigten erhöhte Reaktionszeiten und Fehlerraten im Vergleich zu den alters-, geschlechts- und bildungs-vergleichbaren Kontrollprobanden: Bei den links fronto-lateralen Patienten waren Perzeption und Produktion beeinträchtigt. Sie zeigen ein Defizit beim Verarbeiten des phonologischen Genus', wohingegen semantisches und morphologisches Genus nicht so stark betroffen sind. Dies deutet auf eine defizitäre Verarbeitung von Phonemen (phonologisches Genus) in Perzeption und Produktion hin. Zusätzliche kategorielle und semantische Information kann verarbeitet werden und unterstützt die Verarbeitung des grammatikalischen Geschlechts. Bei den posterioren GTS Patienten ist die Perzeption stärker betroffen als die Produktion. Sie zeigen ein Defizit beim Verarbeiten des phonologisch markierten Geschlechts. Das semantische Genus ist nicht so stark beeinträchtigt. Dies deutet auf eine defizitäre Integration von phonologischer und lexikaler-semantischer Genus-Information in der Perzeption hin.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Haushaltfinanzierte Forschung


FG Klinische Neuropsychologie

Clinical Neuropsychology


Morphologisches versus syntaktisches Verarbeiten bei Patienten mit fronto-lateralen und GTS-Läsionen

Morphological versus syntactic processing in patients with fronto lateral and STG lesions


Kotz, S.A. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig, kotz@cbs.mpg.de), Marschhauser, A. (Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig), von Cramon, D.Y. (MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig, Tagesklinik für kognitive Neurologie Universitätsklinikum Leipzig)

Dieses Projekt untersucht die Quelle, Natur und die Ausprägung morpho-syntaktischer Defizite in zwei unterschiedlichen Patientengruppen (fronto-laterale versus Gyrus temporalis Läsionen). Eine Gruppe von Patienten mit Läsionen des linken hinteren Anteils des Gyrus temporalis superior (GTS) und flüssigen Aphasien zeigen Probleme beim Verarbeiten von nicht-kanonischen Satzstrukturen. Dem gegenüber zeigen Patienten mit linken fronto-lateralen Läsionen (F3-Region) und flüssigen Aphasien wort-morphologisch orientierte Defizite (Burchert, 2000; Druks, 2002). Die zwei beschriebenen Patientengruppen werden mit der Zielstellung des Gegenüberstellens/ Abbildens morphologisch akzentuierter versus morpho-syntaktischer Defizite mittels Satzverständnis- und Satzproduktionsaufgaben untersucht (6 Patienten mit links fronto-lateralen Läsionen und 6 Patienten mit links posteriorer Gyrus Temporalis Superior Läsion). Ein weiterer interessanter Aspekt besteht darin, dass das Deutsche im Gegensatz zum Englischen eine freie Wortstellung im Satz erlaubt (Clahsen, 2002). Deshalb erscheint eine Untersuchung der morpho-syntaktischen Verarbeitung und Produktion im Rahmen dieser beiden Patientengruppen mit flüssigen Aphasie und morpho-syntaktischen Störungen als sinnvoll, um einen sprachübergreifenden Vergleich von morpho-syntaktischen Leistungen anzustellen.

Weiterführung: ja

Finanzierung Haushaltfinanzierte Forschung


FG Klinische Neuropsychologie

Clinical Neuropsychology


Telemedizin in der klinischen Neuropsychologie

Use of Telemedicin in Clinical Neuropsychology


Dr. Angelika Thöne-Otto (thoene.otto@t-online.de), Dipl.-Psych. Katrin Walther, Prof. Dr. Klaus Irmscher (Institut für Informatik), Dipl.-Inf. Hendrik Schulze (Institut für Informatik), Dipl.-Inf. Andre Voinikonis (Institut für Informatik), Dipl.-Inf. Thomas Hoffmann (Institut für Informatik), Prof. Dr. D. Yves von Cramon

Defizite prospektiver Gedächtnisleistungen, also Erinnerungsleistungen für Vorhaben, die erst in Zukunft ausgeführt werden, sind von hoher Relevanz im Alltag hirngeschädigter Patienten. Dabei ist es für die Therapieforschung nach wie vor eine Herausforderung, hier wirksame Unterstützung anzubieten. In Fortsetzung der Aktivitäten vom letzten Jahr begann die Evaluation einer im Rahmen des Projektes entwickelten interaktiven, tragbaren elektronischen Gedächtnishilfe unter Nutzung moderner Mobilfunktechnik. Der Einsatz bei einer ersten klinischen Stichprobe zeigte den Nutzen des Gerätes sowie seine Vorteile gegenüber kommerziell verfügbaren Systemen. Nach einer weiteren Optimierung ist ein Vergleich mit kommerziellen Hilfen für 2004 geplant.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (BMBF: Schwerpunktprogramm: Dienstleistung im Gesundheitsbereich)


FG Klinische Neuropsychologie

Clinical Neuropsychology


Adaptierte mobile Technologie für die Generation 55+

Adaptive mobile technology for the generation 55+


Dr. Angelika Thöne-Otto (thoene.otto@t-online.de), Dipl.-Psych. Katrin Walther, Prof. Dr. Klaus Irmscher (Institut für Informatik), Dipl.-Inf. Hendrik Schulze (Institut für Informatik), Dipl.-Inf. Andre Voinikonis (Institut für Informatik), Dipl.-Inf. Thomas Hoffmann (Institut für Informatik), Prof. Dr. Yves von Cramon

Die Entwicklung neuer Technologien ist ein Leitmerkmal in der heutigen Zeit. Bei diesem Fortschritt bleiben jedoch vor allem die Bedürfnisse der älteren Generationen unberücksichtigt. Obwohl einerseits das Interesse sich der Technik zu nähern vorhanden ist, stehen dem Unsicherheit oder Ablehnung gegenüber, weil sie viel zu kompliziert aufgebaut und nicht an Basisfunktionen (Sehen, Motorik, etc.) angepasst ist. In der Folge sind Senioren von zahlreichen Informationen ausgeschlossen. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines tragbaren elektronischen Assistenten, der auf die speziellen Bedürfnisse von Senioren zugeschnitten ist. Um die Ergebnisse aus einer Bedarfsanalyse zu ergänzen, wurde 2003 in einer empirischen Untersuchung der Umgang mit kommerziell verfügbaren Geräten evaluiert. Auf der Basis dieser Daten erfolgt die Neuentwicklung des seniorenfreundlichen elektronischen Assistenten.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (BMBF: Schwerpunktprogramm: Dienstleistung im Gesundheitsbereich)


FG Psychoakustik

Psychoacoustics


Zentral-auditive Verarbeitungsstörungen - Spontanrückbildung und Therapie

Central auditory processing disorders - recovery and therapy


Dr. Peggy Bungert-Kahl (bunp@medizin.uni-leipzig.de)/ Dipl.Biol. Franziska Biedermann/ Prof. Dr. Rudolf Rübsamen, (Universität Leipzig, Fakultät für Biowissenschaften)/ Dr. Gerd J. Dörrscheidt, (Ruhr Universität Bochum)/ Prof. Dr. D.Y. von Cramon, MPI für Neuropsychologische Forschung, Tagesklinik für Kognitive Neurologie

Nicht nur die Diagnostik sondern auch die Therapie zentral auditiver Verarbeitungsstörungen spielen in der Rehabilitation von Patienten mit erworbenen Hirnschädigungen kaum eine Rolle, obwohl der Zusammenhang zwischen einer gestörten Prozessierung akustischer Signale und z.B. einem beeinträchtigten Sprachverständnis mehrfach nachgewiesen wurde. In den letzten drei Jahren wurde in der Tagesklinik für kognitive Neurologie des Universitätsklinikums Leipzig eine psychoakustische Testbatterie zur Untersuchung der Integrität des auditorischen Systems entwickelt und erprobt. Es ist gelungen zwischen der Signalverarbeitung im auditorischen Hirnstamm, in den auditorischen Cortices sowie in nachgeordneten corticalen Arealen zu differenzieren. Jedoch ist die Kapazität des auditorischen Systems zur Spontanrückbildung und zur übungsbasierten Plastizität bis zum jetzigen Zeitpunkt noch unklar. Das Wissen über diese Eigenschaften bildet jedoch die Grundlage zur Entwicklung eines Ansatzes nicht nur zur Rehabilitation von Sprachverständnisstörungen, die auf einer beeinträchtigten Verarbeitung akustischer Parameter beruht.

Weiterführung: Ja

Finanzierung: formel.1-26 - NBL-3-Förderung; Kennzeichen 01ZZ0106


FG Psychoakustik

Psychoacoustics


Richtungshören bei Patienten mit erworbenen Hirnläsionen des auditorischen Cortex

Directional hearing in patients with acquired brain lesions affectin auditory cortex


Prof. Dr. Rudolf Rübsamen (rueb@rz.uni-leipzig.de), Manon Grube, Dr. D.Y. von Cramon

Auditorische Raumwahrnehmung wird in Patienten mit Läsionen in relevanten Strukturen, insbesondere des auditorischen Cortex, getestet. Im schall- und echo- gedämpften Versuchsraum werden Signale aus nicht sichtbaren Lautsprechern präsentiert, und der Patient hat die Aufgabe, die wahrgenommenen Richtungen zu unterscheiden bzw. zu zeigen. Ziel ist die Diagnose von spezifischen Defiziten in der Raumwahrnehmung und so zum Verständnis der auditorischen Raumrepräsentation beizutragen. Patienten mit unilateralen, den auditorischen Cortex betreffenden Läsionen zeigten eine beeinträchtigte Richtungswahrnehmung, insbesondere die Tendenz zur Kompression des kontraläsionalen Hemifeldes. Die Ergebnisse sprechen für eine bilateral organisierte Raumrepräsentation mit kontralateraler Dominanz und interhemisphärischer kompetitiver Kooperativität.

Weiterführung: ja

Finanzierung: Drittmittel (DFG: Schwerpunktprogramm: Zeitgebundene Informationsverarbeitung im zentralen auditorischen System; CR 43/13-2, 931900/05)