vts_9350_14052 - oparu

Universitätsklinik Ulm
Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie III
Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. Dr. Manfred Spitzer
Sektion für Kognitive Elektrophysiologie
Sektionsleiter: Prof. Dr. Markus Kiefer
Disambiguierung semantischer
Mehrdeutigkeit bei manischen Patienten –
eine Studie mit ereigniskorrelierten
Potentialen
Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin
der Medizinischen Fakultät der Universität Ulm
vorgelegt von Hanna Schneegans
geboren in Duderstadt
2013
Amtierender Dekan: Prof. Dr. Thomas Wirth
1. Berichterstatter: Prof. Dr. Dr. Manfred Spitzer
2. Berichterstatter: Prof. Dr. Harald C. Traue
Tag der Promotion: 13.11.2014
i
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis ......................................................................................... ii
1. Einleitung......................................................................................................... - 1 1.1 Die bipolare Störung – defizitäre Inhibition als ihr zentrales Symptom?....... - 1 1.2 Semantische Inhibition bei der Verabeitung von Homonymie ...................... - 9 1.3 Ereigniskorrelierte Potentiale von Sprachverarbeitungsprozessen .............. - 15 1.4 Ziele und Hypothesen ................................................................................ - 19 2. Material, Methoden ....................................................................................... - 21 2.1 Auswahl der Versuchspersonen ................................................................. - 21 2.2 Experimentelles Design und zugrundeliegendes Paradigma ....................... - 25 2.3 Durchführung des Experiments und Aufzeichnung der EEG-Daten ........... - 31 2.4 Auswertung der Verhaltensdaten im Hauptexperiment ............................... - 34 2.5 Auswertung der EEG-Daten ...................................................................... - 35 2.6 Auswertung psychometrischer Daten, Korrelationsanalysen ...................... - 38 3. Ergebnisse ...................................................................................................... - 40 3.1 Ergebnisse auf Ebene der Verhaltensdaten ................................................. - 40 3.2 Ergebnisse auf Ebene der EEG-Daten ........................................................ - 44 3.3 Ergebnisse der Aufgaben zum Arbeitsgedächtnis (2-back-Aufgabe und
Zahlennachsprechen) ....................................................................................... - 54 3.4 Korrelationen einiger psychometrischer Daten mit den Testergebnissen .... - 57 4. Diskussion ...................................................................................................... - 61 4.1 Ambiguitätsresolution auf der Verhaltensebene ......................................... - 61 4.2 EKP auf Wort 2 ......................................................................................... - 65 4.3 EKP auf Wort 3 ......................................................................................... - 71 4.4 Limitationen .............................................................................................. - 76 5. Zusammenfassung ......................................................................................... - 78 6. Literaturverzeichnis ...................................................................................... - 80 7. Anhang ........................................................................................................... - 88 Danksagung................................................................................................... - 120 Curriculum vitae ............................................................................................ - 121 -
ii
Abkürzungsverzeichnis
ACC
anteriorer cingulärer Cortex
BPRS
Brief Psychiatric Rating Scale (allgemeinpsychiatrisches
Ratinginstrument)
kongruente Homonym-Bedingung / kongruent-ambigue
Bedingung; Worttriplet mit semantischer Passung und Homonym
als Wort 2
kongruente Nicht-Homonym-Bedingung / kongruent-inambigue
Bedingung; Worttriplet mit semantischer Passung und NichtHomonym als Wort 2
dorso-lateraler präfrontaler Kortex
CH
CN
DLPFC
DSM-IV
EEG
Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders
(Diagnostisches und Statistisches Handbuch Psychischer
Störungen), 4. Auflage
Elektroenzephalographie
EKP
ereigniskorrelierte(s) Potential(e)
fMRT
funktionelle Magnetresonanztomographie
HAWIE-R
Hamburg-Wechsler-Intelligenztest für Erwachsene
ICD-10
International Statistical Classification of Diseases and Related
Health Problems (Internationale statistische Klassifikation der
Krankheiten und verwandter Gesundheitsprobleme), 10. Auflage
inferiorer fontaler Gyrus
IFG
IH
ISI
inkongruente Homonym-Bedingung / inkongruent-ambigue
Bedingung; Worttriplet ohne semantische Passung und Homonym
als Wort 2
inkongruente Nicht-Homonym-Bedingung / inkongruentinambigue Bedingung; Worttriplet ohne semantischer Passung
und Nicht-Homonym als Wort 2
Interstimulus-Intervall
MRT
Magnetresonanztomographie
OFG
orbito-frontaler Kortex
PFC
präfrontaler Kortex
SOA
stimulus onset asynchrony (Intervall zwischen der Darbietung
zweier Reize)
Wortschatztest
IN
WST
YMRS
Young Mania Rating Scale (Ratinginstrument zur Erfassung
Manie-assoziierter Symptomatik)
1 Einleitung
1. Einleitung
1.1 Die bipolare Störung – defizitäre Inhibition als ihr
zentrales Symptom?
Bipolarität – Kenntnisstand und Forschungsbedarf
Die bipolare Störung, gleichwohl sie aufgrund ihrer eindrucksvollen Klinik, dem
„Alternieren zwischen den beiden affektiven Polen“ (Vollmoeller 2006, S. 22) schon früh
zum Gegenstand wissenschaftlicher Betrachtung geworden ist, ist in vielerlei Hinsicht
noch immer eine rätselhafte Erkrankung:
Bereits der griechische Arzt Aretaeus beschrieb im ersten Jahrhundert nach Christus die
beiden phänomenologisch sehr unterschiedlichen Zustände von Melancholie und Manie als
eine gemeinsame Krankheitsentität (Angst et al. 2001), und Emil Kraeplin etablierte um
1899 die Dichotomie des „manisch-depressiven Irreseins“ einerseits, worunter er sämtliche
affektiven Störungen subsumierte, und der „Dementia praecox“, der Schizophrenie,
andererseits (Angst et al. 2001). Damit legte er das Fundament für die lange Zeit die
Psychiatrie dominierende Vorstellung einer eindeutigen nosologischen Abgrenzung des
Krankheitsbildes der bipolaren Störung von der Schizophrenie, wobei für die bipolare
Störung ihre gegenüber der Schizophrenie günstigere Prognose und die „meist gleichzeitig
betroffene(n) Qualitäten der Stimmung, des Denkens und des Willens“ (Vollmoeller 2006,
S.23) charakteristisch seien. Somit benannte Kraeplin bereits neben den auffälligen
Veränderungen des Affekts kognitive Veränderungen als wesentlich für die Erkrankung.
Modernere Erkenntnisse schließlich haben zum einen eine klarere Abgrenzung der
bipolaren von der unipolaren affektiven Störung auf empirischer Basis ermöglicht, indem
u.a. durch Jules Angst bedeutsame Unterschiede zwischen beiden Erkrankungen
hinsichtlich Geschlecht (hier besteht ein deutliches Überwiegen des weiblichen
Geschlechts bei der unipolaren, nicht aber bei der bipolaren affektiven Störung) und
familiärer Belastung der Betroffenen sowie dem Verlauf gefunden wurden (Angst et al.
2001). Andererseits gestaltet sich im individuellen Fall die Diagnosefindung weiterhin
oftmals schwierig und ist meist auf die Betrachtung des Krankheitsverlaufs angewiesen,
um etwa eine erstmalige depressive Episode sicher einem bipolaren oder unipolaren
Störungsbild zuordnen zu können (Deuschle 2006).
-1-
1 Einleitung
Noch problematischer ist bisweilen die bei Kraeplin so klare Abgrenzung der bipolaren
Störung zum schizophrenen Formenkreis (McIntosh et al. 2008), wie z.B. in
Krankheitsbildern wie affektiven Störungen mit psychotischen Symptomen oder der
schizoaffektiven Störung deutlich wird, die immer noch eine Herausforderung für die
gängigen Diagnosesystem des ICD-10 und des DSM-IV darstellt (Jaeger et al. 2004).
In diesen Schwierigkeiten der nosologischen Abgrenzung gegenüber anderen
psychiatrischen Krankheitsbildern offenbart sich der große potentielle Nutzen der
Entwicklung von diagnostischen Instrumenten, die für die Erkrankung spezifische
Veränderungen detektieren, idealerweise sogar unabhängig vom gegenwärtigen
Gemütszustand der Patienten. Tatsächlich mehren sich die Hinweise darauf, dass
charakteristische Veränderungen der Emotionsregulation, die eine affektive Labilität
bedingen könnten (Kruger et al. 2003), sowie auch überdauernde Veränderungen
kognitiver Funktionen bei bipolaren Patienten ebenso in den euthymen Intervallen
vorliegen (MartinezAran et al. 2004, Frangou 2005, Arts et al. 2008, Torres et al. 2007)
und in Zukunft diagnostisch verwertbar sein könnten.
Dies alles begründet das Anliegen der vorliegenden Arbeit, nach Veränderungen in
grundlegenden kognitiven Prozessen bei bipolaren Patienten zu suchen, um einen Beitrag
zu leisten für ein tieferes Verständnis dessen, was die Erkrankung im Kern ausmacht.
Langfristig könnte so die Nosologie und Diagnostik psychiatrischer Erkrankungen, aber
auch die Entwicklung neuer diagnostischer Möglichkeiten, auf ein besseres empirisches
Fundament gestellt werden.
Charakterisierung eines potentiell grundlegenden kognitiven Defizits bei manischen
Patienten
Die vorliegende Untersuchung wurde mit Patienten durchgeführt, die sich zum Zeitpunkt
der Studiendurchführung in einer manischen, hypomanischen oder gemischten Episode
ihrer bipolaren Erkrankung befanden oder von einer zuletzt manischen Episode weitgehend
remittiert waren. Den Probanden war damit das Vorliegen typischer Manie-assoziierter
Symptome gemein, wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß. Manische Zustände
innerhalb der Bipolaren Störung sind oft durch ein eindrucksvolles klinisches
Erscheinungsbild gekennzeichnet, dem Veränderungen in kognitiven Prozessen zugrunde
liegen könnten, die in euthymen oder depressiven Episoden in geringerer quantitativer
Ausprägung ebenfalls vorhanden sind.
-2-
1 Einleitung
Gemäß DSM-IV (American Psychiatric Association 2003) zählen u.a. ein gesteigertes
Redebedürfnis, Ideenflucht oder das subjektive Gefühl des Gedankenrasens, Ablenkbarkeit
durch belanglose externe Reize, psychomotorische Unruhe und die Beschäftigung mit
angenehmen Aktivitäten, die mit hoher Wahrscheinlichkeit unangenehme Konsequenzen
nach sich ziehen, zu den diagnostisch verwertbaren Kernsymptomen der manischen
Episode. Sucht man nach einer möglichen gemeinsamen pathophysiologischen Ursache
dieser Symptome, so stellt sich die Frage, ob ein allgemeines Defizit in der Fähigkeit zur
Inhibition nicht einer Reihe dieser Symptome zu Grunde liegen mag, und tatsächlich
werden derartige Defizite inhibitorischer Kontrolle im Denken und Verhalten von einigen
Autoren als zentral für die Erkrankung angesehen (Degabriele et al. 2011, Larson et al.
2005).
Modell der kognitiven Inhibition
Inhibition, ein etablierter, wenn auch nicht ganz unumstrittener Begriff innerhalb der
Kognitionswissenschaft, bezeichnet nach MacLeod (2007, S. 5) allgemein „the stopping
or overriding of a mental process, in whole or in part, with or without intention“, wobei es
sich bei dem derart beeinflussten mentalen Prozess etwa um selektive Aufmerksamkeit,
den Abruf von Gedächtnisinhalten oder eine Reihe anderer kognitiver Prozesse handeln
könne.
Wiewohl Inhibition auf der Ebene einzelner Neurone allgemein akzeptiert ist, ist nach wie
vor strittig, welche Bedeutung dem Begriff der „kognitiven Inhibition“ zukommt und
welche mentalen Prozesse sinnvollerweise hierunter subsumiert werden sollten. Zu Recht
kritisiert etwa MacLeod, dass die Ableitung der Existenz der kognitiven Inhibition nicht
allein auf Basis der Analogiebildung zur Inhibition auf Ebene der Nervenzellen erfolgen
dürfe, obgleich sie verführerisch sei (MacLeod 2007). Andere Autoren gehen davon aus,
dass aufgrund der Funktionsweise des Cortex die Existenz von inhibitorischen Prozessen
auch auf höherer Ebene geradezu zwingend sei (Houghton et al. 1996), und inhibitorische
Prozessen wurden der Erklärung von komplexeren Befunden aus so unterschiedlichen
Bereichen wie der Sozialpsychologie, der Entwicklungs- und der klinischen Psychologie
zugrunde gelegt (MacLeod 2007).
Inhibitionsprozesse werden im allgemeinen den Exekutivfunktionen zugeordnet und stehen
im Dienst der kognitiven Kontrolle, also der Filterung und Fokussierung angesichts
begrenzter Kapazitäten des Arbeitsgedächtnisses und der Auswahl geeigneten Verhaltens
bei divergierenden Handlungsoptionen (Houghton et al. 1996). Dabei sind die einzelnen
zugrunde liegenden Paradigmen, für die Inhibition angenommen wird, teils sehr
-3-
1 Einleitung
unterschiedlich: Bei der klassischen „Go/No-Go Task“ sind die Probanden angehalten, auf
einen von zwei dargebotenen Stimuli zu reagieren, während sie auf den anderen Stimulus,
der im allgemeinen seltener und unregelmäßig dargeboten wird, nicht reagieren sollen – es
ist in diesem Fall also die motorische Reaktion, die inhibiert werden muss, was als
„response inhibition“ bezeichnet wird. Bei der hierzu ähnlichen „Stop-Signal Task“ muss
die Reaktion auf den „Go-Stimulus“ intermittierend unterdrückt werden, und zwar dann,
wenn auf ihn ein mit einiger Latenz dargebotenes „Stopsignal“ folgt. Auch hier muss eine
motorische Antwort unterdrückt werden, die in diesem Fall bereits vorbereitet worden ist
(Yamaguchi et al. 2008).
Bei der zur Untersuchung von Inhibitionsphänomenen ebenfalls häufig angewandten
„Stroop Task“ (Stroop 1935) werden den Probanden Farbwörter visuell dargeboten (etwa
„gelb“ oder „blau“). Die Probanden sollen dann jeweils die Schriftfarbe der Wörter
benennen. Die zu benennende Farbe kann dem genannten Farbwort entsprechen („blau“
wird beispielsweise in blauer Schrift dargeboten – kongruente Bedingung), oder sich von
ihr unterscheiden („gelb“ wird beispielsweise in blauer Schrift dargeboten – inkongruente
Bedingung). Es zeigt sich hier, dass die Reaktionszeiten in der inkongruenten Bedingung
länger sind als in der kongruenten Bedingung. Hier wird davon ausgegangen, dass durch
die widersprüchlichen Informationen Interferenz erzeugt wird, der durch
Inhibitionsprozesse begegnet werden muss. Diese Unterscheidung zwischen Interferenz
und Inhibition ist bedeutsam: Die längere Latenz in den Reaktionen der Probanden, d.h. die
Effekte auf der Verhaltensebene, entsprechen dem Vorliegen von Interferenz, einer
erschwerten Reizverarbeitung durch „Überlagerung“. Inhibition hingegen ist ein als
solches nicht beweisbares, hypothetisches Konstrukt, das der Erklärung dieser
Verhaltenseffekte dient (MacLeod 2007). Gernsbacher und Kollegen (1990) etwa erklären
die längeren Reaktionszeiten in der inkongruenten Bedingung dadurch, dass hier zur
Selektion einer von mehreren Möglichkeiten der Aktivierungsgrad einer „interferierenden“
mentalen Repräsentationen herabgesetzt werden muss, was zusätzliche Verarbeitungszeit
benötigt.
Auch für komplexere psychische Vorgänge wie das gezielte Ausblenden von
Informationen wurden Inhibitionsprozesse verantwortlich gemacht. So führten Anderson
und Green (2001) ein Experiment durch, bei dem Probanden im Vorfeld Wortpaare,
bestehend aus zwei semantisch nicht verwandten Begriffen studiert hatten, z.B. „ordeal“
(dt.: Prüfung; Geduldsprobe) und „roach“ (dt.: Schabe, Kakerlake). Anschließend wurde
ihnen im eigentlichen Experiment der erste Begriff dargeboten und sie waren angehalten,
-4-
1 Einleitung
den hierzu gelernten zweiten Begriff des Wortpaares zu nennen. Für einige der Begriffe
waren sie jedoch aufgefordert worden, die Antwort zu unterdrücken und auch, trotz
visueller Fixation, den entsprechenden zugehörigen Begriff nicht bewusst werden zu
lassen. In der nächsten Phase dieses in Analogiebildung zur „Go/No-Go Task“ als
„Think/No-Think“ bezeichneten Paradigmas wurde die Instruktion zur gezielten
Unterdrückung einiger Antworten als nicht länger gültig erklärt und die Probanden sollten
nun zu sämtlichen Begriffen den mitstudierten zweiten Begriff nennen. Dabei war die
Wiedergabe der zuvor gezielt unterdrückten Begriffe nicht nur schlechter als die der im
Sinne der Aufgabe korrekt wiedergegebenen, sondern sogar schlechter als die von
Kontroll-Begriffspaaren, die zwar anfänglich studiert, aber in der vorhergehenden Aufgabe
nicht abgeprüft worden waren. Dass für dieses Phänomen eine gezielte kognitive Inhibition
der zu unterdrückenden Begriffe verantwortlich war, konnten Anderson und Green
dadurch belegen, dass auch auf neue, von den bisherigen experimentellen Manipulationen
unabhängige Hinweisreize hin die Begriffe weniger gut wiedergegeben werden konnten als
jene aus den Kontroll-Begriffspaaren. (Genauer handelte es sich bei dem unabhängigen
Hinweisreiz um die Nennung der semantischen Kategorie und des ersten Buchstabens des
gesuchten Begriffs; bei „roach“ wäre dies zum Beispiel der Hinweis „Insekt, beginnend
mit „r“.) Eben dies war zu erwarten, wenn tatsächlich, nach oben gennanter Hypothese von
Gernsbacher, der Aktivierungsgrad einer mentalen Repräsentation reduziert worden war,
mit der Folge einer Erschwernis des späteren Abrufs. (Im Beispiel wäre selektiv der Abruf
von „roach“ im semantischen Gedächtnis durch die vorhergehende Inhibition erschwert.)
Die entsprechende von MacLeod (2007) wie auch bereits zuvor von Anderson und
Spellman (1995) formulierte wichtige Anforderung für die Inanspruchnahme von
Inhibition als Erklärungsmuster für beobachtete Phänomene, nämlich ein erschwerter
Abruf auf einen „unabhängigen Hinweisreiz“ hin, wäre damit erfüllt.
-5-
1 Einleitung
Allen genannten Beispielen ist laut Levy und Anderson (2002) gemein, dass in ihnen eine
gewohnheitsmäßige bzw. gebahnte Handlungstendenz unterdrückt werden muss, um eine
kontextuell angemessenere oder geforderte Reaktion zu ermöglichen. Dieser allgemeine
Mechanismus ist den Autoren zufolge auf so unterschiedliche Phänomene wie die oben
erwähnte Stroop Task, Go/No-Go Task oder die Kontrolle von Gedächtnisinhalten, z.B. im
Sinne der genannten Think/No-Think-Aufgabe, anwendbar, die unter dem Begriff der
„response-override situations“ (Levy et al. 2002) subsumiert werden können.
Abbildung 1, entnommen Benjamin J. Levy and Michael C. Anderson: “Inhibitory processes and the
control of memory retrieval”, erschienen in “Trends in Cognitive Sciences” Vol.6, S. 299 (2002), mit
Genehmigung von Elsevier, illustriert den hier postulierten generalisisierten Begriff der kognitiven
Inhibition.
Ob einer Vielzahl der Prozesse, für die Inhibition postuliert wird, ein gemeinsamer
spezifischer kognitiver Verarbeitungsmechanismus zugrunde liegt, mit gemeinsamem
neuralem Substrat, wie von einigen Autoren vertreten (z.B. Anderson et al. 2001, Levy et
al. 2002, Aron et al. 2004), ist Gegenstand angeregter Diskussionen. Ein wesentlicher
Kritikpunkt an einem solchen Konzept ist z.B. die mangelnde Korrelation der Ergebnisse
in unterschiedlichen Inhibitionsaufgaben beim einzelnen Probanden (Friedman et al.
2004). Möglicherweise gibt es jedoch Strukturen, die für die Performanz in allen diesen
Aufgaben bedeutsam sind und für die daher in sehr verschiedenartigen Inhibitionsaufgaben
ein Aktivitätszuwachs zu beobachten ist, und zusätzliche Strukturen, die für den jeweiligen
Aufgabentypus spezifisch sind (Yamaguchi et al. 2008).
-6-
1 Einleitung
Inhibition, Bipolariät und präfrontaler Kortex
Für die Gruppe der bipolaren Patienten konnte eine schlechtere Leistung gegenüber
gesunden Kontrollen in so unterschiedlichen Aufgaben wie der der Stroop Task (Kravariti
et al. 2009, Haldane et al. 2008), der Stop-signal Task (Strakowski et al. 2009) einer
„emotionalen“ Go/No-Go Task (Degabriele et al. 2011) und der Inhibitionsbedingung des
Hayling Sentence-Completion-Test (Frangou 2005) in Studien gezeigt werden.
Bei der Suche nach einem Lokus, der aufgabenübergreifend eine hohe Aktivität zeigt,
wurde auf Grundlage von fMRT-Untersuchungen von den verschiedenen Autoren meist
eines von 3 Arealen im präfrontalen Cortex vorgeschlagen (Aron et al. 2004), und zwar der
DLFC und ACC (Levy et al. 2002), der IFG (Chikazoe et al. 2007) und der OFG (Horn et
al. 2003). Die genaue Lokalisation der untersuchten Inhibitionsprozesse ist für die
vorliegende Arbeit allerdings nicht entscheidend; es ist in jedem Fall von einer
präfrontalen Lokalisation der für sie bedeutsamen Strukturen auszugehen. Die schlechtere
Performanz in Inhibitionsaufgaben nach präfrontaler Läsion ist gut etabliert und liefert
einen weiteren eindrücklichen Beleg für die große Bedeutsamkeit des PFC für diese
kognitive Funktion. So finden sich nach präfrontaler Läsion etwa eine hohe
Interferenzanfälligkeit in der Stroop Task und im Wisconsin-Card-Sorting-Test (WSCT,
Berg 1948; Collette et al. 2001), bei dem Karten nach einem wechselnden Ordnungsprinzip
sortiert werden müssen. Probanden mit präfrontaler Läsion fiel der Wechsel zu einem
neuen Ordnungsprinzip schwer und sie handelten vermehrt nach dem nun hinfälligen
Prinzip (Perseveration), was als mangelnde inhibitorische Kontrolle über einen früheren
mentalen Ablauf gewertet wurde (Knight et al. 1999).
Bedeutsam ist diese anatomische Zuordnung vor dem Hintergrund, dass
Normabweichungen im Bereich des PFC eine wichige Rolle bei der bipolaren Störung
spielen dürften; so existieren zahlreiche Befunde zu morphologischen wie auch
funktionellen Veränderungen des PFC bei bipolaren Patienten: Gehirnvolumetrische
Untersuchungen mittels MRT stellten etwa eine umschriebene Volumenreduktion der
grauen Substanz im Bereich des PFC fest, während globale Veränderungen des
Hirnvolumens nicht gezeigt werden konnten (Frangou 2005, Lopez-Larson et al. 2002).
Auch deuten Läsionsstudien, bei denen es infolge einer traumatischen Hirnschädigung zum
Auftreten manischer Symptome kam, auf die besondere Bedeutung präfrontaler Regionen
für das Zustandekommen einer solchen Symptomatik hin (Starkstein et al. 1988).
-7-
1 Einleitung
Auch FMRT-Studien mit bipolaren Patienten, die unterschiedliche Inhibitionsaufgaben
verwendeten, fanden häufig Unterschiede in der PFC-Aktivität zwischen bipolaren
Patienten und gesunden Kontrollen, wobei die Datenlage jedoch inkonsistent ist und mal
eine Mehraktivierung (Strakowski et al. 2008), mal eine Minderaktivierung (Kronhaus et
al. 2006) im PFC gegenüber gesunden Kontrollen berichtet wurde. Unter Verwendung
anderer Aufgabenstellungen, die nicht gezielt Inhibitionsphänomene zu erfassen suchten,
etwa zur Wortflüssigkeit, wurden vielfach Mehraktivierungen des PFC beobachtet (Cerullo
et al. 2009). Einige der Unterschiede in den Ergebnissen solcher Studien dürften dadurch
zustande kommen, dass vielfach bipolare Patienten ungeachtet der gegenwärtigen Polarität
ihrer Erkrankung gemeinsam untersucht wurden (d.h. aktuell manische ebenso wie aktuell
depressive Patienten), was eine bedeutsame Störgröße darstellt (Cerullo et al. 2009), zumal
etwa Blumberg und Kollegen (2003) einen differenziellen Einfluss der Polarität der
Patienten auf das Muster der PFC-Aktivierung fanden. Eine weitere Limitation dieser
Studien stellt vielfach die geringe Stichprobengröße mit 10 oder noch weniger
untersuchten Probanden dar (Cerullo et al. 2009).
Ebenfalls interessant sind divergierende Ergebnisse bezüglich präfrontaler Aktivität in
fMRT-Studien zwischen bipolaren und schizophrenen Patienten, die sowohl von Curtis
und Kollegen (2001) als auch von McIntosh und Kollegen (2008) gefunden wurden,
jeweils im Sinne einer Minderaktivität des PFC bei schizophrenen Patienten und einer
Mehraktivität des PFC bei bipolaren Patienten, im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Von
beiden Autoren wurde dies als mögliches bedeutsames Abgrenzungskriterium interpretiert.
Für die Schizophrenie ist das Modell der „Hypofrontalität“ sehr verbreitet (Hill et al.
2004), auch gibt es in dieser Gruppe zahlreiche Befunde, die für ein inhibitorisches Defizit
sprechen (z.B. Chan et al. 2010). Eine solche „Hypofrontalität“ wird, trotz Inkonsistenz der
Forschungsergebnisse, bisweilen auch für die bipolare Erkrankung geltend gemacht
(Degabriele et al. 2011). Eine Reduktion der gyralen Faltung des ventralen wie dorsalen
PFC gegenüber Kontrollen stellten außerdem McIntosh und Kollegen (2009) für bipolare
wie schizophrene Patienten in gleichem Maße fest.
Die vorgestellten Befunde verdeutlichen, dass eine genauere Untersuchung von
Inhibitionsdefiziten bei bipolaren Patienten aussichtsreich erscheint, zumal es zahlreiche
Hinweise dafür gibt, dass diese ein zentrales Kernsymptom der Erkrankung mit
möglicherweise differentialdiagnostischem Wert darstellen.
-8-
1 Einleitung
1.2 Semantische Inhibition bei der Verabeitung von
Homonymie
Bipolarität und Sprache
Ein eindrucksvolles Symptom bipolarer Patienten während einer manischen Episode ist
deren veränderte Sprache. Dabei kommt es charakteristischerweise nicht nur zu einer
Zunahme des Redevolumens, wie im DSM-IV aufgeführt, sondern es werden in der Regel
die Gesprächsinhalte inkohärenter, weitläufiger und schwerer verständlich. Diese
Veränderung auf sprachlicher Ebene spiegelt Veränderungen des Denkens wider,
insbesondere die ebenfalls in den DSM-IV-Kriterien genannte Ideenflucht, und tatsächlich
sind Denkstörungen, die lange Zeit als pathognomonisch für die Schizophrenie galten,
heute anerkanntermaßen ein häufiges Symptom bei manischen Patienten (Grossman et al.
1991).
Dabei stellt die Untersuchung auf Besonderheiten der Sprache ein wichtiges
differentialdiagnostisches Instrument zur Unterscheidung schizophrener und manischer
Patienten dar, und es gibt eine Reihe von Symptomen, die für die eine oder andere
Erkrankung als besonders typisch gelten, etwa assoziative Lockerung oder Neologismen
bei schizophrenen Patienten und Weitschweifigkeit sowie Ideenflucht bei manischen
Patienten (McIntosh et al. 2008). Letztlich bereitet es dennoch Schwierigkeiten,
Unterschiede in der Sprache zwischen beiden Patientengruppen zu benennen, die nicht
bloß quantitativer Natur sind (Lott et al. 2002). So beobachteten etwa Wykes und Leff
(Wykes et al. 1982) in ihrer psycholinguistischen Analyse der Sprache von manischen und
schizophrenen Patienten bei beiden Gruppen als wesentliches Element eine Reduktion sog.
„cohesive links“, also verbindender Elemente zwischen den Sprachinhalten, die für die
Verständlichkeit von Sprache wichtig sind – diese war bei den Schizophrenen jedoch
quantitativ ausgeprägter.
Zum Begriff der semantischen Inhibition
Vor diesem Hintergrund auffälliger Veränderungen der Sprache von manischen Patienten
einerseits und eines möglichen generellen Inhibitionsdefizit andererseits, erscheint es nahe
liegend, nach einem spezifischen semantischen Inhibitionsdefizit bei manischen Patienten
zu suchen. Gemeint ist damit ein Defizit in der kognitiven Inhibition von Elementen des
semantischen Gedächtnisses, in dem (Wort-) Bedeutungen als mentale Repräsentationen
enkodiert sind. Ein solches Defizit könnte insbesondere ideenflüchtigen Inhalten zu
Grunde liegen. Außerdem könnte der Nachweis eines solchen Defizits eine diagnostische
Hilfe bei der Abgrenzung zur Schizophrenie darstellen oder umgekehrt einen Beleg dafür
-9-
1 Einleitung
liefern, dass beide Krankheitsentitäten sich auch auf dieser grundlegenden Analyseebene
z.B. nur quantitativ unterscheiden, da auch bei Schizophrenen bisweilen ein spezifisches
semantisches Inhibitionsdefizit diskutiert wird (Chan et al. 2010).
Ein derartiger Mechanismus semantischer Inhibition wird z.B. im Hayling-SentenceCompletion-Test (Burgess et al. 1997) als grundlegend angenommen (de Sousa Siqueira et
al. 2010, Chan et al. 2008). Hierbei müssen die Probanden im ersten Aufgabenteil einen
vorgegebenen Satz vervollständigen, indem sie an letzter Position einen ihnen besonders
passend erscheinenden Begriff einsetzen; anschließend sollen sie in der zweiten
Teilaufgabe stattdessen einen besonders wenig nahe liegenden Begriff zur
Vervollständigung angeben. Es wird angenommen, dass semantische Inhibition zur Lösung
der zweiten Teilaufgabe erforderlich ist, da durch die kontextuelle Bahnung semantisch
zum Satz passende Begriffe aktiviert werden, was als semantisches Priming bezeichnet
wird. Dies verursacht Interferenz. Um die Selektion eines wenig passenden Begriffs zu
ermöglichen, wie es die Aufgabe erfordert, muss über Inhibition der Aktivierungsgrad von
automatisch voraktivierten Begriffen reduziert werden, um eine ausreichende
Aktivierungsdifferenz zur Auswahl eines nicht-voraktivierten Begriffs herzustellen.
Verarbeitung von lexikalischer Ambiguität (Homonymie)
Semantische Inhibition wird auch als ein grundlegender Mechanismus bei der Resolution
lexikalischer Ambiguität postuliert (z.B. Faust et al. 1996): Bei der Verarbeitung von
Homonymen, also Wörtern mit mehreren, meist zwei, unterschiedlichen Bedeutungen,
muss diejenige Bedeutung ausgewählt werden, die zum jeweiligen Kontext passt.
Nachdem es lange Gegenstand von Kontroversen war, welche genauen Prozesse bei der
Verarbeitung lexikalischer Homonymie involviert sind, kann die Bedeutsamkeit zweier
Einflussgrößen inzwischen als gesichert gelten; dies sind Kontext und Polarität (Swaab et
al. 2003). Die Polarität ist dabei ein Maß für die relative Vertrautheit von Probanden mit
den jeweiligen Bedeutungen eines Homonyms bzw. für die relative Häufigkeit des
Auftretens der verschiedenen Bedeutungen im Sprachgebrauch: Homonyme können polar
sein, wenn die Vertrautheit der Probanden mit einer der Bedeutungen wesentlich größer ist
als mit der anderen, bzw. der Begriff weitaus häufiger in dieser Bedeutung verwendet
wird; in diesen Fällen werden die jeweiligen Bedeutungen als dominante bzw.
subdominante Homonymbedeutung bezeichnet (Gee et al. 2010). Z. B. handelt es sich bei
„Melone“ um ein polares Homonym: In der Bedeutung „Frucht“ (dominante Bedeutung)
wird „Melone“ mit wesentlich höherer Frequenz im Sprachgebrauch verwendet bzw. ist
den Probanden in dieser Bedeutung vertrauter als in der Bedeutung „Kopfbedeckung“
- 10 -
1 Einleitung
(subdominante Bedeutung). Andererseits können Homonyme balanciert sein, wenn die
Vertrautheit mit ihren Bedeutungen ausgeglichen ist bzw. beide Bedeutungen in etwa
gleicher Frequenz im allgemeinen Sprachgebrauch Vewendung finden (z.B. Kiefer
entweder als Teil des Schädels oder als Nadelbaum; vgl. hierzu auch Abschnitt 2.2).
Verschiedene theoretische Positionen zur Homonymverarbeitung unterscheiden sich darin,
welche Bedeutsamkeit sie jeweils dem sprachlichen Kontext und der Polariät der
Homonyme beiordnen und postulieren einen unterschiedlichen zeitlichen Verlauf für die
kognitiven Prozesse, an deren Ende die Selektion einer Bedeutung steht. Drei Positionen
können dabei unterschieden werden: i) Es wird lediglich die kontextuell passende
Bedeutung eines Homonyms aktiviert, im Sinne eines selektiven Zugriffs („selective
access“, z.B. bei Schvaneveldt et al. 1976); oder aber es kommt unabhängig vom Kontext
zu einer Aktivierung beider Homonymbedeutung, entweder ii) seriell, in der Reihenfolge
ihrer relativen Frequenzen, beginnend mit der häufigsten Bedeutung, bis eine der
Bedeutungen als kontextuell passend selegiert werden kann, was als geordneter Zugriff
bezeichnet wird („ordered-access“, z.B. bei Hogaboam et al. 1975), oder iii) parallel, mit
initialer Aktivierung aller Homonymbedeutungen und anschließender Selektion, als
multipler bzw. exhaustiver Zugriff („exhaustive“ oder „multiple access model“, z.B. bei
Swinney et al. 1979). (Für einen Überblick vgl. Simpson 1994, Twilley et al. 2000.)
Starke Evidenz besteht für letztgenannte Theorie. So konnte Swinney (1979) zeigen, dass
bei sehr kurzer Stimulus-onset-asynchrony (SOA) – d.h. das Zielwort wurde hier direkt
visuell im Anschluss an das auditorisch präsentierte Homonym dargeboten – PrimingEffekte (d.h. schnellere Reaktionen auf semantisch relatierte Begriffe) für beide
Homonymbedeutungen auftreten, bei einer verlängerten SOA (mit Darbietung des
Zielwortes 4 Silben nach dem Homonym) Priming aber nur noch für die kontextuell
passende Homonymbedeutung bestand. Dies ist konsistent zu der Annahme, dass initial
beide Bedeutungen aktiviert waren, mit einiger Latenz jedoch nur noch die kontextuell
passende Bedeutung. Ebenso sind die Befunde von Gernsbacher und Kollegen (1990) zu
interpretieren, die ebenfalls die SOA zwischen Homonym und Zielwort variierte – diese
betrug entweder 100 ms oder 850 ms. Aufgabe der Probanden war es, eine semantische
Passungsentscheidung für das Zielwort im Hinblick auf die Bedeutung des
vorangegangenen Satzes zu treffen. Unterschiede in den Reaktionszeiten zwischen
Probanden mit guter und weniger guter Verstehensleistung fanden sich erst nach der
längeren SOA. Gernsbacher und Kollegen gingen davon aus, dass nach der kurzen SOA
alle Probanden Interferenz erfuhren, weil initial beide Homonymdeutungen aktiviert waren
- 11 -
1 Einleitung
– entsprechend waren die Reaktionszeiten bei allen Probanden recht lang. Nach längerer
SOA zeigten die Probanden mit guter Verstehensleistung jedoch schnellere Reaktionen in
der semantischen Entscheidung. Gernsbacher machte dafür die erst zu diesem späteren
Zeitpunkt greifende bessere Inhibitionsleistung der Probanden mit guter
Verstehensleistung verantwortlich, die ihnen ermöglichte, die erfahrene Interferenz zu
reduzieren.
Die dargestellten Ergebnisse (mit Variation der SOA) sind auch für die Auswahl der SOA,
mit der die Stimuli in dieser Studie präsentiert werden, bedeutsam, sowie für die Auswahl
des Zeitfensters, in dem sich Inhibitionsphänome und ggf. Unterschiede in
Inhibitionsprozessen zwischen Bipolaren und Kontrollen ereignen sollten: Die SOA darf
offensichtlich nicht zu kurz gewählt werden, da in der vorliegenden Studie keine Prozesse
der initialen, automatischen Aktivierung von Wortbedeutungen untersucht werden sollen,
sondern nachgeordnete, kontrollierte Prozesse. Der Zeitraum, in dem Inhibitionsprozesse
ablaufen, kann durch die Beobachtung von Primingeffekte eingegrenzt werden: Nach 100
ms ist offenbar noch keine Inhibition wirksam geworden, nach 850 ms ist sie erfolgt;
genauer geht man davon aus, dass die Zurückweisung unpassender Homonymbedeutungen
im Dienst der Selektion nach ca. 200 ms beginnen (Harley 2008, Gunter et al. 2003). Unter
anderem wird in der vorliegenden Arbeit ein entsprechendes Zeitfenster für die
Untersuchung von elektrophysiologischen Korrelaten von Inhibitionsprozessen untersucht.
Inhibition dominanter Homonymbedeutungen
Allerdings musste die Theorie des multiplen Zugriffs noch eine Erweiterung erfahren, denn
zumindest in der ursprünglichen Form wird ein Einfluss des Kontextes und der Polarität
der Homonyme auf die Stärke der initialen Aktivierung der Bedeutungen nicht
berücksichtigt (Twilley et al. 2000). Zahlreiche Studien belegen jedoch den Einfluss beider
Faktoren (Twilley et al. 2000, Swaab et al. 2003). Das neuere „reordered-access“-Modell,
(z.B. Duffy et al. 2001) berücksichtigt dies: Demnach nehmen sowohl der Kontext als auch
die Polarität eines Homonyms Einfluss auf das Ausmaß der initialen Aktivierung der
Homonymbedeutungen. Daraus leitet sich beispielsweise ab, dass bei kontextueller
Bahnung der subdominanten Bedeutung eines Homonyms beide Bedeutungen stark
aktiviert sind – die eine aufgrund ihrer hohen relativen Häufigkeit, die andere aufgrund des
Kontextes (Lee et al. 2009). Solche Situationen mit kontextueller Bahnung der
subdominanten Bedeutung, in denen durch ähnlich hohe Aktivierungslevel die
Anforderungen an die semantische Selektion besonders hoch sind, gehen mit einer
längeren Verarbeitungszeit einher, was mit „subordinate bias“ bezeichnet wird (Duffy et
- 12 -
1 Einleitung
al. 2001). Auch in fMRT-Studien konnten höhere Anforderungen im Sinne einer
vermehrten regionalen neuronalen Aktivität gezeigt werden, wenn die subdominante
anstelle der dominanten Homonymbedeutung verarbeitet werden musste (Bilenko et al.
2009). Die dominante Bedeutung scheint also immer aktiviert zu werden, selbst bei
Kontexten, die die subdominante Bedeutung stark bahnen – anders mag es sich verhalten,
wenn der Kontext die dominante Bedeutung bahnt: Hier scheint ein Selektionskonflikt
nicht unbedingt stattzufinden (Swaab et al. 2003).
Vor diesem Hintergrund ist davon auszugehen, dass in Fällen, in denen eine kontextuelle
Bahnung der subdominanten Homonymbedeutung erfolgt und damit ein hohes
Aktivierungsniveau beider Homonymbedeutungen vorliegt, Inhibition erforderlich ist, um
eine ausreichende Differenz in der Aktivierung der beiden Bedeutungen herzustellen, und
damit die Selektion einer Bedeutung zu ermöglichen. Ein solche gezielte Inhibition der
unpassenden Bedeutung von Homonymen wird von zahlreichen Autoren postuliert (z.B.
Gernsbacher et al. 1990, Gunter et al. 2003, Faust et al. 1996, Nievas et al. 2002, Shivde et
al. 2001, Gorfein et al. 2000).
Als experimenteller Beleg für die stattgehabte Inhibition der unpassenden
Homonymedeutung konnte mehrheitlich, wie auch in den oben dargestellten Experimenten
von Swinney, eine Reduktion von Priming-Effekten auf diese nicht-selegierte Bedeutung
nachgewiesen werden (Faust et al. 1996, Burgess et al. 1988). Noch eindrucksvoller
konnten Shivde und Anderson die Effekte einer stattgehabten Inhibition der nichtselegierten Homonymbedeutung zeigen (Shivde et al. 2001): Sie fanden als eindrücklichen
Beleg für ein reduziertes Aktivierungsniveau einen erschwerten Zugriff auf diese
Bedeutungen auch auf einen neuen, unabhängigen Hinweisreiz hin – wie von MacLeod
(2007) als formales, prüfbares Kriterium für eine stattgehabte Inhibition gefordert (vgl.
Abschnitt 1.1). In dem betreffenden Experiment studierten die Probanden Wortpaare aus
einem Homonym und einem Wort, das semantisch relatiert war, und zwar entweder zur
dominanten oder zur subdominanten Homonymbedeutung. Es zeigte sich, dass nach dem
Erlernen von Wortpaaren mit semantischer Verwandtschaft der subdominanten Bedeutung
zum Zielwort der Abruf des Homonyms in seiner dominanten Bedeutung auf einen
neuartigen Hinweisreiz hin erschwert war. Hingegen war der Abruf der subdominanten
Bedeutung in der Alternativbedingung nicht erschwert. Die Autoren folgerten, dass nur die
dominante Homonymbedeutung nennenswerte Interferenz erzeugte und so ihre Inhibition
erforderlich wurde.
- 13 -
1 Einleitung
Untersuchung semantischer Inhibitionsprozesse im vorliegenden Paradigma
Entsprechend ist die vorliegende Studie so konzipiert, dass gezielt hohe Anforderungen an
Inhibitionsprozesse gestellt werden: Es werden hierbei 3 Worte visuell präsentiert, von
denen das mittlere in der Hälfte der Fälle ein polares Homonym ist. Die Probanden sollen
entscheiden, ob das Testwort (Wort 3) zu dem Bedeutungsfeld passt, dass von den beiden
vorangegangenen Wörtern aufgespannt wurde. In den Fällen, in denen das mittlere Wort
ein Homonym ist, wird stets die subdominante Bedeutung durch das erste Wort gebahnt.
Dies bedingt ein hohes Aktivierungsniveau beider Bedeutungen, von denen eine durch den
Kontext, die andere durch ihre lexikalische Dominanz eine Aktivierung erfahren hat. Die
semantische Selektion erfordert daher in besonderem Maße die Inhibition der kontextuell
unpassenden, dominanten Homonymbedeutung. - Umgekehrt wäre die Annahme wenig
plausibel, dass die Herstellung einer hinreichenden Aktivationsdifferenz zwischen
subdominanter und dominanter Homonymbedeutung aufgrund einer schieren
Mehraktivierung der sudominanten Bedeutung zustande kommen könnte.
Von Shivde und Anderson (2001) wurden die Prozesse, die zur Bedeutungsselektion von
Homonymen erforderlich sind, in Analogie gesehen zum Abruf von spezifischen
Gedächtnisinhalten, für welchen ebenfalls Inhibitionsprozesse postuliert werden (Levy et
al. 2002). Dabei gehen die Autoren davon aus, dass beim Abruf eines spezifischen Begriffs
aus dem semantischen Gedächtnis verwandte Begriffe als Kompetitoren fungieren. Das
heißt, dass etwa Begriffe, die aus derselben semantischen Kategorie stammen wie der
abzurufende Begriff mit diesem um den Abruf konkurrieren, und dies vor allem bei großer
Ähnlichkeit der Begriffe und hoher Häufigkeit im Sprachgebrauch. Inhibition ist dabei ein
Prozess, der durch Kompetition um Abruf induziert wird, um eine Begriffsselektion zu
ermöglichen, und der in seiner Ausprägung vom Ausmaß der Kompetition abhängt.
Diese Analogiebildung erscheint auch für die vorliegende Arbeit sinnvoll: Es besteht eine
Kompetition der kontextuell passenden Homonymbedeutung mit der unpassenden, aber im
Sprachgebrauch höherfrequenten, um Abruf aus dem semantischen Gedächntis. Diese
Kompetition müsste die Inhibition der unpassenden Bedeutung induzieren.
Es dürfte damit deutlich geworden sein, dass das dieser Arbeit zugrundeliegende
Paradigma in hohem Maße dazu geeignet ist, ein spezifisches Inhibitionsdefizit bei
bipolaren Patienten aufzudecken. Es ist darüber hinaus eine der ersten Studien die das
Vorliegen eines Inhibitionsdefizits in dem für die Bipolare Störung so zentralen Bereich
der Sprache, genauer der semantischen Verarbeitung, sucht.
- 14 -
1 Einleitung
1.3 Ereigniskorrelierte Potentiale von
Sprachverarbeitungsprozessen
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil dieser Arbeit ist die Untersuchung
elektrophysiologischer Korrelate der Ambiguitätsresolution der Homonyme mittels
ereigniskorrelierter Potentiale (EKP). Es handelt sich hierbei um
elektroenzephalographisch auf der Kopfoberfläche erfasste Potentialsschwankungen von
Nervenzellen mit enger zeitlicher Korrelation zur Präsentation eines Stimulus. Aufgrund
sehr geringer Amplituden (1-10 μV) ist für ihre Darstellung die Mittelung über viele
Versuchsdurchgänge notwendig, die zur Auslöschung der in jedem Versuchsdurchgang
variablen Hintergrundaktivität führt. Einen großen Vorteil der EKP-Methodik stellt die
sehr hohe zeitlicher Auflösung dar. Damit wird dieses Verfahren dem
Untersuchungsgegenstand, der genauen Analyse sprachsemantischer Prozesse, gerecht.
Eine Beschreibung der EKP-Morphologie kann anhand sog. Komponenten vorgenommen
werden. Dabei handelt es sich um positive oder negative Deflektionen, die anhand ihrer
Polarität, ihrer Gipfellatenz (zum auslösenden Stimulus) und ihrer Topographie
(Potentialverteilung auf der Kopfoberfläche) charakterisiert werden können (Kiefer 2009).
Es werden vereinfachend frühe, exogene und späte, endogene EKP-Komponenten
unterschieden: Frühe Komponenten (v.a. die ersten 200 ms nach Stimuluspräsentation)
spiegeln bevorzugt die sensorische Verarbeitung exogener Reize wieder, während späte
Komponenten mit höheren kognitiven Verarbeitungsschritten korreliert sind. Dabei ist die
Zuordnung zu spezifischen kognitiven Prozessen oftmals schwierig. Insbesondere existiert
keine spezifische abgrenzbare Komponente in den EKP, die lediglich die Verarbeitung
visuell dargebotener semantischer Ambiguität widerspiegelt. Vielmehr setzt sich das in den
EKP erfasste Muster in der Regel aus verschiedenartigen, sich überlagernden Aktivitäten
unterschiedlicher neuraler Generatoren zusammen; eine Aussage darüber, welche genauen
kortikalen Prozesse von den positiven und negativen Deflektionen jeweils abgebildet
werden, ist oft nicht möglich (Kiefer 2009). Jedoch sind eine Reihe von Komponenten
beschrieben, deren Amplitude etwa durch variierende kognitive Anforderungen
modulierbar ist und für die auf dieser Grundlage ein gewisser Konsens darüber besteht,
welche kognitiven Funktionen auf die Morphologie dieser Komponenten Einfluss nehmen.
Auf dieser Grundlage wurden die hier verwendeten Zeitfenster und Lokalisationen
ausgewählt.
- 15 -
1 Einleitung
EKP auf Wort 2
Im einzelnen wird ein frontales Cluster 200-250 ms nach Darbietung von Wort 2 betrachtet
werden, um elektrophysiologische Korrelate während der Homonymverarbeitung zu
untersuchen. Da zu diesem Zeitpunkt noch keine Reaktion von den Probanden gefordert
wird – diese fällen ihre Entscheidung erst nach Präsentation von Wort 3 – ist es möglich,
diesen Prozess frei von dem Einfluss eines direkten Entscheidungsprozesses, einer
motorischen Reaktion und deren Vorbereitung zu analysieren.
Die Auswahl des Zeitfensters von 200-250 ms nach Wort 2 und die frontale Lokalisation
der untersuchten Elektroden basiert dabei auf folgenden Überlegungen: Es ist davon
auszugehen, dass die Prozesse, die zur Selektion einer Homonymbedeutung führen, sich in
diesem Zeitraum ereignen (Harley 2008, Gunter et al. 2003); dieser Befund stützt sich etwa
auf Priming-Experimente, in denen eine Reduktion des Primings auf die unpassende
Homonymbedeutung sich mit dieser Latenz einstellte. Frühere EKP-Komponenten sind
eher exogener Natur, d.h. sie spiegeln bevorzugt die sensorische Verarbeitung exogener
Reize wieder und sind weniger stark durch höhere kognitive Verarbeitungsschritte
beeinflusst (Kiefer 2009).
Vor allem aber entspricht die Auswahl dem Zeitfenster der sog. N2 bzw. N200, einer
negativen Deflektion mit einer Gipfellatenz von 200-350 ms nach Stimulusbeginn
(Folstein et al. 2008), die auch in anderen Inhibitionsparadigmen wie der Go/No-Go Task,
der Stroop Task oder der Stop-Signal Task vielfach beschrieben ist. Laut Folstein (Folstein
et al. 2008) setzt sich diese Komponente aus mindestens 3 Subkomponenten zusammen,
von denen eine ein frontozentrales Maximum besitzt, Elemente der kognitiven Kontrolle
widerspiegelt und für „response inhibition“ und Antwortkonflikte sensibel ist. Für die drei
genannten Inhibitionsparadigmen konnte durch eine Variation der Anforderungen an
kognitive Kontrolle eine Modulationen dieser anterioren N2 erreicht werden; so ist etwa
eine höhere Amplitude dieser Komponente bei höheren Anforderungen an die
Schnelligkeit der Reaktion oder bei Probanden mit offensichtlich besser Inhibitionsleistung
(mit z.B. weniger falschen Reaktionen in den relevanten Bedingungen) festgestellt worden.
Wie in Abschnitt 1.1 bereits dargelegt, gehen mehrere Autoren von einem gemeinsamem
neuralem Substrat für die Bewerkstelligung von Inhibition in sehr verschiedenen
Paradigmen aus und können sich damit insbesondere auch auf funktionsbildgebende
Befunde stützen, so dass sich die Untersuchung einer in Inhibitionsparadigmen vielfach
erprobten Komponente anbietet.
- 16 -
1 Einleitung
EKP auf Wort 3
Weiterhin wird mit der Untersuchung eines Zeitfensters von 350-500 ms nach Darbietung
von Wort 3 die Analyse der sog. N400-Komponente verwirklicht: Bei der N400 handelt es
sich um ein negatives Potential mit einer Gipfellatenz von ca. 400 ms zum auslösenden
Stimulus mit zentroparietalem Maximum (Kutas et al. 2000), dass erstmals 1980 von Kutas
und Hillyard (Kutas et al. 1980) beschrieben wurde.
Im Zug zahlreicher Studien hat sich die N400 als ein elektrophysiologisches Korrelat
semantischer Integration etabliert. Dieses Potential ist sensibel dafür, inwieweit ein
dargebotenes Wort angesichts des vorhergehenden Kontextes erwartet wurde: Zahlreiche
Studien belegen eine Modulation der N400 durch Manipulation der Vorhersagbarkeit bzw.
Auftretenswahrscheinlichkeit des auslösenden Wortes in einem gegebenen Kontext. Diese
sog. „cloze probability“ wird etwa dadurch bestimmt, dass Versuchspersonen aufgefordert
werden, einen Satz mit einem ihnen passend erscheinenden Wort zu vervollständigen.
Durch die Anzahl der Nennungen von Wörtern in diesem Test erhält man ein Maß dafür,
wie vorhersagbar bzw. wahrscheinlich den Probanden ein bestimmtes Wort im Mittel
erscheint (Kumar et al. 2004). Wenig vorhersagbare Wörter lösen dabei eine stärkere
negative Amplitude aus als vorhersagbare Wörter; die Potentialverläufe auf stark
vorhersehbare Wörter zeigen eher eine positive Deflektion. Damit scheint sich also in der
Amplitude der N400 auszudrücken, wie leicht sich eine neu dargebotener Information mit
der kurzfristig im Arbeitsgedächtnis vorhandenen Information – dem Kontext – in
Einklang bringen lässt.
Zusätzlich exisiteren allerdings noch weitere, kontext-unabhängige Größen, durch die eine
Modulation der N400 in ihrer Amplitude errreicht werden kann. So haben auch
lexikalische Größen wie die Worthäufigkeit einen Einfluss auf die N400-Amplitude, worin
sich wahrscheinlich ausdrückt, dass nicht nur der aktuelle Kontext, sondern auch Inhalte
und die Organisation des semantischen Gedächtnis (einer Komponente des
Langzeitgedächtnis) die Höhe dieses Potentials beeinflussen (Kutas et al. 2000). Dies zeigt
sich auch darin, dass die semantische Beziehung des dargebotenen zum erwarteten Wort
von Bedeutung ist: Wenig vorhersagbare Wörter etwa, die aus der gleichen semantischen
Kategorie wie das am Satzende erwartete Wort stammen, lösen eine geringere N400Amplitude aus als gleichermaßen wenig vorhersagbare Wörter aus einer anderen
semantischen Kategorie. Federmeier und Kollegen (1999) erklärten dies damit, dass in den
Fällen, in den das Wort aus der erwarteten semantischen Kategorie stammt („withincategory-violation“) der Übergang zum passenden Muster der semantischen Aktivierung
- 17 -
1 Einleitung
weniger ressourcenintensiv sei als in solchen Fällen, in denen die betreffende semantische
Kategorie eine andere sei.
Nachfolgendes Beispiel verdeutlicht dies.
Abbildung 2
Die am stärksten erwartete Satzendung („palms“-Palmen) evoziert die geringste N400-Amplitude. Die
Satzendungen „pines“ (Kiefern) und „tulips“ (Tulpen) haben beide eine gleichermaßen geringe „cloze
probability“, jedoch teilt „pines“ mehr Eigenschaften mit „palms“ und stellt
daher eine „within-category-violation“ dar. „Tulips“ hingegen kann als „between-category-violation“
verstanden werden und evoziert die höchste N400-Amplitude. Die Abbildung
verdeutlicht den unabhängigen Einfluss einer „cloze probability“ und der Organisation des semantischen
Gedächtnisses auf die N400.
R. medial central = right-medial central (zentroparietal lokalisierte Elektrode, über der regelhaft eine
besonders hohe N400-Amplitude abgeleitet werden kann).
- Abbildung übernommen aus Marta Kutas und Kara D. Federmeier: „Electrophysiology reveals
semantic memory use in language comprehension“, erschienen in „Trends in cognitive science“, Vol. 4,
S. 466 (2000), mit Genehmigung von Elsevier.
Die Amplitude der N400 wäre damit ein Maß dafür, in welchem Umfang die Verarbeitung
eines neu dargebotenen Wortes durch das vorbestehende kortikale Aktivierungsmuster
gebahnt worden ist. Eine solche Bahnung kann einerseits durch den unmittelbaren Kontext,
andererseits durch die Nähe semantischer Kategorien erfolgen. Dies trifft auch dann zu,
wenn nicht Sätze, sondern – wie in der vorliegenden Arbeit geschehen – lediglich einzelne
Wörter präsentiert werden (Kutas et al. 2000).
Diese Eigenschaft der N400, in ihrer Amplitude widerzuspiegeln, wie sehr ein
dargebotenes Wort durch das vorbestehende kortikale Aktivierungsmuster bereits gebahnt
ist, macht sie zu einer geeigneten abhängigen Variable im vorliegenden Paradigma. Die
- 18 -
1 Einleitung
Amplitude der N400 kann als Gradmesser dafür dienen, inwieweit im Vorfeld eine
Inhibition von kontextuell unpassenden Homonymbedeutungen stattgefunden hat: Die
semantische Inhibition kontextuell unpassender Homonymbedeutungen bewirkt gemäß den
in Abschnitt 1.2 dargelegten Annahmen eine Reduktion im Aktivierungsniveau der
unpassenden Homonymbedeutung. Entsprechend wäre die Integration einer verwandten
Bedeutung erschwert – die semantische Verarbeitung dieser Bedeutung wäre eben nicht
durch das vorbestehenden kortikale Aktivierungmuster gebahnt. Somit würde eine N400
hoher Amplitude evoziert werden. Umgekehrt wäre bei einer unzureichenden Inhibition
das Aktivierungsniveau der unpassenden Homonymbedeutung weiterhin hoch. Somit ließe
sich eine verwandte Bedeutung leichter integrieren, weil ihre Verarbeitung duch das nun
passende kortikale Aktivierungsmuster bereits gebahnt wäre. Entsprechend würde in
diesem Fall einer erleichterten semantischen Integration eine N400 geringer Amplitude
evoziert werden. Auf Basis dieser Zusammenhänge kann ebenfalls von der Amplitude der
N400 auf das Ausmaß der stattgehabten semantischen Inhibition rückgeschlossen werden.
Somit ermöglicht die Analyse der N400-Komponente im vorliegenden Paradigma eine
quantitative Aussage über das Ausmaß einer stattgehabten Inhibtion der unpassenden
Homonymbedeutung bis zu diesem Zeitpunkt.
1.4 Ziele und Hypothesen
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, zu überprüfen, ob ein spezifisches semantisches
Inhibitionsdefizit bei bipolar-manischen Patienten vorliegt. Ein solches sollte sich im
verwendeten Paradigma zunächst auf Ebene der Verhaltensdaten zeigen, indem Patienten
gegenüber gesunden Kontrollprobanden größere Effekte semantischer Interferenz zeigen –
d.h. eine deutlichere Zunahme der Reaktionszeiten bzw. der Fehlerraten, in solchen
Bedingungen, die Homonyme enthalten und damit die Inhibition inadäquater Bedeutungen
erfordern. Grundsätzlich werden derartige Homonymieeffekte, bedingt durch die höheren
Anforderungen, die diese Bedingungen an die sprachsemantische Verarbeitung stellen,
auch bei den Kontrollprobanden erwartet, allerdings in geringerer Ausprägung. Damit
können folgende zwei Hypothesen formuliert werden:
Hypothese 1: Die Versuchspersonen reagieren in den ambiguen Bedingungen langsamer
bzw. fehlerhafter als in den nicht-ambiguen Bedingungen.
Hypothese 2: Die bipolaren Patienten zeigen eine ausgeprägtere Verlangsamung bzw. eine
stärkere Zunahme fehlerhafter Reaktionen in den ambiguen Bedingungen als die
Kontrollprobanden.
- 19 -
1 Einleitung
Zudem sollten sich Unterschiede in der Verarbeitung lexikalischer Ambiguität auch auf
Ebene der EKP zeigen lassen. Erwartet wird, dass sich in den ambiguen Bedingungen eine
geringere Amplitude der N2 auf Wort 2 bei den bipolaren Patienten gegenüber den
Kontrollen zeigt, vor dem Hintergrund, dass bei ihnen eine weniger potente Inhibition
erwartet wird. Aus diesem Grund sollte ebenfalls die Amplitude der N400 auf Wort 3
verändert sein: Bei vollständiger Inhibition, die zur Reduktion auf nur eine
Homonymbedeutung führt, wären gleiche Amplituden in den ambiguen und nichtambiguen Bedingungen zu erwarten – die semantische Ambiguität wäre zu diesem
Zeitpunkt vollständig aufgelöst und hätte mithin keinen Einfluss mehr auf die semantische
Integration eines nachfolgenden Wortes. Hingegen wären bei unvollständiger Inhibition
Amplitudendifferenzen zwischen den ambiguen und den nicht-ambiguen Bedingungen zu
erwarten. Daraus folgt:
Hypothese 3: Bei den bipolaren Patienten besteht gegenüber den Kontrollen eine
geringere Amplitude der Komponente N2 in den ambiguen Bedingungen, die im
Zeitfenster 200-250 ms nach Darbietung von Wort 2 frontal erfasst werden kann.
Hypothese 4: Bei den bipolaren Patienten bestehen größere Amplitudendifferenzen der
N400 auf Wort 3 zwischen den ambiguen und nicht-ambiguen Bedingungen als bei den
Kontrollen.
- 20 -
2 Material, Methoden
2. Material, Methoden
2.1 Auswahl der Versuchspersonen
Es nahmen an der Studie 14 Patienten mit der Diagnose einer bipolar-affektiven Störung
nach DSM-IV, entsprechend den Störungsgruppen 296.4 (Bipolar I Störung, letzte Episode
manisch, nicht näher spezifiziert; n=7), 296.43 (Bipolar I Störung, letzte Episode manisch,
schwer, ohne psychotische Symptome; n=3), 296.44 (Bipolar I Störung, letzte Episode
manisch, schwer mit psychotischen Symptomen; n=2) und 296.6 (Bipolar I Störung, letzte
Episode gemischt, nicht näher spezifiziert; n=2) teil, die an der Psychiatrischen
Universitätsklinik Ulm bzw. am Klinkum für Psychiatrie und Psychotherapie,
Christophsbad, Göppingen, rekrutiert wurden; einer der Patienten wurde durch einen
niedergelassenen Ulmer Facharzt für Psychiatrie und Psychotherapie auf die Studie
aufmerksam gemacht. Diesen wurde eine Vergleichsgruppe aus 28 gesunden Probanden
gegenübergestellt, wobei für jeden Patienten zwei Probanden mit demselben Geschlecht
und möglichst ähnlichem Alter und Bildungsgrad als Kontrollen ausgewählt wurden. Die
Kontrollprobanden wurden mittels Aushängen und Zeitungsinseraten rekrutiert und
erhielten eine Aufwandsentschädigung von 20 € für ihre Teilnahme.
Alle Versuchspersonen nahmen auf freiwilliger Basis an der Studie teil und gaben nach
einer gründlichen mündlichen und schriftlichen Aufklärung (s. Anhang 7.11) über die Art
des eingesetzten Verfahrens und dessen mögliche Risiken ihr schriftliches Einverständnis
zur Teilnahme (s. Anhang 7.12).
Die Gruppe der Patienten setzte sich zusammen aus 10 Männern und 4 Frauen im Alter
von 20 bis 65 Jahren, von denen 9 über eine fachgebundene oder allgemeine
Hochschulreife verfügten, 2 über einen Real- und 3 über einen Hauptschulabschluss. Die
psychiatrische Symptomatik der Patienten wurde mittels der Young Mania Rating Scale
(YMRS) und der Brief Psychiatric Rating Scale (BPRS) durch die jeweils behandelnden
Ärzte auf Station evaluiert, oder, im Fall der von extern zur Untersuchung kommenden
Patienten, auf Grundlage eines diagnostischen Interviews, das von den Ärzten des
Uniklinikums Ulm mit den Patienten geführt wurde.
Bei der Young Mania Rating Scale handelt es sich um ein Rating-Instrument (Young et al.
1978; s. Anhang 7.31), das auch in seiner deutschsprachigen Version bezüglich Validität
und Reliabilität untersucht ist und den Ausprägungsgrad manischer Symptome anhand von
11 Items quantifiziert. Die YMRS stellt dabei einen etablierten Referenzstandard dar und
- 21 -
2 Material, Methoden
wird insbesondere im Rahmen klinischer Studien regelmäßig angewandt (Muehlbacher et
al. 2011).
Die Brief Psychiatric Rating Scale (Overall et al. 1962; s. Anhang 7.32), stellt ein primär
zur Evaluierung von hospitalisierten Patienten dienendes Fremdbeurteilungsverfahren dar,
mit dem anhand von 18 Items die Merkmalsausprägung auf 5 Subskalen
(Angst/Depression, Anergie, formale Denkstörung, Aktivierung,
Feindseligkeit/Misstrauen) bestimmt wird. Die BPRS ist ebenfalls ein sehr gut etabliertes
Ratinginstrument, das sich insbesondere auch zur Erfassung psychotischer Symptome
eignet (Gottlieb et al. 2010). Neben dem Gesamtpunktewert, der den Schweregrad der
psychischen Erkrankung widerspiegelt, erschien für die vorliegende Untersuchung vor
allem der Punktwert in der Subskala „formale Denkstörung“ relevant. Dieser wurde
erfasst, um einen etwaigen Zusammenhang der Leistung der Patienten im Experiment und
dem Vorliegen formaler Denkstörungen zu untersuchen.
Es wurde außerdem die Händigkeit der Probanden mittels der deutschsprachigen Version
des Edinburgh Handedness Inventory (Oldfield 1971; s. Anhang 7.16) erfasst, indem diese
für eine Reihe von Tätigkeiten jeweils angaben, welche Hand sie bei deren Ausübung
präferierten. Auf dieser Grundlage wurde dann der Lateralisierungsquotient berechnet1 und
eine Einteilung in die Kategorien „rechtshändig“(LQ > 40), „linkshändig“ (LQ < - 40) und
„beidhändig“ (LQ ≤ 40 und LQ ≥ - 40) vorgenommen, um auch dieses Merkmal bei der
Auswahl geeigneter Kontrollen zu berücksichtigen. So standen 2 Patienten der Kategorie
„linkshändig“ und einem Patienten der Kategorie „beidhändig“ 1 Kontrollproband der
Kategorie „linkshändig“ und 3 Kontrollprobanden der Kategorie „beidhändig“ gegenüber,
alle übrigen Teilnehmer waren Rechtshänder.
1
Die Berechnung erfolgte nach der Formel [LQ = (Nennungen rechte Hand - Nennungen linke Hand)/
(Nennungen rechte Hand + Nennungen linke Hand) x 100]
- 22 -
2 Material, Methoden
Tabelle 1: Zusammensetzung des untersuchten Patientenkollektivs mit Angabe des Wertespektrums, des
Mittelwerts (Mw) und der Standardabweichung (SD). YMRS = Young Mania Rating Scale (s. Anhang
7.31); BPRS = Brief Psychiatric Rating Scale (s. Anhang 7.32).
Wertespektrum
Mittelwert (Mw),
Standardabweichung
(SD)
Mw: 39,6 (SD: 13,6)
Alter (Jahre)
Alter bei
dokumentierter
Erstmanifestation
(Jahre)
Erkrankungsdauer
(Jahre)
Dauer der aktuellen
Krankheitsepisode
(Tage)
YMRS-Score
20-65
3 - 36
Mw: 16,0 (SD: 13,0)
BPRS-Gesamtscore
Ausmaß formaler
Denkstörungen
gemäß BPRS
22-73
Mw: 43,9 (SD: 17,7)
1-6
Mw: 3,1 (SD: 2,1)
16 - 61
0 - 26
Mw: 29,6 (SD: 13,2)
Mw: 10,1 (SD: 8,0)
Mw: 24,6 (SD: 23,3)
5 - 80
Die Gruppe der Kontrollen setzte sich zusammen aus 20 Männern und 8 Frauen im Alter
zwischen 19 und 64 Jahren, von denen 16 über eine allgemeine oder fachgebundene
Hochschulreife verfügten, 7 über einen Realschul- und 5 über einen Hauptschulabschluss.
Zum Ausschluss eines konfundierenden Einflusses von Alter- und Bildungsunterschieden
sowie Unterschieden in der verbalen Intelligenz zwischen beiden Gruppen wurde ein TTest für unabhängige Stichproben für die Variablen Alter (t = 0.35, p= 0.72), die Anzahl
der absolvierten Schuljahre (t = 0.79, p=0.44) und die erreichte Punktzahl in einem
Wortschatztest, dem WST (Schmidt et al. 1992; s. Anhang 7.21) durchgeführt (t = 1.44, p=
0.16). Die beiden Gruppen unterschieden sich damit in keiner dieser Variablen statistisch
nachweisbar voneinander (s. Tabelle 2). Somit ist von einer weitgehend strukturellen
Ähnlichkeit der Gruppen bezüglich dieser bedeutsamen Merkmale auszugehen und ein
konfundierer Einfluss nicht zu erwarten.
Der WST, bei dem in 40 Items jeweils ein einziges in der deutschen Sprache existierendes
Wort unter 5 Distraktoren erkannt werden muss, korreliert sehr hoch mit dem Verbal-IQ
(Engel et al. 2008). Ähnliche Testwerte in beiden Gruppen machen es somit
unwahrscheinlich, dass sich gruppenbezogene Unterschiede in den experimentellen Daten
auf Gruppenunterschiede in der verbalen Intelligenz der Versuchsteilnehmer zurückführen
lassen.
- 23 -
2 Material, Methoden
Tabelle 2: Alter, Schuljahre und WST-Punktwert in Patienten- und Kontrollgruppe mit Angabe der
Ergebnisse eines T-Tests für unabhängige Stichproben. WST = Wortschatztest (s. Anhang 7.21).
Alter (Jahre)
Schulausbildung
(Jahre)
WST
(Punktwert)
Patienten:
Mittelwert;
(Standardabweichung)
39.6 (13.6)
Kontrollen:
Mittelwert;
(Standardabweichung)
38.1 (13.5)
T-Wert
p-Wert
0.35
0.73
11.7 (1.7)
11.3 (1.7)
0.79
0.44
31.1 (5.2)
33.0 (3.4)
-1.43
0.16
In der Patientengruppe waren sämtliche Probanden zum Zeitpunkt der
Versuchsdurchführung in pharmakotherapeutischer Behandlung und erhielten zumeist ein
Neuroleptikum (n=13), teils in Kombination mit Valproinsäure (n=7) oder Lithium (n=7);
in einem Fall bestand eine Monotherapie mit Lithium. Zudem hatten 4 der 14 Patienten am
Versuchstag ein Benzodiazepin als Bedarfsmedikation erhalten.
Voraussetzung für den Einschluss in die Studie war in beiden Gruppen, dass die Probanden
deutsche Muttersprachler waren, keine sonstige psychiatrische Diagnose – neben der einer
Bipolaren Störung in der Patientengruppe – sowie keine aktuelle oder frühere, das Gehirn
betreffende Anomalie, wie Epilepsie, Tumoren, Multiple Sklerose, Zustände nach
zerebraler Ischämie oder Schädel-Hirn-Trauma aufwiesen. Ein normales bzw. adäquat
korrigiertes Sehvermögen war ebenfalls Voraussetzung für den Studieneinschluss.
Ferner waren bekannte Substanzabhängigkeit bzw. langjähriger Konsum von
Rauschmitteln Ausschlusskriterien; ebenso stellten Hinweise auf eine alkoholtoxische
Enzephalopathie, die sich im Rahmen der Probandenaufklärung oder im Gespräch mit den
behandelnden Ärzten ergaben, ein Ausschlusskriterium dar. Der Alkoholkonsum der
Patienten wurde zusätzlich mittels eines Fragebogens erfasst (s. Anhang 7.15), vor dem
Hintergrund, dass bei Patienten mit Bipolarer Störung ein gegenüber der
Normalbevölkerung häufigerer schädigender Konsum von Suchtmitteln beschrieben ist
(Yasseen et al. 2010).
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2 Material, Methoden
2.2 Experimentelles Design und zugrundeliegendes
Paradigma
Für das Experiment wurde auf ein bereits existierendes Paradigma zurückgegriffen. Allen
Versuchspersonen wurden 160 Trials, bestehend aus jeweils 3 in kurzem zeitlichem
Abstand auf dem Bildschirm dargebotenen Wörtern, präsentiert. Die Versuchspersonen
wurden instruiert, nach dem letzten Wort eines Trials zügig mittels Knopfdruck auf einer
Tastatur eine Entscheidung darüber zu treffen, ob das Testwort in das von den ersten
beiden Wörten aufgespannte Bedeutungsfeld passte oder nicht. Bei allen Wörtern handelte
es sich um Substantive der deutschen Sprache.
Die Aufgabe war gegliedert in 2 Blöcke von je 80 Trials, wobei den Probanden zwischen
den beiden Blöcken angeboten wurde, eine kurze Pause einzunehmen. Die Instruktion der
Versuchspersonen erfolgte in schriftlicher (s. Anhang 7.13) und in mündlicher Form. Vor
der eigentlichen Messung mit Aufzeichnung der Reaktionszeiten und Fehler sowie EEGAbleitung bearbeiteten alle Probanden eine kurze Übungsaufgabe mit 24 Trials, um eine
hinreichendes Verständnis der Aufgabe, des Ablaufs der Untersuchung und des
Reizmaterials zu gewährleisten. Diese konnte von den Probanden beliebig oft wiederholt
werden. Anders als im eigentlichen Versuchsaufbau erhielten die Probanden hierbei eine
Rückmeldung über die Richtigkeit ihrer Antwort („richtig“ bzw. „falsch“) als Anzeige auf
dem Bildschirm.
Die Umsetzung des zugrunde liegenden Paradigmas zur sprachsemantischen Verarbeitung
in eine am PC zu bearbeitende Aufgabe wurde mittels ERTS2 für MS DOS realisiert. Es
wurde für die Präsentation der Wörter eine weiße Schrift auf schwarzem Hintergrund
verwendet. Die Auswahl der verwendeten Wörter basiert auf Vorstudien, die selbst nicht
Inhalt dieser Dissertation sind und im Folgenden nur kurz dargestellt werden. Das
Paradigma selbst ist angelehnt an ein ähnliches Paradigma zur Resolution semantischer
Ambiguität unter Verwendung von Homonymen von Schvaneveldt und Kollegen
(Schvaneveldt et al. 1976).
2
Experimental Run Time System, BeriSoft Cooperation, Frankfurt, Deutschland
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2 Material, Methoden
Im vorliegenden Paradigma (s. Tabelle 3) definiert Wort 1, im Folgenden als Prime-Wort
bezeichnet, die semantische Kategorie (im Beispiel: Hund/Hunderassen). Bei Wort 2
handelt es sich in der Hälfte der Trials um ein Homonym (im Beispiel: Boxer), in der
anderen Hälfte um ein Nicht-Homonym (im Beispiel: Pudel). Das Homonym ist dabei stets
sowohl ein Homograph (d.h. es liegt für beide Wortbedeutungen die gleiche Schreibweise
vor) als auch ein Homophon (d.h. das Wort wird für beide Bedeutungen gleich
ausgesprochen).
Tabelle 3: Darstellung der 4 möglichen Bedingungen in einem Trial.
Bedingung
Inkongruent
Kongruent
Homonym
NichtHomonym
Homonym
NichtHomonym
Wort 1
(PrimeWort)
Dackel
Wort 2
Wort 3
(Zielwort)
Boxer
Handschuh
Dackel
Pudel
Handschuh
Dackel
Boxer
Rasse
Dackel
Pudel
Rasse
Handelt es sich bei Wort 2 um ein Homonym, so ist der Proband implizit gefordert, dieses
Wort zu „disambiguieren“, also seine inhärente Mehrdeutigkeit durch den gegebenen
Kontext aufzulösen, da die Aufgabe nur so adäquat bearbeitet werden kann.
Im Fall der homonymen Bedingungen bahnt das Prime-Wort jeweils die subdominante
(d.h. bei fehlendem Kontext a priori weniger wahrscheinliche) Bedeutung (im Beipiel:
Boxer verstanden als Hunderasse). Durch die so induzierte Bahnung der subdominanten
Bedeutung des Homonyms sollten, gemäß der in Abschnitt 1.2 dargestellten
Vorannahmen, die Versuchspersonen durch die obligate Mitaktivierung der dominanten (a
priori wahrscheinlicheren) Wortbedeutung semantische Interferenz erfahren, die sich auf
Ebene der Verhaltensdaten als eine Verlängerung der Reaktionszeiten in den Worttriplets
mit Homonymen zeigt (s. Abschnitt 1.4, Hypothese 1) und Inhibitionsprozesse induziert.
Ebenso sind auch erhöhte Fehlerraten in den Triplets mit Homonymen (Wort 2) gegenüber
den Triplets mit Nicht-Homonymen (Wort 2) zu erwarten. Gemäß Hypothese 2 (s.
Abschnitt 1.4) wird angenommen, dass dieser Interferenzeffekt in der Gruppe der bipolarmanischen Patienten ausgeprägter ist als bei den Kontrollen: Es wird vermutet, dass die
Patienten aufgrund einer möglicherweise beeinträchtigten Inhibitionsleistung weniger gut
die dominante, aber kontextuell irrelevante Homonymbedeutung unterdrücken, was in
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2 Material, Methoden
Form einer relativ erhöhten semantischer Interferenz zum Ausdruck käme. Grundsätzlich
jedoch ist das Auftreten von Interferenzeffekten in beiden Gruppen zu erwarten.
In der inkongruenten Homonym-Bedingung ist zudem die dominante, nicht gebahnte
Homonymbedeutung kongruent zum Zielwort (im Beispiel: Boxer-Handschuh); in dieser
Bedingung wären unter der Annahme einer gestörten Inhibition die größten Effekte auf der
Verhaltensebene zu erwarten, da eine unzureichende Inhibition der kontextuell
unpassenden Homonymbedeutung die semantische Verarbeitung hier besonders stören
sollte.
Wort 3 ist in genau der Hälfte der Trials semantisch kongruent zu dem Bedeutungsfeld, das
von den beiden vorausgehenden Wörtern aufgespannt wurde (Kongruenzbedingungen; der
Proband ist angehalten mit „richtig“ zu reagieren), in der anderen Hälfte nicht
(Inkongruenzbedingungen; der Proband ist angehalten, mit „falsch“ zu reagieren).
Unter Berücksichtigung aller 3 Wörter ergeben sich hieraus vier verschiedene, in den
Trials gleich häufig vorliegende Bedingungen (jeweils 40 Trials): Inkongruent-Homonym,
Inkongruent-Nicht-Homonym, Kongruent-Homonym, Kongruent-Nicht-Homonym (s.
Tabelle 3).
Diese 4 verschiedenen Bedingungen wurden nach oben dargestelltem Muster für jedes von
80 ausgewählten Homonymen erstellt: Ein in allen 4 Bedingungen gleiches Prime-Wort
(Dackel), darauf folgend in 2 Bedingungen das Homonym (Boxer), dessen subdominante
Bedeutung mit dem Prime-Wort semantisch verwandt ist, und in den anderen 2
Bedingungen ein Nicht-Homonym, das semantisch ebenfalls mit dem Prime-Wort
verwandt ist (Pudel), und schließlich das Target-Wort, das wiederum jeweils in den beiden
Kongruenz-Bedingungen (Rasse) und in den beiden Inkongruenz-Bedingungen
(Handschuh) identisch ist. Somit ergeben sich 320 Worttriplets.
Auf dieser Grundlage erfolgte eine Aufteilung des gesamten Reizmaterials für die 80
verfügbaren Homonyme in 2 Versionen, mit dem Ziel, einem jedem Probanden jedes
Homonym und jedes Target-Wort nur ein einziges Mal darzubieten, um
Wiederholungseffekte zu vermeiden. Dies konnte erreicht werden, indem von den Triplets
der ersten Hälfte der Homonyme (1-40) die inkongruente Homonym-Bedingung (DackelBoxer-Handschuh) und die kongruente Nicht-Homonym-Bedingung (Dackel-Pudel-Rasse)
für eine Version verwendet wurden, zusammen mit der kongruenten Homonym-Bedingung
und der inkongruenten Nicht-Homonymbedingung aus den Triplets der zweiten Hälfte der
verfügbaren Homonyme (41-80).
- 27 -
2 Material, Methoden
Damit standen nun zwei hinsichtlich verschiedener linguistischer Variablen
(Homonympolarität, Häufigkeit, Vertrautheit, Wortlänge, Assoziativität) qualitativ
gleichwertige Programmversionen mit jeweils 160 Worttriplets (je 40 für jede Bedingung)
zur Auswahl. Die Abfolge der einzelnen Durchgänge einer Version wurde für jeden
Teilnehmer randomisiert präsentiert. Um eine zumutbare zeitliche Bearbeitungsdauer zu
ermöglichen, wurde jede Version in zwei aufeinanderfolgenden Blöcken, mit einer kurzen
Pause dazwischen, präsentiert. Die Zuteilung der beiden Programmversionen auf die
Teilnehmer wurde ebenso balanciert wie die Reihenfolge der beiden Blöcke innerhalb
einer Programmversion.
Zur Auswahl geeigneter Homonyme für das Versuchsdesign wurde auf eine
Normierungsstudie im Rahmen einer Diplomarbeit (Wenke 1998) zurückgegriffen, in der
die Polaritäten und Vertrautheitswerte der hier verwendeten deutschsprachigen Homonyme
ermittelt wurden. In dieser Arbeit wurden die Polaritätswerte als „relative Vertrautheit“ mit
den Homonymbedeutungen für 120 Homonyme mittels einer Assoziationsaufgabe
bestimmt. Die Autorin bat hierzu 152 Probanden, jeweils die erste Bedeutung bzw. die
erste Assoziation, die ihnen zu jedem der Homonyme einfiel, anzugeben. Die von den
Probanden gemachten Angaben wurden dann den – in aller Regel zwei –
Bedeutungskategorien jedes Homonyms zugeordnet und es wurde dann auf Grundlage des
Verteilungsmusters der angegebenen Bedeutungskategorien die Polarität jedes Homonyms
ermittelt. Polare Homonyme waren damit diejenigen, bei denen eine der Bedeutungen in
den Nennungen stark dominierte (z.B. „Melone“, Polaritätswert 89,9/10,1 – hier gaben die
Probanden fast ausschließlich Assoziationen und Bedeutungen an, die mit der Frucht in
Zusammenhang standen), niedrigpolar bzw. balanciert waren diejenigen, bei denen beide
Bedeutungen in den Nennungen ähnlich stark repräsentiert waren (z.B. „Kiefer“,
Polaritätswert 53.3/46.7).
Die Polarität der Homonyme ist bereits als bedeutsame Einflussgröße dargestellt wurden
(vgl. Abschnitt 1.2) – dabei ist von einer kontextunabhängigen a priori stärkeren
Aktivierung für die dominante Bedeutung auszugehen. Aus diesem Grund wurden
möglichst Homonyme gleichartiger, ausgeprägter Polarität ausgewählt und die Polarität der
Homonyme in den kongruenten und inkongruenten Bedingung einander angeglichen. Nur
so ist ein aussagekräftiger Vergleich von kongruenter und inkongruenter Bedingung
möglich. So betrug die mittlere Polarität der 80 verwendeten Homonyme in den
inkongruenten Bedingungen 73/27, in den kongruenten Bedingungen 74/26. Da auch die
absolute Vertrautheit mit den Homonymen (im Sinne der Verwendung dieses Wortes im
- 28 -
2 Material, Methoden
allgemeinen Sprachgebrauch, gleich, in welcher Bedeutung) eine mögliche Einflussgröße
für eine kontextunabhängige Aktivierung darstellt, wurden die Worthäufigkeiten der
verwendeten Homonyme mittels der Celex-Batterie (Baayen et al. 1993) überprüft und in
den Bedingungen angeglichen.
Die Werte der Bedeutungassoziationen, die in der Normierungsstudie (Wenke 1998) zur
Bestimmung der Polarität ermittelt worden waren, wurden bei der Erstellung des
verwendeten Reizmatrials außerdem zur Auswahl der mit der subdominanten
Homonymbedeutung semantisch verwandten Prime-Wörter und nicht-ambiguen Wörter
für Wort 2 herangezogen. Einige der assoziierten Wörter mit Verwendung als Wort 1 oder
als Wort 2 gehen zudem auf die oben erwähnte Studie von Hellwig-Brida und Kollegen
zurück (2007), in deren Rahmen auch die Normierung ihrer Wortlänge und Häufigkeit
durchgeführt wurde. Ebenso sind die als Wort 3 verwendeten Wörter als Assoziationen zu
entweder der dominanten (inkongruente Bedingungen) oder der subdominanten Bedeutung
(kongruente Bedingungen) des Homonyms der Studie von Hellwig-Brida entnommen.
Als weitere kontrollierungswürdige Einflussgrößen, die möglicherweise einen
bedeutsamen Unterschied in den 4 Bedingungen hätten erzeugen können, wurden im
Rahmen der Konstruktion des Wortmaterials die Länge und die Häufigkeit der 3 Wörter
zwischen den Homonym- und den Nicht-Homonym-Bedingungen angeglichen. Außerdem
wurde in einer vom eigentlichen Experiment unabhängigen Vorstudie mit 16 Probanden
durch ein Ratingverfahren sichergestellt, dass in den Homonym-Bedingungen die gleiche
Stärke der semantischen Assoziation zwischen Prime-Wort und Wort 2 bestand wie in den
Nicht-Homonym-Bedingungen – auch dies war Inhalt der Studie von Hellwig-Brida und
Kollegen. (2007).
Der genaue zeitliche Ablauf eines Trials ist im Folgenden dargestellt: Zu Beginn jedes
Trials erscheint auf dem Bildschirm ein Rautenzeichen. Durch Knopfdruck startet der
Proband den Trial selbstständig, woraufhin für die Dauer von 500 ms ein Fixationskreuz
erscheint, das dem Probanden helfen soll, seine Aufmerksamkeit und seinen Blick auf die
Bildschirmmitte zu fokussieren. Im Anschluss erscheinen auf dem Bildschirm
nacheinander jeweils für die Dauer von durchschnittlich 380 ms das Prime-Wort, Wort 2
(Homonym oder Nicht-Homonym) und das Zielwort, je unterbrochen von einem ISI
(Interstimulusintervall) von 850 ms, während dem der Bildschirm schwarz erscheint.
Daraus ergibt sich eine verhältnismäßig lange SOA, als Summe von
Stimuluspräsentationszeit und ISI, von ca. 1230 ms, was die Untersuchung von
- 29 -
2 Material, Methoden
Inhibitionsprozessen ermöglichen soll, die als kontrollierte Prozesse der semantischen
Verarbeitung, anders als automatische Verarbeitungsprozesse, erst bei längerer SOA
wirksam bzw. sichtbar werden können.
Die genaue Dauer der Präsentation der Wörter auf dem Schirm ergibt sich dabei als
Summe einer fixen Präsentationszeit und einer zusätzlichen Komponente von 14.7 ms für
jeden Buchstaben des Wortes, womit den unterschiedlichen Wortlängen Rechnung
getragen werden soll. Nach dem Erscheinen des Zielwortes hat der Proband maximal 2400
ms Zeit, mit dem Eingabepad zu reagieren; liegt seine Reaktion außerhalb dieses
Zeitfensters, wird das Trial als falsch bewertet. Das Intertrial-Intervall, also das Intervall
zwischen Darbietung von Wort 3 eines Trials und Wort 1 des darauf folgenden Trials,
variiert aufgrund der selbstständigen Steuerung des Starts eines jeden Trials durch den
Probanden. Damit variierte auch die Gesamtzeit, die zur Bearbeitung des Experiments von
den Probanden benötigt wurde; sie betrug im Mittel ca. 30 min.
Abbildung 3: Zeitlicher Ablauf eines experimentellen Trials mit Darbietung der 3 Wörter auf dem
Computerbildschirm. ISI = Interstimulusintervall; t = Zeit.
Das selbstständige Starten eines jeden Trials hat insbesondere bei den bipolaren Patienten
den Vorteil, dass Konzentration und motorische Ruhe nur während eines verhältnismäßig
kurzen, selbst gewählten Zeitraums aufgebracht werden müssen. Es ist davon auszugehen,
dass dadurch das zur Auswertung verwendete Datenmaterial deutlich weniger
artefaktbelastet ist.
- 30 -
2 Material, Methoden
2.3 Durchführung des Experiments und Aufzeichnung der
EEG-Daten
Allen Probanden wurde zunächst das eingesetzte Verfahren erläutert und des Prozedere
veranschaulicht, bevor sie eine schriftliche Einverständniserklärung (s. Anhang 7.12)
unterschrieben. Ihnen wurde dann zunächst eine passende, dicht an der Kopfhaut
anliegende elastische Haube3 angepasst. An dieser wurden an 61 definierten Positionen in
äquidistanten Abständen Elektroden angebracht. Zusätzlich zu diesen wurden eine
Referenzelektrode (zwischen Cz4 und FCz5), eine Erdungselektrode (zwischen AFz6 und
Fz7) sowie drei Gesichtselektroden zur Erfassung von Augenmotilität und Lidschluss, die
oft erhebliche Artefakte im EEG-Aufzeichnungsmaterial generieren, angebracht. Durch die
vorherige Desinfektion dieser Bereiche mit Alkohol und die Überbrückung der Distanz der
registrierenden Elektroden zur Kopfhaut durch eine leitfähige Paste8 wurde ein möglichst
geringer elektrischer Widerstand an den Elektroden realisiert. Eine Überprüfung dieses
Widerstandes erfolgte vor dem Experiment durch eine Impedanzmessung; dabei wurde ein
Widerstand von maximal 5kΩ toleriert.
Während des Anbringens der EEG-Elektroden wurden von den Probanden das EdinburghHandedness-Inventory (s.o.) und der WST (s.o.) bearbeitet. Anschließend nahmen die
Probanden ihren Platz am Computer der lärmgeschützten, elektrisch isolierten EEGKabine ein, wo sämtliche Elektroden an einen Differenzverstärker9 angeschlossen wurden.
Der Differenzverstärker dient dabei einer Verstärkung der Signaldifferenz zwischen der
Referenzelektrode und einer Aufzeichnungselektrode an beliebiger Position, was dazu
führt, dass Störsignale, die charakteristischerweise an beiden Elektroden gleichermaßen
auftreten, eliminiert werden (Seifert 2005).
3
Easy Cap, international erweitertes 10/20 System, Herrsching, Deutschland
Centro-zentrale Position
5
Fronto-Centro-zentrale Position
6
Anterio-Fronto-zentrale Position
7
Fronto-zentrale Position
8
Bereitstellung durch die Apotheke des Universitätsklinikum Ulm
9
64-Kanal EEG-Verstärker der Firma BrainProducts
4
- 31 -
2 Material, Methoden
Die Probanden erhielten währenddessen eine genaue mündliche und schriftliche
Instruktionen (s. Anhang 7.13) zur Bearbeitung der oben beschriebenen Aufgabe. Während
sie das Programm am PC durchliefen, wurden mit einer speziellen Software10 die EEGDaten an einem separaten Rechner aufgezeichnet und gespeichert. Die Aufzeichnung der
EEG-Daten erfolgte dabei mit einer Abtastsrate von 250 Hz, was einer maximalen
zeitlichen Auflösung des Systems von 4 ms entspricht. Während der Aufzeichnung wurde
bereits über einen Bandbreitenfilter eine Begrenzung des aufgezeichneten
Frequenzspektrums vorgenommen, mit einer unteren Begrenzung von 0,1 Hz und einer
oberen Begrenzung von 70 Hz.
Während der Aufzeichnung wurden zudem die sog. Trigger vom Stimulationsrechner, an
dem der Proband saß, an den EEG-Aufzeichnungsrechner übermittelt, d.h. verschlüsselte
Informationen darüber, welche der Bedingungen in dem jeweiligen Trial dargeboten
wurde, wurden in die EEG-Aufzeichnungsdaten integriert (s. Tabelle 4 und 5). Es wurden
für Wort 2 und Wort 3 jeweils vier unterschiedliche Trigger verwendet, um für die vier
verschiedenen Bedingungen im Experiment zu kodieren. Die Unterscheidung von zwei
unterschiedlichen Homonym- und Nicht-Homonymie-Bedigungen für Wort 2 ist allerdings
zunächst ohne Belang, da sich diese Unterscheidung auf das nachfolgende Wort 3 bezieht.
Tabelle 4: Verschlüsselung der 4 Bedingungen bei Stimulationsbeginn von Wort 2 im
Aufzeichnungsmaterial.
S11, S13
S12, S14
Homonym
Nicht-Homonym
Tabelle 5: Verschlüsselung der 4 Bedingungen bei Stimulationbeginn von Wort 3 im
Aufzeichnungsmaterial.
S1
S2
S3
S4
Inkongruent-ambig
Inkongruent-nichtambig
Kongruent-ambig
Kongruent-nichtambig
Dies ermöglichte die zeitliche Zuordnung der EKP-Verläufe zu den jeweiligen
Bedingungen und die statistische Mittelung über eine Bedingung zu einem späteren
Zeitpunkt. Ebenso wurden Verhaltensdaten (Reaktionszeiten, Fehler, Auslassungen) an
den Aufzeichnungsrechner übermittelt.
10
Brain Vision Recorder, Version 1.03 hergestellt von Brain Products, Gilching, Deutschland
- 32 -
2 Material, Methoden
Nach Beendigung des Hauptexperiments am PC und Entfernung der
Aufzeichnungselektroden durchliefen die Probanden noch eine Reihe zusätzlicher
psychometrischer Tests, um einen möglichen Einfluss weiterer Variablen auf die
Versuchsergebnisse bestimmen zu können und wichtige demographische Daten zu
erfassen: Zunächst wurde mit dem Ziel, die Arbeitsgedächtnis-Leistung der
Versuchspersonen zu bestimmen, eine „2-back-Aufgabe“ am PC bearbeitet, die von Dr.
Klaus Hönig programmiert worden war. Dabei mussten die Probanden für 19 auf dem
Bildschirm einzeln nacheinander zentral dargebotene Buchstaben entscheiden, ob der
jeweilige neu erscheinende Buchstabe mit demjenigen identisch war, der bereits an
vorletzter Position gezeigt worden war. Die Entscheidung wurde wiederum mittels
Tastendruck auf dem bereitliegenden Eingabepad gefällt. Von diesem Aufgabentyp
mussten sechs Durchgänge bearbeitet werden, jeweils gefolgt und eingeleitet durch einen
von sieben Durchgängen einer Kontrollaufgabe mit ebenfalls 19 nacheinander
erscheinenden Buchstaben, bei der die Teilnehmer immer dann per Tastendruck reagieren
mussten, wenn der neu erscheinende Buchstabe ein „x“ war.
Angeschlossen wurde eine weitere Aufgabe zur Messung der Arbeitsgedächtniskapazität,
und zwar der Subtest „Zahlennachsprechen“ des Hamburg-Wechsler-Intelligenztests für
Erwachsene (HAWIE-R, s. Anhang 7.22; Tewes 1991). Hierbei wurden den Probanden
Reihen von Zahlen vorgelesen, die diese dann wiedergeben mussten, zunächst in der
gleichen Reihenfolge wie vorgetragen, anschließend von hinten, beginnend mit der
letzten Zahl einer Reihe. Die Anzahl der Zahlen einer Reihe wurde dabei nach jeweils 2
Durchgängen mit gleicher Anzahl um eine Zahl vergrößert, bis die Probanden bei beiden
Durchgängen nicht mehr fähig waren, die Reihe korrekt zu wiederholen. Es wurde jeweils
die Summe erfasst für die vorwärts und rückwärts korrekt wiedergegebenen Zahlenreihen
und ein Gesamtscore gebildet, als Summe aller korrekt wiedergegebenen Zahlenreihen.
Mit den Patienten wurde zudem ein Test durchgeführt, bei dem diese die konkrete
Bedeutung von 6 kurzen Sprichwörtern, z.B. „Eine Krähe hackt der anderen kein Auge
aus“, erklären sollten (s. Anhang 7.23). Dieser Test wurde von Holm-Hadulla und Haug
(1984) zur Erfassung formaler Denkstörungen bei Schizophrenie entwickelt. Diese zeigen
sich u.a. in Form von Konkretismus, also der Unfähigkeit, von konkreten Begriffen zu
abstrahieren. Gefordert war im Test die Substitution der im Sprichwort gebrauchten
Begriffe durch andere, adäquate Begriffe und der Transfer der bildlichen Aussage der
Sprichwörter in den zwischenmenschlichen Bereich. Für beides, Substitution und Transfer,
wurden je Sprichwort zwischen 0 Punkten (nicht erfüllt) und 4 Punkten (vollständig erfüllt)
- 33 -
2 Material, Methoden
vergeben. Aufgrund von konkretistischen Tendenzen erreichen schizophrene Patienten in
beiden Kategorien geringere Punktzahlen als gesunde Kontrollen (HolmHadulla et al.
1984). Für die bipolaren Patienten, bei denen es ebenfalls im Rahmen der Erkrankung zu
formalen Denkstörungen kommen kann, wurde ein Gesamtscore zur Beschreibung des
Ausmaßes der Denkstörung erfasst, um diesen später mit der Performanz im Experiment
korrelieren zu können.
Zuletzt schloss sich noch eine Befragung der Probanden als semi-strukturiertes Interview
(s. Anhang 7.14) an, bei dem alle Probanden noch einmal nach Substanzabhängigkeiten,
dem Vorliegen gegenwärtiger oder zurückliegender neurologischer und psychiatrischer
Erkrankungen befragt wurden und einige demographischen Variablen erhoben wurden. Die
Patienten wurden außerdem zu ihrer Erkrankung und Medikation befragt; durch
Einsichtnahme in die Krankenakten wurden diese Informationen komplettiert. So wurde
einerseits eine erneute Überprüfung des Einhaltens von Ein- und Ausschlusskriterien
ermöglicht, andererseits die Patientengruppe hinischtlich klinisch relevant erscheinender
Parameter (Krankheitsdauer u.ä., vgl. Tabelle 1) charakterisiert.
2.4 Auswertung der Verhaltensdaten im Hauptexperiment
Für die Auswertung der Verhaltensdaten wurden zunächst die durchschnittlichen
Reaktionszeiten und Fehleraten für jede der 4 Bedingungen (Inkongruent-Homonym,
Inkongruent-Nicht-Homonym, Kongruent-Homonym, Kongruent-Nicht-Homonym)
berechnet, getrennt für die Patienten- und die Kontrollprobandengruppe. Zum Zweck der
Berechnung dieser Daten aus den individuellen Verhaltensdaten war ein
Auswertungsalgorithmus zur Verwendung unter matlab11 in der Abteilung implementiert.
Für die jeweiligen durchschnittlichen Reaktionszeiten und Fehlerraten wurde außerdem
jeweils der Standardfehler berechnet. Dabei gingen in diese Berechnungen nur diejenigen
Werte als Reaktionszeiten ein, die einer korrekten Antwort innerhalb von 0,2 – 2,4 s nach
Darbietung von Wort 3 entsprachen. Eine Kontrolle statistischer „Outlier“, also von
Reaktionszeiten mit starker Abweichung vom Mittelwert, fand nicht statt.
Als Fehler gingen falsche Reaktionen, Auslassungen und Reaktionen außerhalb des
angegebenen Zeitfensters in die Berechnung ein. Um die statistische Bedeutsamkeit der
gefundenen Unterschiede in den mittleren Reaktionszeiten und Fehlerraten zu ermitteln,
wurde eine mehrfaktorielle Varianzanalyse mit Messwiederholung mittels der Statistik-
11
Version 7.3.0, The MathWorks, Inc., Natick, USA
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2 Material, Methoden
Software Statistica12 angeschlossen. Diese erlaubt es, den Einfluss der verschiedenen
Faktoren (Gruppenzugehörigkeit, Homonymie und Kongruenz) einschließlich ihrer
Interaktionseffekte zu quantifizieren. Verwendet wurden die Gruppenzugehörigkeit als
between-Gruppen-Faktor (zwei nicht manipulierbare Faktorstufen: Patientengruppe;
Kontrollprobandengruppe) und die Faktoren Homonymie (zwei Faktorstufen: Homonym;
Nicht-Homonym) und Kongruenz (zwei Faktorstufen: Kongruent; Inkongruent) als withinGruppen-Faktoren.
Um bei Vorliegen von signifikanten Interaktionseffekten den Einfluss der jeweiligen
Faktorstufen differenziert betrachten zu können, wurde in solchen Fällen ein post-hoc-Test,
der Fisher-LSD-Test, angeschlossen.Als Signifikanzniveau wurde für alle statistischen
Berechnungen eine Irrtumswahrscheinlichkeit von 5% zugrunde gelegt.
2.5 Auswertung der EEG-Daten
Die im Folgenden beschriebenen Schritte dienen zunächst der Filterung und Auswahl
relevanter Abschnitte im Datenmaterial unter Verwendung spezieller Software13. Durch
Anwendung dieser Algorithmen auf das Datenmaterial stehen die bereinigten
Darstellungen der EKP zur Verfügung, die dann einer statistischen Analyse mit Mittelung
der EKP-Verläufe über jede Bedingung, separat durchgeführt für Patienten und
Kontrollprobanden, zugänglich sind. Danach wird untersucht, ob zwischen beiden Gruppen
für diese gemittelten EKP signifikante Unterschiede in ihrem Verlauf bestehen.
Zunächst wurden manuell näherungsweise die nicht relevanten Aufzeichnungsabschnitte,
d.h., solche, die keine Trials beinhalten (z.B. längere Pausen), entfernt. Anschließend
wurde ein spezieller Filter, ein sog. 50 Hz Notch-Filter, auf das verbliebene Datenmaterial
angewendet, was der Filterung von elektrischen Störsignalen aus den Stromleitungen dient.
Hierbei betrug der low cutoff 0,1 Hz bei 12 dB/oct und der high cutoff 30 Hz bei 24
dB/oct.
Über eine lineare Ableitung wurden zwei artifizielle Kanäle zur Darstellung von
Artefakten durch Augenmotilität ermittelt, und zwar ein Kanal für horizontale
Augenmotilität wie etwa Lesebewegungen („HEOG“) und ein Kanal für vertikale
Augenmotilität wie etwa Zwinkern („VEOG“). Über eine automatisch auszuführende
Analyse unahängiger Signalkomponenten (independent component analysis, ICA), wurde
eine Zerlegung des Datenmaterials in verschiedene Signalquellen vorgenommen (vgl.
12
13
Statistica für Windows, Version 8, hergestellt von StatSoft, Tulsa, Oklahoma, USA
Brain Vision Analyzer, Version 1.05, hergestellt von Brain Products, Gilching, Deutschland
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2 Material, Methoden
Seifert 2005). Die mit diesen Komponenten zeitlich korrelierte Polaritätsverteilung an der
Kopfoberfläche kann visualisiert werden. Dies erlaubte es, typische Artefakte, wie
Lidschluss, anhand ihrer typischen Polaritätsverteilung zu erkennen und ihren Einfluss auf
das Datenmaterial zu eliminieren.
Das derart bereinigte Datenmaterial wurde dann segmentiert, also in Abschnitte gleicher
Länge gegliedert, die jeweils den EEG-Kurvenverlauf um einen interessierenden Stimulus
umfassen. Die Segmente begannen dabei je 150 ms vor der Darbietung des relevanten
Stimulus, so dass das Aufzeichnungsmaterial dieser 150 ms bis zum Stimulus-Beginn als
Baseline verwendet werden konnte, und hatten eine Gesamtlänge von 950 ms (Segmente
um Wort 2) bzw. 1150 ms (Segmente um Wort 3). Die geringere Länge der Segmente um
Wort 2 ergibt sich daraus, dass eine Überschneidung mit dem Segment um Wort 3
verhindert werden musste. Es wurde überdies ein Angleich der Baseline in allen
Segmenten vorgenommen (sog. Baseline-Correction), um eine Kontamination des
Datenmaterials durch Signaldifferenzen zu verhindern, die schon vor Stimulusbeginn
bestanden und damit offensichtlich nicht Stimulus-assoziiert waren. Über eine „Artefact
Rejection“ wurden Segmente als artefaktbelastet erkannt, wenn sie Amplituden von mehr
als +70 μV bzw. weniger als -70 μV aufwiesen, und nicht in die nachfolgende Mittelung
einbezogen. Schließlich wurde noch, nachdem zunächst Potenzialdifferenzen zwischen den
interessierenden Elektroden einerseits und einer einzelnen in Kopfmitte angebrachten
Referenzelektrode andererseits bestimmt worden waren, als neue Referenz die sog.
Mittelwertsreferenz aus dem Mittelwert sämtlicher Elektroden gebildet und die
Potentialdifferenzen auf dieser Grundlage neu berechnet.
Segmente, die jeweils dieselbe Bedingung (z.B. inkongruent-ambigue) abbildeten, wurden
zur Mittelung zusammengefasst. In diese gingen jedoch nur die Segmente der Trials mit als
richtig gewerteten Reaktion ein. Entsprechend den in Tabellen 4 und 5 aufgeführten
Möglichkeiten gab es damit jeweils 4 unterschiedlichen Bedingungen für Wort 2 und Wort
3, demzufolge 8 Gruppen von Segmenten. Allerdings ist für die Segmente um Wort 2
lediglich eine Unterteilung in Homonym- und Nicht-Homonym-Trials sinnvoll, da sich das
Vorliegen von Kongruenz oder Inkongruenz erst später zeigt und somit die semantische
Verarbeitung und ihre elektrophysiologischen Korrelate zu diesem Zeitpunkt nicht
beeinflusst. Für die Berechnungen zu Wort 2 wurden deshalb die beiden HomonymBedingungen (S11, S13) und die beiden Nicht-Homonym-Bedingungen (S12, S14)
zusammengefasst und über diese beiden gemittelt.
- 36 -
2 Material, Methoden
Die Mittelung erfolgte zunächst über alle gleichartigen Segmente am individuellen
Probanden (sog. Average-EKP), anschließend wurde ein über alle gleichartigen Segmente
gemittelter EKP-Verlauf über alle Probanden in einer Gruppe generiert (sog. GrandAverage-EKP), für sämtliche Elektrodenpositionen. Diese Mittelung erlaubt, bei
ausreichender Anzahl in sie eingehender Segmente, die Elimination der zufällig verteilten
Störsignale, während der in jedem Segment ähnliche zeitliche Verlauf des
ereigniskorrelierten Signals sich zum EKP charakteristischer Morphologie überlagert und
so deutlich zur Darstellung kommt (Kiefer 2009).
Unterschiede in den so erhaltenen gemittelten EKP konnten dann mittels der StatistikSoftware Statistika14quantifiziert und auf ihre Signifikanz hin untersucht werden.
Dabei wurde zur statistischen Auswertung jeweils ein charakteristisches Zeitfenster nach
Darbietung von Wort 2 und von Wort 3 ausgewählt. Die Auswahl dieser Zeitfenster basiert
dabei auf bestehenden Theorien innerhalb der Elektroenzephalographie, in denen
Annahmen gemacht werden zur Korrelation charakteristischer, nach definierten
Zeitabständen nach Präsentation eines bestimmten Stimulus auftretender, in ihrer
Amplitude modulierbarer negativer und positiver Deflektionen innerhalb der EKP mit
spezifischen kognitiven Verarbeitungsprozessen. In den Amplituden dieser Deflektionen
sollten Unterschiede zwischen Patienten und Kontrollprobanden zur Darstellung kommen,
in denen sich die Abweichungen in Prozessen der semantischen Verarbeitung spiegeln, die
das klinische Bild vermuten lassen. Es wurde hierfür ein Zeitfenster von 200-250 ms nach
Darbietung von Wort 2 ausgewählt unter der Annahme, hier Variationen der N2 zu sehen,
einer negativen Deflektion, die mit Prozessen kognitiver Kontrolle in Zusammenhang
gebracht wird (Folstein et al. 2008); außerdem ein Zeitfenster von 350-500 ms nach
Darbietung von Wort 3, um Variationen der N400 zu untersuchen, für die ein
Zusammenhang mit semantischen Integrationsprozessen gut etabliert ist (Kutas et al.
2000).
Es wurden dann Cluster von benachbarten Elektroden ausgewählt, die die jeweils
interessierenden kortikalen Regionen repräsentieren, und für die statistische Untersuchung
auf Gruppenunterschiede zusammengefasst. Die Auswahl der gewählten Cluster richtete
sich wiederum danach, an welcher Lokalisation die interessierenden EKP-Komponenten
gemäß der Literatur ihre größte Ausprägung und Modulierbarkeit zeigen.
14
Statistica für Windows, Version 8, hergestellt von StatSoft, Tulsa, Oklahoma, USA
- 37 -
2 Material, Methoden
Die Cluster waren dabei stets symmetrisch bihemisphärisch mit einer gleichen Anzahl
äquilokalisierter Elektroden auf beiden Hemisphären. Zur Analyse des Zeitfensters nach
Wort 2 wurde ein frontales Cluster gewählt und zudem eine gleiche Anzahl zentraler
Referenzelektroden ausgewählt, an denen eine geringere Stimulus-assoziierte Reaktion
erwartet wurde. Für die Untersuchung des Zeitfensters nach Wort 3 wurde ein
zentroparietales Cluster gewählt und auf die Verwendung einer Referenzregion verzichtet.
Es wurden anschließend nach Export der EEG-Daten in die Statistik-Software Statistika,
analog zu der Auswertung der Verhaltensdaten, mehrfaktorielle ANOVAs mit
Messwiederholung durchgeführt, um signifikante Unterschiede im Verlauf der GrandAverage-EKP in den ausgewählten Zeitfenstern zwischen beiden Gruppen zu detektieren.
Grundlage für diese Berechnung war jeweils die Fläche unter der Kurve der GrandAvergage-EKP. Im Einzelnen wurden ein Einfluss der Faktoren „Hemisphäre“ (rechte vs.
linke Hemisphäre) „Region“ (interessierende Region vs. zentrale Referenzregion für Wort
2), „Elektrodenposition“ (genaue Position der Elektrode innerhalb des Clusters als
mögliche Einflussgröße) und „Homonymie“ und „Kongruenz“ – letztgenannte nur für das
Zeitfenster nach Wort 3 – sowie Interaktionseffekte dieser Faktoren untersucht. Bei
Vorliegen signifikanter Interaktionseffekte wurde wiederum der Post-Hoc-Test „FisherLSD“ angeschlossen. Es wurde als Signifikanzniveau eine Irrtumswahrscheinlichkeit von
5% festgelegt.
2.6 Auswertung psychometrischer Daten,
Korrelationsanalysen
Zusärtlich zu der Erhebung von Verhaltensdaten und EEG-Daten im Hauptexperiment
wurde der Einfluss von eventuell bedeutsamen Variablen auf die Leistung im Experiment
untersucht, und zwar die Ausprägung des Schweregrads der psychiatrischen Symptomatik
und formaler Denkstörungen bei den bipolaren Patienten sowie die ArbeitsgedächtnisLeistung beider Gruppen. Das einer gegebenenfalls schlechteren Leistung der Patienten
formale Denkstörungen zu Grunde liegen könnten, ergibt sich aus den theoretischen
Vorüberlegungen, die diese Studie begründen; außerdem wird ein Zusammenhang von
kognitiven Defiziten mit psychotischen Symptomen bei Bipolaren etwa von Quraishi und
Kollegen berichtet (Quraishi et al. 2002). Die Arbeitsgedächtnis-Leistung der Probanden
wurde bestimmt, um zu ermitteln, ob hinsichtlich dieser kognitiven Funktion Unterschiede
zwischen den Gruppen bestehen; dies erscheint bedeutsam, weil Inhibition, wie sie bei der
Ambiguitätsresolution von Homonymen erforderlich ist, als eine Leistung des
Arbeitsgedächtnisses aufgefasst wird (Gunter et al. 2003).
- 38 -
2 Material, Methoden
Um einen Einfluss der Arbeitsgedächtniskapazität der Probanden auf die Ergebnisse im
Experiment zu untersuchen, wurde die 2-back-Aufgabe hinsichtlich Reaktionszeiten und
Fehlerraten in der spezifischen Arbeitsgedächtnis-Aufgabe und der Kontrollbedingung
ausgewertet; dies geschah analog der Auswertung der Verhaltensdaten des
Hauptexperiments mittels des in der Abteilung implementierten Auswertelogarithmus zur
Anwendung unter matlab. Es erfolgte die Berechnung der durchschnittlichen
Reaktionszeiten und Fehlerraten ohne Kontrolle statistischer Ausreißer für beide Gruppen
und die Berechnung der entsprechenden Standardfehler.
Anschließend wurde eine mehrfaktorielle Varianzanalyse (Anova mit Messwiederholung)
durchgeführt, um einen Einfluss der Faktoren Gruppenzugehörigkeit (Patienten vs.
Kontrollen) und Aufgabe („2-back“ vs. Kontrollbedingung) sowie deren Interaktion zu
untersuchen. Von Interesse war dabei insbesondere, ob eine differenziell schlechtere
Leistung der Patienten in der „2-back“-Aufgabe vorlag. Dies würde einen potentiell
bedeutsamen Unterschied in der Arbeitsgedächtniskapazität zwischen Patienten und
Kontrollen nahe legen.
Die Arbeitsgedächtniskapazität wurde zudem mit dem Test „Zahlennachsprechen“ des
HAWIE-R (s.o.) untersucht. Dabei wurden für die Punktwerte in diesem Test jeweils
Mittelwert und Standardabweichung bei Patienten und Kontrollprobanden berechnet und
ein T-Test für unabhängige Stichproben angeschlossen, um auf signifikante Unterschiede
zwischen beiden Gruppen zu prüfen.
Es wurden außerdem Korrelationen (Produkt-Moment-Korrelationen nach Pearson)
zwischen den Verhaltensdaten im Hauptexperiment und den Variablen zur Erfassung des
Schweregrades der psychiatrischen Symptomatik (Summenscore in BPRS und YMRS) und
der Ausprägung formaler Denkstörungen (Subskala formale Denkstörung im BPRS und
Punktwert im Test „Interpretation von Sprichwörtern“, s.o.) bei den Patienten mittels
Statistica berechnet, um zu erfassen, ob Unterschiede in den im Experiment erfassten
Testergebnissen eventuell durch diese Variablen erklärt werden können.
Auch die Korrelationen der Punktwerte der Probanden in den Tests „Zahlennachsprechen“
und WST mit der Performanz im Hauptexperiment wurden untersucht, um den globalen
Zusammenhang der Arbeitsgedächtniskapazität und der verbalen Intelligenz mit den
Testergebnissen zu evaluieren.
Dabei wurde wiederum ein 5%-Niveau für die Signifikanz der Korrelationen zugrunde
gelegt.
- 39 -
3 Ergebnisse
3. Ergebnisse
Die Analyse der im Experiment gewonnenen Daten erfolgte einerseits als Analyse der
Verhaltensdaten, die die Reaktionen der untersuchten Probanden in Hinblick auf
Reaktionszeiten und Fehlerraten in den unterschiedlichen Versuchsbedingungen
charakterisieren, andererseits als Analyse ereigniskorrelierter EEG-Aktivität. – Im Rahmen
der EEG-Analyse wurden über gleiche Bedingungen gemittelte EKP-Verläufe zwischen
den beiden Versuchsgruppen in charakteristischen Zeitfenstern nach Darbietung von Wort
2 bzw. Wort 3 miteinander verglichen. Darüber hinaus werden die Ergebnisse der
Aufgaben zum Arbeitsgedächtnis vorgestellt sowie diese und Ergebnisse der übrigen
psychometrischen Tests auf Korrelationen hin untersucht, um den Einfluss einer Reihe von
Variablen auf die Ergebnisse im Experiment zu erhellen. Die Ergebnisse eines
unabhängigen T-Tests, mit dem auf das Bestehen bedeutsamer Unterschiede zwischen
beiden Gruppen bezüglich Alter, Bildungsgrad und verbaler Intelligenz untersucht wurde,
sind bereits im Methodenteil vorgestellt worden.
3.1 Ergebnisse auf Ebene der Verhaltensdaten
Im Rahmen der semantischen Passungsentscheidungen ergab sich auf der Verhaltensebene
die im folgenden dargestellten Ergebnisse einer deskriptiven Statistik bezüglich
Reaktionszeiten und Fehlerraten von Patienten und Kontrollen in den vier
Versuchsbedingungen.
1400
1200
Patienten
1000
Kontrollen
800
600
400
200
0
IH
IN
CH
CN
Bedingungen
Abbildung 4: Mittlere Reaktionszeiten (mit Standardfehler) der Versuchspersonen in Abhängigkeit von
der jeweiligen Versuchsbedingung. Es gelten hier und im Folgenden für die 4 Bedingungen die
Abkürzungen: IH = Inkongruent-Homonym; IN = Inkongruent-Nicht-Homonym; CH = KongruentHomoynm; CN = Kongruent-Nicht-Homonym.
- 40 -
3 Ergebnisse
0.2
Patienten
0.15
Kontrollen
0.1
0.05
0
IH
IN
CH
CN
Bedingungen
Abbildung 5: Gemittelte Fehlerraten der Versuchspersonen (mit Standardfehler) in Abhängigkeit von
der jeweiligen Versuchsbedingung. IH = Inkongruent-Homonym; IN = Inkongruent-Nicht-Homonym;
CH = Kongruent-Homoynm; CN = Kongruent-Nicht-Homonym.
Eine Varianzanalyse mit Messwiederholung mit den Faktoren Gruppe (zwei Stufen:
Patienten, Kontrollen), Kongruenz (zwei Stufen: Kongruenz, Inkongruenz) und
Homonymie (zwei Stufen: Homonymie, Nicht-Homonymie) erbrachte einen signifikanten
Haupteffekt für die Faktoren Gruppe und Homonymie (jeweils sowohl bezüglich
Reaktionszeiten und Fehlerraten) sowie für den Faktor Kongruenz (bezüglich der
Fehlerraten). Ein statistischer Trend konnte für die Dreifach-Interaktion aus Gruppe,
Homonymie und Kongruenz gefunden werden (p=0,07).
Die Ergebnisse der Varianzanalyse sind im Folgenden aufgeführt:
Tabelle 6: Ergebnisse der mehrfaktoriellen Varianzanalyse mit den Faktoren Gruppe, Kongruenz,
Homonymie in Bezug auf die Reaktionszeiten.
F(1, 40) -Wert
Gruppe
Kongruenz
Kongruenz*Gruppe
Homonymie
Homonymie*Gruppe
Kongruenz*Homonymie
Kongruenz*
Homonymie* Gruppe
p-Wert
8,326
2,579
0,107
63,203
0,474
0,094
0,006
0,116
0,746
0,000
0,495
0,761
3,473
0,070
- 41 -
3 Ergebnisse
Tabelle 7: Ergebnisse der mehrfaktoriellen Varianzanalyse mit den Faktoren Gruppe, Kongruenz,
Homonymie in Bezug auf die Fehlerraten.
F(1, 40) -Wert
Gruppe
Kongruenz
Kongruenz*Gruppe
Homonymie
Homonymie*Gruppe
Kongruenz*Homonymie
Kongruenz*
Homonymie* Gruppe
p-Wert
10,529
6,196
0,316
32,228
0,018
1,446
0,002
0,017
0,577
0,000
0,894
0,236
2,390
0,130
Bei Betrachtung der statistischen Analyse hinsichtlich des Faktors Gruppe zeigt sich, dass
der Unterschied in den mittleren Reaktionszeiten zwischen beiden Gruppen signifikant ist
(p=0,006), bedingt durch die längeren Antwortlatenzen in der Patientengruppe. Dieser
Effekt findet eine Entsprechung auf Ebene der ermittelten Fehlerraten, die in der
Patientengruppe signifikant höher liegen als in der Kontrollgruppe (p=0,002). Es lässt sich
also eine insgesamt schlechtere Performanz der Patienten im Experiment konstatieren.
Des Weiteren zeigt sich in den Daten ein hochsignifikanter Homonymie-Effekt (p=0,000),
bei längerer Reaktionslatenz in den Homonymiebedingungen, ungeachtet der
Gruppenzugehörigkeit. Auch dieser Effekt findet eine Entsprechung auf Ebene der
Fehlerraten (p=0,000), d.h. in den Homonym-Bedingungen wurden über beide Gruppen
hinweg mehr Fehler gemacht als in den Nicht-Homonym-Bedingungen.
Hierin zeigt sich also eine konsistent verzögerte und fehleranfälligere Reaktion der
Versuchspersonen in den Homonym- gegenüber den Nicht-Homonym-Bedingungen. Dies
ist vor dem Hintergrund, dass in den Homonym-Bedingungen eine Erzeugung störender
semantischer Interferenz durch die kontextuell unpassende dominante
Homonymbedeutung angestrebt wurde, ein erwartungsgemäßer Effekt, der für die
gelungene Operationalisierung des zugrunde liegenden theoretischen Konzepts in dem
verwendeten Paradigma spricht.
Ein Haupteffekt für den Faktor Kongruenz findet sich nur in Bezug auf die Fehlerraten:
Hier wurden in den kongruenten Bedingungen signifikant mehr Fehler gemacht als in den
inkongruenten Bedingungen (p=0,017). Bezüglich der Reaktionszeiten zeigt sich allerdings
ein gegenläufiger Effekt (mit längeren mittleren Reaktionszeiten in den inkongruenten als
in den korrespondierenden kongruenten Bedingungen), der aber keine statistische
Signifikanz erreicht.
- 42 -
3 Ergebnisse
Die beschriebenen Haupteffekte wurden weiterqualifiziziert durch eine Interaktion mit den
Faktoren Homonymie und Gruppe. Dieser statistische Trend (p=0.070) für die DreifachInteraktion Kongruenz*Homonymie*Gruppe (s. Abbildung 6) kommt zustande durch die
vergleichsweise stärkere Verlangsamung der gesunden Probanden in der inkongruenten
Homonym-Bedingung gegenüber der inkongruenten Kontrollbedingung einerseits
(Konvergenz der Geraden in den inkongruenten Bedingungen, links) bei gleichzeitig
stärkerer Verlangsamung der Patienten in der kongruenten Homonym-Bedingung
gegenüber der kongruenten Kontrollbedingung (Divergenz der Geraden in den
kongruenten Bedingungen, rechts) andererseits.
1600
1500
Reaktionszeit (ms)
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
Hom
Inkongruenzbedingungen
NHom
Hom
NHom
Patienten
Kontrollen
Kongruenzbedingungen
Abbildung 6: Darstellung des statistischen Trends einer 3-fach-Interaktion
Kongruenz*Homonymie*Gruppe. Die Balken zeigen 95%-Konfidenzintervalle an. Hom = HomonymBedingung; NHom = Nicht-Homonym-Bedingung.
Der Fischer-LSD-Test der Reaktionszeiten stützt diese Beobachtungen dahingehend, dass
die größten signifikanten Unterschiede in der Patientengruppe zwischen der kongruenten
Homonym- und der kongruenten Nicht-Homonym-Bedingung (p = 0,000) gefunden
werden, während sie in der Kontrollgruppe zwischen der inkongruenten Homonym- und
der inkongruenten Nicht-Homonym-Bedingung (p= 0,000) auftraten. In den Fehlerraten
zeigt sich numerisch ein hierzu konsistentes Muster, ohne dass jedoch statistische
Signifikanz vorliegt (p=0,130).
- 43 -
3 Ergebnisse
Die beschriebene Interaktion erscheint, obwohl das angestrebte Signifikanzniveau hierbei
nicht erreicht wird, dennoch diskussionswürdig, da sich Hinweise daraus ergeben für
etwaige bedingungsspezifische Unterschiede beider Gruppen. Da die verschiedenen
Worttriplet-Bedingungen unterschiedliche Anforderungen an die kognitive Verarbeitung
stellen, könnten sich hierin spezifische Unterschiede in den kognitiven Prozessen der
semantischen Verarbeitung beider Gruppen widerspiegeln. Das vorliegende Befundmuster
deutet auf differentielle Veränderungen beider Gruppen in der Verarbeitung kongruenter
und inkongruenter Bedingungen hin.
3.2 Ergebnisse auf Ebene der EEG-Daten
Im Folgenden sind die Ergebnisse der Analyse von 2 Zeitfenstern im EEG-Verlauf
dargestellt. Es wurde hierbei einerseits ein Zeitintervall von 200-250 ms an frontaler
Lokalisation nach Darbietung von Wort 2 untersucht. Damit wurde ein Zeitintervall und
eine Lokalisation an der Kopfoberfläche gewählt, an denen elektrophysiologische
Korrelate der sprachsemantischen Disambiguierung mit charakteristischem
Inhibitionshänomen im Sinne einer N2 erwartet werden (s. Abschnitte 1.3 und 4.2), die im
vorliegenden Paradigma überlagerungsfrei von einer motorischen und
entscheidungsbezogenen Reaktion abgebildet werden können. Zum anderen wird ein
Zeitintervall von 350-500 ms an zentroparietaler Lokalisation nach Darbietung von Wort 3
betrachtet; hier sollen, anhand der N400, Korrelate der semantischen Integration untersucht
werden und damit Aussagen über das Ausmaß oder die Konsequnz gelungener
semantischer Inhibition zu einem späteren Zeitpunkt ermöglicht werden (s. Abschnitte 1.3
und 4.3).
Die Lokalisation der beiden untersuchten Cluster ist unten dargestellt (s. Abbildung 7);
ebenso sind die Lokalisationen der Erdungs- und der Referenzelektrode (Ground,
respektive Referenz) die zur Berechnung der Potentialdifferenzen an den einzelnen
Elektroden herangezogen werden, dargestellt.
- 44 -
3 Ergebnisse
Abbildung 7: Lokalisation des frontalen Elektrodenclusters zur Analyse von Wort 2 (blau) und des
zentroparietalen Elektrodenclusters zur Analyse von Wort 3 (grün); Gnd = Ground (Erdungselektrode;
Ref = Referenz (Referenzelektrode). Benennung der Elektroden entsprechend dem erweiterten 10-20System. Hierbei sind rechtshemisphärischen Elektrodenlokalisationen gerade Zahlen,
linkshemisphärischen Elektrodenlokalisationen ungerade Zahlen zugeordnet. F = frontale Lokalisation;
C = zentrale Lokalisation; FP = frontopolare Lokalisation; AF = mittig zwischen F (frontaler
Lokalisation) und FP (frontopolarer Lokalisation) lokalisiert; CP = zentroparietal, zwischen C (zentral)
und P (parietal) lokalisiert.
Analyse des Zeitintervalls 200-250 ms auf Wort 2
Für die Analyse eines (anterior-)frontalen Elektrodenclusters wurden 4 bilaterale
Elektrodenpaar ausgewählt: FP1/ FP2, AF3 / AF4, AF7 / AF8 und F5 / F6 (s. Abbildung
7). Diese wurden einem zentralen Cluster von ebenso vielen bilateralen Elektrodenpaaren
gegenübergestellt (C1 / C2, C3 / C4, CP1 / CP2, FC1 / FC2). Für die Detektion von
relevanten Unterschieden wurde für dieses Zeitfenster eine mehrfaktorielle Varianzanalyse
mit dem Between-Faktor Gruppe (Patienten, gesunde Kontrollen) und den Within-Faktoren
Hemisphäre (zwei Stufen: rechte Hemisphäre, linke Hemisphäre), Region (zwei Stufen:
frontale Region, zentrale Region), Elektrodenposition (vier Stufen, entsprechend den vier
einzelnen Lokalisationen der Elektroden innerhalb jedes Clusters) und Homonymie (zwei
Stufen: Homonyme, Nicht-Homonyme) durchgeführt.
- 45 -
3 Ergebnisse
Die wichtigsten Befunde sind im Folgenden tabellarisch dargestellt. (Für eine Darstellung
der vollständigen Ergebnisse der Varianzanalyse s. Anhang 7.51.)
Tabelle 8: Wichtigste Ergebnisse der mehrfaktoriellen Varianzanalyse zu EKP (ereigniskorrelierten
Potentialen) auf Wort 2 mit den Faktoren Gruppe, Hemisphäre, Region, Elektrodenposition,
Homonymie.
Gruppe
Hemisphäre
Region
Homonymie
Region*Homonymie
Hemisphäre*Homonymie
Region*Homonymie*Gruppe
F(1, 40) -Wert
2,268
0,420
54,913
3,131
9,666
9,617
4,087
p-Wert
0,140
0,520
0,000
0,084
0,003
0,004
0,050
Abbildung 8: Grand-Avergage-EKP der Kontrollprobanden über frontalen Elektrodenpositionen bei
Darbietung von Wort 2 für Homonyme (rot) und Nicht-Homonyme (blau); links die 4 EKP-Verläufe
über den linksseitigen, rechts die 4 EKP-Verläufe über den rechtsseitigen Elektroden. Benennung der
Elektroden entsprechend dem erweiterten 10-20-System. F = frontale Lokalisation; FP = frontopolare
Lokalisation; AF = mittig zwischen F (frontaler Lokalisation) und FP (frontopolarer Lokalisation)
lokalisiert. EKP = ereigniskorreliertes Potential.
- 46 -
3 Ergebnisse
Abbildung 9: Grand-Avergage-EKP der Patienten über frontalen Elektrodenpositionen bei Darbietung
von Wort 2 für Homonyme (rot) und Nicht-Homonyme (blau); links die 4 EKP-Verläufe über den
linksseitigen, rechts die 4 EKP-Verläufe über den rechtsseitigen Elektroden. Benennung der Elektroden
entsprechend dem erweiterten 10-20-System. F = frontale Lokalisation; FP = frontopolare Lokalisation;
AF = mittig zwischen F (frontaler Lokalisation) und FP (frontopolarer Lokalisation) lokalisiert. EKP =
ereigniskorreliertes Potential.
Die Ergebnisse der Varianzanalyse zeigen einen Haupteffekte für den Faktor Region
(p=0,000) Dieser Unterschied besteht in einer stärkeren Negativierung (negativerer
Potentialverlauf) in der frontalen Region.
Für den Faktor Homonymie besteht ein statistischer Trend (p=0,084), in dem sich die
stärkere Negativierung in den Homonym-Bedingungen gegenüber den Nicht-HomonymBedingungen ausdrückt.
Darüber hinaus ergeben sich bedeutsame Interaktionseffekte zwischen den untersuchten
Faktoren. So ist die 2-fach-Interaktion Region*Homonymie signifikant. Hierin zeigt sich,
dass die insgesamt ausgeprägtere Negativierung in der frontalen Region moduliert wird
durch den Faktor Homyonymie: Frontal zeigt sich dabei eine deutlich stärkere
Negativierung in den Homonym- gegenüber den Nicht-Homonym-Bedingungen; zentral
hingegen übt der Faktor Homonymie keinen Einfluss aus. Die nachstehende Grafik
verdeutlicht dies.
- 47 -
3 Ergebnisse
3
Fläche unter der Grand-Average-EKP-Kurve
2
1
0
-1
-2
-3
-4
Homonyme
Nicht-Homonyme
Homonyme versus Nicht-Homonyme
frontale Region
zentrale Region (Referenz)
Abbildung 10: Darstellung der Interaktion Region*Homonymie. Die Balken zeigen 95%Konfidenzintervalle an. EKP = ereigniskorreliertes Potential.
Erwartungsgemäß zeigt sich im angeschlossenen Post-Hoc-Test (Fisher-LSD) ein
signifikanter Unterschied zwischen den Homonym- und den Nicht-HomonymBedingungen an der frontalen Region (p=0,001), nicht aber an der zentralen Region
(p=0,843), womit deutlich wird, dass sich die zu erwartenden Unterschiede in der Reaktion
auf Wort 2 am ausgeprägtesten an der frontalen Region darstellen, dort also, wo die
entscheidenden Prozesse zur sprachsemantischen Verarbeitung zu diesem Zeitpunkt
lokalisiert sein sollten.
Außerdem besteht eine signifikante 2-fach-Interaktion Hemisphäre*Homonymie: Wie die
Grafik (s. Abbildung 11) verdeutlicht, zeigt sich in den Homonymiebedingungen
linkshemisphärisch eine stärkere Negativierung als rechtshemisphärisch. Im Fischer-LSDTest sind linkshemisphärisch die Unterschiede zwischen Homonym- und Nicht-HomonymBedingung signifikant (p=0,001), rechtshemisphärisch dagegen nicht (p=0,936).
Dies deutet darauf hin, dass die Prozesse bei der kognitiven Verarbeitung von Homonymen
in der verwendeten experimentellen Anordnung linkshemisphärisch lateralisiert sind.
- 48 -
3 Ergebnisse
Dieser Befund wird vor dem Hintergrund qualitativer Unterschiede zwischen den beiden
Hemisphären bei der Sprachverarbeitung diskutiert werden.
2.0
Fläche unter der Grand-Average-EKP-Kurve
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
Homonyme
Nicht-Homonyme
Homonyme versus Nicht-Homonyme
Linke Hemisphäre
Rechte Hemisphäre
Abbildung 11: Darstellung der Interaktion Hemisphäre*Homonymie. Die Balken zeigen 95%Konfidenzintervalle an. EKP = ereigniskorreliertes Potential.
Von Interesse sind außerdem diejenigen Interaktionen, die die Gruppenzugehörigkeit als
Faktor beinhalten und somit auf Unterschiede in kognitiven Verarbeitungsprozessen
hinweisen können, die für die bipolaren Patienten charakteristisch sind:
So besteht eine signifikante 3-fach-Interaktion Region*Homonymie*Gruppe (p=0,050), in
der zum Ausdruck kommt, dass die Patienten im Vergleich zur Kontrollgruppe eine
stärkere Negativierung der Homonymbedingung im frontalen Elektrodencluster aufweisen.
In den abgebildeten EKP-Verläufen ist diese Negativierung in den HomonymBedingungen bei den Patienten an den Elektrodenlokalisationen FP1, FP2, AF7, AF3-AF5
(s. Abbildung 9) im entsprechenden Zeitfenster gut nachzuvollziehen.
Im Fischer-LSD-Test zeigt sich erwartungsgemäß bei den Patienten ein signifikanter
Unterschied bezüglich Homonymie und Nicht-Homonymie (p=0,007) an der frontalen,
nicht aber an der zentralen Region. Für die Kontrollen liegt ein gleichartiger signifikanter
Unterschied vor, ebenfalls nur an der frontalen Region, vor (p=0,033).
- 49 -
3 Ergebnisse
Analyse des Zeitintervalls 350-500 ms auf Wort 3
Für die Analyse eines zentroparietalen Elektrodenclusters wurden drei bilaterale
Elektrodenpaare ausgewählt: CP1 / CP2, CP3 / CP4, C3 / C4 (s. Abbildung 7). Für diese
Hirnregion wird die maximale Ausprägung der interessierenden sprachrelevanten N400
beschrieben (Kutas et al. 2000). Die Verläufe der entsprechenden Grand-Average-EKP
sind wiederum für die entsprechenden Lokalisationen auf der Kopfoberfläche dargestellt
(s. Abbildungen 12 und 13). Analog zur Analyse von Wort 2 erfolgte auch hier eine
mehrfaktorielle Varianzanalyse mit dem Between-Faktor Gruppe (Patienten, gesunde
Kontrollen) und den Within-Faktoren Hemisphäre (zwei Stufen: rechte Hemisphäre, linke
Hemisphäre), Elektrodenposition (drei Stufen, entsprechend den drei einzelnen
Lokalisationen der Elektroden innerhalb jedes Cluster), Homonymie (zwei Stufen:
Homonyme, Nicht-Homonyme) und Kongruenz (zwei Stufen: Kongruenz, Inkongruenz).
Damit ist nun also eine differenzierte Betrachtung der elektrophysiologischen Reaktion auf
Wort 3 in den vier unterschiedlichen Bedingungen (IH = inkongruent-Homonym, IN =
inkongruent-Nicht-Homonym, CH = kongruent-Homonym, CN = kongruent-NichtHomonym) möglich.
Abbildung 12: Grand-Avergage-EKP der Kontrollen über zentroparietalen Elektrodenpositionen bei
Darbietung von Wort 3 für die 4 Bedingungen; links die 3 EKP-Verläufe über den linksseitigen, rechts
die 3 EKP-Verläufe über den rechtsseitigen Elektroden. Für die 4 Bedingungen gelten wiederum die
Abkürzungen: IH = Inkongruent-Homonym; IN = Inkongruent-Nicht-Homonym; CH = KongruentHomoynm; CN = Kongruent-Nicht-Homonym. Benennung der Elektroden entsprechend dem
erweiterten 10-20-System. C = zentrale Lokalisation; CP = zentroparietal, zwischen C (zentral) und P
(parietal) lokalisiert. EKP = ereigniskorreliertes Potential.
- 50 -
3 Ergebnisse
Abbildung 13: Grand-Avergage-EKP der Patienten über zentroparietalen Elektrodenpositionen bei
Darbietung von Wort 3 für die 4 Bedingungen; links die 3 EKP-Verläufe über den linksseitigen, rechts
die 3 EKP-Verläufe über den rechtsseitigen Elektroden. Für die 4 Bedingungen gelten wiederum die
Abkürzungen: IH = Inkongruent-Homonym; IN = Inkongruent-Nicht-Homonym; CH = KongruentHomoynm; CN = Kongruent-Nicht-Homonym. Benennung der Elektroden entsprechend dem
erweiterten 10-20-System. C = zentrale Lokalisation; CP = zentroparietal, zwischen C (zentral) und P
(parietal) lokalisiert. EKP = ereigniskorreliertes Potential.
Die wichtigsten Befunde sind im Folgenden tabellarisch dargestellt. (Für eine vollständige
Darstellung der Ergebnisse der Varianzanalyse s. Anhang 7.52.)
Tabelle 9: Wichtigste Ergebnisse der mehrfaktoriellen Varianzanalyse zu EKP (ereigniskorrelierten
Potentialen) infolge Wort 3 mit den Faktoren Gruppe, Hemisphäre, Elektrodenposition, Homonymie,
Kongruenz.
Gruppe
Hemisphäre
Kongruenz
Homonymie
Kongruenz*Homonymie
Hemisphäre*Kongruenz*
Homonymie*Gruppe
F(1, 40) -Wert
0,821
15,186
83,997
0,196
3,587
6,265
p-Wert
0,370
0,000
0,000
0,661
0,065
0,017
Es ergab sich ein Haupteffekte für den Faktor Kongruenz. Hierin spiegelt sich über beide
Gruppen der erwartete N400-Effekt im Sinne einer markanten Negativierung für
- 51 -
3 Ergebnisse
inkongruente Bedingungen gegenüber kongruenten Bedingungen wider (s. auch
Abbildungen 12 und 13).
Desweiteren besteht ein Haupteffekt für den Faktor Hemisphäre (p=0,000), dadurch
bedingt, dass im betrachteten Zeitfenster eine stärkere Negativität linkshemisphärisch
bestand.
Vor dem Hintergrund des experimentellen Designs besonders relevant sind spezifische
Unterschiede zwischen ambiguen und nicht-ambiguen EKP-Effekten, sowohl im
allgemeinen als auch spezieller, in Bezug auf Gruppenunterschiede.
Die entsprechende Interaktion Kongruenz*Homonymie erreicht dabei keine statistische
Signifikanz (p=0,066), jedoch zeichnet sich zumindest ein Trend ab. Es zeigt sich dabei,
dass im Mittel (ohne Berücksichtigung der Gruppenzugehörigkeit) die Potentiale der
inkongruenten Nicht-Homonym-Bedingung am negativsten verlaufen, gefolgt von denen
der inkongruenten Homonym-Bedingung; deutlich positiver verlaufen die Potentiale der
kongruenten Homonym-Bedingung, gefolgt von denen der kongruenten Nicht-HomonymBedingung; diese Tendenz lässt sich ebenso bei isolierter Betrachtung jeder Gruppe
beobachten. Dieser Befund wird nachfolgend unter Einbeziehung der kognitiven Prozesse,
die sich in der N400 widerspiegeln sollen, diskutiert werden.
Zudem war die 4-fach-Interaktion Hemisphäre*Homonymie*Kongruenz*Gruppe
signifikant: Wie die nachfolgenden Abbildungen 14 und 15 veranschaulichen, und wie sich
anhand der rechtshemisphärischen Elektrodenpositionen bei den grand-average-EKP der
Patienten nachvollziehen lässt (s. Abbildung 13), lassen sich spezifische Unterschiede in
den 4 Bedingungen zwischen Patienten und gesunden Kontrollen zeigen, wenn die
Hemisphäre mitberücksichtigt wird: So zeigt sich, dass zwar die Unterschiede im
Potentialverlauf zwischen Homonym und Nicht-Homonym-Bedingung linkshemisphärisch
gering sind (s. Abbildung 14), dass aber rechtshemisphärisch (s. Abbildung 15) bei den
Patienten relevante Unterschiede bestehen zwischen inkongruenter Homonym-Bedingung
und inkongruenter Nicht-Homonym-Bedingung einerseits und zwischen kongruenter
Homonym-Bedingung und kongruenter Nicht-Homonym-Bedingung andererseits. Im
Fisher-LSD-Test zeigen sich die entsprechenden Befunde: Linkshemisphärisch lassen sich
zwischen Homonym- und Nicht-Homonym-Bedingung keine signifikanten Differenzen
zeigen; rechtshemisphärisch werden jedoch bei den Patienten die Unterschiede zwischen
inkongruenter Homonym-Bedingung und inkongruenter Nicht-Homonym-Bedingung
- 52 -
3 Ergebnisse
(p= 0,012) und zwischen kongruenter Homonym-Bedingung und kongruenter NichtHomonym-Bedingung (p= 0,048) jeweils signifikant.
Für die Kontrollen hingegen lassen sich signifikante Differenzen weder links- noch
rechtshemisphärisch zeigen. Auf diesen definierten Unterschied wird ebenfalls in der
Diskussion eingegangen werden.
4
Fläche unter der Grand-Average-EKP-Kurve
3
2
1
0
-1
-2
-3
Hom
NHom
Inkongruenzbedingung
Hom
NHom
Kongruenzbedingung
Patienten
Kontrollen
Abbildung 14: Darstellung der Unterschiede in den EKP-Verläufen der 4 Bedingungen
linkshemisphärisch bei Patienten und Kontrollen. Die Balken zeigen 95%-Konfidenzintervalle an. Hom
= Homonym-Bedingung; NHom = Nicht-Homonym-Bedingung. EKP = ereigniskorreliertes Potential.
- 53 -
3 Ergebnisse
4
Fläche unter der Grand-Average-EKP-Kurve
3
2
1
0
-1
-2
-3
Hom
NHom
Inkongruenzbedingung
Hom
NHom
Kongruenzbedingung
Patienten
Kontrollen
Abbildung 15: Darstellung der Unterschiede in den EKP-Verläufen der 4 Bedingungen
rechtshemisphärisch bei Patienten und Kontrollen. Die Balken zeigen 95%-Konfidenzintervalle an. Hom
= Homonym-Bedingung; NHom = Nicht-Homonym-Bedingung. EKP = ereigniskorreliertes Potential.
3.3 Ergebnisse der Aufgaben zum Arbeitsgedächtnis (2-backAufgabe und Zahlennachsprechen)
Die in Abschnitt 2.3 beschriebene Aufgabe zum Arbeitsgedächtnis, die von sämtlichen
Probanden zusätzlich bearbeitet wurde, um einen möglichen Einfluss von
unterschiedlichen Arbeitsgedächtniskapazitäten auf die Versuchsergebnisse festzustellen,
wurde ebenfalls bezüglich der Rektionszeiten und Fehlerraten ausgewertet.
Die Ergebnisse der deskriptiven Auswertung dieser Aufgabe im Vergleich mit der
Kontrollbedingung, bei der die Probanden immer dann reagieren mussten, wenn ein X auf
dem Bildschirm erschien, sind im Folgenden dargestellt.
- 54 -
3 Ergebnisse
600
Patienten
500
Kontrollen
400
300
200
100
0
2-back-Aufgabe
Kontrollbedingung
Bedingung
Abbildung 16: Mittlere Reaktionszeiten der Patienten und Kontrollprobanden in der 2-back-Aufgabe
und der Kontrollbedingung (mit Standardfehlern).
0.12
Patienten
0.1
Kontrollen
0.08
0.06
0.04
0.02
0
2-back-Aufgabe
Kontrollbedingung
Bedingungen
Abbildung 17: Mittlere Fehlerraten der Patienten und Kontrollprobanden in der 2-back-Aufgabe und der
Kontrollbedingung (mit Standardfehlern).
Analog zu der Auswertung der Verhaltensdaten wurde auch hier eine mehrfaktorielle
Varianzanalyse angeschlossen, um die statistische Signifikanz der beobachteten
Mittelwertsunterschiede zu untersuchen. Die Faktoren waren hierbei wiederum die
Gruppenzugehörigkeit (Patienten, Kontrollen) und außerdem der Aufgabentyp
(Bestimmung der Arbeitsgedächtnis-Leistung („2-back“), Kontrollaufgabe).
- 55 -
3 Ergebnisse
Tabelle 10: Ergebnisse der mehrfaktoriellen Varianzanalyse mit den Faktoren Gruppe und Aufgabentyp
in Bezug auf die Reaktionszeiten.
Gruppe
Aufgabentyp
Aufgabentyp*Gruppe
F(1, 40) – Wert
6,879
43,864
0,260
p-Wert
0,012
0,000
0,613
Tabelle 11: Ergebnisse der mehrfaktoriellen Varianzanalyse mit den Faktoren Gruppe und Aufgabentyp
in Bezug auf die Fehlerraten.
F(1, 40) -Wert
Gruppe
Aufgabentyp
Aufgabentyp*Gruppe
p-Wert
2,806
0,102
35,318
0,082
0,000
0,776
Es zeigt sich hierbei erwartungsgemäß ein Haupteffekt für den Faktor Aufgabentyp, d.h.
unabhängig von der Gruppenzugehörigkeit bestanden längere Antwortlatenzen (p=0,000)
und mehr falsche Antworten (p=0,000) für die arbeitsgedächtnisspezifische „2-back“Aufgabe als für die Kontrollaufgabe, die lediglich das Reagieren auf ein auf dem
Bildschirm erscheinendes x erforderte. Die Patientengruppe reagierte signifikant
langsamer als die Kontrollgruppe; die im Mittel höheren Fehlerraten in der
Patientengruppe erreichten aber keine statistische Signifikanz (p=0,102). Ein
Interaktionseffekt der Faktoren Gruppe und Aufgabentyp konnte nicht gezeigt werden.
Damit gibt es keinen Anhaltspunkt für eine aufgabenspezifisch schlechtere Performanz
der Patienten, die eine schlechtere Arbeitsgedächtniskapazität nahe legen würde, sondern
es ist lediglich von im Mittel langsameren Reaktionen in dieser Gruppe auszugehen.
Für den Test „Zahlennachsprechen“, einen Subtest des HAWIE-R (s. Abschnitt 2.3), der
ebenfalls die Arbeitsgedächtnis-Leistung der Probanden abbilden soll, wurde zur
Untersuchung auf bedeutsame Unterschiede zwischen den beiden Gruppen Mittelwerte
und Standardabweichungen für die erreichte Punktzahl im Test berechnet (jeweils für die
Kategorien „Zahlenreihen vorwärts wiederholen“, „Zahlenreihen rückwärts wiederholen“
und den Summenscore) und ein T-Test für unabhängige Stichproben durchgeführt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 12 dargestellt.
- 56 -
3 Ergebnisse
Tabelle 12: Ergebnisse des Tests „Zahlennachsprechen“ in Patienten- und Kontrollgruppe sowie
Ergebnisse des T-Test für unabhängige Stichproben zum Gruppenvergleich. Mw = Mittelwert; SD =
Standardabweichung.
Vorwärts
Patienten: Mw
(SD)
8,00 (2,35)
Kontrollen:
Mw (SD)
8,25 (2,30)
TWert
-0,33
pWert
0,74
Rückwärts
5,93 (2,37)
6,89 (2,15)
-1,33
0,19
Summe
13,93 (4,39)
15,14 (4,17)
-0,87
0,39
Damit erreichten die Kontrollprobanden insgesamt und in den beiden Kategorien im Mittel
mehr Punkte als die Patienten. Dieser Gruppenunterschied erreichte keine statistische
Signifikanz
Zusammenfassend ist auf Basis dieser Ergebnisse nicht davon auszugehen, dass
differierende Ergebnisse im Hauptexperiment maßgeblich auf unterschiedliche
Arbeitsgedächtniskapazitäten zurückzuführen sind, auch wenn die Leistungen der
Kontrollprobanden in allen entsprechenden Tests im Mittel besser waren als die der
Patienten.
3.4 Korrelationen einiger psychometrischer Daten mit den
Testergebnissen
Im Folgenden soll noch der Zusammenhang einer Reihe weiterer Variablen mit den
Ergebnissen im Hauptexperiment quantifiziert werden. Dabei werden diejenigen Variablen
untersucht, für die ein Zusammenhang mit der Performanz im Hauptexperiment,
ausgedrückt in Reaktionszeiten und Fehlerraten, plausibel erscheint. Dies sind, bei den
Patienten, die Gesamtpunktzahl im BPRS als Ausdruck des Schweregrads der
psychiatrischen Symptomatik, die YMRS-Punktzahl als Ausdruck der
Schweregradausprägung manischer Symptome, und als Ausdruck der Ausprägung
formaler Denkstörung der Punktwert in der Subskala „formale Denkstörungen“ im BPRS
sowie die Punktzahl im Test „Interpretation von Sprichwörtern“. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 13 dargestellt.
- 57 -
3 Ergebnisse
Tabelle 13: Korrelationskoeffizienten (Produkt-Moment-Korrelationen nach Pearson) für einige
psychometrische Daten der Patienten mit den Verhaltensdaten im Experiment. Signifikante
Korrelationen sind mit einem Sternchen (*) gekennzeichnet. BPRS = Brief Psychiatric Rating Scale (s.
Anhang 7.32); YMRS = Young Mania Rating Scale (s. Anhang 7.31).
Reaktionszeiten
BPRS Gesamtpunktzahl
YMRS - Punktzahl
BPRS – Subskala
Denkstörungen –
Punktzahl
SprichwörterInterpretation Punktzahl
Fehlerraten
0,38
0,17
0,35
0,18
0,36
0,23
-0,41
-0,66*
Es zeigt sich, dass die Richtung des Zusammenhangs für alle berechneten Korrelationen
erwartungsgemäß ausfällt, indem hohe Punktzahlen in den klinischen Ratingskalen mit
höheren Werten für sowohl Reaktionszeiten als auch Fehlerraten vergesellschaftet sind,
während eine hohe Punktzahl in der Aufgabe zur Interpretation von Sprichwörtern (was
einer geringen Ausprägung formaler Denkstörungen entspricht) mit kürzeren
Reaktionszeiten und niedrigeren Fehlerraten einhergeht.
Eine signifikante Korrelation liegt jedoch nur für den Zusammenhang der erreichten
Punktzahl im Test „Interpretation von Sprichwörtern“ und den Fehlerraten vor (r = -0,66, p
< 0,05). Hierin zeigt sich also ein signifikanter Zusammenhang mit einem Instrument zur
Erfassung formaler Denkstörungen und der Performanz im Experiment.
Als weiteres Maß für die Performanz im Experiment, neben den mittleren absoluten
Reaktionszeiten und Fehlerraten, wurden die mittleren Interferenzen der Reaktionszeiten
und Fehlerraten berechnet: Diese stellen Maße für die ambiguitätsassoziierte Erschwernis
in der Aufgabenbearbeitung bei einzelnen Versuchspersonen dar und wurden als
Differenzen aus den ambiguen und den nicht-ambiguen mittleren Reaktionszeiten und
Fehlerraten berechnet (d.h. jeweils IH – IN und CH – CN): Hohe Interferenzen im Sinne
starker Verlangsamung und stark erhöhter Fehlerraten in ambiguen versus nicht-ambiguen
Bedingungen können als eine geringere Fähigkeit zur Inhibition interpretiert werden. Diese
Interferenzwerte wurden wiederum auf ihre Korrelation mit dem Schweregrad allgemeinpsychiatrischer (erfasst mittels BPRS) und spezifisch-manischer (erfasst mittels YMRS)
Symptomatik sowie der Ausprägung formaler Denkstörung (BPRS-Subskala „formale
Denkstörungen“ sowie Punktwert der „Interpretation von Sprichwörtern“) hin untersucht.
- 58 -
3 Ergebnisse
Tabelle 14: Korrelationskoeffizienten (Produkt-Moment-Korrelationen nach Pearson) für einige
psychometrische Daten der Patienten mit den Interferenzwerten der Verhaltensdaten im Experiment.
Signifikante Korrelationen sind mit einem Sternchen (*) gekennzeichnet. BPRS = Brief Psychiatric
Rating Scale (s. Anhang 7.32); YMRS = Young Mania Rating Scale (s. Anhang 7.31).
Interferenz
Reaktionszeiten
BPRS –
Gesamtpunktzahl
YMRS - Punktzahl
BPRS – Subskala
Denkstörungen –
Punktzahl
SprichwörterInterpretation Punktzahl
Interferenz
Fehlerraten
0.45
0.05
0.10
-0.11
0.24
0.13
-0.28
-0.57*
Die Richtung der Korrelationen ist hier wiederum größtenteils erwartungsgemäß, insofern,
als hohe Interferenzwerte mit einer ausgeprägteren klinischen Symptomatik korreliert sind.
Statistische Signifikanz erreicht allerdings nur die Korrelation zwischen der Intereferenz
der Fehlerraten und der Punktzahl im Test „Interpretation von Sprichwörtern“ (r = -0,57, p
< 0,05), womit zumindest für eines der Instrumente zur Erfassung formaler Denkstörungen
ein signifikanter Zusammenhang mit der ambiguitätsspezifischen Performanz im
Experiment gezeigt werden. Andererseits besteht ebenfalls eine geringe negative
Korrelation zwischen der Interferenz der Fehlerraten und der Punktzahl in der YMRS;
demnach wäre eine höhere Ausprägung der manischen Symptomatik eher mit geringeren
Interferenzen assoziiert.
Zusammenfassend kann also auf Grundlage der berechneten Korrelationen kein
eindeutiger Zusammenhang zwischen der Leistung im Hauptexperiment mit der
Ausprägung psychiatrischer Symptomatik allgemein oder manieassoziierter Symptomatik
gezeigt werden.
Bei allen Probanden wurde ferner die Korrelation der erreichten Punktzahl im WST und
der Gesamtpunktzahl im Test „Zahlennachsprechen“ des HAWIE-R mit den
Verhaltensdaten im Hauptexperiment errechnet. Die Ergebnisse sind im Folgenden
dargestellt (Tabelle 15).
Tabelle 15: Korrelationskoeffizienten (Produkt-Moment-Korrelationen nach Pearson) für die
Punktzahlen im WST und dem Test „Zahlennachsprechen“ mit den Verhaltensdaten im Experiment.
Signifikante Korrelationen sind mit einem Sternchen (*) gekennzeichnet. WST = Wortschatztest (s.
Anhang 7.21).
WST – Punktzahl
Zahlennachsprechen
Reaktionszeiten
-0,27
0,10
Fehlerraten
-0,44*
-0,18
- 59 -
3 Ergebnisse
Es zeigen sich wiederum größtenteils erwartungsgemäße Richtungen des Zusammenhangs,
indem eine hohe Punktzahl im WST, der die verbale Intelligenz misst, einhergeht mit
geringeren Reaktionszeiten und niedrigeren Fehlerraten. Auch eine hohe Punktzahl im Test
„Zahlennachsprechen“ geht mit niedrigeren Fehlerraten, jedoch auch mit längeren
Reaktionszeiten einher. Signifikant ist hierbei nur der Zusammenhang zwischen Punktzahl
im WST und Fehlerraten (r=-0,44, p < 0,05).
Damit konnte nicht gezeigt werden, dass die Arbeitsgedächtnisleistung maßgeblich mit
dem Abschneiden der Probanden im Hauptexperiment zusammenhängt. Für die verbale
Intelligenz, erfasst mittels des WST, konnte ein solcher Zusammenhang partiell gezeigt
werden. Unabhängige T-Tests für den WST-Score ergaben jedoch keine signifikanten
Gruppenunterschiede, sodass davon ausgegangen werden darf, dass die gefundenen
signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen nicht auf Unterschiede in der verbalen
Intelligenz der Teilnehmer zurückzuführen sind.
- 60 -
4 Diskussion
4. Diskussion
Im Folgenden sollen zunächst die Ergebnisse der Verhaltensdaten diskutiert werden, unter
Berücksichtigung der zusätzlich untersuchten Einflussgrößen wie der
Arbeitsgedächtnisleistung und weiterer psychometrischer Daten. Im Anschluss werden die
EKP-Ergebnisse auf Wort 2 und Wort 3 besprochen.
4.1 Ambiguitätsresolution auf der Verhaltensebene
Bezüglich der Verhaltensdaten, d.h. der Reaktionszeiten und Fehlerraten, ließ sich eine
insgesamt schlechtere Performanz der Patienten konstatieren – diese reagierten im Mittel
langsamer und machten mehr Fehler, und dieser Unterschied erwies sich als statistisch
signifikant. Allerdings zeigte sich kein differenzieller Unterschied der bipolaren Patienten
zu den Kontrollen in den Homonym-Bedingungen, d.h. kein Homonymie*Gruppen-Effekt.
Basierend auf der Annahme, dass die bipolaren Patienten über ein semantisches
Inhibitionsdefizit verfügen und deswegen weniger gut in der Lage sind, die in den
Homonym-Bedingungen erzeugte Interferenz durch spezifische Inhibitionsprozesse zu
reduzieren, wäre ein solcher Effekt zu erwarten gewesen. Die Patienten hätten, gemäß
Hypothese 2 (s. Abschnitt 1.4), größere Schwierigkeiten als die Kontrollen haben müssen,
durch Inhibition ein ausreichendes Aktivierungsgefälle zwischen der kontextuell passenden
und der inadäquaten Homonymbedeutung herzustellen, was zu einer besonderen
Erschwernis der semantischen Passungsentscheidung hätte führen sollen, und damit zu
einer ausgeprägteren Verlängerung der Reaktionszeiten bzw. erhöhten Fehlerraten in den
Homonym-Bedingungen.
Entsprechende ambiguitätsassoziierte Reaktionszeiterhöhungen fanden sich z.B. in der
Untersuchung von Gernsbacher et al. (1990). Dort fand sich beim Vergleich von
Probanden mit guter und weniger guter allgemeiner Verstehensleistung eine größere
semantische Interferenz bei Probanden mit schlechter Verstehensleistung. Wood und
Kollegen (2001) fanden einen solchen differenziellen Befund bei Personen mit hoher
Ängstlichkeit – diese zeigten eine größere semantische Interferenz als Kontrollprobanden,
wenn eine zusätzliche mentale Belastung während der Bearbeitung der Aufgabe erfolgte.
- 61 -
4 Diskussion
Dass das Paradigma prinzipiell dazu geeignet ist, semantische Inhibition zu untersuchen,
wird durch den hochsignifikanten, gruppenunabhängigen Homonymieeffekt verdeutlicht:
Das Auftreten von Inhibitionsprozesse setzt vermutlich eine ausreichend starke Interferenz
voraus, indem diese die Inhibitionsprozesse induziert (Shivde et al. 2001). Die vorliegende
Studie ist darauf ausgelegt gewesen, eine solche starke Interferenz zu generieren, indem
stets die subdominante der beiden Homonymbedeutungen kontextuell gebahnt wurde. In
diesen Fällen ist von einer Situation auszugehen, in der eine starke Aktivierung beider
Homonymbedeutungen vorliegt (Lee et al. 2009) und eine „Kompetition“ um Selektion
besteht (Duffy et al. 2001). Die signifikant längeren Reaktionszeiten in den Bedingungen
mit Homonymen sind also derart zu deuten, dass es gelungen ist, Interferenz zu generieren,
denn Interferenz zeichnet sich eben durch diesen beobachtbaren Effekt einer
verlangsamten Verarbeitung aus (MacLeod 2007). Der Nachweis einer stattgehabten
Inhibition kann verständlicherweise anhand der Verhaltensdaten allein nicht erbracht
werden, es ist aber davon auszugehen, dass Inhibition durch die erzeugte Interferenz
erforderlich wurde (Shivde et al. 2001).
Aufgrund des fehlenden Nachweises von Gruppenunterschieden ist daher davon
auszugehen, dass ein ausgeprägtes Defizit in der semantischen Inhibition bei bipolarmanischen Patienten nicht besteht, zumindest nicht bei der im Mittel sehr moderaten
Ausprägung manischer Symptome: Die Punktzahl in der YMRS zur Erfassung manischer
Symptome betrug im Mittel 16 Punkte (von maximal zu erreichenden 60 Punkten), damit
sind die untersuchten Probanden vor dem Hintergrund, dass bereits bei Werten von unter 4
von einer vollständigen Remission auszugehen ist (Berk et al. 2008), als moderat erkrankt
einzustufen. Dies ist definitiv eine methodische Limitation der Studie. Der vorrangige
Einschluss wenig akut erkrankter Patienten ergab sich daraus, dass die Probanden über
einen längeren Zeitraum zur konzentrierten Mitarbeit fähig sein mussten und insbesondere
auch in der Lage sein mussten, die für die störanfällige EEG-Aufzeichnung erforderliche
motorische Ruhe aufzubringen. Die Akuität der bipolaren Erkrankung stellt
selbstverständliche eine wichtige Einflussgröße bei der Untersuchung kognitiver
Funktionen dar (Cerullo et al. 2009, Quraishi et al. 2002); es ist daher nicht
auszuschließen, dass bei Durchführung der Studie mit Patienten mit stärkerer Ausprägung
manischer Symptomatik ein solcher spezifischer Unterschied hätte nachgewiesen werden
können. Allerdings ergibt sich auf Grundlage der zusätzlich berechneten Korrelationen der
Leistung im Experiment mit Maßen der Symptomausprägung allgemeinpsychiatrischer und
- 62 -
4 Diskussion
manieassoziierter Symptome mittels BPRS und YMRS kein spezifischer Anhalt für eine
solche Vermutung.
Ein weiterer Grund für den fehlenden Nachweis einer beeinträchtigten HomonymieVerarbeitung bei bipolaren Paienten mag die kleine Stichprobengröße sein. Allerdings
sollte, sofern ein Defizit in der inhibitorischen Verabeitung ein charakteristisches
Symptom der Erkrankung ist, ein solcher Unterschied mithin durch die verwendete
Probandenanzahl nachweisbar sein. – Beide Gruppen unterschieden sich nicht in Hinblick
auf mögliche konfundierende Variablen wie die Arbeitsgedächtnisleistung, den
Bildungsgrad, die verbale Intelligenz oder das Alter, die andernfalls einen vorhanden
Unterschied zwischen beiden Gruppen hätten überdecken können (vgl. Abschnitte 2.1,
3.3).
Die Verhaltensdaten legen also nicht nahe, dass in der Patientengruppe ein bedeutsames
Defizit in der semantischen Inhibition besteht. Interessant wäre ein Vergleich mit den
Ergebnissen schizophrener Patienten in diesem Paradigma, denn falls für diese Gruppe der
Nachweis eines semantischen Inhibitionsdefizits gelänge, würde sich daraus ein
Anhaltpunkt zur diagnostischen Differenzierung ergeben.
Die insgesamt schlechtere Performanz der Patienten bezüglich der Reaktionszeiten im
Experiment ist damit als unspezifisch und als Ausdruck allgemeiner krankheitsbedingter
kognitiver Einbußen zu werten; derartige allgemeine kognitive Beeinträchtigung im
Rahmen der Erkrankung sind zumindest während akuter Episoden beider Polaritäten (d.h.
in manischen wie depressiven Episoden) für bipolare Patienten beschrieben (Quraishi et al.
2002). Auch kann es sich dabei um einen Einfluss der Medikation, insbesondere der
Neuroleptika, handeln, die die Mehrzahl der Probanden zum Studienzeitpunkt erhielten.
Für diese Medikamentengruppe fand etwa Frangou (2005) einen negativen Zusammenhang
mit der Leistung in verschiedenen kognitiven Tests, der möglicherweise durch eine
Reduktion der Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung durch diese Substanzklasse
bedingt sei. In Bezug auf die Fehlerraten ist daneben auch eine vermehrte Ablenkbarkeit
und mangelnde Konzentration als Erklärung anzunehmen; beides sind charakteristische
Symptome der manischen Episode.
Schließlich bestand bezüglich der Verhaltensdaten noch ein statistischer Trend,
demzufolge die bipolaren Patienten in der kongruenten Homonym-Bedingung relativ
verlangsamt waren, die Kontrollen hingegen in der inkongruenten Homonym-Bedingung
relativ verlangsamt waren. Ein semantisches Inhibitionsdefizit dürfte sich am
- 63 -
4 Diskussion
ausgeprägtesten in einer Verlangsamung in der inkongruenten Homonymen-Bedingung
zeigen, da hier eine semantische Relation des Zielwortes zur zu inhibierenden dominanten
Homonymbedeutung besteht. Bei einer unzureichenden Inhibition der dominanten
Homonymbedeutung wäre anzunehmen, dass die hierdurch weiterhin bestehende
Interferenz die Zurückweisung des semantischen nicht zum Bedeutungsfeld des
vorangegangenen Wortpaares passenden Zielreizes erschwert, da letzterer zusätzlich mit
der kontextuell nicht gebahnten Homonymbedeutung assoziiert ist.
Die Patienten aber zeigen den Trend einer differentiellen Verlangsamung eben nicht in
dieser Bedingung, sondern in der kongruenten Homonym-Bedingung. Dieser Befund ist
mit der Annahme eines manifesten semantischen Inhibitionsdefizits bei den Bipolaren
schlichtweg nicht vereinbar. Diese Hypothese muss daher verworfen werden. Denkbar zur
Erklärung der vorliegenden Ergebnisse wäre allenfalls noch, dass ein latentes Defizit bei
den Bipolaren überkompensiert wird, etwa durch besondere kognitive Anstrengung oder
auch durch das Wirken antipsychotischer Medikation. Dieser Aspekt könnte noch einmal
vor dem Hintergrund der Interpretation der EKP-Ergebnisse interessant werden.
Möglicherweise unterscheiden sich bipolare Patienten von gesunden Probanden hier auch
lediglich sehr subtil in ihren Verarbeitungsstrategien: Dort, wo die Ambiguität in höherem
Maße in der Aufgabe ersichtlich wird (inkongruente Homonymbedingung: das Homonym
ist in seiner subdominanten Bedeutung mit dem Prime-Wort, in seiner dominanten
Bedeutung mit dem Zielwort semantisch relatiert) zeigten die bipolare Patienten relativ
schnelle Reaktionen – möglicherweise detektieren sie Ambiguität besser als gesunde
Probanden und profitieren in dieser Bedingung davon. Dort aber, wo die Ambiguität in der
Aufgabe weniger gut ersichtlich ist (kongruente Bedingung: das Homonym ist in seiner
subdominanten Bedeutung sowohl mit dem Prime-Wort als auch mit dem Zielwort
semantisch relatiert), ist eine übermäßige Fokussierung auf die Ambiguität, als z.B. das
bewusste Erfassen und „Mitdenken“ der dominanten Homonymbedeutung eher
kontraproduktiv um die Aufgabe rasch zu lösen. – Zwar ist es, im Sinne der
Aufgabenstellung, nie explizit erforderlich, semantische Ambiguitäten als solche bewusst
wahrzunehmen, es ist aber denkbar, dass dies als kognitive Strategie genutzt werden kann,
die in der einen Homonym-Bedingung (IH) zielführender ist als in der anderen (CH).
Die bipolaren Patienten hätten demnach die Tendenz, semantische Ambiguitäten stärker
wahrzunehmen und bewusster bzw. kontrollierter zu verarbeiten als gesunde Probanden.
- 64 -
4 Diskussion
4.2 EKP auf Wort 2
Die Untersuchung der ereigniskorrelierten Potentiale 200-250 ms nach dem Beginn der
Darbietung von Wort 2 auf Unterschiede zwischen ambiguen und nicht-ambiguen
Bedingungen soll Korrelate der inhibitorischen Prozesse bei der Auflösung semantischer
Mehrdeutigkeit liefern. Von Interesse sind vor allem Gruppenunterschiede zwischen
bipolaren Patienten und Kontrollen in diesen elektrophysiologischen Korrelaten. Solche
Gruppenunterschiede in den EKPs sind, aufgrund ihrer andersartigen Qualität, auch bei
Fehlen von Gruppenunterschieden in den Verhaltensdaten möglich und interpretatorisch
wertvoll.
Wie in Abschnitt 1.3 beschrieben, liegen der Auswahl eines Zeitfensters von 200-250 ms
nach Beginn der Darbietung von Wort 2 einerseits allgemeine Annahmen über den
zeitlichen Verlauf der Ambiguitätsresolution zugrunde (vgl. Harley 2008, Gunter et al.
2003), andererseits entspricht dieses Zeitfensters der N2 bzw. N200 und damit einer
Komponente, die bisher in verschiedenen Inhibitionsparadigmen moduliert werden konnte.
Insbesondere konnte durch Variation der Anforderungen an kognitive Kontrolle eine
Modulation der anterioren N2 erreicht werden (Folstein et al. 2008), die durch die
Verwendung eines frontalen Elektrodenclusters auch in dieser Studie untersucht werden
soll.
Wie im Ergebnisteil dieser Arbeit (Abschnitt 3.2) dargestellt, zeigte sich im gewählten
Zeitfenster erwartungsgemäß ein hochsignifikanter Unterschied bezüglich der Region, mit
stärkerer Negativität in der frontalen gegenüber einer zentroparietalen Referenzregion.
Dies ist konsistent dazu, dass frontale Areale einen großen Anteil an der Entstehung der
N2 haben sollen. Dabei wird die frontale Negativität nicht nur durch Prozesse der
kognitiven Kontrolle moduliert, sondern auch durch Prozesse der visuellen
Aufmerksamkeit (Folstein et al. 2008), die in Homonym- und Nicht-HomonymBedingungen in gleichem Maße zum Tragen kommen sollten. Entsprechend ist es nicht
verwunderlich, dass auch in den Nicht-Homonym-Bedingungen eine deutliche Negativität
in dem gewählten Zeitfenster besteht.
Zudem wurde ein statistischer Trend für den Faktor Homonymie gefunden, indem sich
eine stärkere Negativität gruppenübergreifend in den Homonym-Bedingungen ausdrückt.
Dies gibt einen ersten Hinweis darauf, dass die Homonyme andere, höchstwahrscheinlich
größere Anforderungen an die semantische Verarbeitung stellen als nicht-ambigue Wörter.
- 65 -
4 Diskussion
Noch aussagekräftiger ist der gefundene Effekt einer hochsignifikanten Interaktion
zwischen Region und Homonymie. So zeigt sich eine deutlich ausgeprägtere Negativität in
den Homonymie- gegenüber den Nicht-Homonymiebedingungen an frontaler Lokalisation.
Wie in der Einleitung (Abschnitt 1.1) erläutert, erscheint es plausibel, dass die im Rahmen
der semantischen Ambiguitätsresolution postulierten Inhibitionsprozesse unter einer
großen Gruppe von Inhibitionsprozessen subsummiert werden können, die neben
aufgabenspezifischen neuronalen Aktivierungsmustern ein gemeinsames neurokognitives
Substrat haben. Als deren elektrophysiologisches Korrelat kann die N2 verstanden werden.
In der vorliegenden Untersuchung wurde an der für diese Komponente charakteristischen
Lokalisation ein selektiver Unterschied in Bedingungen gefunden, die nach unserem
Verständnis Inhibitionsprozesse erforderlich machen und solchen, die dies nicht tun.
Interessant sind in diesem Zusammenhang Studien, die ebenfalls die Inhibition
semantischer Inhalte untersuchten. Hierzu lässt sich eine Reihe von fMRT-Studien
anführen, die eine ambiguitätsassozierte Mehraktivität in umschriebenen frontalen
Regionen fanden (Bilenko et al. 2009, Mason et al. 2007, Hoenig et al. 2009, Rodd et al.
2005). Hingegen exisitiert bislang lediglich eine überschaubare Anzahl von Arbeiten zu
elektrophysiologischen Korrelaten semantischer Ambiguitätsresolution: Eine frontale
Negativität mit Beginn um 200 ms fanden Lee und Kollegen (Lee et al. 2009) in einer
Studie mit Substantiv/Verb-Homonymen („watch“ etwa ist im englischen nicht nur
semantisch, sondern auch syntaktisch ambigue, indem es entweder als Verb oder als
Substantiv fungieren kann), die sie als Korrelat der Verarbeitung semantischer Ambiguität
interpretierten. Allerdings fanden sie derartige frontale Negativität nur dann, wenn der
Kontext lediglich eine syntaktische Begrenzung bot, nicht aber bei gleichzeitigem
Vorliegen einer semantischen kontextuellen Begrenzung, wie sie in der vorliegenden
Arbeit verwendet wurde.
Ebenfalls fanden sowohl Verhoef et al. (2009) als auch Jackson et al. (2001) bei Studien
mit Bilingualen in einem „Language-Switching“-Paradigma, einer Aufgabe, in der
Probanden Objekte mal in der einen, mal in der anderen Sprache benennen sollen, eine
frontale Negativität. Diese interpretierten sie als N2 und als Korrelat einer spezifischen
Inhibition, mit enger Beziehung zu der in der Go/No-Go Task beschriebenen „response
inhibition“. Die beobachtete Negativität hatte allerdings eine spätere Latenz als in unserer
Studie für die N2 vermutet; sie lag in beiden Studien bei ca. 320 ms. Erwähnenswert sind
diese Befunde, weil für die Prozesse, die der Auswahl eines Wortes in einer Sprache des
Bilingualen zugrundegelegt werden, sehr ähnlich sind zu jenen, die der Auswahl einer von
- 66 -
4 Diskussion
mehreren möglichen Homonymbedeutung zugrundegelegt werden: Auch hier geht man
davon aus, dass ein Proband, der ein Objekt in einer seiner beiden Sprachen benennen soll,
initial die entsprechenden phonologischen Formen in beiden Sprachen aktiviert und dann
die kontextuell geforderte Phonologie selegiert. Dabei wird ebenfalls das Konzept der
Interferenz und das der durch sie ausgelösten Inhibition der störenden phonologischen
Form bemüht (Levy et al. 2007). Insbesondere war die als N2 interpretierte Negativität in
der Studie von Jackson sensibel dafür, ob Probanden ihre L1-Sprache, d.h. die länger und
besser beherrschte Sprache, unterdrücken mussten (L1-L2-Switch), oder ihre L2-Sprache,
die weniger gut beherrscht wurde (L2-L1-Switch): Die Negativität war im ersten Fall
ausgeprägter, was die Autoren plausiblerweise auf die in dieser Bedingung größere
Interferenz zurückführten. Weil die L1-Sprache stärker präsent ist als die L2-Sprache,
nimmt sie einen größeren störenden Einfluss auf Verarbeitungsprozesse in der anderen
Sprache und erfordert damit eine stärkere Inhibition; diese Theorie, die auch der Erklärung
beobachteter asymmetrischer „switching costs“ zwischen den Sprachen dient, wird auch
von anderen Autoren (z.B. Meuter et al. 1999) vertreten und stellt eine ausgezeichnete
Analogie zur Verarbeitung dominanter versus subdominanter Homonymbedeutungen dar.
Auch hier kann von unterschiedlichen Anforderung an die Inhibitionsfähigkeit
ausgegangen werden, und entsprechend zeigen sich etwa in der unter Abschnitt 1.2 bereits
beschriebenen Studie von Shivde und Kollegen (2001) auch Belege einer stattgehabten
Inhibition lediglich dann, wenn die Verarbeitung der subdominanten Homonymbedeutung
erfoderlich war und die dominante Homonymbedeutung ignoriert werden musste;
hingegen ließ sich bei Verarbeitung der dominanten Wortbedeutung eine Inhibition der
subdominanten Homonybedeutung im Nachhinein nicht mehr nachweisen – wohl, weil
diese aufgrund ihres geringen störenden Einflusses (entsprechend einer geringen
Interferenz) eine Inhibition nicht erfoderlich gemacht hatte.
Da in der vorliegenden Arbeit ebenfalls stets die Verarbeitung subdominanter
Homonymbedeutungen gebahnt wurde und auch selektionsrelevant war, ist der Effekt
einer stärkeren frontalen Negativität in den Homoymbedingungen zu erwarten. Die
vorgestellten Befunde liefern weitere Belege dafür, dass die Prozesse der semantischen
Inhibition, die hier Gegenstand des Interesses sind, sich am besten in dem gewählten
Zeitfenster an frontalen Elektroden untersuchen lassen sollten. Die Ausprägung der
frontalen Negativität sollte dann ferner sensibel sein für etwaige Unterschiede in den
Inhibitionsprozessen beider Gruppen: Wenn sich in der Amplitude der N2 die Stärke von
Inhibitionsprozessen spiegelt, sollte bei Vorliegen eines Inhibitionsdefizits eine
- 67 -
4 Diskussion
Amplitudenreduktion der N2 die naheliegende Folge sein (vgl. Abschnitt 1.4, Hypothese
3).
Es wurde überdies ein hochsignifikanter Hemisphären*Homonymie-Interaktionseffekt
gefunden, bedingt durch eine stärkere Negativität linkshemisphärisch. Dieser stützt die
Vermutung einer größeren Bedeutung der linken als der rechten Hemisphäre für die
Prozesse, die der Auswahl der adäquaten Homonymbedeutung zugrunde liegen. Dies ist
konsistent zu den Ergebnissen von beispielsweise Faust und Kollegen (1996) in einer
Untersuchung, bei der sie Probanden Sätze präsentierten, die z.T. mit einem Homonym
endeten. Dann präsentierten sie den Probanden ein einzelnes Testwort, dieses jedoch
isoliert im rechten bzw. linken visuellen Feld, so dass es dementsprechend eine vorrangige
Verarbeitung in der linken (bei Darbietung rechts) bzw. rechten (bei Darbietung links)
Hemisphäre erfuhr. Die Probanden sollten eine rasche Entscheidung darüber treffen, ob
das Testwort mit der Bedeutung des vorhergehenden Satzes zusammenhing oder nicht. Die
SOA wurde variiert und betrug entweder 100 ms oder 1000 ms. Von Interesse waren dabei
die Reaktionszeiten in den Bedingungen, in denen eine semantische Relation nicht gegeben
war; dabei bestand für das Testwort in den Sätzen, die ein Homonym enthielten, eine
semantische Relation mit der im Satz kontextuell nicht passenden Homonymbedeutung.
Dies bedingte das Auftreten von Interferenzeffekten, also verlängerten Reaktionszeiten auf
unpassende Testwörter nach ambiguen gegenüber inambiguen Sätzen. Es zeigte sich, dass
die Probanden nach 100 ms eine deutliche Interferenz erfuhren. Dieser Interferenzeffekt
war nach 100 ms unabhängig davon, in welchem visuellen Feld das Testwort dargeboten
wurde. Nach 1000 ms zeigte sich eine Reduktion dieser Interferenz, wenn das Testwort
rechtseitig dargeboten und damit primär linkshemisphärisch verarbeitet wurde, während
sich bei linksseitiger Darbietung kein solcher Effekt mehr nachweisen ließ. Faust und
Kollegen folgerten, dass die linke Hemisphäre effizienter in der Inhibition kontextuell
nicht passender Bedeutungen sei. Eine ähnliche Aussage erlaubt auch eine Studie von
Burgess und Kollegen (1988), in der ebenfalls Hinweise auf eine Hemisphärenspezifität
von Primingeffekten für dominante und subdominante Homonymbedeutungen gefunden
werden konnten: In dieser Studie wurden u.a. Primingeffekte auf Targets untersucht, die
mit der subdominanten Bedeutung eines zuvor präsentierten Homonyms semantisch
relatiert waren. Diese Targets wurde über visuelle Halbfeldstimulation selektiv
rechtshemisphärisch oder linkshemisphärisch präsentiert. Bei Verwendung einer längeren
SOA (750 ms) fanden sich Primingeffekte nur noch rechtshemisphärisch, während
linkshemisphärisch sogar negatives Priming (d.h. eine verzögerte Reaktion auf das Taget)
- 68 -
4 Diskussion
beobachtet werden konnte. Offenbar war die subdominante Bedeutung linkshemisphärisch
inhibiert worden.
Dieser Befund wird ebenfalls gestützt durch eine Studie von Copland et al. (2009), in der
bei Probanden mit linkshemisphärischer Läsion gleich bleibendes Priming für die
kontextuell passende und unpassende Homonymbedeutung gefunden wurde, anders als bei
gesunden Kontrollen, bei denen mit einiger Latenz nur noch Priming für die kontextuell
passende Homonymbedeutung zu beobachten war. Diese Befunde sind vereinbar mit
einem unbeeinträchtigten semantischen Zugriff auf die Homonymbedeutungen durch die
intakte rechte Hemisphäre und einer defizitären Inhibition durch die geschädigte linke
Hemisphäre.
Schließlich lassen sich auch hier wieder bildgebende Befunde anführen, die eine
ambiguitätsassoziierte Mehraktivierung im Bereich des PFC stärker links- als
rechtshemisphärisch beobachteten (Mason et al. 2007, Hoenig et al. 2009, Rodd et al.
2005). Auch eine PET-Untersuchung einer Teilaufgabe der zuvor erwähnten HaylingSentence-Completion-Task (vgl. Abschnitt 1.2), die ebenfalls Prozesse der semantischen
Inhibition abbilden soll, fand einen Aktivitätsanstieg im linksseitigen PFC (Collette et al.
2001).
Dies alles sind Belege dafür, dass das verwendete Paradigma gut dazu geeignet ist, das
Konzept der sematischen Inhibition zu operationalisieren: Die bisher dargestellten Befunde
stützen allesamt die Grundannahme, dass hier in geeigneter Weise elektrophysiologische
Korrelate sprachsemantischer Inhibitionsprozesse erfasst wurden.
Vor diesem Hintergrund erhält der Befund einer statistisch signifikanten
Region*Homonymie*Gruppe-Interaktion ein besonderes Gewicht: Danach zeigt sich in der
interessierenden Region ein ambiguitätsassoziierter Unterschied zwischen den beiden
untersuchten Gruppen, und zwar zeigt sich bei den bipolaren Patienten ein größerer
Unterschied zwischen den ambiguen und den nicht-ambiguen Bedingungen mit noch
stärkerer Negativierung in den ambiguen Bedingungen als bei den gesunden Kontrollen,
wie anhand der visualisierten Grand-Average-EKP (s. Abbildung 9) gut nachzuvollziehen.
Dieser Befund könnte dadurch bedingt sein, dass die bipolaren Patienten umfangreichere
Ressourcen, entsprechend einer erhöhten neuronalen Aktivität in den involvierten frontalen
Regionen, aufbieten müssen, um die erforderliche Inhibition leisten zu können. Dies wäre
auch vereinbar mit den Ergebnissen auf Ebene der Verhaltensdaten, denen zufolge ein
manifestes inhibitorisches Defizit in der Gruppe der bipolaren Patienten nicht besteht –
- 69 -
4 Diskussion
vielmehr könnte ein latentes Defizit vorliegen, das durch Rekrutierung zusätzlicher
Ressourcen noch kompensiert werden kann. Die Elektrophysiologie wäre gleichsam das
sensitivere Verfahren, dass subtile Veränderungen in Inhibitionsprozessen aufzeigen kann,
die in den Verhaltensdaten nicht manifest werden (vgl. McNeely et al. 2008).
In ähnlicher Weise sind fMRT-Studien, in denen eine regionale Mehraktivität bei einer
Probandengruppe gefunden wurden, desöfteren interpretiert worden als eine in dieser
Gruppe bestehende Notwendigkeit, ein bestehendes Defizit durch größere „Anstrengung“
bzw. Ressourcen-Aufbietung zu kompensieren (Curtis et al. 2001, Hoenig et al. 2009). In
den Worten von Yamaguchi et al. (2008, S. 1440/41): „A stronger activation in fMRI
related to successful inhibition means greater efforts having been made by the subject in
order to inhibit the response during the task […] It is plausible that the subject having low
ability in inhibition would need to make more efforts in order to perform as well as the one
with high inhibition ability […]”.
Leider sind Studien, die mittels elektrophysiologischer Methodik Inhibitionsprozesse
untersucht haben, sehr rar. Degabriele et al. (2011) fanden in einer Untersuchung zur
„response inhibition“ mittels einer Go/No-Go-Aufgabe keine Amplitudenunterschiede der
N2 zwischen bipolaren Patienten und Kontrollen. Pilzska et al. (2000) führten eine
ähnliche Studie unter Verwendung des „Stop-signal“-Paradigmas mit ADHS-erkrankten
Kindern durch, vor dem Hintergrund, dass auch in dieser Patientengruppe eine defizitäre
Inhibition maßgeblich der Symptomatik zugrunde liegen könne. Sie fanden im Experiment
eine Reduktion der N2-Amplitude für Stop-Trials bei den ADHS-Betroffenen gegenüber
Kontrollen.
Grundsätzlich erscheint auf Basis der Annahme eines inhibitorisches Defizits bei Bipolaren
der umgekehrte Befund zunächst wahrscheinlicher: Eine geringere Aktivität frontaler
Cortexareale, die inhibitorischen Prozessen unterliegen, wäre ein einleuchtendes Korrelat
für die Symptome einer manischen Episode. Ein solches allgemeines
„Hypofrontalitätsmodell“ der bipolaren Störung wird bisweilen vertreten (Degabriele et al.
2011) und kann sich nicht zuletzt auf Befunde einer Volumenreduktion des präfrontalen
Cortex stützen (Frangou 2005, Lopez-Larson et al. 2002), ist aber nicht unumstritten. So
sind bereits eine Reihe von FMRT Studien erwähnt worden, in denen gerade eine
aufgabenspezifische Mehraktivität präfrontal bei Bipolaren gefunden wurde, zum einen
gegenüber gesunden Kontrollen (Strakowski et al. 2008, Curtis et al. 2001), zum anderen
gegenüber schizophrenen Patienten (McIntosh et al. 2008, Curtis et al. 2001).
- 70 -
4 Diskussion
Möglich wäre vor diesem Hintergrund, dass sich schizophrene und bipolar-manische
Patienten gerade in ihrer Fähigkeit zur Kompensation eines frontalen Defizits voneinander
unterscheiden; die in der Regel deutlicheren kognitiven Defizite bei Schizophrenen
(Quraishi et al. 2002) bieten einen Anhaltspunkt für diese These. Zur endgültigen Klärung
dieser Frage sind weitere vergleichende Untersuchungen mit bipolar-manischen und
schizophrenen Patienten wünschenswert, die die Rolle von präfrontalen Defiziten bei
beiden Gruppen näher beleuchten.
Die Untersuchung neurokognitiver Korrelate der semantischen Ambiguitätsresolution
anhand der N2 ist dabei weitgehend neuartig und vor dem Hintergrund eines möglichen
gemeinsamen neuralen Substrats, dass Inhibitionsprozessen in verschiedenen Paradigmen
zugrundeliegt, außerordentlich vielversprechend. Der Nachweis von spezifischen
Veränderungen in der N2-Amplitude bei bipolaren Patienten stellt damit einen überaus
erhellenden Befund dar.
4.3 EKP auf Wort 3
Für die Untersuchung der elektrophysiologischen Vorgänge auf die Darbietung von Wort 3
hin erfolgte eine Analyse der N400 (im typischen Zeitfenster von 350-500 ms). Die
Assoziation dieser Komponente mit Prozessen der sprachsemantischen Verarbeitung ist
gut untersucht (s. Abschnitt 1.3). Die Amplitude der N400 wird wesentlich dadurch
bestimmt, inwieweit eine neu dargebotene Infomation zu einem vorbestehenden kortikalen
Aktivierungsmuster in Passung zu bringen ist.
Dieser empirisch gut belegten Bedeutung der N400 entsprechend, zeigte sich in der
vorliegenden Arbeit ein hochsignifikanter Kongruenzeffekt. Dieser bestand unabhängig
von der Gruppenzugehörigkeit: Die inkongruenten, kontextuell nicht passenden Zielworte
lösten eine deutlich negativere N400 aus als die kongruenten, kontextuell passenden. Dies
ist vor dem Hintergrund der vorgestellten Theorien ein unbedingt zu erwartender Befund.
Es bestand weiterhin ein Haupteffekt für den Faktor Hemisphäre, der auf einer
gruppenübergreifend größeren Amplitude der N400 linkshemisphärisch beruht. Zwar ist
eine größere Amplitude der N400 auf visuell dargebotene Worte häufiger rechts- als
linkshemisphärisch beschrieben (Debruille et al. 2008), aber auch das hier vorliegende
Muster mit größerer linkshemisphärischer Amplitude ist nicht ungewöhnlich; es wurde z.B
beschrieben bei Salisbury et al. (2000) und scheint durch die spezifischen Charakteristika
der Aufgabe bestimmt zu sein.
- 71 -
4 Diskussion
Die besondere Bedeutung der N400 für die vorliegende Studie erklärt sich nun daraus, dass
sie als Maß der kontextuellen Integration Aussagen darüber ermöglicht, inwieweit eine
Integration nur der kontextuell passenden Homonymbedeutung, bei Inhibition der
kontextuell unpassenden Bedeutung, gelungen ist: Bei vollständiger Inhibition der
unpassenden Homonynmbedeutung wäre zu erwarten, dass ein Zielwort, das zu dieser
inhibierten Homonymbedeutung semantisch relatiert ist, als ebenso „unerwartet“, d.h.
kontextuell unpassend, erscheint, wie wenn es nach einem nicht-ambiguen unrelatierten
Wort dargeboten würde – in den Bedingungen IN und IH wäre demnach Potentialverläufe
mit gleicher, großer Amplitude der N400 zu erwarten. Jeglicher störender Einfluss der
kontextuell inadäquaten Homonymbedeutung wäre in einem solchen Fall gleichsam durch
Inhibition vollständig eliminiert worden. – Eine solche Verwendung der N400 in einem
Paradigma mit Homonymen, um die Fähigkeit von Probanden zur Inhibition unpassender
Homonymbedeutungen zu quantifizieren, findet sich z.B. ebenfalls bei Gunter et al.
(2003).
Allerdings ist eine wirklich vollständige Inhibition der unpassenden Homonymbedeutung
auch bei gesunden Kontrollprobanden nicht unbedingt gegeben (Shivde et al. 2001).
Studien, die die N400-Amplitude als Maß nahmen, um den Aktivierungsgrad von
Homonymbedeutungen zu quantifizieren, zeigen dies. So präsentierten Lee und
Federmeier (Lee et al. 2009) in einer ihrer Studien kongruente Sätze, die mit einem
Homoynm oder aber einem Nicht-Homonym endeten. Im Falle der Homonyme als
Satzendigung wurde teils die dominante, teils die subdominante Hononymbedeutung
kontextuell gebahnt. Es zeigte sich, dass die subdominanten Homonymbedeutungen höhere
N400-Amplituden evozierten als kontextuell ebenso passende, aber inambigue Wörter.
Dies interpretierten die Autorinnen als “reflecting the semantic mismatch between the
context and residual automatic activation of the contextually-inappropriate dominant
sense” (S. 538). Interessant ist, dass solche Unterschiede in den N400-Amplituden von
Homonymen gegenüber Nicht-Homonymen in kongruenten Sätzen nicht bestanden, wenn
die dominante Homonym-Bedeutung gebahnt wurde. Dies ist konsistent zu den in dieser
Arbeit zugrunde gelegten Theorien, die von einer Beeinflussung des Aktivierungsgrads der
Homonymbedeutungen durch lexikalische Dominanz ausgehen (Duffy et al. 2001), was
unterschiedlich starke Interferenzeffekte bedingt (Shivde et al. 2001).
In der vorliegenden Studie fanden sich gruppenübergreifend ebenso Befunde, die zu der
Annahme einer stattgehabten, aber unvollständigen Inhibition konsistent sind. Im
Kurvenverlauf zeigt sich in beiden Gruppen ein tendenziell mittiger Verlauf der
- 72 -
4 Diskussion
Homonymbedingungen: Die Potentiale der inkongruent-ambiguen Bedingungen sind
weniger negativ als die der inkongruent-inambiguen, und die Potentiale der kongruentambiguen Bedingungen sind negativer als die der kongruent-inambiguen. Diese
Beobachtung wird gestützt durch den statistischen Trend einer Interaktion von Kongruenz
und Homonymie (p=0,066). Die Hypothese einer residuellen Aktivierung der dominanten
Homonymbedeutung, wie sie von Lee und Federmeier (Lee et al. 2009) formuliert wurde,
lässt sich hierin eindrucksvoll bestätigen. Auch erscheint es auf der Grundlage dieses
Befundes völlig plausibel, dass die N400-Amplitude in der vorliegenden Studie auch zur
Detektion von quantitativen Gruppenunterschieden bezüglich des Ausmaßes einer
stattgehabten Inhibition geeignet ist.
Gemäß der Annahme, dass in der Gruppe der bipolaren Patienten ein (latentes)
semantisches Inhibitionsdefizit vorliegt, sollte sich bei Ihnen ein größerer
ambiguitätsspezifischer N400-Unterschied finden als bei den gesunden Kontrollen.
Entsprechend ist bei ihnen eine signifikant größere Divergenz der EKP in den ambiguen
und den inambiguen Bedingungen zu erwarten.
Ein solcher Befund findet sich in der vorliegenden Arbeit selektiv rechtshemisphärisch, im
Sinne einer Interaktion zwischen den Faktoren Homonymie, Kongruenz, Gruppe und
Hemisphäre. Dabei zeigt sich auf der rechten Hemisphäre bei den bipolaren Patienten eine
deutliche Divergenz der ambiguen und nicht-ambiguen Bedingungen (vgl. Abbildung 13,
Abschnitt 3.2); diese Divergenz findet sich linkshemisphärisch nicht, und sie findet sich
auch bei den Kontrollprobanden nicht, weder links- noch rechtshemisphärisch.
Dieser Befund ist interessant, da er gut vereinbar mit Theorien zu hemisphärenspezifischen
Unterschieden in der Sprach- und insbesondere Homonymverarbeitung erscheint. So
postulierte etwa Jung-Beeman (2005), dass obwohl in linker und rechter Hemisphäre
homologe Areale zur Sprachverarbeitung existieren und die wesentlichen Prozesse der
semantischen Aktivierung, Integration und Selektion beidseitig stattfinden, dennoch
qualitative Unterschiede zwischen beiden Hemisphären bestehen. So fokussiere nach JungBeeman die linke Hemisphäre stärker auf wörtliche und kontextuell passende Bedeutungen
von Sprache und inhibiert kontextuell Irrelevantes, während die rechte Hemisphäre, etwa
durch breitere und diffusere Aktivierung größerer semantischer Felder und höhere
Interkonnektivität der Neurone, auch entferntere, ungewöhnliche und kontextuell weniger
passende Bedeutungen erfasst und aufrechterhält. Als Beleg führte er unter anderem
Unterschiede in links- und rechthemisphärischem Priming an, mit stärkerem Priming im
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4 Diskussion
linken visuellen Feld bei entfernterer semantischer Relation zu vorausgehenden PrimeWörtern und stärkerem Priming im rechten visuellen Feld bei engerer semantischer
Relation zu vorausgehenden Prime-Wörtern. Außerdem führte er
Hemisphärenunterschiede in der N400-Amplitudenreduktion bei Präsentation im linken
versus rechten visuellen Feld an, die eine besondere Bedeutung der rechten Hemisphäre für
das Verständnis indirekter semantischer Relationen, ungewöhnlicher Interpretationen und
Witzen nahe legen.
In der Forschung mit Homonymen stützen die unter Abschnitt 4.2 vorgestellten Studien
von Faust und Kollegen (1996) sowie von Simpson und Kollegen (1988) durch
hemisphärenspezifische Primingbefunde maßgeblich die Annahme qualitativer
Unterschiede in der Verarbeitung von Homonymen durch die rechte und linke Hemisphäre.
Auch in jüngerer Zeit fanden sich vielfach Bestätigungen für solche qualitativen
Unterschiede; so belegten z.B. Harpaz et al. (2009) in einer Studie mit transkranieller
Magnetstimulation, dass die linke Hemisphäre in der Prozessierung dominanter, die rechte
Hemisphäre in der Prozessierung subdominanter Homonymbedeutungen effizienter ist.
Simpson und Kollegen (1988) interpretierten die von ihnen gefundenen Ergebnisse so, dass
die linke Hemisphäre im Dienste einer effizienten Prozessierung rasch die wahrscheinliche
Homonymbedeutung, oder, im Falle fehlenden Kontexts, die höherfrequente, auswählte
und die Alternativbedeutung inhibiere, während die rechte Hemisphäre solche
unwahrscheinlicheren Bedeutungen länger aktiv bereithalte. Dies wäre insbesondere
wichtig, wenn die ursprüngliche linkshemisphärisch selegierte Bedeutung sich als
inkorrekt herausstellte; die linke Hemisphäre wäre dann auf die rechthemisphärisch parat
gehaltene Information zur Korrektur angewiesen (Faust et al. 1996).
Auch Coney et al. (2000) fanden bei isolierter Darbietung visueller Stimuli im rechten
bzw. linken visuellen Halbfeld Priming-Effekte für subdominante Homonymbedeutungen
nur links und folgerten (S.272): “[…] this reflects a model of language comprehension in
which the right hemisphere plays a supportive role by making available a set of alternative
and less probable word meanings, thus freeing the left hemisphere to focus cognitive
resources upon the most probable meaning of a word in a given context.”
Diese Ergebnisse legen nahe, dass die rechte Hemisphäre einen eigenständigen und
qualitativ einzigartigen Beitrag in der Sprachverarbeitung im Allgemeinen und in der
Homonymprozessierung im Besonderen leistet. Denkbar wäre, dass bei bipolar-manischen
Patienten die Beiträge der rechten Hemisphäre in der Sprachverarbeitung, im Sinne einer
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4 Diskussion
breiter angelegten, weniger fokussierten Prozessierung, stärker zum Tragen kommen. So
sprechen die divergierenden N400-Effekte dafür, dass bipolare Patienten in größerem
Ausmaß als Gesunde rechtshemisphärische Areale nutzen, um alternative Bedeutungen
aktiviert zu halten. Womöglich sind durch derartige Verarbeitungspräferenzen bei
bipolaren Patienten auch die angedeuten Unterschiede in den Verhaltensdaten beider
Gruppen zu erklären. So zeigte sich eine relative Verlangsamung der Reaktionen bipolarer
Patienten in der kongruenten Homonym-Bedingung – gerade in dieser Bedingung ist von
einer Strategie des „Parathaltens“ alternativer Bedeutungen kein Nutzen zu erwarten,
vielmehr ist hier eine rasche Fokussierung einzig auf die kontextuell passende
Homonymbedeutung zielführend. Anders mag es sich im Fall der inkongruenten
Homonym-Bedingung verhalten, in der die Patienten, relativ betrachtet, schneller
reagierten – hier muss eine „breitere Verarbeitung“, in der auch die alternative
Homonymbedeutung rechtshemisphärisch aktiviert bleibt, nicht unbedingt von Nachteil
sein und zu Kosten auf der Verhaltensebene führen; vielmehr kann sie auch ein rascheres
Erkennen der Ambiguität erlauben und so in dieser Bedingung ein probate kognitive
Strategie darstellen.
Letztendlich konnte die ursprüngliche Hypothese einer unzureichenden Inhibition
kontextuell unpassender Homonymbedeutungen bei bipolaren Patienten, die sich ja auch in
den N400-Amplituden auf Wort 3 niederschlagen sollte, in dieser Generalität nicht belegt
werden. Vielmehr ergaben sich Anhalte für ein abweichendes Muster kognitiver
Verarbeitungsprozesse, die nicht unbedingt zu einer beeinträchtigten Performanz in
kognitiven Testungen führen. Interessant ist hier der Vergleich mit den Ergebnissen
vergleichbarer Studien mit schizophrenen Patienten: So fanden Sitnikova und Kollegen
(2002) in einer Studie mit Homonymen, die in Sätzen kontextuell eingebettet waren, eine
deutlich reduzierte N400-Amplitude bei schizophrenen Patienten auf inkongruente
Zielwörter, die zu der dominanten Homonymbedeutung semantisch relatiert waren, nicht
aber bei Kontrollen. Damit konnten sie in einer konzeptionell zu dieser sehr ähnlichen
Studien einen gruppenspezifischen Homonymieeffekt zeigen, der die Hypothese eines
semantisches Inhibitionsdefizits bei Schizophrenen stützt, wie von den Autoren vertreten.
Möglicherweise zeigt sich hierin ein differentialdiagnostisch verwertbarer Unterschied,
indem das beschriebene Defizit für schizophrene Patienten charakteristisch ist, bei
manischen Patienten jedoch allenfalls latent besteht und kompensiert werden kann (vgl.
Abschnitt 4.2). Dennoch ergibt sich in der vorliegenden Arbeit, durch die gefundenen
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4 Diskussion
hemisphärenspezifischen Unterschiede, ein deutlicher Anhalt für ein qualitativ verändertes
Verarbeitungsmuster semantischer Ambiguität bei bipolar-manischen Patienten.
Dass bei ihnen rechtshemispärische Verarbeitungsmechanismen stärker zum Tragen
kommen, wäre mit der Symptomatik gut vereinbar: Es erscheint plausibel, dass die rechte
Hemisphäre, die die breiteren Felder semantischer Aktivierung generiert, mit
wahrscheinlicherer Überlappung auch entfernterer Begriffe und Konzepte, Anteil hat am
Zustandekommen der bei manischen Patienten typischen Denkstörungen, wie der
Ideenflucht und der reduzierten Verständlichkeit ihrer Sprache.
4.4 Limitationen
Bei der vorliegenden Studie handelt es sich um eine der sehr wenigen Arbeiten, in der eine
Untersuchung maniespezifischer kognitiver Veränderungen mittels ereigniskorrelierter
Potentiale angestrebt wurde. Dem mag folgendes Dilemma zugrunde liegen: Es ist davon
auszugehen, dass die größten Veränderungen kognitiver Prozesse bei manischen Patienten
mit stärkster Symptomausprägung bestehen; so ist auf Grundlage klinischer
Beobachtungen ein Zusammenhang zwischen der Ausprägung von Denkstörungen und des
Schweregrads manischer Psychopathologie mehrfach beschrieben worden (Grossman et al.
1991). Studien mit stark symptomatischen Patienten könnten daher die eindrucksvollsten
Ergebnisse liefern, jedoch sind gerade diese Patienten einer klinisch-experimentellen
Untersuchung am wenigsten zugänglich, zumal einer Untersuchung, die so hohe
Anforderungen an die motorische Ruhe der Probanden stellt und so artefaktanfällig ist wie
die EEG. In der vorliegenden Arbeit ist versucht worden, einen Kompromiss aus beiden
Erfordernissen zu bilden, und zwar ist der Einschluss akut erkrankter Patienten angestrebt
worden, die aber in der Regel nicht während der Hochphase der affektiven Episode
untersucht wurden. Dieser Anspruch und die geringe Prävalenz der bipolaren Störung im
engeren Sinne bedingen, dass diese Arbeit eine relativ geringe Fallzahl, mit 14
untersuchten Patienten, aufweist. Dies stellt zwar eine höhere Fallzahl dar, als sie viele,
wenn nicht sogar die Mehrzahl der Studien mit bipolaren Patienten vorweisen können,
bedingte aber auch einen Erhebungszeitraum von mehreren Jahren.
Die hier verwendete Fallzahl sollte auch ausreichend sein, um ausgeprägte Unterschiede in
kognitiven Funktionen nachweisen zu können, sofern vorhanden. Dennoch wäre natürlich
gerade in einer Untersuchung, die sich der Technik der EKP bedient, eine höhere Fallzahl
wünschenswert gewesen, da die Qualität der gemittelten EKP-Verläufe maßgeblich von
der Anzahl der gemittelten EEG-Epochen abhängig ist. Dies kommt auch darin zum
- 76 -
4 Diskussion
Ausdruck, dass die Verläufe der über die 28 Kontrollen gemittelten EKP wesentlich
weniger artefaktbelastet sind als die der über die 14 Patienten gemittelten EKP. Jegliche
Artefaktbelastung aber reduziert die Gewissheit, mit der sich vorhandene Unterschiede in
den Potentialverläufen auf tatsächliche Unterschiede in der neurokognitiven Verarbeitung
zurückführen lassen.
Weiterhin ist ein Effekt der pharmakotherapeutischen Therapie der Patienten auf die
Untersuchungsergebnisse nicht auszuschließen. Dabei erscheint eine generelle
Verlangsamung in den Reaktionszeiten der Patienten am plausibelsten, aber auch eine
selektive Beeinflussung umschriebener neurokognitiver Fuktionen ist vorstellbar. Auf eine
pharmakologische Therapie kann allerdings in der Mehrzahl der Fälle nicht verzichtet
werden, so dass die meisten Studien dem Einfluss dieser Störgröße unterliegen.
Schließlich wäre eine stärkere Homogenität innerhalb der Patientengruppe, z.B. durch
Studienteilnahme ausschließlich von Rechtshändern, sicherlich wünschenswert gewesen;
dies stand allerdings dem Anspruch entgegen, eine hinreichend große Fallzahl rekrutieren
zu können. Eine Vielzahl von Einschlusskriterien, etwa das Fehlen zentralnervöser
Erkrankungen oder deutsches Muttersprachlertum, wurden stringent eingehalten, auch
wenn sich hierdurch die erreichte Fallzahl leider deutlich reduzierte.
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5 Zusammenfassung
5. Zusammenfassung
Der vorliegenden Arbeit lag das Anliegen zugrunde, ein tieferes Verständnis der
Abweichungen in kognitiven Prozessen bei bipolar-manischen Patienten zu gewinnen. Für
das Zustandekommen dieser kognitiven Veränderungen wurde eine defizitäre
Inhibitionsfähigkeit als potentiell bedeutsam herausgearbeitet. Es wurde ein Paradigma
vorgestellt, das eine Untersuchung der Fähigkeit zur semantischen Inhibition erlaubt:
Hierbei mussten die Probanden eine Entscheidung über die semantische
Zusammengehörigkeit von Worttriplets treffen, die in der Hälfte der Fälle ein Homonym
beinhalteten, also ein Wort mit zwei distinkten Bedeutungen. Es wurde dargelegt, dass in
diesen Fällen von der Notwendigkeit der gezielte Inhibition der kontextuell unpassenden
Homonymbedeutung zur Bearbeitung der Aufgabe ausgegangen werden kann, und zu
diesem Zweck wurden die bestehenden theoretischen Ansätze zur kognitiven Verarbeitung
von Homonymen vorgestellt.
In den zu prüfenden Hypothesen wurde davon ausgegangen, dass bipolar-manische
Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollprobanden eine langsamere und stärker
fehlerbelastete Verarbeitung der Worttriplets zeigen, die Homonyme enthielten, und dass
sich eine defizitäre Verarbeitung auch in einer charakteristisch veränderten
elektrophysiologischen Reaktion auf die präsentierten Worte zeigen würde. Um die zweite
Hypothese zu prüfen, wurden während des Experiments ein 64-Kanal-EEG abgeleitet und
aus diesen Daten über Mittelungsverfahren die ereigniskorrelierten Potentiale (EKP) in den
verschiedenen Versuchsbedingungen in beiden Gruppen berechnet. Es wurden dann
innerhalb dieser EKP zwei charakteristische Zeitfenster im Gruppenvergleich ausgewertet.
Für die Auswertung der EKPs wurde ein erstes Zeitfenster (200-250 ms) nach Beginn des
mittleren Wortes (Wort 2) gewählt, um neurokognitive Korrelate semantischer Inhibition
gemäß der aufgrund von Vorbefunden anzunehmenden zeitlichen Charakteristik dieses
Mechanismus zu untersuchen. Im EKP-Vergleich zwischen beiden Gruppen in diesem
Zeitfenster von Wort 2 konnte in der Patientengruppe eine statistisch signifikant stärkere
Negativierung für die Homonyme gegenüber den nicht-homonymen Mittelwörtern der
Triplets gefunden werden. Dieser Effekt wurde dadurch erklärt, dass die Patienten durch
die Aufgabe in stärkerem Maße kognitiv beansprucht waren als die Kontrollen. Die
zitierten Befunde einer frontalen Mehraktivierung bei bipolaren Patienten in verschieden
fMRT-Studien stützen diese Hypothese. Demnach könnte ein latentes Inhibitionsdefizit bei
bipolar-manischen Patienten vorliegen, das durch eine gesteigerte
Ressourcenausschöpfung kompensiert werden kann.
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5 Zusammenfassung
Die Hypothese eines manifesten Inhibitionsdefizits auf der Verhaltensebene im Sinne
differentiell verlängerter Reaktionszeiten und erhöhter Fehlerraten bei der Verarbeitung
von Homonymie ließ sich nicht bestätigen. Es wurde spekuliert, dass ein nur latent
vorhandenes, durch kognitive Anstrengung kompensierbares Inhibitionsdefizit bipolarmanische von schizophrenen Patienten unterscheiden könnte, bei denen sich manifeste,
schwerwiegendere und chronische kognitive Defizite zeigen sollten.
Der Vergleich der ereigniskorrelierten Potentiale nach Darbietung von Wort 3, das einen
Zeitraum von 350-500 Millisekunden nach Präsentation des dritten Wortes umfasste, sollte
eine Aussage darüber erlauben, inwieweit eine Integration der passenden und eine
Inhibition der kontextuell unpassenden Homonymbedeutung stattgefunden hatte. Das
gewählte Zeitfenster wird typischerweise zur Untersuchung der so genannten N400
verwendet, eines Potentials, das für die Anforderungen an die Integration eines Wortes in
einen gegebenen Kontext sensibel ist. Es zeigte sich gruppenübergreifend ein
differenzieller Verlauf der N400 in den verschiedenen Versuchsbedingungen, der zu den
bestehenden Theorien über die kognitiven Prozesse, die sich in diesem Potential
widerspiegeln sollen, konsistent ist. Ein Anhalt für ein latentes inhibitorisches Defizit bei
den bipolar-manischen Patienten ergab sich in diesen Potentialverläufen zwar nicht.
Allerdings wurde zwischen der Patienten- und der Kontrollgruppe ein
hemisphärenspezifischer Unterschied gefunden, der nahe legt, dass die Bipolaren in
stärkerem Maße als gesunde Probanden kontextuell unpassende Bedeutungen
rechtshemisphärisch verfügbar halten. Dieser Unterschied wurde vor dem Hintergrund
vorbeschriebener qualitativer Unterschiede zwischen den beiden Hemisphären in der
Sprachverarbeitung im allgemeinen und der Homonymverarbeitung im besonderen
diskutiert und es wurde angenommen, dass die rechtshemisphärischen Prozesse der
Sprachverarbeitung bei bipolaren Patienten während einer manischen Episode stärker zum
Tragen kommen und bedeutenden Anteil an den beobachtbaren kognitiven Veränderungen
während einer solchen Episode haben könnten.
- 79 -
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- 87 -
7 Anhang
7. Anhang
7.1 Übersicht über die verwendeten Materialien:
Probandeninformationen, Einwilligungserklärung,
Datenerfassung
7.11 Probanden-/Patienteninformation
- 88 -
7 Anhang
7.12 Einwillingungserklärung zur Studienteilnahme
- 89 -
7 Anhang
7.13 Instruktion für Studienteilnehmer
- 90 -
7 Anhang
7.14 Semi-strukturiertes Interview zur Erfassung relevanter Variablen
- 91 -
7 Anhang
- 92 -
7 Anhang
- 93 -
7 Anhang
- 94 -
7 Anhang
7.15 Fragebogen zum Alkoholkonsum
- 95 -
7 Anhang
7.16 Fragebogen zur Händigkeit (Oldfield, 1971)
- 96 -
7 Anhang
7.2 Übersicht über die verwendeten Materialien: Tests
kognitiver Leistungen
7.21 Wortschatz-Test (WST)
- 97 -
7 Anhang
- 98 -
7 Anhang
- 99 -
7 Anhang
7.22 Subtest Zahlennachsprechen des HAWIE-R (Tewes, 1991)
- 100 -
7 Anhang
7.23 Interpretation von Sprichwörtern (Holm-Hadulla & Haug, 1984)
- 101 -
7 Anhang
- 102 -
7 Anhang
7.3 Übersicht über die verwendeten Materialien:
Psychometrische Skalen zur Erfassung der Psychopathologie
7.31 Young Mania Rating Scale (Young et al., 1978, Deutsche Version)
- 103 -
7 Anhang
- 104 -
7 Anhang
7.32 Brief Psychiatric Rating Scale (Overall & Gorham, 1962)
- 105 -
7 Anhang
- 106 -
7 Anhang
7.4 Übersicht über die in der Studie verwendeten WortTriplets
Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die lexikalischen Größen der verwendeten
Wörter. Bei diesen potentiell bedeutsamen Größen handelt es sich um die Frequenz bzw.
Auftretenshäufigkeit aller verwendeten Wörter, die der Celex-Batterie (Baayen et al.,
1993) entnommen wurden, und um die Polarität der verwendeten Homonyme, die einer
Diplomarbeit zur Normierung von Homonymen entnommen wurde (Wenke, 1998).
Folgende Abkürzungen werden im folgenden verwendet:
IH
IN
CH
CN
f (Prime)
f (Wort 2)
f (Target)
Pol (Hom)
Bedingung mit inkongruentem Zielwort und ambiguem
Wort 2 (inkongruente Homonymbedingung)
Bedingung mit inkongruentem Zielwort und nicht-ambiguem Wort
2 (inkongruente Nicht-Homonymbedingung)
Bedingung mit kongruentem Zielwort und Homonym ambiguem
Wort 2 (kongruente Homonymbedingung)
Bedingung mit kongruentem Zielwort und nicht-ambiguem Wort 2
(kongruente Nicht-Homonymbedingung)
Frequenz bzw. Auftretenshäufigkeit des 1. Wortes des Triplets
(Prime-Wort)
Frequenz bzw. Auftretenshäufigkeit des 2. Wortes des Triplets
(Homonym/Nicht-Homonym)
Frequenz bzw. Auftretenshäufigkeit des 3. Wortes des Triplets
(Target-Wort)
Polarität des Homonym
- 107 -
Set
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Bedingung
Straße
Quadrat
Audi
Rind
Klempner
Geschenk
Auto
Bügeleise
n
Fäulnis
Getreide
Walzer
Scherz
Pinnwand
Meer
Hunger
Bauch
Tatoo
Elfmeter
Konflikt
Bereich
Wort 1
1603
32
98
7
177
8
688
205
27
61
418
102
90
273
1003
f (Prime)
Stein
Summe
Opel
Vieh
Rohr
Blumen
Moder
Trockner
Traktor
Saat
Ball
Schote
Anschlag
Watt
Gericht
Leiste
Fessel
Tor
Terz
Ausschnitt
Wort 2
360
246
88
62
190
3
109
32
365
2
3
17
640
6
34
315
63
f (Wort 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
7
16
16
31
27
40
27
46
28
29
Pol (Hom)
Salbe
Strauch
Partie
Segel
Lyrik
Ei
Reiter
Not
Beichte
Garage
Spiel
Erbse
Terror
Ohm
Plädoyer
Balken
Knebel
Tür
Quinte
Bluse
Wort 3
6
26
106
41
111
288
143
250
19
166
1217
12
110
2
26
31
4
72
38
f (Target)
7 Anhang
- 108 -
Set
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Bedingung
Walzer
Scherz
Pinnwand
Meer
Hunger
Bauch
Tatoo
Elfmeter
Konflikt
Bereich
Straße
Quadrat
Audi
Rind
Klempner
Geschenk
Auto
Bügeleise
n
Fäulnis
Getreide
Wort 1
27
61
418
102
90
273
1003
1603
32
98
7
177
8
688
205
f (Prime)
Tanz
Posse
Plakat
Ebbe
Essen
Taille
Wade
Fußball
Zank
Teilstück
Pflaster
Wurzel
Golf
Mast
Dichtung
Strauß
Schimmel
Mangel
Laster
Anbau
Wort 2
167
2
110
17
559
8
14
237
4
40
90
39
16
224
99
13
169
14
41
f (Wort 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
36
11
29
19
24
36
40
16
35
35
Pol (Hom)
Kleid
Witz
Werbung
Flut
Speise
Körper
Fuß
WM
Streit
Segment
Asphalt
Mathe
Mercedes
Schwein
Abfluss
Rosen
Pilz
Wäsche
Stau
Acker
Wort 3
24
96
138
84
39
434
591
109
255
7
18
76
147
6
87
30
63
11
f (Target)
7 Anhang
- 109 -
Set
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Bedingung
Regal
Glas
Mantel
Lehne
Rücken
Revolver
Dirigent
Direktor
Beutel
Einbußen
Strick
Text
Alkohol
Kompass
Mozart
Gewinn
Dackel
Armband
Spind
Strafe
Wort 1
28
429
157
15
82
77
414
16
24
145
75
22
496
4
4
195
f (Prime)
Schrank
Scherben
Fleece
Couch
Muskel
Munition
Orchester
Vorstand
Geldbörse
Kürzung
Tau
Ausdruck
Kater
Kurs
Fuge
Anlage
Boxer
Reif
Schloss
Auflage
Wort 2
131
41
48
41
159
565
70
9
838
58
526
27
573
49
63
427
147
f (Wort 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
28
13
29
23
29
33
14
22
25
31
Pol (Hom)
Anker
Gips
Nahrung
Konto
Dollar
Haube
Bakterien
Wertpapie
r
Altar
Sprosse
Kälte
Mimik
Katze
Musik
Handschu
h
Seminar
Fliese
Frost
König
Bestseller
Wort 3
19
32
76
82
725
16
48
5
112
9
86
7
105
86
30
717
55
77
645
8
f (Target)
7 Anhang
- 110 -
Set
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Bedingung
Text
Strick
Mozart
Alkohol
Kompass
Dackel
Spind
Gewinn
Armband
Strafe
Glas
Regal
Lehne
Rücken
Mantel
Direktor
Revolver
Beutel
Dirigent
Einbußen
Wort 1
145
24
75
22
4
496
4
195
429
28
15
157
414
82
16
77
f (Prime)
Dokument
Leine
Arie
Rausch
Richtung
Pudel
Schlüssel
Aktie
Bruch
Bord
Verpflichtu
ng
Ring
Bank
Mark
Futter
Leiter
Abzug
Börse
Kapelle
Abstrich
Wort 2
311
42
9
28
729
12
146
502
275
401
66
110
685
1027
78
349
203
418
98
16
f (Wort 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
36
13
25
16
7
12
35
29
37
18
Pol (Hom)
Format
Seil
Konzert
Party
Schiff
Rasse
Schrank
Kapital
Schmuck
Bedingung
Spiegel
Brett
Kissen
Gelenk
Jacke
Boss
Schuss
Münze
Instrument
Reduktion
Wort 3
67
51
220
84
575
69
131
267
67
783
227
67
41
6
23
286
105
218
10
f (Target)
7 Anhang
- 111 -
Set
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Bedingung
Plombe
Spindel
Piano
Amsel
Zehe
Pistole
Bier
Dummkop
f
Diele
Kapitel
Hochhaus
Tapete
Ofen
Vase
Wespe
Gramm
Hupe
Produktio
n
General
Anzug
Wort 1
1
8
4
7
26
41
13
92
273
145
49
27
62
34
13
78
16
750
110
866
f (Prime)
Zahn
Spule
Orgel
Spatz
Kralle
Waffe
Narr
Teppich
Wein
Abschnitt
Stock
Decke
Koks
Ton
Bremse
Tonne
Steuer
Division
Kluft
Akkord
Wort 2
199
38
21
25
9
481
32
144
227
226
123
21
353
68
445
206
58
37
12
f (Wort 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
26
35
32
9
13
15
35
16
19
27
Pol (Hom)
Zepter
Theater
Vogel
Gala
Dübel
Konserve
Mehl
Krankenh
aus
Ziel
Schuh
Krücke
Daune
Heroin
Klang
Kupplung
Müll
Finanzamt
Addition
Abgrund
Dreiklang
Wort 3
3
636
235
2
13
557
1543
26
195
1
2
69
10
20
55
9
64
f (Target)
7 Anhang
- 112 -
Set
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Bedingung
Tapete
Hochhaus
Wespe
Ofen
Vase
Hupe
Anzug
Gramm
Spindel
Plombe
Produktio
n
General
Amsel
Zehe
Piano
Bier
Dummkop
f
Diele
Pistole
Kapitel
Wort 1
27
49
13
62
34
16
110
78
750
866
8
1
7
26
4
92
41
273
13
145
f (Prime)
Wand
Etage
Biene
Holz
Keramik
Pedal
Gewand
Kilo
Heer
Fabrik
Rolle
Krone
Star
Nagel
Flügel
Läufer
Büchse
Korn
Tropf
Absatz
Wort 2
294
88
42
275
33
22
65
85
109
202
1010
159
126
74
169
101
17
49
2
221
f (Wort 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
31
9
32
20
44
20
34
41
27
22
Pol (Hom)
Stuck
Fahrstuhl
Stich
Wärme
Handwerk
Tacho
Kleidung
Gewicht
Soldat
Stress
Faden
Gebiss
Fink
Schere
Klavier
Marmor
Gewehr
Wodka
Tölpel
Buch
Wort 3
13
24
72
118
126
1
100
276
699
10
48
33
9
26
89
34
107
21
12
1091
f (Target)
7 Anhang
- 113 -
Set
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IH
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Bedingung
Zylinder
Skulptur
Mauer
Pop
Streife
Geweih
Aussicht
Partitur
Bankett
Küche
Schraube
Zweig
Queue
Lampe
Nichtsnutz
Hummer
Mund
Eintopf
Hüfte
Schacht
Wort 1
26
27
320
34
3
348
13
19
412
28
118
49
2
19
387
1
41
53
f (Prime)
Mütze
Kunst
Zaun
Jazz
Polizist
Knochen
Panorama
Lied
Tisch
Herd
Mutter
Blatt
Pool
Birne
Niete
Krebs
Kiefer
Linse
Becken
Mine
Wort 2
63
661
83
75
250
76
27
289
599
104
599
434
23
10
38
19
13
41
f (Wort 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
4
47
15
16
30
44
47
30
43
37
Pol (Hom)
Frucht
Tüte
Clique
Saum
Kuh
Saxophon
Mord
Zeugnis
Kreide
Regen
Familie
Stift
Wasser
Apfel
Tombola
Therapie
Tanne
Auge
Spüle
Panzer
Wort 3
145
42
15
240
8
252
166
14
285
714
21
503
74
7
55
9
1810
4
109
f (Target)
7 Anhang
- 114 -
Set
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
CN
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Bedingung
Zweig
Schraube
Nichtsnutz
Queue
Lampe
Mund
Hüfte
Hummer
Eintopf
Schacht
Skulptur
Zylinder
Pop
Streife
Mauer
Partitur
Geweih
Bankett
Aussicht
Küche
Wort 1
118
28
2
49
387
41
19
1
53
27
26
34
320
13
3
19
348
412
f (Prime)
Baum
Werkzeug
Versager
Snooker
Kerze
Zunge
Schulter
Muschel
Kartoffel
Bergbau
Plastik
Melone
Rock
Bulle
Bande
Noten
Horn
Tafel
Motiv
Rost
Wort 2
381
139
14
61
95
398
21
152
184
79
17
60
26
34
266
68
83
265
21
f (Wort 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
27
10
15
43
13
40
41
18
33
25
Pol (Hom)
Ast
Zange
Loser
Billard
Licht
Lippe
Knie
Krabbe
Gemüse
Staub
Museum
Hut
Hip-Hop
Uniform
Grenze
Melodie
Hirsch
Gelage
Bild
Grill
Wort 3
36
18
7
621
212
223
11
90
128
323
99
129
1136
103
48
1
1769
f (Target)
7 Anhang
- 115 -
7 Anhang
7.5 Statistische Auswertung: Vollständige Varianzanalysen
Die beiden folgenden Tabellen erhalten die vollständigen Ergebnisse der mehrfaktoriellen
Varianzanalysen. Signifikante Ergebnisse sind in rot dargestellt.
Neben p-Werten und F-Werten sind jeweils die Quadratsummen (SQ), die Freiheitsgrade
(FG) und die mittleren Quadratsummen (MQ) angegeben.
7.51 Mehrfaktorielle Varianzanalyse zu Wort 2
Konstante
Gruppe
Fehler
HEM
HEM*Grupp
e
Fehler
REGIO
REGIO*Gru
ppe
Fehler
EPOS
EPOS*Grup
pe
Fehler
HOM
HOM*Grupp
e
Fehler
HEM*REGI
O
HEM*REGI
O*Gruppe
Fehler
HEM*EPOS
HEM*EPOS
*Gruppe
Fehler
REGIO*EPO
S
REGIO*EPO
SQ
121.57
7
141.39
0
2493.3
83
2.724
0.106
FG
1
F
1.950
p
0.170
2.268
0.139
40
MQ
121.57
7
141.39
0
62.334
1
1
2.724
0.106
0.420
0.016
0.520
0.898
259.20
5
1228.1
92
14.630
40
6.480
1
54.913
0.000
1
1228.1
92
14.630
0.654
0.423
894.64
4
107.98
9
1.213
40
22.366
3
35.996
12.498
0.000
3
0.404
0.140
0.935
345.60
5
5.011
0.354
120
2.880
1
1
5.011
0.354
3.131
0.221
0.084
0.640
64.024
1.985
40
1
1.600
1.985
1.371
0.248
1.063
1
1.063
0.734
0.396
57.904
0.768
0.4099
1
46.244
100.01
9
5.227
40
3
3
1.447
0.256
0.136
0.664
0.354
0.575
0.786
120
3
0.385
33.339
22.057
0.000
3
1.742
1.152
0.330
1
- 116 -
7 Anhang
S*Gruppe
Fehler
HEM*HOM
HEM*HOM
*Gruppe
Fehler
REGIO*HO
M
REGIO*HO
M*Gruppe
Fehler
EPOS*HOM
EPOS*HOM
*Gruppe
Fehler
HEM*REGI
O*EPOS
HEM*REGI
O*EPOS*Gr
uppe
Fehler
HEM*REGI
O*HOM
HEM*REGI
O*HOM*Gr
uppe
Fehler
HEM*EPOS
*HOM
HEM*EPOS
*HOM*Grup
pe
Fehler
REGIO*EPO
S*HOM
REGIO*EPO
S*HOM*Gru
ppe
Fehler
HEM*REGI
O*EPOS*H
OM
HEM*REGI
O*EPOS*H
OM*Gruppe
Fehler
181.37
5
9.532
5.155
120
1.511
1
1
9.532
5.155
9.616
5.200
0.003
0.027
39.647
12.191
40
1
0.991
12.191
9.666
0.003
5.155
1
5.155
4.087
0.049
50.451
3.702
2.133
40
3
3
1.261
1.234
0.711
5.814
3.350
0.000
0.021
25.473
2.250
120
3
0.212
0.750
2.0112
0.115
1.941
3
0.647
1.735
0.163
44.762
0.442
120
1
0.373
0.442
1.466
0.233
0.727
1
0.727
2.4093
0.128
12.078
0.983
40
3
0.301
0.327
3.385
0.020
0.712
3
0.237
2.451
0.066
11.619
0.328
120
3
0.096
0.109
0.611
0.608
0.936
3
0.312
1.742
0.162
21.494
0.937
120
3
0.179
0.312
3.003
0.033
0.073
3
0.024
0.234
0.872
12.482
120
0.104
- 117 -
7 Anhang
7.52 Mehrfaktorielle Varianzanalyse zu Wort 3
SQ
17.289
34.599
1686.6
59
139.87
8
1.163
FG
1
1
40
MQ
17.289
34.599
42.166
F
0.410
0.820
p
0.525
0.370
1
15.186
0.000
1
139.87
8
1.163
0.126
0.724
368.43
1
65.495
25.575
40
9.210
2
2
32.747
12.787
9.660
3.772
0.000
0.027
271.17
4
361.67
2
0.989
80
3.389
1
83.997
0.000
1
361.67
2
0.989
0.229
0.634
172.23
0
0.462
0.766
40
4.305
1
1
0.462
0.766
0.195
0.324
0.660
0.572
94.575
2.976
40
2
2.364
1.488
1.850
0.163
HEM*EPOS
*Gruppe
Fehler
1.585
2
0.792
0.985
0.377
64.351
80
0.804
HEM*KON
G
HEM*KON
G*Gruppe
10.833
1
10.833
6.005
0.018
0.497
1
0.497
0.276
0.602
Fehler
72.153
40
1.803
EPOS*KON
G
EPOS*KON
G*Gruppe
Fehler
6.745
2
3.372
8.713
0.000
0.302
2
0.151
0.390
0.677
30.968
80
0.387
HEM*HOM
0.334
1
0.334
0.607
0.440
HEM*HOM
0.000
1
0.000
0.001
0.971
Konstante
Gruppe
Fehler
HEM
HEM*Grupp
e
Fehler
EPOS
EPOS*Grup
pe
Fehler
KONG
KONG*Grup
pe
Fehler
HOM
HOM*Grupp
e
Fehler
HEM*EPOS
- 118 -
7 Anhang
*Gruppe
Fehler
22.000
40
0.550
EPOS*HOM
0.555
2
0.277
1.362
0.261
EPOS*HOM
*Gruppe
Fehler
0.065
2
0.032
0.161
0.851
16.303
80
0.203
KONG*HO
M
KONG*HO
M*Gruppe
Fehler
6.168
1
6.168
3.587
0.065
0.616
1
0.616
0.358
0.552
68.783
40
1.719
HEM*EPOS
*KONG
HEM*EPOS
*KONG*Gru
ppe
Fehler
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*HOM
HEM*EPOS
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pe
Fehler
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HEM*KON
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uppe
Fehler
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1
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EPOS*KON
G*HOM
EPOS*KON
G*HOM*Gr
uppe
Fehler
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M
HEM*EPOS
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M*Gruppe
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Danksagung
Danksagung
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Curriculum Vitae
Curriculum vitae
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Curriculum Vitae
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