Exploring task-based cognitive processes

This paper argues that TBLT researchers should dedicate more effort to investigating the cognitive processes in which L2 learners engage during task work to facilitate theory-construction and to inform pedagogical practices. To help achieve this, a review follows of various subjective (questionnaires, interviews, think-aloud/stimulated recall protocols) and objective (dual-task methodology, keystroke-logging, eye-tracking) methods that are available to TBLT researchers to examine cognitive processes underlying task-based performance. The paper concludes that, to obtain a more valid understanding of task-generated cognitive processes, it is best to combine various methods to overcome the limitations of each. Finally, some methodological recommendations are provided for future cognitively-oriented TBLT research

Recruitment of Language-, Emotion- and Speech-Timing Associated Brain Regions for Expressing Emotional Prosody: Investigation of Functional Neuroanatomy with fMRI

We aimed to progress understanding of prosodic emotion expression by establishing brain regions active when expressing specific emotions, those activated irrespective of the target emotion, and those whose activation intensity varied depending on individual performance. BOLD contrast data were acquired whilst participants spoke non-sense words in happy, angry or neutral tones, or performed jaw-movements. Emotion-specific analyses demonstrated that when expressing angry prosody, activated brain regions included the inferior frontal and superior temporal gyri, the insula, and the basal ganglia. When expressing happy prosody, the activated brain regions also included the superior temporal gyrus, insula, and basal ganglia, with additional activation in the anterior cingulate. Conjunction analysis confirmed that the superior temporal gyrus and basal ganglia were activated regardless of the specific emotion concerned. Nevertheless, disjunctive comparisons between the expression of angry and happy prosody established that anterior cingulate activity was significantly higher for angry prosody than for happy prosody production. Degree of inferior frontal gyrus activity correlated with the ability to express the target emotion through prosody. We conclude that expressing prosodic emotions (vs. neutral intonation) requires generic brain regions involved in comprehending numerous aspects of language, emotion-related processes such as experiencing emotions, and in the time-critical integration of speech information

Neurobiological correlates of avatar identification processing and emotional inhibitory control in internet gaming disorder

Internet gaming disorder (IGD) is the most prevalent subcategory of internet addiction. It has been associated with self-concept deficits and related characteristics such as emotional as well as social competence deficits, increased social anxiety and a stronger identification with the own avatar (i.e. a graphical agent that often seems to be constructed according to gamers’ ideal). In addition, IGD seems to be linked with inhibitory control deficits, definable as impairments in the inhibition of reactions to irrelevant stimuli during the pursuit of cognitively represented goals. However, the neurobiological correlates of avatar compared to self and ideal-related identification processing as well as emotional inhibitory control in (socially) anxious contexts as potentially important factors in IGD development have not been explored yet. The brain region of the left angular gyrus (AG) has been associated with self-identification from a third-person perspective in healthy controls and showed avatar-related hyperactivation in long-term online gamers during a task on self and avatar reflection in functional magnetic resonance imaging (fMRI). The dorsal anterior cingulate cortex (dACC) seems to be involved in the integration of negative affect and cognitive control. Based on these observations, internet gaming addicts were neurobiologically examined by means of fMRI with a focus on the left AG as well as the dACC while completing specific tasks and compared to non-addicted controls as well as social media addicts. Hereby, participants’ concepts of self, ideal and avatar were assessed with a reflection task asking for the evaluation of characteristics regarding the self, ideal and own avatar. Emotional inhibitory control in a socially anxious context was neurobiologically explored by means of an emotional Stroop task (EST) assessing the inhibition on socially anxious words compared to positive, negative and neutral word stimuli under parallel reaction time recording. In addition, the emotional inhibitory control at anxious stimuli was examined neuropsychologically by means of an affective Go/No-Go task (AGN). Besides, psychometric questionnaires assessing impulsivity, emotional competence and social anxiety were applied. Internet gaming addicts showed significantly higher levels of impulsivity, social anxiety and emotional competence deficits relative to non-addicted controls in psychometric measures. Neurobiologically, internet gaming addicts exhibited left AG hyperactivations during the reflection on their own avatar relative to self and ideal reflection within their group as well as compared to non-addicted controls. In the EST, internet gaming addicts had longer reaction times during the inhibition on socially anxious compared to positive and negative words as well as compared to positive, negative and neutral words together. During the latter comparison, internet gaming addicts neurobiologically showed significant hypoactivations in the left middle and superior temporal gyrus (MTG and STG), which was also significantly lower relative to social media addicts. Functional alterations in the dACC were not observed. Neuropsychologically, no significant differences in emotional inhibitory control at anxious stimuli between internet gaming addicts and non-addicted controls were detected by means of the AGN. In summary, the virtually concretized avatar might replace the rather abstract ideal in IGD as a construct to identify with. The need for such a construct might arise from the urge to compensate dissatisfaction with the own person as a facet of self-concept deficits. The MTG and STG have previously been associated with the retrieval of words or expressions during communication, social perception and emotion regulation (based on a study in social anxiety disorder). The present finding of these regions’ hypoactivation in relation to socially anxious stimuli might indicate that 1) socially anxious words are less retrievable from the semantic storage of internet gaming addicts than positive, negative or neutral words, 2) in IGD, emotional inhibitory control in the socially anxious context is represented by brain regions involved in the processing of social information (such as the MTG and STG) and that 3) internet gaming addicts have deficiencies in the cognitive regulation of emotions as well as in the processing of social information, with the MTG and STG hypoactivation during socially anxious word blocks possibly serving as a neurobiological correlate of IGD-related social and emotional competence deficits as facets of self-concept impairments

Effekte von genetischen Risikofaktoren für Schizophrenie und Bipolare Störung auf die kortikale Dicke in gesunden Probanden

Das noch junge Feld des Genomic Imaging hilft bei dem Verständnis der Pathophysiologie neuropsychiatrischer und neurodegenerativer Erkrankungen durch die Untersuchung von Risikogenen mit bildgebenden Verfahren. Dabei können mögliche strukturelle und/oder funktionelle Veränderungen des Gehirns, ausgelöst durch genetische Varianten, helfen, die Entwicklung solcher Erkrankungen aufzuschlüsseln. Eine der untersuchten Merkmale des Hirnparenchyms ist die kortikale Dicke, welche als reproduzierbarer Biomarker mit bekanntermaßen hoher Heritibilität gilt. Für sowohl die Schizophrenie als auch die Bipolare Störung, beides Krankheiten mit großem genetischen Einfluss, wurden bereits kortikale Dickenänderungen in Abhängigkeit des genetischen Hintergrundes der Probanden in vorangegangenen Studien beschrieben. In unserer Studie untersuchten wir 98 gesunde Probanden mit Hilfe einer Software namens Freesurfer auf mögliche kortikale Dickenänderungen und verglichen dabei Risikoallelträger mit Nicht-Risikoallelträgern für mit Schizophrenie und/oder Bipolarer Störung assoziierten SNPs. Hierbei konzentrierten wir uns besonders auf die Auswahl der SNPs und schlossen nur genomweit signifikante Varianten nach strengen Kriterien in die Studie ein. Bei 7 von 17 untersuchten SNPs fanden wir signifikante neuroanatomische Veränderungen, nämlich kortikale Dickenabnahmen, zwischen den beiden gebildeten Probandengruppen in Abhängigkeit ihres Risikostatus. Dabei entsprachen die gefundenen Hirnregionen mit signifikant verminderter Kortexdicke zum großen Teil den bekanntermaßen funktionell mit Schizophrenie und/oder Bipolarer Störung assoziierten Arealen, z. B. den superioren Temporallappen (rs1344706 - ZNF804A). Unsere Studie steht somit in Einklang mit der bereits vorhandenen Literatur. Hierbei stellt sie, nach unserem Wissen, die erste Publikation mit solch systematischer Auswahl der zu untersuchenden SNPs und ihre Korrelation mit der kortikalen Dicke dar. Inwiefern diese morphologischen Auffälligkeiten bereits pränatal, in der Kindesentwicklung oder im Erwachsenenalter entstehen und wie sehr Umweltfaktoren diese noch beeinflussen, ist noch nicht vollständig geklärt. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass bereits in der fötalen Entwicklung, in Abhängigkeit des Risikostatus für mit SCZ/BD assoziierten SNPs, Veränderungen der Genexpression transkriptions-regulatorische Auswirkungen haben, die letztlich zu einer veränderten Morphologie und dementsprechend möglicherweise erhöhtem Erkrankungsrisiko führen. Es ist wahrscheinlich, dass dieser Prozess auch postnatal während der Hirnentwicklung fortbesteht. Obwohl bekannt ist, dass Umweltfaktoren weniger als der genetische Hintergrund in der Entstehung dieser psychiatrischen Erkrankungen eine Rolle spielen, muss insbesondere der soziale und kognitive Einfluss der Umgebung auf die Hirnentwicklung und Altersprozesse, wie die altersbedingte oder dementielle Atrophie, zukünftig genauer analysiert und in folgenden Studien mehr berücksichtigt werden. Eine klinische Relevanz der Korrelation von genetischem Hintergrund mit der Neuroanatomie bestünde dann, wenn durch die Kombination aus genetischem und neuroanatomischem Befund die Wahrscheinlichkeit von psychiatrischen Erkrankungen, wie Schizophrenie oder Bipolare Störung, vorhergesagt werden könnte. Dies würde helfen, durch neue medikamentöse, psychotherapeutische oder interventionelle Therapien, das Lebenszeitrisiko von Gesunden mit erhöhter Erkrankungswahrscheinlichkeit zu senken oder sogar die Entstehung einer entsprechenden Pathologie vollständig zu verhindern. Ob die Untersuchung eines erhöhten Erkrankungsrisikos und die Information des Patienten darüber ethisch vertretbar ist, müsste durch die daran beteiligten Fachgesellschaften genau erörtert und, falls zugelassen, unter strenger Reglementierung angewandt werden. Unsere Studie stellt einen Beitrag zur neurogenetischen und neuroanatomischen Grundlagenforschung dar. Unsere Ergebnisse und deren Interpretationen müssen durch weitere Studien, mit möglichst großer Probandenzahl, Einschluss von schizophrenen und/oder bipolaren Patienten und der Erweiterung auf weitere genetische Marker, verifiziert und konkretisiert werden. Insbesondere longitudinale Studien mit Vergleich kortikaler Dickenänderungen zwischen Schizophrenen, Bipolaren und Gesunden über große Zeiträume wären hochinteressant, um die Auswirkungen kortikaler Dickenänderungen besser zu verstehen. Möglicherweise könnten kortikale Grenzwerte gefunden werden, die zwischen Pathologie und Zufallsbefund differenzieren lassen