Charakterisierung sprachlicher Veränderungen bei Bewegungsstörungen

Die hier dargestellten Arbeiten charakterisieren sprachliche Funktionen subkortikaler Strukturen im Kontext von Bewegungsstörungen (Essentieller Tremor und Parkinson-Erkrankung) und die kognitiv-sprachlichen Effekte der eingesetzten Therapieverfahren der Tiefen Hirnstimulation (Deep Brain Stimulation, DBS) und pharmakologischer (v.a. dopaminerger) Therapie. Eingesetzt wurden elektrophysiologische und behaviorale Analysen unter Verwendung linguistischer Methoden zur Untersuchung der Produktion und Verarbeitung von Sprache. Bei Patienten und Patientinnen mit Parkinson kommt es durch Medikation und subthalamischer DBS häufig zu einer subtilen Verbesserung von sprachlichen Leistungen durch die positive Beeinflussung exekutiver Prozesse. Dopaminerge Medikation führt außerdem zu einer Modulation der automatischen Aktivierung semantischer Netzwerke, die möglicherweise nicht mit dem Ausgleich fronto-striataler Dopamindepletion sondern vielmehr dopaminerger Stimulation prä-frontaler Netzwerke zusammenhängt. Thalamische Kerne scheinen im Gegensatz zu basalganglionären Strukturen und dem Nucleus subthalamicus insbesondere spezifischer in lexiko-semantische Prozesse sowohl während der Worterkennung und der Sprachproduktion eingebunden zu sein. Dies ließ sich in den vorgestellten Arbeiten für lexikalische Verarbeitung sowie im Rahmen formaler Sprachtestung mittels Wortflüssigkeitsaufgaben und linguistischer Analysen der Spontansprache zeigen. Die Ergebnisse lassen sich im Kontext einer funktionellen Dichotomie subkortikaler Strukturen für Sprache interpretieren: Basalganglionäre Strukturen und der Nucleus subthalamicus insbesondere lassen sich mit vorwiegend exekutiven bzw. prozeduralen Funktionen wie z.B. morphosyntaktischen Aspekten sprachlicher Prozesse verbinden. Thalamische Kerne erscheinen dagegen durch die Modulation kortiko-thalamo-kortikaler Konnektivität mit sprachspezifischeren lexiko-semantischen Prozessen assoziiert zu sein

Dopamine-Related Reduction of Semantic Spreading Activation in Patients With Parkinson’s Disease

Impaired performance in verbal fluency (VF) tasks is a frequent observation in Parkinson's disease (PD). As to the nature of the underlying cognitive deficit, it is commonly attributed to a frontal-type dysexecutive syndrome due to nigrostriatal dopamine depletion. Whereas dopaminergic medication typically improves VF performance in PD, e.g., by ameliorating impaired lexical switching, its effect on semantic network activation is unclear. Data from priming studies suggest that dopamine causes a faster decay of semantic activation spread. The aim of the current study was to examine the impact of dopaminergic medication on the dynamic change of word frequency during VF performance as a measure of semantic spreading activation. To this end, we performed a median split analysis of word frequency during phonemic and semantic VF task performance in a PD group tested while receiving dopaminergic medication (ON) as well as after drug withdrawal (i.e., OFF), and in a sample of age-matched healthy volunteers (both groups n = 26). Dopaminergic medication in the PD group significantly affected phonemic VF with improved word production as well as increased error-rates. The expected decrease of word frequency during VF task performance was significantly smaller in the PD group ON medication than in healthy volunteers across semantic and phonemic VF. No significant group-difference emerged between controls and the PD group in the OFF condition. The comparison between both treatment conditions within the PD group did not reach statistical significance. The observed pattern of results indicates a faster decay of semantic network activation during lexical access in PD patients on dopaminergic medication. In view of improved word generation, this finding is consistent with a concept of more focused neural activity by an increased signal-to-noise ratio due to dopaminergic neuromodulation. However, the effect of dopaminergic stimulation on VF output suggests a trade-off between these beneficial effects and increased error-rates

Small semantic networks in individuals with autism spectrum disorder without intellectual impairment: A verbal fluency approach

Individuals with Autism Spectrum Disorder (ASD) experience a variety of symptoms sometimes including atypicalities in language use. The study explored diferences in semantic network organisation of adults with ASD without intellectual impairment. We assessed clusters and switches in verbal fuency tasks (‘animals’, ‘human feature’, ‘verbs’, ‘r-words’) via curve ftting in combination with corpus-driven analysis of semantic relatedness and evaluated socio-emotional and motor action related content. Compared to participants without ASD (n=39), participants with ASD (n=32) tended to produce smaller clusters, longer switches, and fewer words in semantic conditions (no p values survived Bonferroni-correction), whereas relatedness and content were similar. In ASD, semantic networks underlying cluster formation appeared comparably small without afecting strength of associations or content

Small Semantic Networks in Individuals with Autism Spectrum Disorder Without Intellectual Impairment: A Verbal Fluency Approach

Individuals with Autism Spectrum Disorder (ASD) experience a variety of symptoms sometimes including atypicalities in language use. The study explored differences in semantic network organisation of adults with ASD without intellectual impairment. We assessed clusters and switches in verbal fluency tasks (‘animals’, ‘human feature’, ‘verbs’, ‘r-words’) via curve fitting in combination with corpus-driven analysis of semantic relatedness and evaluated socio-emotional and motor action related content. Compared to participants without ASD (n = 39), participants with ASD (n = 32) tended to produce smaller clusters, longer switches, and fewer words in semantic conditions (no p values survived Bonferroni-correction), whereas relatedness and content were similar. In ASD, semantic networks underlying cluster formation appeared comparably small without affecting strength of associations or content

neural correlates of affective perception in the context of human pair-bonding as measured with magnetoencephalography

Die Ausprägung von exklusiven Bindungen ist ein speziesübergreifendes und beim Menschen pankulturell beobachtetes Phänomen. Untersuchungen zur neurobiologischen Grundlage dieses Verhaltens umfassen meistens die Analyse von neuralen Prozessen während der Verarbeitung des Gesichts einer geliebten Person. Vertraute Gesichter transportieren eine Fülle an sozialen Informationen und sind besondere visuelle Reize, die einzigartige Empfindungen von Nähe und Vertrauen signalisieren. Studien mittels bildgebender und elektrophysiologischer Methoden konnten zeigen, dass dies durch distinktes Muster an Hirnaktivität reflektiert wird. Ziel dieser Untersuchung war es, mittels Magnetenzephalographie (MEG) späte und lang anhaltende Veränderungen magnetischer Aktivität während der Verarbeitung geliebter Gesichter im Vergleich zu freundschaftlich bekannten zu erfassen. Im experimentellen Paradigma wurde die passive Betrachtung der Gesichter mit emotionaler Imagination kombiniert, um die affektive Dimension der Stimuli zu verstärken. Um Informationen zur emotionalen Beziehung der Probanden/innen zu erhalten wurde eine psychometrische Untersuchung unter Verwendung verschiedener Fragebögen einbezogen. Darin zeigte sich bei den Teilnehmern/innen ein hohes Maß an Beziehungszufriedenheit. Als Hauptergebnis der MEG-Messung zeigte sich ein signifikanter Effekt der Bildkategorie auf das magnetische Äquivalent des in Studien mit ereignis-korrelierten Potentialen beschriebenen late positive potential (LPP). Die Modulation des magnetischen Äquivalents des LPP (mLPP) war mit maximaler Ausprägung zwischen 400-700 ms in bilateralen fronto- parietalen Sensoren-Gruppen zu beobachten und hielt sekundenlang an. Frühe, gesichterspezifische Signale wie M100 oder M170 wiesen keine Effekte der Stimuluskategorie auf. Die Ergebnisse zeigen, wie sehr persönlicher Kontext und affektive Prozesse die Verarbeitung von Gesichtern beeinflussen. Emotionale Imagination könnte die emotional und motivational relevanten Aspekte der visuellen Reize verstärkt und den hier beobachteten, sehr starken Effekt bedingt haben. Eine Wechselwirkung zwischen sensorischer bottom-up Verarbeitung und top-down Modulation könnte so eine anhaltende und verstärkte Aktivität in fronto-parietalen Netzwerken hervorrufen, welche bereits als Grundlage der hier beobachteten späten Signale diskutiert wurden. Diese Studie demonstriert erstmals ein magnetisches Äquivalent des LPP (mLPP) während der Wahrnehmung geliebter Gesichter und bildet einen Ausgangspunkt für weitere MEG-Untersuchungen zu späten, post-sensorischen Stadien der Gesichterverarbeitung.The formation of strong emotional and social bonds is observed in different species and across cultures in humans. Studies investigating the neurobiological basis of bonding behaviour in most cases involve analyzing the processing of loved faces. Personally familiar faces convey a wealth of social information and are prominent visual cues signalling unique feelings of intimacy and trust. This is reflected by a distinct pattern of brain activity, as demonstrated by research using neuroimaging as well as electrophysiological methods. Aim of this investigation was to study late and sustained shifts of magnetic activity while viewing loved faces as compared to faces of friends using magnetoencephalography (MEG). The experimental paradigm combined passive viewing and emotional imagery to enhance the affective dimension of stimuli. In order to obtain information about the emotional relationship of the participants a psychometric examination including several questionnaires was conducted. The analysis of questionnaires indicates a high degree of satisfaction with the relationship. The main result of MEG-analysis was a significant effect of face-category on the magnetic counterpart of the late positive potential (LPP) observed in recordings of event-related potentials. The modulation of the magnetic equivalent of the LPP (mLPP) was most pronounced between 400-700 ms in bilateral, fronto-parietal sensor-clusters and sustained until seconds post-stimulus. Early and face-specific signals as M100 and M170 did not exhibit any effects of picture-category. These findings emphasize that personal context and affective contributions influence face- processing to a great extent. Emotional imagery could have enhanced the emotionally and motivationally relevant aspects of loved faces, accounting for the very pronounced effect observed here. Thus, an interaction of bottom-up sensory processing and top-down modulation might result in increased sustained activation of fronto-parietal networks which have been suggested as the basis of late latency signals. This study is the first to show a magnetic counterpart of the LPP (mLPP) during perceiving loved faces, forming the basis for further investigations using MEG concerning late, post-sensory stages of face-processing