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Titel:Neurale Korrelate affektiver und kognitiver Theory of Mind - eine fMRT-Studie
Autor:Kübler, Dorothee
Weitere Beteiligte: Dodel, Richard (Prof. Dr.)
Erscheinungsjahr:2012
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2012/0550
DOI: https://doi.org/10.17192/z2012.0550
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2012-05501
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):Neural Correlates of affective and cognitive Theory of Mind - an fMRI Study

Dokument

Schlagwörter:
Basalganglien, fMRT, Social cognition, Affektive und kognitive Theory of Mind, ToM, Theory of mind, Mentalizing, Soziale Kognition, fMRI, ToM, Basal ganglia, Simulation, Soziale Wahrnehmung, Funktionelle NMR-Tomographie, Simulation
Referenziert von:

Zusammenfassung:
Theory of Mind (ToM) bezeichnet die Fähigkeit, sich in andere Personen hineinzuversetzen, um deren Überzeugungen oder Wünsche zu erfassen. Die ToM-Fähigkeit ist bei verschiedenen psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen beeinträchtigt, was bei den PatientInnen zu einer Minderung der Lebensqualität führt. ToM wird differenziert in eine affektive und eine kognitive Komponente. Während die affektive ToM eher das Einfühlen in den Gemütszustand anderer Personen bezeichnet, umfassen kognitive ToM-Leistungen das eher rationale Erschließen mentaler Zustände des Gegenübers. In bisherigen Studien wurden affektive ToM-Leistungen mit medialen orbitalen Regionen des Frontalkortex in Verbindung gebracht, wobei kognitive ToM-Leistungen mit dem dorsolateralen präfrontalen Kortex assoziiert wurden. Um die affektive und die kognitive Subkomponente der ToM genauer zu spezifizieren, beschäftigte sich die vorliegende Studie mit folgenden Fragen: Unterscheiden sich die neuralen Korrelate affektiver und kognitiver ToM unter Anwendung der fMRT-Version des Yoni-Para¬digmas (Originalversion von Shamay-Tsoory and Aharon-Peretz, 2007)? Inwiefern sind die Basalganglien in die ToM-Prozessierung involviert? Gibt es auf Verhaltensebene Zusammenhänge zwischen neuropsychologischen Domänen, soziodemografischen Parametern oder Persönlichkeits- und Gesundheitsmaßen und der ToM-Fähigkeit? 30 gesunden RechtshänderInnen (15 Frauen, 15 Männer; mittleres Alter = 25,3 +/- 2,5 Jahre) wurden im MRT (1,5 T, TE = 50 msec, TR = 3000 msec) 60 Items des Yoni-Paradigmas zur Bearbeitung vorgelegt. Von jeder der Kategorien affektive ToM (aff), kognitive ToM (kog) und Kontrollbedingung (phy) wurden jeweils 20 Items gezeigt. Mit vier Tasten wählten die ProbandInnen zwischen den gegebenen Antwortmöglichkeiten. Jedes Item wurde für die Dauer von 6 sec dargeboten. Zwischen den Items erschien als gitter ein Fixationskreuz (im Mittel 3,9 sec). Neben den funktionellen Sequenzen wurde eine T1-gewichtete 3D-Aufnahme des Gehirns angefertigt. Die statistische Auswertung erfolgte mit der Software SPM 5 und 8. Neben einer ausführlichen neuropsychologischen Testung wurden verschiedene validierte Persönlichkeits- und Gesundheitsfragebögen eingesetzt. Als zusätzliche ToM-Tests dienten der Saarbrücker Persönlichkeits-Fragebogen, die Empathie-Skala und der Reading the Mind in the Eyes Test. Die statistische Auswertung erfolgte mittels der Software SPSS, Version 18. Die Kontraste aff über phy und kog über phy zeigten beide Aktivierung in klassischen ToM-Regionen, nämlich im Temporallappen mit Sulcus temporalis superior, im supplementär¬motori¬schen Areal und in parietalen Strukturen jeweils der rechten Hemisphäre. Im Kontrast aff über phy fand sich zusätzlich eine Aktivierung im orbitofrontalen Kortex und in den Basalganglien sowie im Gyrus cinguli und im Gyrus precentralis und frontalis inferior links. Weitere Cluster des Kontrastes aff über phy lagen im rechten parietalen Kortex unter Einschluss des Precuneus und im linken Cerebellum. Im direkten Kontrast aff über kog zeigte sich Aktivierung im temporoparietalen Übergang und im cingulären Kortex der rechten Hemisphäre sowie im linken supplementärmotorischen Areal. Der Kontrast kog über aff brachte keine Voxel mit signifikanter Aktivierung hervor. Im Kontrast aff über phy zeigte sich Aktivierung im Nucleus caudatus und im Pallidum rechts. Die aus der region of interest der Basalganglien extrahierten β-Gewichte korrelierten mit der Skala perspective taking aus dem Saarbrücker Persönlichkeitsfragebogen. Trotz Durchführung einer umfangreichen neuropsychologischen Testbatterie und Einsatz verschiedener Fragebögen wurden nur vereinzelte Korrelationen zwischen der ToM-Fähigkeit und den erhobenen Verhaltensmaßen gefunden. Die dargestellten Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die affektive und die kognitive ToM können auf neuraler Ebene mit der fMRT-Version des Yoni-Paradigmas differenziert werden. Die beiden ToM-Teilbereiche scheinen zwar einerseits auf ein gemeinsames Kernnetzwerk an Hirnregionen zurückzugreifen, können andererseits aber auch neuroanatomisch differenziert werden. Die affektive ToM rekrutiert im Vergleich zur kognitiven ToM zusätzliche Regionen. Diese Regionen befinden sich übereinstimmend mit bisherigen Studien vor allem in medialen Anteilen des Frontalhirns. Weiterhin ist in der vorliegenden Studie gezeigt worden, dass die Basalganglien in die Prozessierung affektiver ToM involviert sind. In der Literatur wurden ToM-Defizite bei unterschiedlichen Basalganglienerkrankungen beschrieben. Es ist wahrscheinlich, dass die Basalganglien bei der affektiven ToM eine Rolle spielen, indem sie die für Simulationsprozesse notwendige motorische Komponente beisteuern. Die wenigen gefundenen Korrelationen zwischen der ToM-Fähigkeit und den erhobenen Verhaltensmaßen weisen darauf hin, dass ToM bei gesunden Personen eine von anderen kognitiven Fähigkeiten und Persönlichkeitsmaßen weitgehend unabhängige Domäne darstellt.

Summary:
Theory of Mind (ToM) is the ability to infer other people’s mental states such as desires, intentions and beliefs. It constitutes a crucial prerequisite for many forms of social interaction and is impaired in various psychiatric and neurological diseases. ToM can be differentiated into affective (i.e. empathising the feelings of another person) and cognitive (i.e. inferring the mental state of the counterpart) subcomponents. While affective ToM abilities mainly seem to be mediated by the ventromedial prefrontal cortex, current research suggests that cognitive ToM abilities are associated with more lateral, in particular, dorsolateral prefontal regions. Recently, the basal ganglia (BG) are also ascribed to ToM. The multifaceted concept ToM inspires varied research investigating its neural underpinnings but few studies compare affective and cognitive ToM directly using functional imaging approaches of the brain. In order to specify the neural correlates of affective and cognitive ToM as well as the involvement of the BG, an adapted fMRI-version of the Yoni paradigm by Shamay-Tsoory and colleagues was applied. It contained an affective (aff) and cognitive (kog) ToM condition as well as a control condition (phy) and consisted of 60 highly comparable visual stimuli (20 in each condition). The items were shown for 6 sec and intermitted by a jittered fixation cross (from 3.5 to 4.3 sec, mean: 3.9 sec). Participants were asked to infer either the cognitive or affective mental state of the main character named Yoni whereas the control condition did not require any mental state inferences. 30 healthy right-handed participants (15 women, 15 men, mean age = 25.3 +/- 2.5 years) underwent event-related fMRI scanning (1.5 T, TE = 50 msec, TR = 3000 msec), neuropsycholo¬gi¬cal testing and filled in several questionnaires regarding general health and personality traits. In addition, three ToM tests were applied. Statistical analysis was conducted using SPM 5 and 8 for the functional imaging data and SPSS version 18 for the behavioural data. In both the contrasts, aff over phy and kog over phy, activation was found in regions previously ascribed to the ToM network, namely parts of the temporal lobe including the superior temporal sulcus, the supplementary motor area and parietal structures of the right hemisphere. The contrast aff over phy yielded additional activation in the orbitofrontal cortex on the right and the cingulate cortex, the precentral and inferior frontal gyrus on the left. Interestingly the right BG were recruited as well. Additional clusters of this contrast were located within the right parietal cortex including the precuneus and in the left cerebellum. The direct contrast aff over kog showed activation in the temporoparietal junction and the cingulate cortex on the right as well as in the left supplementary motor area. The reverse contrast kog over aff however did not yield any significant clusters. The contrast aff over phy revealed activation in the caudate nucleus and the pallidum of the right hemisphere. β-values derived from the anatomically defined region of interest of the BG correlated with the subscale perspective taking from the Interpersonal Reactivity Index. In spite of detailed neuropsychological testing and the application of several questionnaires only sporadic correlations between measures of ToM abilities and the collected behavioral data were found. The results of this study support the hypothesis that the neural correlates of affective and cognitive ToM subcomponents partly share neural correlates but can also be differentiated on an anatomical level. Affective ToM seems to recruit more regions than cognitive ToM and - consistent with previous research - more medial parts of the frontal cortex. Regions previously described as representing the ToM network were implicated in the present study. Furthermore, the BG seem to be involved in affective ToM possibly providing a motor component of simulation processes. The scarcity of correlations found between ToM and other cognitive measures or personality traits supports the hypothesis that ToM is a largely independent domain of social cognition. The investigation of the subcomponents of ToM helps to achieve a more detailed understanding of this complex construct that seems to comprise very different abilities.


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