Behavioral and Neural Indices of Perceiving Multisensory Action Outcomes

Studien haben gezeigt, dass es Unterschiede in der Wahrnehmung von Handlungskonsequenzen gibt, abhängig davon ob die Handlung eine eigene, willkürliche Bewegung ist oder extern generiert wurde. Zum Beispiel wird die Zeit zwischen eigenen Handlungen und deren Konsequenzen kürzer wahrgenommen, als sie eigentlich ist. Des Weiteren werden sensorische Stimuli, die aus eigenen Handlungen entstehen, als weniger intensiv wahrgenommen als extern erzeugte Stimuli. Als Grund für die unterschiedliche Wahrnehmung von eigenen und extern generierten Handlungskonsequenzen vermutet man den Efferenzkopiemechanismus. Dieser wurde bereits vielfach mittels behavioralen und bildgebenden Methoden untersucht. Wenn auch willkürliche Bewegungen in der ‘realen Umwelt’ Rückmeldungen an das Gehirn über verschiedene Modalitäten nach sich ziehen, haben bisherige Untersuchungen lediglich unimodale Handlungskonsequenzen untersucht. Daher ist die Wahrnehmung von multisensorischen Inputs der eigenen Handlungskonsequenzen, ein noch unerforschtes Thema. Das Ziel dieser Dissertation ist es, diese Lücke zwischen behavioralen und neuronalen Korrelaten multisensorischer Handlungskonsequenzen zu schließen. In der ersten Studie wurde die synchrone Wahrnehmung von multisensorischen Konsequenzen untersucht, welche durch willkürliche oder extern erzeugte Handlungen ausgelöst wurden. Studie 1.1 zeigte eine gesteigerte Wahrnehmung von Simultanität der audiovisuellen Stimulipaare über die Zeit der Handlung auf. Studie 1.2 konnte einen ähnlichen Effekt bei extern generierten Bewegungen zeigen. Dies unterstreicht die Rolle der zeitlichen Abfolge der Ereignisse für die Zuweisung von Kausalität. Der unterschiedliche Effekt der willkürlichen Handlungen manifestiert sich in der Genauigkeit der Bewertung ihrer Simultanität. Interessanterweise waren die Steigungen der psychometrischen Funktionen bei den Bedingungen mit willkürlicher Bewegung signifikant steiler als in der Bedingung mit extern-generierter Bewegung. Dies lässt eine Rolle von Efferenzkopiemechanismen bei der Wahrnehmung von Simultanität vermuten. Die zweite Studie untersuchte die neuronalen Korrelate der Wahrnehmung von unimodalen und bimodalen Handlungskonsequenzen bei willkürlichem Tastendrücken im Vergleich zur passiven Beobachtung der identischen Handlungskonsequenzen, ohne diese verursacht zu haben. Die Ergebnisse zeigen eine BOLD-Unterdrückung bei willkürlichen Handlungen verglichen mit der Bedingung des passiven Beobachtens der Stimuli, unabhängig von Modalität der Stimuli, auf welche die Aufmerksamkeit gerichtet war. Das Cerebellum scheint eine zentrale Rolle in bimodalen Bedingungen zu spielen, v.a. in der Detektion von Verzögerungen zwischen den Stimuli der Modalitäten. Diese Ergebnisse zeigen eine distinkte neuronale Wahrnehmung willkürlicher Handlungen, bei der Verarbeitung von Multisensorischen Reizen. Die dritte Studie untersuchte die neuronalen Korrelate der Wahrnehmung von uni- vs. bimodalen Handlungskonsequenzen mit Fokus auf Efferenzkopiemechanismen in einer naturalistischen experimentellen Umgebung. Die Ergebnisse stützen die zuvor aufgeführten Befunde im Bezug auf Efferenzkopiemechanismen bei der Wahrnehmung von selbstgenerierten Handlungskonsequenzen, und erweitern diese Befunde für einen multisensorischen Kontext. Weiterhin unterstreichen sie die Beteiligung des Cerebellums an Efferenzkopiemechanismen. Wesentlich ist hier, dass der modulatorische Effekt der zweiten Modalität auf das BOLD-Signal die Rolle von multisensorischen Prozessen bei motorsensorischen Interaktionen unterstreicht. Zusammen genommen bestärken die Studien die unterschiedliche Wahrnehmung von Handlungskonsequenzen willkürlicher Bewegungen und extern generierter Bewegungen und erweitern diese Befunde mit einem multimodalen Setting. Arbeiten aus diesem Gebiet können maßgeblich dazu beitragen, gestörte Zuweisungen von Urheberschaft bei Schizophrenie besser zu verstehen. Des Weiteren kann ein besseres Verständnis dieser Prozesse dazu beitragen, Patienten mit Rückenmarksverletzungen oder Schlaganfall effizienter behandeln zu können.