Thesis (doctoral)--Universität, Giessen, 2002.

Zugl.: Bremen, Univ., Diss., 2008

Zugl.: Leipzig, Univ., Diss., 2009

Universiẗat, Diss., 2003--Würzburg. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2002.

Univ., Habil.-Schr.--Frankfurt am Main, 2002. / Literaturverz. S. 193 - 222.

Hintergründe: Wie eine Vielzahl von Studien belegt, kann das explizite Gedächtnis, das die bewusste Erinnerung an enkodierte Informationen beinhaltet, durch Emotionen beeinflusst werden, und zwar über den Einfluss auf verschiedene Verarbeitungsebenen (Enkodierung, Konsolidierung, Abruf usw.). Bisher wenig untersucht ist, ob und wie Emotionen Vorgänge der motorischen Gedächtnisbildung, die nicht auf bewusster Erinnerung beruhen und sich stattdessen durch Veränderungen im Verhalten darstellen, modulieren. Experiment 1: Das Ziel des ersten Experimentes war es, den Einfluss von Emotionen auf motorisches Lernen zu untersuchen. Vier Gruppen von Probanden mussten in einer motorischen Lernaufgabe schnelle, seitliche Bewegungen mit dem Daumen ausführen. Während dieser Aufgabe hörten die Probanden emotionale Klänge, die in Valenz und Arousal variierten: 1. Valenz negativ/ Arousal niedrig (V-/A-), 2. Valenz negativ/ Arousal hoch (V-/A+), 3. Valenz positiv/ Arousal niedrig (V+/A-), 4. Valenz positiv/ Arousal hoch (V+/A+). Die deskriptive Analyse aller Daten sprach für beste Ergebnisse für das motorische Lernen in der Bedingung V-/A-, aber die Unterschiede zwischen den Bedingungen waren nicht signifikant. Die Interaktion zwischen Valenz und Arousal emotionaler Töne scheint demnach motorische Enkodierungsprozesse zu modulieren, jedoch müssen zukünftige Studien mit unterschiedlichen emotionalen Stimuli die Annahme weiter untersuchen, dass negative Stimuli mit niedrigem Arousal während der Enkodierung einen fördernden Effekt auf das motorische Kurzzeitgedächtnis haben. Experiment 2: Die Absicht des zweiten Experimentes war es, die Auswirkungen emotionaler Interferenzen auf die Konsolidierung beim Sequenzlernen zu untersuchen. Sechs Gruppen von Probanden trainierten zuerst in getrennten Sitzungen eine SRTT-Aufgabe (serial reaction time task). Um die Konsolidierung der neu erlernten Fertigkeit zu modulieren, wurden die Probanden nach dem Training einer von drei unterschiedlichen Klassen emotionaler Stimuli (positiv, negativ oder neutral) ausgesetzt. Diese bestanden aus einem Set emotionaler Bilder, die mit emotional kongruenten Musikstücken oder neutralen Klängen kombiniert waren. Bei den Probandengruppen wurde die emotionale Interferenz nach zwei unterschiedlichen Zeitintervallen realisiert, entweder direkt nach der Trainingssitzung oder sechs Stunden später. 72 Stunden nach der Trainingssitzung wurde jede Gruppe erneut mit der SRTT-Aufgabe getestet. Die Leistung in diesem Nachtest wurde mittels Reaktionszeit und Genauigkeit bei der Ausführung der Zielsequenz analysiert. Die emotionale Interferenz beeinflusste weder die Nachtestergebnisse für die Reaktionszeit noch die für die Genauigkeit. Allerdings konnte eine Steigerung der expliziten Sequenzerkennung durch erregende negative Stimuli festgestellt werden, wenn diese direkt nach der ersten Trainingseinheit (0h) dargeboten wurden. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass die Konsolidierung der expliziten Aspekte prozeduralen Lernens in einer stärkeren Wechselwirkung mit emotionalen Interferenzen stehen könnte als die der impliziten Aspekte. Die Konsolidierung unterschiedlicher Ebenen des Fertigkeitserwerbs könnte demnach von unterschiedlichen Mechanismen gesteuert werden. Da Performanz und explizites Sequenzerkennen nicht korrelierten, vermuten wir, dass implizite und explizite Modalitäten bei der Durchführung der SRTT-Aufgabe nicht komplementär sind. Experiment 3: Es sollte untersucht werden, ob es eine Präferenz der linken Gehirnhemisphäre bei der Kontrolle von Flexionsreaktionen auf positive Stimuli gibt und der rechten Hemisphäre bei der Kontrolle von Extensionsreaktionen auf negative Stimuli. Zu diesem Zweck sollten rechtshändige Probanden einen Joystick zu sich ziehen oder von sich weg drücken, nachdem sie einen positiven oder negativen Stimulus in ihrem linken oder rechten Gesichtsfeld gesehen hatten. Die Flexionsreaktionen waren bei positiven Stimuli schneller, Extensionsreaktion hingegen bei negativen Stimuli. Insgesamt war die Performanz am schnellsten, wenn die emotionalen Stimuli im linken Gesichtsfeld präsentiert wurden. Dieser Vorrang der rechten Gehirnhemisphäre war besonders deutlich für negative Stimuli, wohingegen die Reaktionszeiten auf positive Bilder keine hemisphärische Differenzierung zeigten. Wir konnten keine Interaktion zwischen Gesichtsfeld und Reaktionstyp belegen, auch fand sich keine Dreifachinteraktion zwischen Valenz, Gesichtsfeld und Reaktionstyp. In unserem experimentellen Kontext scheint die Interaktion zwischen Valenz und Gesichtsfeld stärker zu sein als die Interaktion zwischen Valenz und motorischem Verhalten. Auf Grund dieser Ergebnisse vermuten wir, dass unter gewissen Bedingungen eine Hierarchisierung der asymmetrischen Muster Vorrang hat, die möglicherweise andere vorhandene Asymmetrien maskieren könnte. / Background: There is extensive evidence that explicit memory, which involves conscious recall of encoded information, can be modulated by emotions; emotions may influence encoding, consolidation or retrieval of information. However, less is known about the modulatory effects of emotions on procedural processes like motor memory, which do not depend upon conscious recall and are instead demonstrated through changes in behaviour. Experiment 1: The goal of the first experiment was to examine the influence of emotions on motor learning. Four groups of subjects completed a motor learning task performing brisk isometric abductions with their thumb. While performing the motor task, the subjects heard emotional sounds varying in arousal and valence: (1) valence negative / arousal low (V-/A-), (2) valence negative / arousal high (V-/A+), (3) valence positive / arousal low (V+/A-), and (4) valence positive / arousal high (V+/A+). Descriptive analysis of the complete data set showed best performances for motor learning in the V-/A- condition, but the differences between the conditions did not reach significance. Results suggest that the interaction between valence and arousal may modulate motor encoding processes. Since limitations of the study cannot be ruled out, future studies with different emotional stimuli have to test the assumption that exposure to low arousing negative stimuli during encoding has a facilitating effect on short term motor memory. Experiment 2: The purpose of the second experiment was to investigate the effects of emotional interference on consolidation of sequential learning. In different sessions, 6 groups of subjects were initially trained on a serial reaction time task (SRTT). To modulate consolidation of the newly learned skill, subjects were exposed, after the training, to 1 of 3 (positive, negative or neutral) different classes of emotional stimuli which consisted of a set of emotional pictures combined with congruent emotional musical pieces or neutral sound. Emotional intervention for each subject group was done in 2 different time intervals (either directly after the training session, or 6 h later). After a 72 h post-training interval, each group was retested on the SRTT. Re-test performance was evaluated in terms of response times and accuracy during performance of the target sequence. Emotional intervention did not influence either response times or accuracy of re-testing SRTT task performance. However, explicit awareness of sequence knowledge was enhanced by arousing negative stimuli applied at 0 h after training. These findings suggest that consolidation of explicit aspects of procedural learning may be more responsive toward emotional interference than are implicit aspects. Consolidation of different domains of skill acquisition may be governed by different mechanisms. Since skill performance did not correlate with explicit awareness we suggest that implicit and explicit modes of SRTT performance are not complementary. Experiment 3: The aim of the third experiment was to analyze if the left hemisphere preferentially controls flexion responses towards positive stimuli, while the right hemisphere is specialized towards extensor responses to negative pictures. To this end, right-handed subjects had to pull or push a joystick subsequent to seeing a positive or a negative stimulus in their left or right hemifield. Flexion responses were faster for positive stimuli, while negative stimuli were associated with faster extensions responses. Overall, performance was fastest when emotional stimuli were presented to the left visual hemifield. This right hemisphere superiority was especially clear for negative stimuli, while reaction times towards positive pictures showed no hemispheric difference. We did not find any interaction between hemifield and response type. Neither was there a triple interaction between valence, hemifield and response type. In our experimental context the interaction between valence and hemifield seems to be stronger than the interaction between valence and motor behaviour. From these results we suppose that under certain conditions a hierarchy scaling of the asymmetry patterns prevails, which might mask any other existing asymmetries.

Würzburg, University, Diss., 2008.

Zugl.: Leipzig, Univ., Diss., 2006

Würzburg, Univ., Dipl.-Arb. von Alexandra Lenhard, 2002.

Die Arbeit befasst sich mit der Frage, welche Rolle die sensorischen Effekte von Handlungen beim Erwerb und der Steuerung von Bewegungen spielen. Dabei wird auf zwei experimentelle Ansätze zurückgegriffen, einerseits die serielle Wahlreaktionsaufgabe (SWR) und andererseits Trainingsstudien zum Erwerb kurzer motorischer Sequenzen. In der SWR ist es die Aufgabe der Versuchspersonen, auf nacheinander dargebotene Reize so schnell wie möglich, meist mit Tastendrücken, zu reagieren. Wenn die Abfolge der Tastendrücke einer bestimmten, statistisch festgelegten oder zyklisch wiederholten Struktur folgt, nehmen die Reaktionszeiten stark ab, wenn die Struktureigenschaften verändert werden, verschwindet dieser Übungsgewinn wieder. Anhand der einschlägigen Literatur wird zunächst belegt, dass sowohl statistische als auch relationale sowie raum-zeitliche Struktureigenschaften die Lernrate beeinflussen. Anschliessend wird diskutiert, zwischen welchen Elementen der Ereignissequenz, die eine SWR darstellt, Struktureigenschaften wirksam werden. Es wird der Nachweis geführt, dass die Bedeutung von Reaktionseffekten in diesem Zusammenhang in der Literatur bisher weitgehend vernachlässigt wurde. Ein ähnlicher Mangel zeigt sich auch in der Betrachgung der Literatur zum Training kurzer Bewegungsfolgen und den theoretischen Ansätzen zur motorischen Programmierung: Sensorische Effekte von Bewegungen werden in den Erklärungsmodellen nicht als bedeutsamer Faktor erkannt. Fußend auf der Logik des „ideomotorischen Prinzips“ wird in einer Serie von Experimenten der Nachweis geführt, dass Toneffekte, die kontingent an die Reaktionstasten gebunden sind, sich erleichternd auf den Erwerb und die Ausführung motorischer Sequenzen auswirken können. Im ersten Experiment wird in einer seriellen Wahlreaktionsaufgabe eine Gruppe von Versuchspersonen, die kontingent zugeordnete Toneffekte erzeugt mit zwei Kontrollgruppen (ohne Toneffekte und mit nicht-kontingenten Toneffekten) verglichen. Die kontigenten Toneffekte verbessern das serielle Lernen substantiell, die nicht-kontingenten Toneffekte haben keinen Einfluss. In Experiment 2 wird dieser Befund mit anderem Reizmaterial repliziert und es wird gezeigt, dass bedeutsame Kompatibilitätsbeziehungen zwischen den Reaktionstasten und den Tönen bestehen: Der nützliche Einfluss der Töne zeigt sich nur bei von links nach rechts aufsteigender Zuordnung. In beiden Experimenten kann eine Erklärung der Ergebnisse durch Unterschiede im „expliziten Wissen“ über die Sequenzstruktur ausgeschlossen werden. Experiment drei bis fünf zeigen, dass kontingent und aufsteigend zugeordnete Toneffekte auch das Erlernen kurzer Tastendruchsequenzen, die über einen längeren Zeitraum trainiert werden können, erleichtern. Am augenfälligsten ist dabei das Verschwinden des sogenannten Sequenzlängeneffektes, eines üblicherweise vorhandenen Unterschiedes in den Initiierungszeiten kürzerer und längerer motorischer Abfolgen. Mit geeigneten Toneffekten lassen sich längere Sequenzen ebenso schnell initiieren wie kürzere, was dafür spricht, dass die sensorischen Effekte bei der Erstellung des motorischen Programmes für die Bewegung eine Rolle spielen. In Experiment 4 und 5 nehmen auch die Zwischen-Tasten-Intervalle innerhalb der trainierten Sequenzen mit Toneffekten schneller ab und gleichen sich einander schneller an, was als Hinweis darauf interpretiert wird, dass die Toneffekte sich erleichternd auf das chunking, also die Zusammenfassung einzelner Elemente zu größeren Einheiten, auswirken. Diese Überlegung steht im Einklang mit aus der Literatur bekannten Überlegungen zur Reduktion des Sequenzlängeneffektes durch intensives Training, auch hier wurde in der Vergangenheit bereits ein Einfluss von chunking-Prozessen vermutet. Experiment 5 zeigt, dass der Einfluss der Toneffekte auch bei einem längeren Vorinformationsintervall nicht verschwindet, das heisst, auch wenn die Versuchspersonen Zeit haben, sich auf die gleich auszuführende Sequenz vorzubereiten, können mit Toneffekten geübte Sequenzen schneller initiiert werden. Dies spricht dagegen, dass die Toneffekte sich nur erleichternd auf die Aktionsauswahl auswirken, und dafür, dass ihnen auch bei Initiierung und Ausführung Bedeutung zukommt. Ein letztes Experiment zeigt, dass die beobachteten Befunde nicht unabhängig von den verwendeten Effekten sind, da sich bei einem Replikationsversuch mit visuellen Effekten (Ziffern) keine Unterschiede zwischen Experimental-und Kontrollbedignung beobachten lassen. Die Ergebnisse werden mit Blick auf die zukünftige Modellbildung im Bereich der Motoriksteuerung und der motorischen Programmierung diskutiert. Nachdem Alternativerklärungen ausgeschlossen werden können wird der Schluss gezogen, dass sensorische Effekte Teil der zu Auswahl und Steuerung von Bewegungen notwendigen internen Repräsentationen sein müssen. Geeignete Effekte können Erwerb und Ausführung beschleunigen. / The thesis deals with the role of sensory effects for the acquisition and control of movement. Two experimental approaches are employed: The serial reaction time task (SRT) and a training paradigm for the acquisition of short movement sequences. In the SRT, participants are to respond as fast as possible to successively presented stimuli, usually with keystrokes. When the sequence of keystrokes follows a fixed structure, repeating or statistically constrained, response times are reduced, when the structural properties are changed, this practice benefit is lost. Some authors consider this result as an example of "implicit learning", since participants are often unable to relate the structure of the stimulus-response sequence afterwards. With reference to the relevant literature it is first shown that statistical as well as relational and temporal-spatial structural properties influence learning. Subsequently it is discussed between which elements of the event sequences an SRT represents structural properties exert their influence. The most promising approaches take links between various elements, i.e. stimuli, responses and response effects into account. It is demonstrated that the importance of response effects has largely been neglected in the literature so far. A similar picture emerges for the literature on practising short movement sequences: Sensory effects are not considered an important factor there. Based on the logic of the "ideomotor principle" a subsequent series of experiments demonstrates that tone effects contingently linked to the response keys can facilitate the acquisition and execution of motor sequences. In Experiment 1, a group of participants producing contingent tones with their keystrokes in an SRT is compared to two control groups, one producing non-contingent and one no tone effects. The contingent tone effects substantially improve serial learning, whereas no improvement is found for the non-contingent tone effects. This result is replicated in Experiment 2 with different stimulus material. It is also shown that there are compatibility relations between the response keys and the tones: The beneficial influence of the tone effects is observed only when they are mapped onto the response keys in ascending order from left to right. "Explicit knowledge" about sequence structure cannot explain the group differences in either experiment. Experiments 3 to 5 show that contingently and ascendingly mapped tone effects also facilitate the acquisition of short movement sequences being practiced for extended periods of time. The most obvious influence here is the disappearance of the sequence length effect. This is a usually found difference between the initiation times of shorter and longer motor sequences. With suitable tone effects, longer sequences can be initiated as fast as short sequences. This suggests that sensory effects play a role during the construction of motor programs for movement control. In Experiment 4 and 5, the interresponse intervals in the sequences practiced with tone effects also decrease faster and a trend for homogenization becomes apparent. This indicates that the tone effects facilitate chunking, i.e. the linking of single movement elements into larger units. This is in line with older notions from the motor learning literature. Chunking has for some time been considered responsible for the reduction of the sequence length effect through practice. Experiment 5 demonstrates that the influence of the tone effects does not disappear even when participants are given ample preparation time before having to start a sequence. Even then, sequences associated with tone effects can be initiated faster. This makes it unlikely that tone effects only facilitate action selection and favours the interpretation that they are important also for initiation and execution. The last Experiment shows that the observed results are not independent of the kind of effects presented. With visual effects (digits) no differential influences were observed. The results are discussed with reference to the future formulation of models on motor control and motor programming. Since alternative explanations of the data can be ruled out, the conclusion is drawn that sensory effects must be part of the internal representations used for selecting and controlling movements. If these effects have certain properties facilitating their association with the movements that produce them on the one hand and facilitating associations between themselves on the other hand, they can obviously accelerate the acquisition and execution of movement sequences.