Convergence of pitch and number word magnitude coding in the intraparietal cortex

Winkler, Liza Yamila; Willmes-von Hinckeldey, Klaus

doi:HT016074171

Convergence of pitch and number word magnitude coding in the intraparietal cortex = Konvergierende Verarbeitung von Tonhöhen und Zahlwörtern im intraparietalen Kortex

Winkler, Liza Yamila

2009

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Liza Yamila Winkler

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2009

Umfang203 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Willmes-von Hinckeldey, Klaus (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2009-06-16

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-29160
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/51271/files/Winkler_Liza.pdf

Einrichtungen

Lehr- und Forschungsgebiet Neuropsychologie (535000-3)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ton <Akustik> (Genormte SW) ; Zahl (Genormte SW) ; Funktionelle NMR-Tomographie (Genormte SW) ; NMR-Tomographie (Genormte SW) ; Großhirnrinde (Genormte SW) ; Hörrinde (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; parietal Kortex (frei) ; Größenvergleichsaufgabe (frei) ; number word (frei) ; pitch (frei) ; magnitude (frei) ; semantic (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Die menschliche Fähigkeit der Abstraktion ermöglicht uns komplett unterschiedliche Stimuli und Eindrücke zu begreifen und zu verarbeiten. Ein Beispiel für ein abstraktes Assoziations- System wurde von Walsh (Theory of Magnitude, ATOM, 2003) beschrieben. Er postulierte, dass Zeit, Raum und Quantität in einem allg. Größensystem verarbeitet werden, welches im inferior- parietalen Kortex lokalisiert ist. Eine Assoziation zwischen Raum- und Zahlenverarbeitung wurde bereits beschrieben (z. B. SNARC Effekt, Dehaene et al., 1993). Kürzlich, wurde eine ähnliche Verbindung für die Tonhöhenverarbeitung beobachtet (SMARC Effekt, tiefer/höher Entscheidungen, Rusconi et al., 2005). Die Hauptintention unserer Studie war es, die Verarbeitung von Tonhöhen und Zahlen zu untersuchen und herauszufinden, ob konvergierende Gehirnareale innerhalb des intraparietalen Kortex existieren. Es wurden Zahlwörter (1-9, Referenzzahlwort: 5) und Sinustöne (E3- G4#, Referenzton: C4) auditiv präsentiert. Die Probanden mussten Größenvergleichesaufgaben (höher/tiefer als C4, bzw. kleiner/größer als ‚fünf’) lösen im Vergleich zu einem konstanten Referenzton/-zahlwort. Der Grad der Kompatibilität wurde mittels Variation der Antwortausrichtung beeinflusst (z. B. kompatibel= Zeigefinger: kleiner, Mittelfinger: größer; inkompatibel= umgekehrte Zuordnung). Die Reaktionszeitergebnisse wurden mittels 4- fach ANOVA analysiert. Es zeigten sich übereinstimmende Stimulus-Antwort-Kompatibilitäten und Distanzeffekte für Zahlwörter und Töne. Die funktionellen MRT Daten wurden mit SPM2 analysiert. Das interessanteste Ergebnis zeigte eine Konjunktionsanalyse: Eine überlappende links anterior- inferior- parietale Aktivierung für Größenvergleichsaufgaben von Tonhöhen und Zahlwörtern. Insgesamt weisen unsere Ergebnisse auf eine konvergierende Prozessierung von Zahlwörtern und Tönen hin und unterstützen die ATOM Theorie, welche ein allgemeines Größensystem im inferior- parietalen Kortex postuliert.

The human capability of abstraction enables us to appreciate and process completely different impressions and stimuli. One approach to an abstract association system came from Walsh (Theory of Magnitude, ATOM, 2003). He postulated, that time, space, and quantity are processed by a generalized magnitude system which is assumed to be located in the inferior parietal cortex. A strong connection between space and number has often been verified (e.g., SNARC effect, Dehaene et al., 1993). Recently, a similar connection has been proposed for pitch discrimination (SMARC effect, lower/higher musical judgements, Rusconi et al., 2005). The aim of the current fMRI study was to investigate spatial encoding of pitch and number, and to examine whether convergent brain areas could be found within the intraparietal cortex. Participants were auditorily presented with number words and tones, for which they had to make comparative judgments to a referent in memory (e.g., smaller/larger than five resp. lower/higher than C4). The degree of compatibility was influenced by response assignment (i.e., compatible: index finger for smaller, middle finger for larger; incompatible: reverse mapping). Behavioural data were analyzed with a 4-way ANOVA. The data showed equivalent stimulus-response compatibility and distance effects for numbers and tones. Functional MRI data were analyzed with SPM2. The most interesting finding for fMRI activation data was a shared inferior parietal activation for comparative judgments on number and pitch as revealed by a conjunction analysis. Our findings are in support of ATOM, suggesting a common metric for magnitude coding in the intraparietal cortex.

Fulltext:
PDF