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Störungen der Arbeitsgedächtnisfunktionen bei ersterkrankten Neuroleptika-naiven schizophrenen Patienten in n-back Aufgaben

Working memory deficits in in first-episode, drug-naive schizophrenic patients in n-back paradigma

Janik, Honorata Eva


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Schizophrenie , Arbeitsgedächtnis , Kognition , N-back Aufgaben, Reaktionszeitaufgaben
Freie Schlagwörter (Englisch): schizophrenia , working memory , cognition , n-back tasks , reaction time paradigma
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Medizinisches Zentrum für Psychiatrie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 30.05.2005
Erstellungsjahr: 2004
Publikationsdatum: 14.02.2006
Kurzfassung auf Deutsch: Seit der Abgrenzung der Schizophrenie von anderen psychiatrischen Krankheitsbildern vor über 100 Jahren ist diese Erkrankung das Objekt intensiver Forschungsbemühungen verschiedener Forschungsbereiche. Dabei stehen in den letzten Jahren kognitive Störungen, die als ein Symptom der Erkrankung auftreten können, im Zentrum des Interesses. Es ist bekannt, daß schizophrene Patienten in den meisten kognitiven Tests eine schlechtere Performance zeigen als gesunde Probanden - wobei noch keine Übereinstimmung besteht, ob dies auf eine globale Störung oder selektiv gestörte kognitive Funktionen zurückzuführen ist. Sollte es sich um eine Störung in bestimmten kognitiven Bereichen handeln, so müssten Funktionen beeinträchtigt sein, die in zahlreichen Aufgaben beansprucht werden und somit auch eine globale Störung vortäuschen könnten. Diese Anforderung wird u.a. von den Arbeitsgedächtnisprozessen erfüllt, jedoch auch von den s.g. elementaren Teilprozessen, welche die Basis der Informationsverarbeitung darstellen und bereits in die Lösung von Wahlreaktionsaufgaben involviert sind.
Störungen der Arbeitsgedächtnisfunktionen bei schizophrenen Patienten werden häufig in der Literatur beschrieben. Einer der zahlreichen verschiedenen Untersuchungsansätze, der sich in der letzten Zeit einer recht grosser Popularität erfreut, ist das n-back Paradigma. Unter Anwendung von bildgebenden Verfahren und der Einbeziehung von Verhaltensvariablen während der Lösung von n-back Aufgaben lieferten verschiedene Forschungsgruppen jedoch widersprüchliche Ergebnisse bezüglich der Hirnaktivierung unter Arbeitsgedächtnisbelastung. Dies ist vermutlich auf die Anwendung von zwei verschiedenen Typen von n-back Aufgaben zurückzuführen: der Continuous delayed response task (CDRT) und der Continuous matching task (CMT).

In der vorliegenden Arbeit konnte durch die Integration dieser beiden Typen von n-back Aufgaben in ein Reaktionszeitzerlegungs-Paradigma nach dem traditionellen Donders´schen Ansatz (1868) gezeigt werden, dass sich die beiden Aufgabentypen in der Beanspruchung kognitiver Funktionen unterscheiden. Die Defizite, die im Verhalten ersterkrankter schizophrener Patienten in n-back-Aufgaben sowohl in der Qualität wie im Zeitbedarf nachgewiesen werden konnten, lassen sich dabei vermutlich nicht primär auf Störungen des Arbeitsgedächtnisses zurückführen. Vielmehr konnte gezeigt werden, dass die Beeinträchtigungen in CMT-Aufgaben durch Dysfunktionen elementarer kognitver Prozesse erklärt werden können. In CDRT lassen sie sich dagegen vermutlich auf den Einsatz unterschiedlicher Verarbeitungsstrategien bei gesunden und schizophren erkrankten Personen zurückführen, wobei offen bleibt, inwieweit die Ursache für den Einsatz einer zeitaufwendigeren und fehleranfälligeren Strategie bei den Patienten in einer Dysfunktion oder einem fehlerhaften Einsatz des kognitiven Verarbeitungsapparates liegt.
Kurzfassung auf Englisch: Since the differentiation of schizophrenia as a unique condition among other psychiatric disorders about 100 years ago, this disease has been the subject of intense research from various scientific angles. Cognitive disturbances, which can occur as a symptom of this disease, have been the focal point of interest during the last years. It is well established that schizophrenic patients show a poorer performance in most cognitive tests than their healthy counterparts; however, there is no agreement on whether this refers to a generalised disturbance or disrupted selective processes. In the case of a disturbance of distinct cognitive processes, an impairment of functions would manifest in many tasks and would thus appear to be a generalised disturbance. Impaired working memory processes for example, as well as disrupted “elementary sub-processes”, which constitute the basis of information processing and are involved in choice reaction tasks as well, are candidates to simulate a generalised deficit.


Disturbances of working memory processes in schizophrenic patients are a frequent topic of reference in literature. One of the many different tasks being favoured at the moment is the n-back paradigm. Applying image resolution procedures and taking into account behavioural variables, different research teams have obtained contradictory results in the measurement of brain activity during the performance of n-back tasks under conditions which strain working memory load. This can probably be put down to the application of two different types of n-back tasks: the continuous delayed response task (CDRT) and the continuous matching task (CMT).


In this dissertation, it can be shown that by integrating both types of n-back tasks in a reaction time decomposition paradigm (in accordance with the traditional Donder´s experiment), both types of tasks require the involvement of different cognitive functions. Deficits in the behavioural patterns of first-episode schizophrenic patients in n-back tasks can be demonstrated in the quality of task performance as well as quantitatively in terms of time demands; presumably, these do not refer primarily to a working memory deficit. Moreover, it can be shown that impairments in CMT can be explained by a dysfunction of elementary cognitive processes. As for CDRT, it can be suggested that deficits probably appear due to the use of different processing strategies in healthy and schizophrenic subjects. Yet it is not clear whether this effect - caused by the use of a different (more time demanding and more susceptible to errors) processing strategy - is based in a dysfunction or in a disrupted application of the cognitive processing apparatus.