Neural tracking zur Analyse von EEG-Daten im Entwicklungskontext

In einem gerade erschienen Fachartikel diskutieren und erläutern wir, wie eine neue Methode zur Datenanalyse, das sogenannte Neural Tracking, auf die EEG-Daten von Babys angewandt werden kann. In den meisten Studien, die wir sonst machen, verwenden wir eine andere Analysetechnik, bei der wir uns sogenannte ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs) anschauen. Damit das funktioniert, muss den Babys das gleiche Bild (oder das gleiche Geräusch) sehr, sehr oft nacheinander vorgespielt werden, was natürlich schnell langweilig wird. Beim Neural Tracking kann man hingegen die Gehirnreaktionen der Babys auf sich ständig verändernde Informationen untersuchen, wenn das Baby also zum Beispiel eine Geschichte erzählt bekommt, ein Video sieht, oder auch anderen Menschen im echten Leben zuguckt. Wir können also mit dieser Methode viel spannendere Experimente entwickeln und viel natürlichere Situationen untersuchen.

Unseren neuen Fachartikel und damit alle mathematischen Details zum Neural Tracking bei Babys finden Sie hier:

Jessen, S., Obleser, J., & Tune, S. (in press).  Neural Tracking in Infants – an Analytical Tool for Multisensory Social Processing in Development, Dev Cogn Neurosci

Welche Hirnnetzwerke spielen für Belohnung und Verhaltenskontrolle eine Rolle?

Unsere Doktorandin Bernadette Hippmann hat zusammen mit ihren Ko-Autor*innen einen neuen Artikel in der Zeitschrift Human Brain Mapping veröffentlicht. In dieser Studie mit erwachsenen Probanden untersucht sie, welche Hirnbereiche bei verschiedenen Entscheidungsaufgaben wie zusammenspielen und ob das ganze davon beeinflusst wird, ob man für richtige Antworten belohnt oder bestraft wird. Den ganzen Artikel dazu gibt es (leider nur auf Englisch) hier:

Hippmann, B., Tzvi, E., Göttlich, M., Weiblen, R., Münte, T., & Jessen, S. (2021). Effective connectivity underlying reward-based executive control. Human Brain Mapping.

Neuer Commentary-Artikel in Psychological Science

Auch wenn unsere Projekte leider immer noch nicht wieder so wie vor Corona laufen, sind wir nicht untätig: Gerade ist ein neuer Kommentar unter Beteiligung des Babylabs erschienen, indem wir näher auf das Phänomen Entrainment in der Analyse von Baby-EEG-Daten eingehen.

Nähere Infos (leider nur auf Englisch) gibt es hier:

Keitel, C., Obleser, J, Jessen, S. & Henry, M. (2021). Frequency-Specific Effects in Infant Electroencephalograms Do Not Require Entrained Neural Oscillations: A Commentary on Köster et al. (2019). Psychological Science, 1-6.

Wie beeinflusst der Geruch der Mutter die Emotionswahrnehmung von Babys?

Die ersten Ergebnisse aus unserem Forschungsprojekt zum Einfluss des mütterlichen Geruchs auf die Emotionswahrnehmung im Säuglingsalter wurden in der Zeitschrift Developmental Cognitive Neuroscience veröffentlicht.

In unserer Studie haben wir herausgefunden, dass Säuglinge, die ihre Mutter riechen können, nicht die eigentlich zu erwartende erhöhte Aufmerksamkeitsreaktion auf ängstliche Gesichter zeigen. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass allein der Geruch der Mutter ausreicht, damit sich ein Säugling sicher fühlt und nicht ganz so stark auf potentiell bedrohliche Reize in der Umgebung achten muss. Außerdem konnten wir beobachten, dass Stillen einen ähnlichen Effekt haben könnte – gestillte Säuglinge richteten weniger Aufmerksamkeit auf ängstliche Gesichter als Säuglinge, die nicht mehr gestillt wurden.

Jessen, S. (2020). Maternal odor reduces the neural response to fearful faces in human infants. Developmental Cognitive Neuroscience, 45, 100858.

Corona-Hygienebedingungen

Corona-Hygienebedingungen – Wie laufen die Messungen zur Zeit ab?

Oberste Priorität hat für uns natürlich immer die Sicherheit unserer Probanden, deren Familien und auch unserer Mitarbeiterinnen. Daher befolgen wir genau die von der Universität entwickelten Hygienerichtlinien für Messungen in Zeiten von Corona.

Konkret bedeutet das folgendes:

  • Alle Termine vor Ort im CBBM finden unter 2G+ Bedingungen statt, d.h. Sie können nur zu uns ins Labor kommen, wenn Sie geimpft oder genesen und zusätzlich getestet oder geboostert sind. Dies überprüfen wir als erstes beim Eintreffen im Labor. Auch alle unsere Mitarbeiterinnen sind geimpft und geboostert.
  • Einen Tag vor der Messung kontaktieren wir Sie noch einmal telefonisch und gehen mit Ihnen eine Checkliste durch, damit wir sicher gehen können, dass kein Verdacht auf Covid-19 vorliegt. Die gleiche Checkliste füllen Sie auch noch einmal am Tag der Messung bei uns im Labor aus.
  • Unsere Mitarbeiterinnen tragen zu jeder Zeit eine FFP2-Maske. Auch Sie als Elternteil möchten wir bitten eine FFP2-Maske zu tragen.
  • Alle Räumlichkeiten werden gut durchlüften und regelmäßig werden alle Materialien desinfiziert.
  • Wir bitten Sie darum Ihr eigenes Spielzeug für Ihr Kind mitzubringen, da wir aus hygienischen Gründen zur Zeit kein Spielzeug im Labor zur Verfügung stellen können.
  • Außerdem möchten wir Sie bitten möglichst alleine mit ihrem Kind zu kommen und auf weitere Begleitpersonen zu verzichten, insbesondere auf Personen, die nicht in ihrem Haushalt leben.
  • Bei einer Studienteilnahme werden diese Maßnahme auch noch einmal ausführlich am Telefon besprochen und Sie haben die Gelegenheit verbleibende Fragen zu klären.

Welche Rolle spielen frühe visuelle Areale für die Verarbeitung von Vertrauenswürdigkeit?

In einer neuen Studie haben wir zusammen mit Wissenschaftlern aus Maastricht untersucht, welche Rolle frühe visuelle Areale für die Verarbeitung von Vertrauenswürdigkeit aus Gesichtern spielen. Mithilfe sogenannte transkranieller Magnetstimulation (TMS) wurde bei erwachsenen Probanden die Verarbeitung von Gesichtern in bestimmten Hirnarealen gestört. Dass wir keinen Einfluss dieser Störung auf die Verhaltensreaktionen der Erwachsenen beobachten konnten deutet darauf hin, dass diese Areale nicht unbedingt notwendig für das Lesen von Vertrauenswürdigkeit aus Gesichtern sind.

Weiter Infos finden Sie hier:

Janssens, S.E.W., Sack, A.T., Jessen, S., & de Graaf, T. (2020). Can processing of face trustworthiness bypass early visual cortex? A transcranial magnetic stimulation study. Neuropsychologia, 137.

Wie beeinflusst der Geruch der Mutter Emotionsverarbeitung bei Babys?

Die ersten Ergebnisse aus unserer Geruchsstudie in Lübeck sind da. Wir haben insgesamt 91 Babies aus Lübeck und Umgebung eingeladen um zu untersuchen, welchen Einfluss der Geruch der Mutter auf die Gesichtsverarbeitung von Babys hat. Speziell hat uns interessiert wie 7-Monate-alte Babys auf ängstliche Gesichter reagieren. Im EEG zeigte sich, dass die typischerweise erhöhte Reaktion auf ängstliche Gesichter verschwindet, wenn Babys ihre Mutter riechen können. Wenn die Babys hingegen den Geruch einer unbekannten Mutter präsentiert bekamen oder gar keinen speziellen Geruch, zeigten sie die übliche verstärkte Reaktion auf ängstliche Gesichter. Der vertraute Geruch der Mutter scheint also auszureichen, um die frühe Emotionsverarbeitung bei Babys zu beeinflussen.

Den vorläufigen Artikel zu dieser Studie finden Sie hier (auf Englisch): https://www.biorxiv.org/content/10.1101/827626v1

Wie reagiert das Babygehirn auf bewegte Bilder?

Unsere erste Studie mit Lübecker Babys! Diesmal ein eher Methoden-orientiertes Projekt. Die meisten EEG-Studien mit Babys analysieren sogenannte ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs). Das bedeutet, dass wir den Babys eine große Anzahl sehr ähnlicher Bilder (oder Töne) vorspielen, und uns dann die durchschnittliche Hirnreaktionen auf diese Bilder (oder Töne) anschauen. Das ist zum einen für die Babys schnell langweilig, zum anderen entspricht es natürlich auch nicht dem, was ein Baby im normalen Alltag sieht oder hört. In diesem Projekt haben wir also einen neuen Analyseansatz aus der Erwachsenenforschung ausprobiert. Wir haben den Babys eine Folge „Peppa Wutz“ vorgespielt, und dabei das EEG-Signal aufgezeichnet. Anschließend haben wir uns mithilfe sogenannter Encodierungs-Modelle das Verhältnis zwischen dem aufgezeichneten EEG-Signal und bestimmten Videoparametern, insbesondere der Tonspur und dem Bewegungsanteil im Bild angeschaut. Dabei konnten wir sehr robuste und deutliche Reaktionen sowohl im auditiven als auch im visuellen Bereich beobachten. In Zukunft können solche Ansätze dazu genutzt werden, natürlichere und für die Babys spannendere Experiment zu entwickeln. 

Jessen, S., Fiedler, L., Münte, T.F., & Obleser, J. (in press). Quantifying the individual auditory and visual brain response in 7-month-old infants watching a brief cartoon movieNeuroImage.

Vertrauenswürdigkeit & Objektverarbeitung im Säuglingsalter

In vorherigen Studien konnten wir zeigen, dass Säuglinge Gesichter, die von Erwachsenen als besonders vertrauenswürdig wahrgenommen werden, anders verarbeiten als solche, die sich nicht durch besondere Vertrauenswürdigkeit auszeichnen. In unserer neuen Studie haben wir nun untersucht, ob die wahrgenommene Vertrauenswürdigkeit einer Person auch einen Einfluss darauf hat, wie ein Baby Dinge verarbeiten, die diese Person anschaut. Tatsächlich scheint dies der Fall zu sein und sowohl die Vertrauenswürdigkeit als auch die Blickrichtung einer Person beeinflussen, wie Dinge verarbeitet werden.

Jessen, S. & Grossmann, T. (2019). Neural evidence for the impact of facial trustworthiness on object processing in a gaze-cueing task in 7-month-old infants, Social Neuroscience.

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/17470919.2019.1651764?journalCode=psns20