Interference processing in dual tasks -
the functional role of the lateral prefrontal cortex

DISSERTATION

zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium
(Dr. rer. nat.) im Fach Psychologie

eingereicht an der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät II
der Humboldt Universität zu Berlin

von Dipl. Psych. Christine   Stelzel

geboren am 29.08.1976 in Friedberg/Hessen

Präsident der Humboldt Universität zu Berlin: Prof. Dr. Dr. h. c. Christoph Markschies

Dekan der Mathematisch - Naturwissenschaftlichen Fakultät II: Prof. Dr. Wolfgang Coy

Gutachter:
1. Prof. Dr. Torsten Schubert
2. Prof. Dr. Norbert Kathmann
3. Prof. Dr. Mark D’Esposito
4. Pof. Dr. Stefan Pollmann

Tag der Verteidigung: 18.04.2008

Abstract

Numerous studies indicate fundamental limitations in the human ability to do multiple things at the same time. Recent theories on dual-task processing postulate the involvement of cognitive control processes in the coordination of the processing stream of multiple tasks. The most prominent neuroanatomical structure associated with the control of goal-directed human behavior is the lateral prefrontal cortex (lPFC). It has been show with functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) that the lPFC is also involved in the processing of dual tasks. However, the precise role of the lPFC for the control of dual-task processing and the neural mechanisms of dual-task coordination are still widely unknown. The three fMRI studies presented in this dissertation specify the functional role of the lPFC in interference processing in dual tasks.The results show (1) the generality of lPFC involvement across different types of dual-task situations, (2) the functional neuroanatomical dissociability of different dual-task relevant control process in the lPFC, (3) the role of the interaction of the lPFC with posterior task-relevant brain regions for the control of dual-task processing

Keywords: lateral prefrontal cortex, cognitive control, interference processing, dual tasks, fMRI

Zusammenfassung

Zahlreiche Untersuchungen belegen fundamentale Grenzen in der menschlichen Fähigkeit, mehrere Dinge gleichzeitig zu tun. Aktuelle Theorien zur Verarbeitung von Doppelaufgaben gehen davon aus, dass kognitive Kontrollprozesse den Verarbeitungsstrom mehrerer Aufgaben koordinieren. Funktionell-neuroanatomisch wird insbesondere der laterale Präfrontalcortex (lPFC) mit der Kontrolle zielgerichteten Verhaltens in Verbindung gebracht. Mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) wurde bereits eine Beteiligung des lPFC an der Verarbeitung von Doppelaufgaben nachgewiesen. Die neuronalen Mechanismen der Doppelaufgabenkoordination sind jedoch weitgehend ungeklärt. Die drei fMRT Studien der vorliegenden Dissertation spezifizieren die funktionelle Rolle des lPFC bei der Interferenzverarbeitung in Doppelaufgaben. Die Ergebnisse zeigen (1) die Allgemeinheit der lPFC-Beteiligung über verschiedenen Doppelaufgabensituationen hinweg, (2) die funktionell-neuroanatomische Dissoziierbarkeit verschiedener doppelaufgabenrelevanter Kontrollfunktionen im lPFC , (3) die Bedeutung der Interaktion des lPFC mit posterioren aufgabenrelevanten Regionen für die Kontrolle von Doppelaufgabenverarbeitung.

Eigene Schlagworte: lateraler Präfrontalcortex, kognitive Kontrolle, Interferenzverarbeitung, Doppelaufgaben, fMRT

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12.06.2008