AbstractsMathematics

Functional specialization in the brain

by Cavdaroglu Seda Özdemir




Institution: Humboldt University of Berlin
Department:
Year: 2016
Keywords: Psychologie; Psychologie; fMRI; fMRI; Support-Vector-Maschinen; Triple Code Modell; numerosität; multivariate pattern analysis; Triple Code Model; numerosity; ddc:150
Posted: 02/05/2017
Record ID: 2106955
Full text PDF: http://edoc.hu-berlin.de/docviews/abstract.php?id=42524


Abstract

Menschen teilen mit vielen Spezies die Fähigkeit, aus einer Menge von Objekten deren Numerosität zu extrahieren. Es wird angenommen, dass diese Fähigkeit die Grundlage für die Menschen eigene, symbolisch-mathematische Fertigkeiten bildet. Daher ist ein besseres Verständnis der neuralen Charakteristiken dieser Fähigkeit von großer Bedeutung. Eines der einflussreichsten Modelle (das Triple Code Modell-TCM) nimmt an, dass dieser evolutionär alte Mechanismus in horizontalen Anteil des intraparietalen Sulcus verortet werden kann, der die Bedeutung von Anzahl in einer format- und modalitätsunabhängigen Art und Weise repräsentiert (d.h., Größencode). Zusätzlich wird angenommen, dass Subtraktion auf eben dieser Fähigkeit aufbaut, wohingegen Multiplikation stärker auf phonologischen Verarbeitungsmechanismen beruht (d.h., verbaler Code). Elektrophysiologische Untersuchungen beim Affen deuten auf einen gewissen Grad an Abstraktion von semantischer Größeninformation im parietalen Kortex hin. Jedoch wurde dies bisher nur für kleine Numerositäten (<5) berichtet. Außerdem konnte das neurale Korrelat für Numerositäten in unterschiedlichen Formaten und Modalitäten bisher nicht lokalisiert werden. Deshalb haben wir in dieser Arbeit untersucht, wie Numerositäten beim Menschen repräsentiert werden, wenn diese in verschiedenen Modalitäten (visuell und auditorisch) und Formaten (simultan und sequenziell) präsentiert werden. Die erhobenen funktionellen Magnetresonanztomografiedaten wurden mittels maschineller Lernalgorithmen analysiert. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass das vom TCM postulierte parietale Größensystem nur dann involviert ist, wenn die Numerositäten simultan präsentiert werden. Zusätzlich konnten wir zeigen, dass sowohl Subtraktion als auch Multiplikation auf Größen- sowie verbale Codes- zurückgreifen. Unsere Befunde unterstreichen daher die Notwendigkeit einer Aktualisierung des TCMs und legen nahe, dass die funktionelle Spezialisierung für Mengen formatabhängig ist. Humans as well as other animals are endowed with the capacity to extract the numerosity (i.e., the number of items) of a given set of objects. This capacity is thought to form the basis of human specific symbolic mathematical abilities. Hence, understanding its nature is of importance. One of the most influential models (The Triple Code Model) suggests that this evolutionarily ancient mechanism resides on the horizontal aspect of the intraparietal sulcus and represents number semantics in a format and modality independent fashion (i.e., magnitude code). In addition, subtraction is thought to rely more on this mechanism whereas multiplication relies more on phonological circuits (i.e., verbal code). Although there is evidence from non-human primate electrophysiology suggesting a certain degree of abstraction for number semantics in the parietal cortex, this was only found for small numerosities (<5) so far. Furthermore, in humans, the neural correlates of numerosities presented in different formats and modalities is still missing. Hence, in this thesis, we… Advisors/Committee Members: Haynes, John Dylan, Knops, André, Hesselman, Guido.