Pre-error cognition: insights into cognitive control through neural precursors of performance errors [cumulative dissertation]

  • Cognitive control processes enable humans to break out of reflexive stimulus-response chains and to align their behavior towards self-imposed goals. Despite decades of research on the nature of these processes, they remain a complex and only partly comprehensible fabric of interactions and interdependencies. Three electroencephalographic studies aimed to increase knowledge about cognitive control by utilizing error precursors – neural activity preceding the occurrence of performance errors. Study 1 used error precursors to separate two preparatory control processes of a task-switching paradigm and to investigate their relative contribution to the emergence of task confusions. The results highlight the importance of general preparation in the form of cue encoding but also demonstrate how switch-specific preparatory activity can affect the selection of the currently relevant task set. In Study 2, preparatory processes were examined in the more complex environment of a dual-tasking paradigm. Distinct error precursors for the respectiveCognitive control processes enable humans to break out of reflexive stimulus-response chains and to align their behavior towards self-imposed goals. Despite decades of research on the nature of these processes, they remain a complex and only partly comprehensible fabric of interactions and interdependencies. Three electroencephalographic studies aimed to increase knowledge about cognitive control by utilizing error precursors – neural activity preceding the occurrence of performance errors. Study 1 used error precursors to separate two preparatory control processes of a task-switching paradigm and to investigate their relative contribution to the emergence of task confusions. The results highlight the importance of general preparation in the form of cue encoding but also demonstrate how switch-specific preparatory activity can affect the selection of the currently relevant task set. In Study 2, preparatory processes were examined in the more complex environment of a dual-tasking paradigm. Distinct error precursors for the respective subtasks and a neural correlate of task order switches that is independent of these provide evidence for a multi-level system of control processes with advance prioritization of subtasks in dual-tasking. Study 3 finally focused on reactive control – adjustments to neural activity and behavior following unfavorable outcomes such as performance errors. Here, error precursors serve as a prerequisite to answer the question of adaptivity of post-error adjustments in visual search. The results confirm that a post-error reduction of target localization activity serves to attenuate a potential error source in this paradigm. In summary, the three studies of this doctoral thesis contribute to understanding the complex system of control processes by providing evidence for accounts that suggest well-established knowledge about control processes to be reconsidered in light of more fine-grained differentiation of the underlying subcomponents.zeige mehrzeige weniger
  • Kognitive Kontrollprozesse ermöglichen es Menschen, aus reflexhaften Reiz-Reaktions-Ketten herauszubrechen und ihr Verhalten an selbst gesteckte Ziele auszurichten. Trotz jahrzehntelanger Forschung zur Natur dieser Prozesse bleiben sie ein komplexes und nur teilweise verstandenes Gewebe aus gegenseitigen Beeinflussungen und Abhängigkeiten. Drei elektroenzephalografische Studien zielten darauf ab, das Wissen über kognitive Kontrolle zu erweitern indem Fehlervorboten eingesetzt werden – neuronale Aktivität vor dem Auftreten von Performanzfehlern. Studie 1 verwendete Fehlervorboten um zwei kognitive Vorbereitungsprozesse im Aufgabenwechsel-Paradigma zu unterscheiden und ihren relativen Beitrag zur Entstehung von Aufgabenverwechslungen zu untersuchen. Die Ergebnisse betonen die Bedeutung allgemeiner Vorbereitung in Form von Hinweisreiz-Enkodierung aber zeigen auch, wie wechsel-spezifische Vorbereitungsaktivität die Auswahl des aktuell relevanten Aufgabensets beeinflussen kann. In Studie 2 wurden Vorbereitungsprozesse in derKognitive Kontrollprozesse ermöglichen es Menschen, aus reflexhaften Reiz-Reaktions-Ketten herauszubrechen und ihr Verhalten an selbst gesteckte Ziele auszurichten. Trotz jahrzehntelanger Forschung zur Natur dieser Prozesse bleiben sie ein komplexes und nur teilweise verstandenes Gewebe aus gegenseitigen Beeinflussungen und Abhängigkeiten. Drei elektroenzephalografische Studien zielten darauf ab, das Wissen über kognitive Kontrolle zu erweitern indem Fehlervorboten eingesetzt werden – neuronale Aktivität vor dem Auftreten von Performanzfehlern. Studie 1 verwendete Fehlervorboten um zwei kognitive Vorbereitungsprozesse im Aufgabenwechsel-Paradigma zu unterscheiden und ihren relativen Beitrag zur Entstehung von Aufgabenverwechslungen zu untersuchen. Die Ergebnisse betonen die Bedeutung allgemeiner Vorbereitung in Form von Hinweisreiz-Enkodierung aber zeigen auch, wie wechsel-spezifische Vorbereitungsaktivität die Auswahl des aktuell relevanten Aufgabensets beeinflussen kann. In Studie 2 wurden Vorbereitungsprozesse in der komplexeren Umgebung des Doppelaufgaben-Paradigmas untersucht. Spezifische Fehlervorboten für die einzelnen Teilaufgaben und ein neuronales Korrelat von Aufgabenreihenfolge-Wechseln das unabhängig von den ersteren ist, deuten auf ein hierarchisches System von Kontrollprozessen mit vorbereitender Priorisierung der Teilaufgaben bei Doppelaufgaben hin. Studie 3 setzte zuletzt den Fokus auf reaktive Kontrolle – Anpassungen in neuronaler Aktivität und Verhalten im Anschluss an ungünstige Ergebnisse wie beispielsweise Performanzfehler. Fehlervorboten dienten hier als Voraussetzung zur Beantwortung der Fragestellung, ob Anpassungen nach Fehlern im Paradigma der visuellen Suche adaptiv sind. Die Ergebnisse bestätigen, dass eine Reduktion der Zielreiz-Lokalisierung nach Fehlern dazu dient, eine potentielle Fehlerursache in diesem Paradigma abzuschwächen. Zusammengefasst leisten die drei Studien dieser Dissertation einen Beitrag zum Verständnis des komplexen Systems kognitiver Kontrollprozesse. Sie liefern Evidenz dafür, dass gängiges Wissen zu Kontrollprozessen im Lichte einer verfeinerten Differenzierung der zugrundeliegenden Teilkomponenten neu überdacht werden muss.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Verfasserangaben:Steinhauser, Robert
URN:urn:nbn:de:bvb:824-opus4-4296
Betreuer:Prof. Dr. Steinhauser, Marco, Dr. Andersen, Søren
Dokumentart:Dissertation
Sprache der Veröffentlichung:Englisch
Online-Veröffentlichungsdatum:29.01.2018
Datum der Erstveröffentlichung:29.01.2018
Veröffentlichende Institution:Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt
Titel verleihende Institution:Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt, Philosophisch-Pädagogische Fakultät
Datum der Abschlussprüfung:09.01.2018
Datum der Freischaltung:29.01.2018
Freies Schlagwort / Tag:Cognitive control; Dual-tasking; Error precursors; Task-switching; Visual search
GND-Schlagwort:Allgemeine Psychologie; Elektroencephalographie; Kognition; Neurowissenschaften
Fakultät/Lehrstuhl:Philosophisch-Pädagogische Fakultät / Psychologie
DDC-Klassifikation:1 Philosophie und Psychologie / 15 Psychologie / 150 Psychologie
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