Das Gefühl der Urheberschaft von Handlungen: Ergebnisse eines elektrophysiologischen Experimentes

Abstract

“Sense of agency” refers to the feeling that oneself is responsible for those external events that are directly produced by one’s own voluntary actions. Recent theories distinguish between a non-conceptual ‘‘feeling’’ of agency linked to changes in the processing of self-generated sensory events, and a higher-order “judgment” of agency, which attributes sensory events to the self. In the current study (Kühn et al. 2011), we explore the neural correlates of the judgment of agency by means of electrophysiology. We measured event-related potentials to tones that were either perceived or not perceived as triggered by participants’ voluntary actions, and related these potentials to later judgments of agency over the tones. We investigated whether N1, P3a and the movement-related cortical potentials, as potential electrophysiological markers of first-step feeling of agency processing predict the outcome of the later agency judgment. The experimental design was based on Sato and Yasuda. Participants learned that certain actions resulted in certain consequences in the environment (tones). They were then introduced to an ambiguous context in which tone congruency and delay were manipulated. The participants had to judge whether presented tones where self-generated or externally produced. Replicating earlier findings on predictive sensory attenuation, we found that the N1 component was attenuated for congruent tones that corresponded to the learned action-effect mapping as opposed to incongruent tones that did not correspond to the previously acquired associations between actions and tones. In addition, it was found that the N1 attenuation depends on learning. We then focused our analysis on the most ambiguous condition, namely, congruent tones presented with 300 ms delay. We divided these identical trials according to the judgments of whether each individual tone was self- or externally-produced. The P3a component, but not the N1, directly reflected the judgment of agency: deflections in this component were greater for tones judged as self-generated than for tones judged as externally produced. No significant correlation could be found between the agency judgments and the movement-related cortical potentials. The fact that the outcome of the later agency judgment was predictable based on the P3a component demonstrates that agency judgments incorporate early information processing components and are not purely reconstructive, post-hoc evaluations generated at the time of judgment.

Das Gefühl der Urheberschaft von Handlungen („sense of agency“) beschreibt das Gefühl, selbst verantwortlich für Konsequenzen eigener Handlungen in der Umwelt zu sein. In theoretischen Modellen wird zwischen einem impliziten Urheberschaftsgefühl, das mit der Verarbeitung selbst-generierter sensorischer Reize in Zusammenhang steht, und einem expliziten Urheberschaftsurteil, bei welchem ein sensorischer Reiz dem Selbst zugeschrieben wird, unterschieden. In der vorliegenden Studie (Kühn et al. 2011) untersuchten wir die neuronalen Korrelate expliziter Urheberschaftsurteile mittels Elektroenzephalographie (EEG). Mit einem akustischen Reiz assoziierte ereigniskorrelierte Potentiale (ERP), die entweder als durch einen eigenen Tastendruck ausgelöst oder als fremdproduziert erlebt wurden, korrelierten wir mit den darauffolgenden expliziten Urheberschaftsurteilen. So konnten wir untersuchen, ob N1-, P3a- und die bewegungsabhängigen kortikalen Potentiale als potenzielle elektrophysiologische Marker für das implizite Urheberschaftsgefühl spätere explizite Urheberschaftsurteile prädizieren können. Das experimentelle Design basierte auf einem von Sato und Yasuda entwickelten Experiment. Zu Beginn des Experiments (Lernphase, mapping) lernten die Probanden eine Handlung-Effekt-Sequenz (linker bzw. rechter Tastendruck – hochfrequenter bzw. niederfrequenter Ton). Im eigentlichen Experiment wurde dann eine Ambiguität bezüglich der Urheberschaft hergestellt. Die Töne wurden kongruent oder inkongruent zu der Lernphase und mit drei zeitlichen Intervallen zum Tastendruck (100, 300 und 600 ms) präsentiert. Die Probanden sollten beurteilen (Urheberschaftsurteil), ob die gehörten Töne aus den eigenen Handlungen resultierten oder unabhängig davon, durch den Computer generiert auftraten. Wir replizierten einen bekannten Effekt prädiktiver sensorischer Attenuierung, bei dem die Amplitude der N1-Komponente bei Tönen, die der gelernten Handlungs- Effekt-Sequenz entsprachen (Kongruenz) im Gegensatz zu solchen, bei denen die gelernte Sequenz nicht beibehalten wurde, vermindert war. Zusätzlich konnten wir zeigen, dass dieser N1-Effekt von Lernprozessen abhängig ist. Bei Analyse der experimentellen Bedingung mit der höchsten Ambiguität – kongruenten Tönen mit 300 ms Intervall zwischen Tastendruck und Ton – wurden dann die identischen Einzeldurchgänge ausschließlich nach den subjektiven, expliziten Urteilen über die Urheberschaft (Selbst- oder Computer-generiert) unterteilt. Die P3a-, jedoch nicht die N1-Komponente, schien hier im Zusammenhang mit den Urheberschaftsurteilen zu stehen: Die P3a-Komponente war für Töne attenuiert, die als selbstproduziert empfunden wurden. Keine signifikante Korrelation konnte zwischen den bewegungsabhängigen kortikalen Potentialen und den Urheberschaftsurteilen gefunden werden. Die Tatsache, dass die späteren expliziten Urheberschaftsurteile durch die Amplitude der P3a Komponente des ERP prädizierbar war, spricht dafür, dass Urheberschaftsurteile unter anderem auch durch neurale Ereignisse, die zeitlich sehr nah am Stimulus liegen, beeinflusst werden und somit nicht ausschließlich einen rekonstruktiven, post-hoc Prozess darstellen.