Increases in pre-stimulus theta and alpha oscillations precede successful encoding of crossmodal associations

Ein zentraler Aspekt des episodischen Gedächtnisses ist die Bildung von Assoziationen zwischen Reizen aus verschiedenen Modalitäten. Aktuelle theoretische Ansätze nehmen eine funktionale Rolle der fortlaufenden oszillatorischen Leistung und Phase im Theta-Band (3–7 Hz) für die Kodierung von kreuzmodalen Assoziationen an. Darüber hinaus wird angenommen, dass die fortlaufende Aktivität im Theta-Bereich sowie Alpha (8–12 Hz) und niedrige Beta-Aktivität (13–20 Hz) vor der Präsentation eines Reizes nachfolgende kognitive Verarbeitungsprozesse moduliert, einschließlich Prozessen, die mit dem Gedächtnis verbunden sind. In dieser Studie haben wir die Hypothese getestet, dass prästimuläre Merkmale niederfrequenter Aktivität für die erfolgreiche Bildung kreuzmodaler Erinnerungen relevant sind. Das speziell verwendete experimentelle Design ermöglichte es, das assoziative Gedächtnis unabhängig vom individuellen Item-Gedächtnis zu untersuchen. Die Teilnehmer (n = 51) wurden aufgefordert, sich Assoziationen zwischen audiovisuellen Stimuluspaaren zu merken und sie in der anschließenden Erkennungsaufgabe von neu angeordneten Paaren zu unterscheiden, die aus denselben Einzelreizen bestanden. Unsere Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede im Zustand der prästimulären Theta- und Alpha-Leistung zwischen erinnerten und nicht erinnerten kreuzmodalen Assoziationen und stellen eine klare Beziehung zwischen erhöhter Leistung und erfolgreicher Erkennung fest. Diese Unterschiede korrelierten positiv mit der Gedächtnisleistung und legen eine funktionale Relevanz für Verhaltensmaße des assoziativen Gedächtnisses nahe. Weitere Analysen zeigten ähnliche Effekte in den niedrigen Beta-Frequenzbereichen, was auf die Beteiligung verschiedener prästimulusbezogener kognitiver Prozesse hinweist. Phasenbasierte Konnektivitätsmaße im Theta-Band unterschieden sich nicht zwischen erinnerten und nicht erinnerten Reizpaaren. Die Ergebnisse unterstützen die angenommene funktionale Bedeutung der Theta-Band-Oszillationen für die Bildung des assoziativen Gedächtnisses und zeigen, dass eine Zunahme von Theta- sowie Alpha-Band-Oszillationen in der prästimulären Periode förderlich für die Etablierung des kreuzmodalen Gedächtnisses ist.