Forskning - beskrivning av några områden


Mina nuvarande forskningsintressen riktar sig mot följande områden:

Interaktioner mellan episodiskt och semantiskt minne. (Stenberg, Hellman & Johansson, 2008 och 2009) På vilket sätt inverkar förkunskaper på minnesinpräglingen av händelser och upplevelser? Vi har funnit att det finns förkunskaper som underlättar, men också förkunskaper som försvårar inpräglingen av episodiska minnen. Som modell för dessa typer av förhandskännedom har vi använt ett stimulusmaterial av svenska namn, som vi har valt ut så att de varierar längs två dimensioner: celebritet och frekvens. Med detta menas att namnen kan beteckna kända (Björn Borg) eller okända (Per Jönsson) personer, och namnen kan i sig vara ovanliga (Zlatan Ibrahimovic) eller vanliga (Benny Andersson). Kända namn är lättare att lära in än okända, men vanliga namn är svårare än ovanliga, trots att både vanliga och kända namn har det gemensamt att man har träffat på dem ofta tidigare, och har god förhandskännedom om dem. Hur kan förhandskännedomen få så olika inverkan att utfallen blir diametralt  motsatta? Vi misstänkte, och har fått bekräftat, att det beror på att de inverkar på två minnesprocesser, erinring och bekantskap (recollection och familiarity)

Minnesprocesser. Det senaste kvartsseklet har inneburit en omvälvning i vårt sätt att betrakta minnet. Det som tidigare betraktades som en en enhetlig behållare för alla tidigare kunskaper och erfarenheter, har kommit att differentieras gång på gång, så att man numera räknar med ett antal olika minnessystem. De lämpligaste indelningsgrunderna är ännu föremål för intensiv diskussion och forskningsaktivitet, men många förslag inriktar sig på distinktionen mellan system som används automatiskt, d.v.s. snabbt, utan ansträngning och utan medveten kontroll, och sådana som används medvetet, kontrollerat, efter viss betänketid och möda. Ett sådan begreppspar är erinring och bekantskap (recollection och familiarity). De används båda vid igenkänning och är därför tillgängliga för våra bästa mätmetoder; de har skilda signaturer i ERP (mätningar av hjärnans  elektriska aktivitet), och en på djurexperiment grundad teori har specifika förslag om vilka områden i mediala temporalloben som är aktiva. Kan man knyta de två ERP-signaturerna, inte bara till specifika beteendemått, utan också till aktiveringsmönster i hjärnavbildning med hög upplösning (fMRI)? Med vårt speciella stimulusmaterial planerar vi att undersöka detta.

Luktminne. Minnet för lukt- och smaksinnenas intryck är otillräckligt känt och därför föremål för många paradoxer. Luktminnen tycks å ena sidan vara förknippade med särskilt tidiga, känslomässigt betydelsefulla händelser (som i Prousts madeleinekaka-episod). Å andra sidan är igenkänningsminnet för lukter mycket klent jämfört med minne för ord eller bilder. Vi har undersökt luktminnet i relation till minnet för ord ur samma semantiska sfär (d.v.s. ord som betecknar lukter) och vi bekräftade att luktminnet är avsevärt sämre, samtidigt som det tycks ha en annan kvalitet än verbala minnen. Luktminnen tycks vara enbart grundade på familiarity, och inte alls på recollection, ett överraskande resultat, som vi grundade på analys av ROC-kurvor.

Vilka semantiska faktorer inverkar på tillgängligheten av begrepp, mätt med reaktionstid i Lexical Decisions? Det är väl känt att föraktivering med relaterade ord underlättar åtkomsten till lexikala enheter i minnet, så att man blir snabbare på att läsa "bröd" om det föregås av "smör". Denna aktivering är känd för att vara mycket kortvarig; i storleksordningen sekunder. Finns det därutöver en permanent aktivering, en  högre eller lägre vilonivå för olika begrepp? Återigen vet man mycket om en sida av saken, nämligen att ordens frekvens har betydelse. Men finns det därutöver något i ordens betydelse som bestämmer deras tillgänglighet? I Monica Bredenfeldts avhandlingsprojekt upptäckte vi att vissa kognitiva metaforer har snabba reaktionstider, nämligen de som är metaforer för kraft(-er) och ofta kommer till användning vid orsaksresonemang knutna till motivation och emotion. Finns det en repertoar av grundkategorier som ständigt finns tillgängliga därför att de utgör tankens mest användbara redskap?

Minnet för ansikten. Den perceptuella och kognitiva bearbetningen ansikten och ansiktsuttryck är en högt uppdriven mänsklig förmåga som man hittills förgäves har försökt efterlikna med artificiell intelligens. Individer med brister i denna förmåga riskerar att utestängas från många viktiga valörer och nyanser i umgänget, och allvarliga fall kan vara mycket handikappande. Människor med autismstörningar har ofta sådana allvarliga brister. En intressant teori knyter denna brist i ansiktsperceptionen till en mer  generell svårighet att uppfatta relationell, helhetsbaserad information, och en motsvarande benägenhet att i  stället uppfatta snävt definierade detaljer med en ovanlig skärpa. Vi planerar att undersöka ungdomar med autismdiagnos bl.a. ur denna synvinkel.
Minne för ansikten av olika etnicitet. Många anekdotiska iakttagelser vittnar om att människor har svårt att känna igen individer från främmande etniska grupper - man upplever att "de andra" alla ser likadana ut. Undersökningar har också visat att det finna en sådan skevhet, en "own ethnicity bias" i igenkänningsförmågan. Vi har funnit att den ofta är asymmetrisk, så att representanter för majoritetssamhället är sämre på att känna igen individer från minoritetsgrupper, medan dessa känner igen majoritetsgruppen lika väl som sina egna. Det svåra med främmande ansikten tycks vara att uppfatta de relationella, helhetsbaserade kännetecknen.
Implicita attityder. Mätmetoder har på senare år utvecklats för att mäta attityder på indirekta sätt, så att man kan nå attityder som personen inte vill avslöja eller kanske inte ens är medveten om. Vi har använt sådana metoder bl.a. för att undersöka attityder till invandrare, till homosexuella och till olika kroppsideal. En mer principiell fråga står nu i centrum: vilken tillförlitlighet har dessa metoder? Är de lika känsliga som de direkta metoderna för fenomen som båda metoderna bör kunna upptäcka? Finns det systematiska felkällor? I ett par experiment har vi försökt belysa dessa frågor.

Andra pågående projekt studerar det semantiska minnet, d.v.s. minnet för allmänkunskaper och begrepp. Jag intresserar mig särskilt för frågan om begreppens representation i hjärnan. Finns det en abstrakt representation som är oberoende av språkliga uttryck (t.ex. ett begrepp för "häst", som är gemensam för  en bild av en häst, orden "häst", "horse", cheval" etc.)? Var finns i så fall dessa begrepp, och hur aktiveras de? Kan begrepp aktiveras omedvetet och automatiskt?

 En studie av tvåspråkiga svenska studenter använde elektrofysiologisk teknik (hjärnreaktionspotentialer) i två experiment för att mäta hjärnans reaktioner då man löser uppgifter på första- och andraspråket  (Stenberg, Johansson, & Rosén, 2004). Resultaten visade på skillnader mellan automatisk och strategisk bearbetning. Automatisk bearbetning skedde på samma ställe, med samma styrka och med samma latenstid på första- och andraspråket. Strategisk (avsiktlig) bearbetning däremot visade skillnader mellan språken, på så sätt att andraspråket aktiverades med längre latenstid och med en annorlunda lateralisering.

 

Mycket talar för att konceptuellt (semantiskt) och perceptuellt innehåll ligger lagrade på olika sätt i minnet. I ett experiment gav vi instruktioner till två grupper, som betonade antingen konceptuell eller perceptuell bearbetning (Stenberg, Johansson, & Rosén, 2006). Stimulusmaterialet bestod av ord och bilder, och den konceptuellt inriktade gruppen skulle i minnestestet känna igen alla tidigare visade objekt, oavsett form (ord/bild), medan den perceptuellt inriktade gruppen skulle känna igen endast sådana som återkom i samma form. I hjärnreaktionspotentialerna visade sig dessa olika inriktningar (retrieval orientations) leda till olika svar, skilda till både styrka och lokalisering. Resultaten tyder på att vi, när vi letar i minnet, kan rikta in sökljuset mot antingen perceptuellt eller konceptuellt innehåll, och att dessa ligger, åtminstone delvis, olika lagrade.

 

I en serie av experiment har jag sökt separera perceptuella och konceptuella inslag i minnesfenomen med beräkningsmässiga modeller. Modeller av typen Multinomial Processing Trees anpassades till data från tre experiment, som varierade bearbetningsdjup i instuderingsfasen (Stenberg, 2006). Syftet var att undersöka om det faktum att bilder blir bättre ihågkomna än ord (picture superiority effect) framför allt är ett perceptuellt eller konceptuellt fenomen. Resultaten visade att det konceptuella minnet svarar för större delen av bildens minnesfördelar.

 

Det semantiska minnet hos schizofrena patienter med tankestörningar har beskrivits som överaktiverat (hyperpriming), på så sätt att stimuli automatiskt aktiverar avlägset besläktade begrepp, ledande till ovidkommande associationer. I en undersökning med hjärnreaktionspotentialer fann vi starkt avvikande semantiska reaktioner i en bildverifieringsuppgift hos patienter jämfört med friska kontroller (Stenberg, Carlsson, Jonsson, Johansson, Rosén, & Lundvall, 2005).

 

 

Tidigare forskning

Bildminne

Bilder av enkla föremål bevaras ofta bättre i minnet än motsvarande konkreta ord, och konkreta ord blir bättre ihågkomna än abstrakta. Detta fenomen har gett upphov till tanken att verbalt och bildmässigt material lagras separat i två olika minneskoder. Tanken prövades i en serie experiment (Stenberg, Radeborg, & Hedman, 1995), där minnesbehållning och minnes tillgänglighet för ord och bilder jämfördes, och reaktionstid var den viktigaste beroendevariabeln. Resultaten stödde inte tvåkodsteorin, utan i stället den alternativa uppfattningen att det finns ett gemensamt semantiskt minne. Inkodning i denna är effektivare om materialet instuderas i bildform. 

Minnesattributioner

Behovet att i minnesbedömningar särskilja det verkligt upplevda från det blott tänkta, föreställda eller fantiserade har aktualiserats av den livliga debatten om falska minnen. I s.k. reality monitoring-experiment får försökspersonen i en inlärningsfas bekanta sig med ett antal objekt genom att se några av dem och föreställa sig andra för sitt inre öga. I en följande igenkännings uppgift skall dessa båda typer skiljas från varandra såväl som från helt nya objekt. I en studie har vi gett denna uppgift samtidigt med registrering av hjärnreaktions potentialer. Hjärnbarkssvaren används för att undersöka om minnet av inre och yttre upplevelser känneteckas av olika fysiologiska aktiveringsmönster, liksom för att undersöka i vilken tidsföljd de olika minnesspåren ger sig till känna (Johansson, Stenberg, Lindgren, & Rosén, 2002). Resultaten visade att minnet av inre operationer återuppväcks på ett snabbare och fylligare sätt än det faktiskt sedda.

 

Minnesillusioner kan experimentellt studeras i Deese-Roediger-McDermott-paradigmet. En svensk version av detta material har konstruerats, och falska minnen har undersökts med hjälp av detta (Johansson & Stenberg, 2002). Den semantiskt grundade falska-minneseffekten var stark (falsk igenkänning av semantiska distraktorer var lika vanlig som korrekt igenkänning av visade ord). Effekten kunde reduceras, men inte elimineras, om deltagarna riktade sin uppmärksamhet på perceptuella, och inte semantiska, egenskaper hos stimuli i inlärningsfasen.

 

En ERP-studie av falska minnen i DRM-paradigmet (Johansson, Stenberg, & Rosén, 2005) visade att många av de komponenter i hjärnaktiviteten som uppträder vid äkta igenkänning också uppträder vid falsk igenkänning av semantiskt besläktade distraktorer. Frontallobsaktivitet som tyder på strategisk utvärdering av kontextuell information kan dock leda till ett framgångsikt avvisande av distraktorerna.

Automatiska processer

Syftet med en serie av experiment (Stenberg, Lindgren, Johansson, Olsson, & Rosén, 2000) har varit att undersöka om stimuli som inte uppfattas medvetet ändå kan bearbetas med avseende på betydelse. Kan t.ex. snabbt förbiflimrande ord på en skärm omedvetet uppfattas och förstås, även om betraktaren säger sig inte veta vad han/hon har sett? Projektets huvudtanke har varit att angripa metodfrågorna med hjälp av fysiologiska mätningar (hjärnreaktionspotentialer, ERP). En komponent av det elektriska hjärnbarkssvaret, den s.k. N400, har visat sig vara specifikt känslig för semantisk bearbetning av betydelsebärande stimuli. Genomgående användes en kategoriserings uppgift, där ett kategorinamn, t.ex. "verktyg", visades, följt av ett ord, som antingen tillhörde eller icke tillhörde den angivna kategorin. För försöks deltagaren gällde det att om möjligt rapportera vilket ordet var, samt att ange om det tillhörde kategorin. Visningstiden varierades så att medveten identifiering av ordet lyckas i ungefär hälften av fallen. Resultaten visade att hjärnbarkssvaren som väntat uppvisade en tydlig skillnad mellan kategoriord och icke-kategoriord i de fall där orden hade uppfattats medvetet. Intressant nog återfanns samma skillnad även bland ord som inte hade uppfattats medvetet. Effekten var mindre, men klar och genomgående. Olika definitioner av medveten identifiering prövades: muntlig rapport, val mellan sex givna alternativ, prestation i kategoriseringsuppgiften. I samtliga fall visade hjärnbarkssvaren tecken på semantisk bearbetning även av oidentifierade ord.

 

Ansiktsuttryck är ett exempel på en typ av stimuli som har varit betydelsefulla i människans evolutionära historia. En teori har föreslagit att sådana synintryck bearbetas automatiskt och förmedvetet. Till stöd för denna uppfattning har vi i en serie experiment funnit att valören av ansiktsuttryck bearbetas ofrivilligt och därmed uppfyller ett viktigt kriterium för automatisk bearbetning (Stenberg, Wiking, & Dahl, 1998). Bedömningar av värdeladdningen hos ord påverkades av valören hos samtidigt visade affektiva ansiktsuttryck.

Nikotineffekter på kognition

Nikotinets effekter på kognition och beteende är omtvistade. Några menar att förmågan till selektiv uppmärksamhet ökar, och att det är denna effekt som tobaksanvändaren oftast  eftersträvar. Andra menar att effekten främst är ospecifiktvakenhetshöjande. I en serie undersökningar med hjärnreaktions potentialer (Lindgren, Stenberg, & Rosén, 1998; Lindgren, Stenberg, & Rosén, 1999) och reaktionstidsdata (Lindgren, Stenberg, & Rosén, 1996) har vi undersökt dessa hypoteser. Resultaten talar i samtliga studier för att nikotinet ger allmänna effekter på alerthet och motorisk snabbhet, men inte på förmågan till selektiv uppmärksamhet eller på selektiv inkodning i minnesuppgifter .

 

Personlighetspsykologi med neuropsykologiska metoder

Ett av mina intressen har varit det biologiska underlaget för per son lig hets drag, särskilt extraversion-introversion, men också närbesläktade begrepp som impulsivitet och sensation seeking. Vi har använt olika psykofysiologiska mätmetoder för att undersöka om aktiviteten i det centrala nervsystemet skiljer sig åt mellan personlighetsgrupper på det sätt som förutsägs avEysencks teori om extraversion, Zuckermans teori om Sensation Seeking och Grays teori om impulsivitet och ångestbenägenhet.

rCBF

Mätning av cerebralt blodflöde visade att fördelningen av kortikal hjärnaktivitet skiljer extraverta från introverta. Skillnaden gäller särskilt tinningloberna, där introverta visar högre aktivitet i områden som står i förbindelse med känslocentra i limbiska systemet. Detta samband mellan personlighetsdrag och regionalt hjärnblodflöde, som påvisades för första gången i(Stenberg, Risberg, Warkentin, & Rosén, 1990), har replikerats i en senare studie (Stenberg, Wendt, & Risberg, 1993).

 

EEG

Hjärnans aktiveringsgrad, mätt med kvantifierat EEG, är lägre hos impulsiva än icke-impulsiva. De funna resultaten är förenliga med den Eysenckska hypotesen att den högre beteende aktiviteten hos impulsiva kan ses som en kompensatorisk åtgärd mot en biologiskt grundad underaktivering. (Stenberg, 1992)

 

Hjärnans aktiveringsmönster vid inducerade emotioner skiljer sig åt mellan personlighets grupper. T.ex. företer ångestbenägna personer starkare reaktioner i hjärnaktiviteten vid inre föreställningar om obehagliga händelser än icke-ångestbenägna. De iakttagna skillnaderna gäller särskilt aktiviteten i tinningloberna (Stenberg, 1992). Resultaten lämnar partiellt stöd till Grays teori om personlighetsdrag, enligt vilken dessa kännetecknas av känsligheten för affektiva signaler.

 

ERP

Hjärnans reaktioner på starka ljusstimuli är olika hos introverta och extraverta. Skillnaderna gäller hjärnsvarets beroende av ljusintensitet, där orsaken till de stora interindividuella variationerna kan vara olika grader av skyddande inhibition mot starka och aversiva stimuli (Stenberg, Rosén, & Risberg, 1988). Skillnaderna gäller även hjärnbarkssvarens beroende av riktad uppmärksamhet samt fördelningen av aktivitet mellan sinnesspecifika och ospecifika hjärnbarks områden. Introverta visar tecken på ett snävare uppmärksamhets fält än extraverta (Stenberg, Rosén, & Risberg, 1990).

 

Den kognitiva hjärnreaktionspotentialen P300 befanns differentiera mellan extraverta och introverta i en visuell klassificeringsuppgift, som varierades i tre betingelser med olika bearbetningsdjup (Stenberg, 1994). P300-amplituden var genomgående högre hos extraverta än introverta.

 

Neuropsykologi, övriga tillämpningar

De använda metoderna, särskilt studiet av kognitiva hjärnreaktionspotentialer (ERP) och frekvensinnehållet i EEG, har applicerats på undersökningar av patientgrupper och av kognition och dess övergående funktionsförändringar hos friska försökspersoner.

 

Alkohol

I ett projekt har vi studerat alkoholens inverkan på hjärnaktiviteten. Det kortikala flödesmönstret förändrades vid alkoholintag, och uppvisade ökningar i pann- och tinninglober, som kan ställas i samband med alkoholens inverkan på vakenhetsgrad och känslotillstånd (Sano, Wendt, Wirsen, Stenberg, Risberg, & Ingvar, 1993). En uppföljande undersökning visade minskad funktionell lateralisering under aktivering vid alkoholpåverkan (Wendt, Risberg, Stenberg, Rosen, & Ingvar, 1994). Även EEG:t visade minskad hemisfärspecialisering och försvagade aktiveringsresponser (Stenberg, Sano, Rosen, & Ingvar, 1994).

 

Frontallobsskador

En undersökning av traumatiska frontallobsskador visade, utom förändringar i EEG:t, också effekter på den kognitiva komponenten P300 av ERP.  En minskning av frontala, men inte posteriora, P300-svar hos denna patientgrupp visade att pannloberna normalt deltar i alstrandet av denna hjärnreaktions potential (Wirsen, Stenberg, Rosen, & Ingvar, 1992).

 

Hypoglykemi

Återkommande episoder av hypoglykemi är ett problem av stor betydelse för många insulinbehandlade diabetiker. Djupet och varaktigheten av funktionsnedsättningen studerades via P300-mätning och frekvensanalys av EEG:t i en undersökning av diabetiker och normala kontroller (Tallroth, Lindgren, Stenberg, Rosen, & Agardh, 1990). Varaktigheten av denhypoglykemiska påverkan belystes ytterligare i en uppföljande studie (Lindgren, Eckert, Stenberg, & Agardh, 1996).

 

Imagery

Fysiologiska aktiveringar av hjärnan vid blott mental aktivitet, utan stimulus presentation eller overta responser, har studerats i ett par undersökningar om inre föreställningar (imagery) av muskelrörelser, av den typ som används i mental träning för idrottsutövare (Decety, Sjöholm, Ryding, Stenberg, & Ingvar, 1990; Ryding, Decety, Sjöholm, Stenberg, & Ingvar, 1993). De observerade aktiveringarna av lillhjärnan var distinkta och har betydelse för hypoteser om lillhjärnans funktion.