German Title: Die Rolle von Belohnungsantizipation für das prospektive Gedächtnis : Eine Untersuchung mittels funktioneller Magnetresonanztomographie

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Abstract

Prospective memory is the ability to remember to carry out an intended action after a delay. However, it remains unclear how motivational aspects of the intended action,such as reward expectations, are integrated into the processes subserving intact prospective memory. The goal of this dissertation is to investigate the effects of motivational incentives on prospective memory on the behavioral and on the neural level, while taking into account individual differences in reward sensitivity and personality. In one behavioral and two functional imaging studies, we combined a prospective memory paradigm with different levels of monetary reward and loss. Study 1 demonstrated that while personality traits such as conscientiousness are linked to enhanced prospective memory performance in general, individual reward sensitivity can explain reward-related performance differences. Study 2 established that midbrain and striatal regions within the reward system are sensitive to the level of reward associated with prospective memory cues and that activation differences in the midbrain region are related to individual reward sensitivity. We found that performance increases under high reward are accompanied by an increased functional coupling between frontopolar and midbrain activation. Study 3 compared neural responses to reward and loss avoidance expectations. We found that high reward led to an elevated neural response compared to low reward or loss avoidance. Results further showed that midbrain activation reflected reward-related performance differences. In sum, these results suggest that regions involved in reward anticipation are sensitive to the level of reward associated with prospective intentions and that reward information accordingly is part of the cognitive representation of prospective intentions. Moreover, the results directly link neural reward representations to reward-related performance differences in prospective memory. Additionally, our findings highlight the role of individual reward sensitivity in the context of prospective remembering.

Translation of abstract (German)

Als prospektives Gedächtnis bezeichnet man die Fähigkeit, sich zum richtigen Zeitpunkt an zuvor gefasste Handlungsabsichten zu erinnern und die entsprechende Handlung auszuführen. Unklar ist jedoch, welche Rolle dabei motivationale Faktoren wie Belohnung und Bestrafung spielen. Ziel der vorliegenden Dissertation war es, in 3 Studien die Effekte monetärer Belohnung und Bestrafung auf die prospektive Gedächtnisleistung und die zugrundeliegenden neuronalen Prozesse zu untersuchen und dabei individuelle Persönlichkeitsunterschiede hinsichtlich Belohnungssensitivität zu berücksichtigen. Studie 1 zeigte einen Zusammenhang der prospektiven Gedächtnisleistung mit Gewissenhaftigkeit und einen Zusammenhang individueller Belohnungssensitivität mit belohnungsbezogenen Leistungsunterschieden. Studie 2 erfasste mittels funktioneller Magnetresonanztomographie einen Effekt der Belohnungshöhe in belohnungsbezogenen Arealen im Mittelhirn und Striatum bei der Verarbeitung von prospektiven Hinweisreizen und einen Zusammenhang dieses Effektes mit individueller Belohnungssensitivität. Des Weiteren fand sich eine stärkere funktionelle Konnektivität zwischen Mittelhirn und frontopolarem Cortex für hohe Belohnung. Studie 3 zeigte, dass hohe Belohnung eine stärkere neuronale Aktivität im Mittelhirn hervorrief als geringe Belohnung und die Vermeidung von Bestrafung. Der Effekt der Belohnungshöhe auf neuronaler Ebene zeigte einen Zusammenhang mit belohnungsbezogenen Unterschieden in der prospektivem Gedächtnisleistung. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass Belohnungsinformation Teil der kognitiven Repräsentationen von prospektivem Gedächtnis sein kann und zeigen einen direkten Zusammenhang zwischen neuronalen Belohnungsrepräsentationen und belohnungsbezogenen Unterschieden in der prospektiven Gedächtnisleistung. Des Weiteren stellen die Ergebnisse die Rolle individueller Belohnungssensitivität für das prospektive Gedächtnis heraus.