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Switching between two tasks in randomized order leads to costs both in response times and errors when compared to a condition where task is held constant. These global switch costs (Mayr, 2001) are even observable in trials where tasks are locally repeated. A possible explanation for this phenomenon could be that under switching conditions subjects use an endogenous control strategy to counteract interference from exogenous control or to ensure relatively fast switching of task sets. Both assumptions imply that this strategy results from the randomized execution of multiple tasks within one block. Results from four experiments showed that it is not the changing execution of tasks but rather the changing indication by explicit cues that triggers such a strategy. Invalid cues were used to construct blocks in which both tasks needed to be executed although only one task is being cued. Global switch costs, as measured by the comparison of blocks with constant and randomized cues, were found even under these invalid cuing conditions. The costs varied merely with the frequency of task cues although this type of frequency did not relate to the frequency of task execution. It was thus concluded that the strategy was not triggered by the interference itself but rather by the expectation of this interference. These and other results (e. g. local switch costs, costs of invalid cues) were integrated in a model describing the interaction of endogenous and exogenous control in the task switching paradigm.

Für das zielgerichtete Verhalten des Menschen ist ein funktionierendes Handlungsüberwachungssystem eine wichtige Voraussetzung. Somit können Fehlhandlungen registriert und verarbeitet werden, um dann anschließend das Verhalten an die entsprechende Situation besser anzupassen. Ein wichtiges neuroanatomisches Korrelat dieses Handlungsüberwachungssystems ist der anteriore Anteil des mittleren cingulären Cortex (anterior midcingulate cortex, aMCC), der in der Funktion der Fehlerverarbeitung eng mit den Basalganglien und dem lateralen präfrontalen Cortex verknüpft ist. In der vorliegenden Arbeit wurde die Bedeutung des Thalamus im Netzwerk der Fehlerverarbeitung genauer untersucht. Es konnte mittels diffusionsgewichteter Traktografie bei 16 gesunden Probanden gezeigt werden, dass speziell der Nucleus ventralis anterior (VA) und der Nucleus ventralis lateralis anterior (VLa) quantitativ stärkere Faserverbindungen mit dem aMCC aufweisen, als die restlichen Thalamuskerne. Desweiteren zeigten 15 Patienten mit Läsionen im Thalamus im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe im Eriksen Flanker Task fehlerspezifische Verhaltensunterschiede. Obwohl die Fehlerrate zwischen diesen Patienten und den Kontrollprobanden nahezu identisch war, konnten die Patienten ihre Fehler als solche signifikant schlechter detektieren und ihr Verhalten nach einem Fehler daher auch schlechter anpassen. Die EEG Daten zeigten für die Patientengruppe eine in der Amplitude signifikant verminderte error-related negativity (ERN – ein ereignis-korreliertes Hirnpotential, ausgelöst durch Fehlhandlungen, z.B. in Flankierreizaufgaben) im Vergleich zur Kontrollgruppe. Bei 6 Patienten mit Läsionen der VA und VLa Kerngruppe war die ERN nahezu komplett erloschen, wohingegen bei den 9 Patienten, deren Läsionen nicht VA und VLa betrafen, die ERN lediglich vermindert war. Performance monitoring is an essential prerequisite of successful goal-directed behavior. Research of the last two decades implicates the anterior midcingulate cortex (aMCC) in the human medial frontal cortex and frontostriatal basal ganglia circuits in this function. Here, we addressed the function of the thalamus in detecting errors and adjusting behavior accordingly. Using diffusion-based tractography we found that, among the thalamic nuclei, the ventral anterior and ventral lateral anterior nuclei (VA, VLa) have the relatively strongest connectivity with the RCZ. Patients with focal thalamic lesions showed diminished error-related negativity, behavioral error detection, and post-error adjustments. When the lesions specifically affected the thalamic VA/VLa nuclei these effects were significantly pronounced, which was reflected by complete absence of the error-related negativity. These results reveal that the thalamus, particularly its VA/VLa region, is a necessary constituent of the performance-monitoring network, anatomically well connected and functionally closely interacting with the aMCC.