Sekseverschillen in de power van verschillende EEG frequentiebanden tijdens mentale rotatie

Transcriptie

1 Sekseverschillen in de power van verschillende EEG frequentiebanden tijdens mentale rotatie Tessa Magnée Instituut voor Psychologie Faculteit der Sociale Wetenschappen Erasmus Universiteit Rotterdam September 2007

2 Abstract Onderzoeken hebben aangetoond dat mannen en vrouwen verschillen in prestatie tijdens mentale rotatie, en dat dit verschil mogelijk afhankelijk is van de moeilijkheid van de taak. Deze studie onderzocht het sekseverschil opnieuw met behulp van EEG. Proefpersonen beoordeelden in een digitaal experiment geroteerde letters (normaal of gespiegeld) tijdens een lettertaak, en tijdens een taak met congruente flankers en incongruente flankers. Zij maakten ook een paper-and-pencil mentale rotatietaak. Mannen hadden een hogere score op de paperand-pencil taak en reageerden gemiddeld sneller dan vrouwen op de items van het digitale experiment. Moeilijkheid bleek een rol te spelen bij sekseverschillen wanneer gekeken werd naar de mate van rotatie van de items: sekseverschillen in reactietijden bleken alleen significant te zijn bij de moeilijkste (sterkst geroteerde) items. Tijdens het digitale experiment werd EEG afgenomen. Alpha2-activiteit was bij vrouwen lager dan bij mannen, terwijl de beta2-activiteit juist hoger was. Dit is een aanwijzing voor meer mentale inspanning bij vrouwen tijdens mentale rotatie. In de beta2-band was het sekseverschil afhankelijk van de taak. Bij mannen bleek de taak geen enkele rol te spelen bij de hoogte van de beta2-power, terwijl de beta2-power bij de vrouwen wel afhankelijk was van de soort taak. De beta2-power bij vrouwen was het hoogst tijdens de lettertaak en het laagst tijdens de congruente taak. Sekseverschillen in de beta2- en theta-band waren vooral in het pariëtale gebied gelokaliseerd. 2

3 Inhoud 1. Inleiding Sekseverschillen Verschil in prestatie tijdens mentale rotatie Verschil in de hersenen Strategieën en EEG frequentiebanden Doel van de studie Onderzoeksvragen en verwachtingen Methode Participanten en procedure Elektrofysiologische methode Statistische evaluatie Resultaten Vragenlijst voor handvoorkeur Reactietijden Paper-and-pencil taak EEG power Discussie Sekseverschillen in prestatie Sekseverschillen in power De rol van het pariëtale gebied Sekseverschillen in lateralisatie Verschillende strategieën Toekomstig onderzoek Conclusie Referenties

4 1. Inleiding 1.1 Sekseverschillen Vaak zijn cognitieve onderzoeken naar sekseverschillen gericht op het verschil in ruimtelijke vaardigheden dat tussen mannen en vrouwen lijkt te bestaan. Dit verschil in ruimtelijk inzicht kan op verschillende manieren onderzocht worden: bijvoorbeeld door naar prestatie op taken voor ruimtelijke vaardigheden te kijken of door naar hersenactiviteit te kijken, die wordt veroorzaakt door mentale inspanning tijdens zo n taak. 1.2 Verschil in prestatie tijdens mentale rotatie Ruimtelijke vaardigheden worden vaak onderzocht met behulp van een mentale rotatietaak. Mentale rotatie is het denkbeeldig draaien van objecten of figuren. Bij een mentale rotatietaak wordt een figuur, zoals een letter, in een bepaalde mate van rotatie aangeboden, bijvoorbeeld 90. De proefpersoon moet vervolgens zo snel mogelijk beoordelen of deze figuur gelijk aan een andere figuur is of niet, of gespiegeld is of niet. Een veel gebruikte mentale rotatietaak is die van Vandenberg en Kuse (1978). Bij deze taak moet men beoordelen of driedimensionale kubusfiguren gelijk aan elkaar zijn. De mentale rotatietaak laat het grootste verschil in prestatie tussen mannen en vrouwen zien in vergelijking met andere taken voor ruimtelijke vaardigheden (Voyer, Voyer, & Bryden, 1995). Vaak wordt gevonden dat mannen beter scoren op dit soort taken dan vrouwen. Zij zijn dan sneller en maken tevens minder fouten. Het sekseverschil is echter niet in elk onderzoek even groot. Soms worden er zelfs geen verschillen in prestatie gevonden, bijvoorbeeld in een onderzoek van Van Strien en Bouma (1990), waarbij 9 mannen en 9 vrouwen een rotatietaak moesten uitvoeren met willekeurige abstracte figuren. Deze figuren zagen eruit als een soort zwarte vlekken. De proefpersonen moesten beoordelen of twee figuren gelijk aan elkaar waren, terwijl een van beide geroteerd was. Mannen en vrouwen waren hier even snel in en maakten even veel fouten. Het is mogelijk dat deze taak te simpel was om een significant verschil te laten zien tussen mannen en vrouwen. Soms wordt namelijk gedacht dat de grootte van het sekseverschil afhankelijk is van de moeilijkheid van de taak. Het is mogelijk dat sekseverschillen groter zijn, wanneer er hoge eisen worden gesteld aan de ruimtelijke vaardigheden van mannen en vrouwen. Voyer et al. (1995) vonden in een meta-analyse van verschillende studies bescheiden bewijs voor een afname in het verschil tussen mannen en vrouwen in de tijd. Het verschil 4

5 tussen mannen en vrouwen in mentale rotatie dat in sommige onderzoeken wel wordt gevonden, en in andere onderzoeken niet, wordt mogelijk met de jaren kleiner. Een mogelijke verklaring voor de afname in het sekseverschil zou kunnen zijn dat vrouwen vaker dan vroeger een hoge opleiding volgen. Vrouwen met een hogere opleiding komen misschien vaker in contact met taken waarbij ze ruimtelijke vaardigheden moeten inzetten. Een andere verklaring voor een mogelijke afname in het sekseverschil zou de manier van testen kunnen zijn (Parsons, Larson, Kratz, Thiebaux, Bluestein, Buckwalter, & Rizzo, 2002). Traditioneel werden er paper-and-pencil taken gebruikt om ruimtelijke vaardigheden te meten, terwijl recentere experimenten in een virtuele omgeving worden afgenomen. Het is mogelijk dat de paper-and-pencil taken van weleer een hogere moeilijkheidsgraad hebben dan de huidige digitale experimenten. In een onderzoek uit 2002 (Parsons et al.) met 44 volwassenen werden mannen en vrouwen vergeleken op prestatie in ruimtelijke vaardigheden. Een mentale rotatietaak werd op verschillende manieren afgenomen. De onderzoekers namen een paper-and-pencil mentale rotatietaak af: bij deze taak kregen de participanten een vel papier met daarop 20 items. Elk item bestond uit een target-figuur en een rijtje van 4 bijbehorende figuren. Uit deze 4 geroteerde figuren moesten de 2 items gezocht worden, die gelijk waren aan het target-figuur. Hiernaast testten de onderzoekers de proefpersonen op dezelfde items via een virtuele omgeving. Om leereffecten te voorkomen werd bij sommige proefpersonen de papieren taak als eerste afgenomen, en bij anderen de digitale taak als eerste. Het verschil tussen mannen en vrouwen bleek alleen te bestaan op de gebruikte paperand-pencil taak, en niet op de taak in de virtuele omgeving. Dit verschil tussen een papieren en een digitale taak wordt mogelijk veroorzaakt door een verschil in taakeisen. Misschien stelt een taak op papier hogere eisen aan mentale rotatie vaardigheden dan een taak in een virtuele omgeving. In een onderzoek van Roberts en Bell (2003) werden ook de taakeisen gemanipuleerd en hiermee de moeilijkheid van het experiment. Het figuur werd tweedimensionaal (simpel) of driedimensionaal (moeilijk) aangeboden. Op de simpele taak kregen de proefpersonen een twee-dimensionaal mannetje te zien, waaronder twee soortgelijke mannetjes stonden. De onderste mannetjes waren geroteerd. De proefpersonen moesten beoordelen welk van de twee onderste mannetjes gelijk was aan het bovenste mannetje. De driedimensionale taak was hetzelfde, alleen bestonden de stimuli uit driedimensionale bouwwerken van blokken, in plaats van uit mannetjes. De mannen en vrouwen verschilden niet in prestatie op de simpele taak, maar wel in prestatie op de moeilijke taak. In de moeilijke drie-dimensionale taak maakten vrouwen meer fouten dan mannen. Ook bij een ander onderzoek waarbij een 5

6 eigenschap van de taak werd gemanipuleerd (Peters, 2004) werd alleen een sekseverschil gevonden bij de moeilijke versie van de taak. Het aantal gepresenteerde stimuli per trial werd gemanipuleerd. Een groter aantal stimuli per trial maakte de taak moeilijker. De prestatie van mannen en vrouwen verschilde alleen als het aantal stimuli per trial 5, en niet 2 was. Mannen presteerden dus alleen beter als er een groot aantal stimuli tegelijk werd aangeboden en de taak moeilijker was. Er is echter nog geen volledige consensus in de literatuur over de rol van moeilijkheid bij sekseverschillen in mentale rotatie. In een onderzoek van Collins en Kimura (1997) werd een significant betere prestatie van mannen gevonden, zelfs als de taak simpel was. Zij gebruikten in hun studie dezelfde kubusfiguren als Vandenberg en Kuse (1978). Wanneer in dit onderzoek van Collins tweedimensionale figuren in plaats van driedimensionale figuren werden gebruikt, werd er zelfs bij de simpele versie van de taak een significant verschil in prestatie gevonden tussen mannen en vrouwen. Mogelijk was zelfs de simpele versie van dit experiment nog redelijk moeilijk. Een andere interessante taakeigenschap is de context waarin de stimulus wordt aangeboden. Deze context kan ook gebruikt worden om de moeilijkheid van de taak te variëren. De moeilijkheid van de taak kan bijvoorbeeld gemanipuleerd worden door naast een targetstimulus flankers aan te bieden. Als men als targetstimulus bijvoorbeeld een letter aanbiedt, kunnen naast deze targetletter flankerletters worden aangeboden. Deze flankers kunnen overeenkomen met de letter die men moet beoordelen (congruente flankers) of niet overeenkomen met de letter (incongruente flankers). Men moet, net als bij een gewone mentale rotatietaak, beoordelen of de targetletter gespiegeld of ongespiegeld is. De flankers kunnen de beoordeling van de targetstimulus moeilijker of makkelijker maken. Het idee is dat de congruente flankertaak makkelijker is, omdat de congruente flankers als hulpmiddel kunnen dienen bij de beoordeling van de targetstimulus. Het sekseverschil zal op deze taak dus klein zijn. Bij het aanbieden van incongruente flankers zal de taak juist moeilijker worden, omdat de participanten worden afgeleid door flankers die niet kunnen helpen bij de beoordeling, en hierdoor zal het sekseverschil groter worden dan het sekseverschil bij een taak zonder flankers. Bruggeling (2006) gebruikte een lettertaak zonder flankers, een congruente flankertaak en een incongruente flankertaak in haar experiment. Uit haar onderzoek kwamen interessante, maar niet significante resultaten naar voren, die leken te wijzen op een rol van de context van de stimuli bij sekseverschillen in mentale rotatie. Het sekseverschil leek groter te worden bij de incongruente taak, en kleiner bij de congruente 6

7 taak. Het niet vinden van significante resultaten zou kunnen liggen aan het beperkte aantal proefpersonen. 1.3 Verschil in de hersenen Het is niet vreemd dat er een verschil in mentale rotatie vaardigheden tussen mannen en vrouwen lijkt te bestaan; er zijn sekseverschillen gevonden in de hersenen. Uit meerdere studies kwamen aanwijzingen naar voren dat vrouwen een groter corpus callosum hebben dan mannen (Sterling, Farnworth, Pinkston, Bigler, & Blatter, 1994), alhoewel recente studies geen verschillen hebben gevonden (Morton en Rafto, 2006). Het corpus callosum is de grootste verbinding tussen de twee hersenhelften. Dit verschil wordt echter recentelijk betwijfeld. Een groter corpus callosum maakt meer informatieuitwisseling tussen de twee hemisferen mogelijk. Dit kan helpen bij het uitvoeren van een cognitieve taak; er kan immers een betere communicatie plaatsvinden tussen de twee hemisferen. Meer informatieuitwisseling kan echter ook nadelig zijn: het kan een prestatie verslechteren als er sprake is van interferentie tussen processen uit de verschillende helften. Een ander verschil tussen mannen en vrouwen is het volume en de oppervlakte van de hersenen. De hersenen van vrouwen beslaan gemiddeld minder volume dan die van mannen, terwijl ze wel meer corticale complexiteit bezitten in frontale en pariëtale gebieden (Luders, Narr, Thompson, Rex, Jancke, Steinmetz, & et al, 2004). Dit houdt in dat vrouwelijke hersenen gemiddeld kleiner zijn dan mannelijke hersenen, maar dat er wel meer vouwen en plooien in bepaalde gebieden van de cortex van de vrouwelijke hersenen zitten. Dit verschil in corticale complexiteit zou (deels) verantwoordelijk kunnen zijn voor cognitieve sekseverschillen. 1.4 Strategieën en EEG frequentiebanden Er zijn verschillen gevonden tussen mannelijke en vrouwelijke hersenen, en mannen en vrouwen lijken verschillend beïnvloed te worden door de eisen die een mentale rotatietaak aan hen stelt. Mogelijk gebruiken mannen en vrouwen verschillende strategieën tijdens mentale rotatie. Dit zou de diversiteit in resultaten van verschillende onderzoeken kunnen verklaren. Vrouwen gebruiken misschien meer verbale strategieën bij een mentale rotatietaak, terwijl mannen meer visuo-spatiëel ingesteld zijn. Misschien is de mannelijke visuo-spatiële strategie geschikter tijdens een moeilijke mentale rotatietaak, terwijl de strategie bij een makkelijke taak een minder belangrijke rol speelt. Aanwijzingen hiervoor komen bijvoorbeeld naar voren uit het onderzoek van Jordan, Wüstenberg, Heinze, Peters, & Jäncke (2002). Deze 7

8 onderzoekers vergeleken mannen en vrouwen die gelijke gemiddelde scores behaalden op drie taken voor mentale rotatie. Zo werd een mogelijk storende invloed van prestatie weggefilterd. Mannen en vrouwen lieten verschillende activatiepatronen zien op fmri-scans. Vrouwen lieten meer bilaterale activatie zien in de intrapariëtale sulcus, de superiore en inferiore pariëtale kwab, de inferiore temporale gyrus, en de premotor gebieden. Mannen lieten daarentegen meer activatie zien in de rechter pariëto-occipitale sulcus, de linker intrapariëtale sulcus, en de linker superiore pariëtale kwab. Er zijn dus veel gebieden actief tijdens een mentale rotatietaak, en de verschillende patronen bij mannen en vrouwen lijken te wijzen op verschillende strategieën. Ook in een ander fmri-onderzoek (Weiss, Siedentopf, Hofer, Deisenhammer, Hoptman, Kremser, Golaszewski, Felber, Fleischhakker, & Delazer, 2003) werd aangetoond dat er tijdens het uitvoeren van een mentale rotatietaak een verschil bestaat in patronen van activatie bij mannen en vrouwen. Tien mannen en tien vrouwen werden onderzocht tijdens deze studie, waarbij rekening gehouden werd met mogelijk storende factoren, zoals verschil in prestatie tussen mannen en vrouwen. De resultaten lieten een sekseverschil zien; mannen vertoonden meer pariëtale activatie, terwijl vrouwen meer rechter frontale activatie lieten zien. Ook dit onderzoek zou kunnen wijzen op betrokkenheid van verschillende hersengebieden bij mannen en vrouwen. Het sekseverschil zou op een andere manier bekeken kunnen worden door naar de hersenactiviteit te kijken die zichtbaar kan worden gemaakt met behulp van een electroencephalogram (EEG). Het verschil in prestatie en strategieën tussen mannen en vrouwen zou gereflecteerd kunnen worden door verschillen in hersengolven. Met een EEG kan hersenactiviteit worden weergegeven. Hersengolven kunnen worden geanalyseerd in verschillende frequentiebanden, waarvan de meest gebruikelijke zijn: alpha (8-12 Hz), beta (13 Hz en hoger), theta (4-7 Hz), en delta (3 Hz of lager). Er wordt gedacht dat de activiteit in de verschillende frequentiebanden gerelateerd is aan verschillende cognitieve of emotionele processen in de hersenen. Golven met grote amplitudes en lage frequenties, zoals deltagolven, komen meer voor tijdens slaap, terwijl golven met kleine amplitudes en hoge frequenties, zoals alpha-golven, juist voorkomen tijdens arousal of alertheid (Hugdahl, 1996). Alpha-golven hebben frequenties van 8-12 Hz. De meeste alpha-golven hebben een amplitude tussen 10 en 150 microvolt (μv). Ze zijn het best te meten in occipitale en pariëtale gebieden van het brein. De aanwezigheid van alpha-golven neemt af tijdens cognitieve activiteit, bijvoorbeeld tijdens het maken van een cognitieve taak (Hugdahl, 1996). Alpha-golven blijken te variëren met de locatie van de electrodes (Gevins, 1997), en kunnen worden onderverdeeld in twee subsoorten: alpha1 (8-10 Hz) en alpha2 (10-12). De lage alpha-golven 8

9 (alpha1) zijn voornamelijk prefrontaal en pariëtaal aanwezig, terwijl de hoge alpha-golven (alpha2) meer pariëtaal en occipitaal aanwezig zijn. Hoge alpha-golven worden gedacht samen te hangen met visuo-spatiële taken en moeilijkheid van de taak (Hugdahl, 1996). Lage alpha-golven worden geassociëerd met het werkgeheugen (Hugdahl, 1996). Beta-golven hebben hogere frequenties (14 Hz en hoger) dan alpha-golven, en kleinere amplitudes (Hugdahl, 1996). De amplitudes van beta-golven blijven meestal onder een grens van 25 μv. Beta-golven komen over de hele cortex voor, vaak vooral frontaal, maar soms ook meer posterior, en worden geassociëerd met een toename van activatie en alertheid. Het voorkomen van beta-golven neemt dus in tegenstelling tot alpha-golven juist toe tijdens cognitieve activiteit (Hugdahl, 1996). Ook beta-golven kunnen nog verder onderverdeeld worden, in een beta1-band (13-18 Hz) en een beta2-band (18,5-24 Hz). Theta-golven hebben frequenties van 4-7 Hz en hoge amplitudes, en worden iets posterior gelokaliseerd. Theta-golven lijken samen te gaan met veranderingen die horen bij het ouder worden (Hugdahl, 1996). Delta-golven hebben de laagste frequenties (onder 3 Hz) en hoge amplitudes, en komen normaal gesproken alleen voor tijdens diepe slaap (Hugdahl, 1996). Deze golven zijn niet interessant in het licht van onderzoek naar mentale rotatie vaardigheden. EEG-golven kunnen op verschillende manieren geanalyseerd worden, bijvoorbeeld door naar de grootte van de amplitudes te kijken (power of activiteit). Grote amplitudes wijzen op veel power of activiteit. Eerdere studies hebben verschillen in hersengolven tijdens mentale rotatie tussen mannen en vrouwen gevonden. Uit de EEG-studie van Roberts en Bell (2003) bleek dat op de moeilijkere driedimensionale taak zowel mannen als vrouwen meer rechter pariëtale activatie of power lieten zien in de hogere alpha-band. Hiernaast toonden mannen op de simpele taak meer linker pariëtale activiteit, terwijl vrouwen hier net als op de moeilijke taak meer rechter pariëtale activiteit vertoonden. Roberts en Bell concludeerden dat er tijdens mentale rotatie bij mannen en vrouwen verschillende hersengebieden betrokken zijn en dat dit kan wijzen op verschillende strategieën die zij gebruiken tijdens het uitvoeren van de twee- en driedimensionale taken. Rescher en Rappelsberger (1999) onderzochten 15 rechtshandige mannen en 15 rechtshandige vrouwen tijdens een moeilijke mentale rotatietaak. Zij moesten beoordelen of twee plaatjes gelijk waren, terwijl een EEG werd opgenomen. De onderzoekers analyseerden de power in de frequentiebanden alpha1, alpha2, beta1, beta2 en theta. Bij mannen nam tijdens de taak in de theta-band de coherentie tussen de posterior electrodes van de linkerhersenhelft af, terwijl bij vrouwen juist de coherentie rechts posterior afnam. Mannen vertoonden meer toename in coherentie in linker- en rechterhersenhelft tussen frontale, centrale en pariëtale gebieden in de alpha1-band. Ook was er bij mannen sprake van meer 9

10 toename in locale coherentie in de beta1-band in de rechter temporo-pariëtale posities. Als laatste was er vooral bij vrouwen een toename in locale coherentie tussen posterior electrodes in de theta-, beta1-, en beta2-band. Rescher en Rappelsberger (1999) trokken verschillende conclusies uit hun onderzoek. Ten eerste concludeerden zij dat bij mentale rotatie beide hersenhelften betrokken zijn, en dus niet vooral de rechter, zoals soms wordt gesteld. Hierbij lijken de verschillen in af- en toenames in locale coherentie, vooral in de theta-band, tussen mannen en vrouwen niet samen te hangen met prestatie, maar lijken ze bewijs te zijn voor het bestaan van verschillende strategieën onder mannen en vrouwen. Ten tweede lijkt de afname in coherentie in de beta1-band in de linkerhersenhelft van vrouwen erop te wijzen dat er bij vrouwen tijdens mentale rotatie een specifieke rol is weggelegd voor linker temporale en temporale gebieden. Ten derde lijkt een toename in beta1 bij zowel mannen als vrouwen in de rechterhersenhelft bewijs te vormen voor een lateralisatie naar rechts. Dit zou op het belang van de rechterhersenhelft bij ruimtelijke taken kunnen wijzen. De linkerhersenhelft is echter bij vrouwen ook betrokken tijdens de taak, in tegenstelling tot bij mannen. Dit lijkt te duiden op een meer gespecialiseerde rechterhersenhelft voor ruimtelijke processen bij mannen. Ten vierde laten vrouwen in posteriore gebieden een symmetrische toename in coherentie zien in de theta-, beta1-, en beta2-band. Er is dus een verschil in interhemisferische connectiviteit. Deze bevindingen zijn ondersteunend voor het idee dat er meer interhemisferische transfer is bij vrouwen dan bij mannen. Uit de besproken onderzoeken blijkt dat de frequentiebanden theta (4-8 Hz), lage alpha (8-10 Hz), hoge alpha (10-12 Hz), lage beta (13-18 Hz), en hoge beta (18,5-24 Hz) betrokken lijken te zijn bij mentale rotatie. Er zijn verscheidene hersengebieden betrokken bij mentale rotatie. Belangrijk lijkt vooral de pariëtale kwab. Vaak worden verschillen gevonden in de hersengebieden die actief zijn bij mannen en bij vrouwen tijdens mentale rotatie. Dit wijst er mogelijk op dat mannen en vrouwen verschillende strategieën gebruiken tijdens mentale rotatie. 1.5 Doel van de studie In het huidige onderzoek wordt onderzocht of en hoe mannen en vrouwen verschillen in prestatie en in hersenactiviteit gemeten met een EEG tijdens het maken van mentale rotatietaken met trials met een verschillende context. In dit onderzoek zullen dezelfde taken gebruikt worden als in de studie van Bruggeling (2006). Als de door haar gevonden trends in dit onderzoek wel significant worden, is dit een aanwijzing dat moeilijkheid van de taak een rol speelt bij man-vrouw verschillen. Er zal gekeken worden naar de hersenactiviteit in de 10

11 frequentiebanden lage alpha, hoge alpha, lage beta, hoge beta, en theta. De hersenactiviteit in de verschillende frequentiebanden wordt weerspiegeld in de power. Hiernaast wordt door analyse van de reactietijden in het experiment en met een standaard paper-and-pencil taak met tweedimensionale abstracte lijnfiguren onderzocht of er een significant verschil in prestatie bestaat tussen mannen en vrouwen. Tenslotte zal dit onderzoek zich richten op de rol van de mate van rotatie van de items. De mate van rotatie kan de moeilijkheid van een item verhogen, en daarom zal onderzocht worden of de mate van rotatie een rol speelt bij het sekseverschil. 1.6 Onderzoeksvragen en verwachtingen Dit onderzoek heeft vier onderzoeksvragen. De eerste onderzoeksvraag is: presteren mannelijke studenten beter in dit experiment dan vrouwelijke studenten? De verwachting is dat mannen gemiddeld beter presteren dan vrouwen, zowel op de mentale rotatietaak op de computer als op de paper-and-pencil taak voor mentale rotatie. Zij zullen gemiddeld lagere reactietijden laten zien en hogere scores. Mannen en vrouwen worden voornamelijk verwacht te verschillen op de moeilijke taak, met de incongruente flankers, en op een paper-and-pencil taak, omdat deze in verhouding tot de taak op de computer moeilijker lijkt te zijn. De tweede onderzoeksvraag is: heeft de mate van rotatie van de items in deze mentale rotatietaak een verschillende invloed op de prestatie van mannelijke en vrouwelijke studenten? De verwachting is dat het verschil tussen mannen en vrouwen af zal nemen naarmate de moeilijkheid van de items afneemt. Bij moeilijk te beoordelen letters, die wat hun rotatie betreft veel afwijken van hun natuurlijke richting, zal het verschil tussen mannen en vrouwen waarschijnlijk het grootst zijn. De derde onderzoeksvraag is: verschillen mannelijke en vrouwelijke studenten in power in de verschillende frequentiebanden die zij op een EEG laten zien tijdens de drie digitale mentale rotatietaken (lettertaak, congruente flankertaak, incongruente flankertaak)? De verwachting is dat mannen en vrouwen een verschil in power in de vijf frequentiebanden laten zien. Een hogere power in de beta frequentieband en een lagere power in de alpha frequentieband laten zien dat er meer mentale inspanning is. Er wordt verwacht dat vrouwen meer mentale inspanning moeten leveren tijdens de taak dan mannen, en dus meer beta-activiteit en minder alpha-activiteit vertonen dan mannen. Dit verschil tussen 11

12 mannen en vrouwen is waarschijnlijk het grootst op de taak met incongruente flankers, omdat deze het meest moeilijk is. Het sekseverschil is waarschijnlijk het kleinst op de taak met de congruente flankers, omdat deze het meest makkelijk is. De vierde onderzoeksvraag is: welke hersengebieden zijn het meest betrokken tijdens mentale rotatie? Er wordt verwacht dat vooral het pariëtale gebied een belangrijke rol speelt bij mentale rotatie. Dit is ook het gebied waarvan we verwachten er sekseverschillen in power te vinden. 12

13 2. Methode 2.1 Participanten en procedure De 24 participanten die deel hebben genomen aan dit onderzoek zijn studenten van de Erasmus Universiteit Rotterdam of een hogeschool in de omgeving. De meeste studenten studeerden psychologie, maar ook studenten met andere opleidingen namen deel aan het experiment. De participanten namen vrijwillig deel, of kregen aftekening van proefpersoonuren als zij psychologie studeerden. De proefpersonen werden geselecteerd door een oproep op psyweb of door een persoonlijk benadering. Alleen rechtshandige personen mochten deelnemen aan het onderzoek. Door extreem afwijkende scores in reactietijden op de lettertaak en flankertaken is een proefpersoon van het mannelijke geslacht uitgesloten voor verdere analyse van de verkregen data. Hierdoor bleven 23 proefpersonen over; 12 vrouwen en 11 mannen. Hiernaast werden de gegevens van 24 participanten van het onderzoek van Emma Bruggeling gebruikt. De helft hiervan was vrouw, de andere helft man. Deze proefpersonen waren uit dezelfde populatie afkomstig als de 23 overige proefpersonen en werden op dezelfde manier geselecteerd en beloond voor deelname. De data van een aantal proefpersonen bleken uiteindelijk niet bruikbaar voor analyse van de EEG-signalen. Bij deze proefpersonen waren bijvoorbeeld de oogkanalen niet goed bevestigd, of was er sprake van extreme spierspanning. Dit veroorzaakte veel storing in het EEG signaal. Uiteindelijk werden de data van 41 proefpersonen (21 mannen, 20 vrouwen) gebruikt. De gemiddelde leeftijd van de mannelijke participanten was 21,4 jaar. De vrouwen hadden een gemiddelde leeftijd van 20,9 jaar. Mannen en vrouwen bleken niet significant in leeftijd te verschillen (t(37) = 0,685; p = ns). Het onderzoek werd afgenomen in het Erasmus Behavioral Lab op de Erasmus Universiteit Rotterdam. De proefpersonen ontvingen een informatiebrief, zodat zij met informed consent aan het experiment konden beginnen. Hierna ontving de proefpersoon een korte vragenlijst, waarop hij of zij persoonlijke gegevens invulde, zoals geslacht en leeftijd. Ook maakte de proefpersoon de vragenlijst voor handvoorkeur van Van Strien (1992). Deze vragenlijst bestond uit 10 vragen. Met deze vragen werd geïnformeerd naar acties die met één van de twee handen uitgevoerd moesten worden, zoals het roeren met een lepel of het gooien van een bal. De deelnemer kon op elke vraag antwoorden met linker, rechter, of beide. Elke linker leverde 1 punt aftrek op, elke rechter 1 punt, en elke beide 0 punten. De totaalscore werd berekend door de punten van de tien vragen bij elkaar op te tellen. Zo kon de 13

14 totaalscore variëren van -10 tot 10, en wijst elke negatieve score op linkshandigheid, en elke positieve score op rechtshandigheid. Het experiment bestond uit twee delen: een digitaal experiment en een taak op papier. In het digitale experiment werden drie verschillende taken gebruikt: een lettertaak zonder context, een taak met congruente flankers, en een taak met incongruente flankers. De taken werden op een computerscherm aangeboden, waarbij de letters grijs waren en de achtergrond zwart. Tijdens dit experiment werd EEG afgenomen. 1. Lettertaak Bij de lettertaak bestond elke trial uit een letter die wel of niet gespiegeld was, en die 0, 60, 120, 180, 240, of 300 graden geroteerd was. Er werden 10 verschillende letters gebruikt: a, e, r, t, f, g, j, k, m, en h. Deze letters werden geselecteerd, omdat ze asymmetrisch zijn en bij rotatie niet op een andere letter lijken. Elke letter werd eenmaal gespiegeld en eenmaal niet gespiegeld aangeboden, en in elke mate van rotatie. De lettertaak besloeg in totaal dus 120 trials, die in random volgorde werden aangeboden. In figuur 1 is een voorbeeldtrial van de lettertaak te zien. Figuur 1. Voorbeeldtrials digitaal experiment (1. lettertaak, 2. flankertaak met congruente flankers, 3. flankertaak met incongruente flankers) De proefpersoon moest beoordelen of de letter gespiegeld of normaal was door op een knop op de respons box te drukken. De helft van de proefpersonen kreeg de instructie om op de linkerknop te drukken bij een gespiegelde letter en op de rechterknop te drukken bij een niet gespiegelde letter, terwijl dit bij de andere helft andersom was. In de oefenserie werden andere letters gebruikt dan bij de echte trials ( y, L, Q, en R ). Voor elke trial kreeg men een zwart scherm te zien met een grijs fixatiekruis in het midden. Tussen dit scherm met het kruis en het verschijnen van de letter van de trial zat een wisselende vertraging (450, 500, 550, en 600 ms), om verwachting of anticipatie van de proefpersonen geen rol te laten spelen bij het reageren. Na het verschijnen van de letter kreeg men drie seconden de tijd om een respons te geven. Als men binnen deze tijd niet reageerde, werd de trial fout gerekend. Na de 14

15 drie seconden of na het geven van een respons werd na een pauze van twee seconden opnieuw een fixatiekruis gepresenteerd, waarna de volgende trial verscheen. Na het doorlopen van alle 120 trials verscheen het eindscherm. De gehele lettertaak nam ongeveer tien minuten in beslag. 2. Flankertaken Bij de flankertaken werden in plaats van één letter drie letters naast elkaar aangeboden, waarvan de middelste de targetletter was. Deze targetletters waren de letters die beoordeeld moesten worden. Voor deze targetletters werden dezelfde tien letters gebruikt als bij de lettertaak; geroteerd en wel of niet gespiegeld. De flankers waren altijd gelijk aan elkaar, niet geroteerd, niet gespiegeld en een van de tien letters die ook gebruikt werden als targets. Als de flankers dezelfde letters waren als de targetletter was de trial congruent. Als de flankers niet dezelfde letter waren als de targetletter, was de trial incongruent. In totaal kwam elk van de 120 trials eenmaal congruent en eenmaal incongruent voor. In figuur 1 is een congruent en incongruent voorbeeld van een trial weergegeven. De congruente taak en de incongruente taak werden tegelijkertijd in de tweede fase van het digitale experiment afgenomen. Voor de proefpersoon leek het dus één taak. De 240 congruente en incongruente trials werden random in drie blokken ingedeeld. Tussen de blokken kreeg de proefpersoon tijd om pauze te nemen. De procedure was verder gelijk aan die van de gewone lettertaak. In totaal duurden de congruente en incongruente taak samen ongeveer twintig minuten. De volgorde waarin de lettertaak en de flankertaken afgenomen werden, en de knop waarmee de respons gespiegeld moest worden gegeven, werden gecounterbalanced over de proefpersonen. Aan het einde van het experiment werd bij de proefpersonen een paper-and-pencil taak voor mentale rotatie afgenomen: de Rotated Figures Test (Van Strien & Bouma, 1995). Hierbij werd geen EEG meer afgenomen. Deze taak omvatte 30 items. Elk item bestond uit een targetfiguur en een rijtje van vijf geroteerde figuren. Deze figuren waren tweedimensionale, abstracte lijntekeningen. Van deze vijf figuren waren een of meerdere figuren gelijk aan de targetfiguur. De proefpersoon moest voor elk item aankruisen welke figuren gelijk waren aan de targetfiguur. Een voorbeeld van een trial van deze taak is te zien in figuur 2. De deelnemer kreeg zeven minuten de tijd om de taak te maken en mocht zichzelf eventueel verbeteren als hij of zij tijd over had. 15

16 Figuur 2. Voorbeeldtrial van de Rotated Figures Test 2.2 Elektrofysiologsiche methode De proefpersoon nam voor het digitale experiment plaats in de EEG-ruimte. De cap en 32 elektroden werden op het hoofd bevestigd. De elektroden werden volgens het internationale 10/20 systeem geplaatst op de standaard posities (Fp1, Fp2, AF3, AF4, F3, F4, F7, F8, Fz, FC5, FC6, FC1, FC2, T7, T8, C3, C4, Cz, CP1, CP2, CP5, CP6, P3, P4, P7, P8, PO3, PO4, O1, O2, Oz). Op de oorlellen werden referentiekanalen bevestigd. Rond de ogen werden kanalen bevestigd om de oogbewegingen te registreren. Deze kanalen bevonden zich boven en onder het linkeroog, links van het linkeroog, en rechts van het rechteroog. De proefpersoon werd verteld rustig te zitten en zo min mogelijk te bewegen en met de ogen te knipperen. Het EEG-experiment bestond uit twee fases: de lettertaak en de flankertaken. Voorafgaand aan het experiment werd een rustmeting uitgevoerd, waarbij de proefpersoon werd gevraagd eerst 45 seconden op een kruis op het scherm te fixeren, en vervolgens 45 seconden de ogen te sluiten. De data die verkregen werden uit de EEG-opnames werden met het programma Vision Analyzer verwerkt. Eerst werden de signalen van de 32 kanalen gerefereerd aan het gemiddelde van alle kanalen samen. De activiteit werd gefilterd: signalen met een frequentie onder 1 Hz of boven 30 Hz werden verwijderd. Hierna werd het signaal met behulp van markers, die de verschillende trials aangaven, in verschillende delen gesegmenteerd: de lettertaak, de congruente taak en de incongruente taak. Vervolgens werden de signalen gecorrigeerd voor oogbewegingen en werd alleen de activiteit bijbehorend bij juiste responsen meegenomen. Hierna werden semi-automatisch artefacten verwijderd. Signalen met een amplitude lager dan -200 µv en hoger dan 200 µv werden gedetecteerd en zo nodig verwijderd. Hiernaast werden overige, niet gedetecteerde artefacten, zoals spierbewegingen, handmatig verwijderd. Hierna werd een Fast Fourier Transformation (FFT) uitgevoerd over de signalen. Tenslotte werden verschillende gemiddelden berekend per geslacht, taak, en kanaal. De EEG-data werden geanalyseerd in vijf frequentiebanden: alpha1(8-10 Hz), alpha2 (10-12 Hz), beta1 (13-18 Hz), beta2 (18,5-24 Hz), en theta (4-7 Hz). 16

17 2.3 Statistische evaluatie Er werden tijdens het EEG-experiment twee verschillende zaken onderzocht: de power in de verschillende frequentiebanden in het EEG, en de reactietijden. Hiernaast werden de scores op de paper-and-pencil taak onderzocht. Bij alle analyses werd uitgegaan van een significantieniveau van 0,05. Power van de frequentiebanden De kwantitatieve afhankelijke variabele was per frequentieband de power van het EEG. Twee groepen werden met elkaar vergeleken: mannen en vrouwen. Tussenproefpersonenfactor was dus Geslacht. Als binnen-proefpersonenfactoren werden Kanaal en Taak gebruikt. De factor Kanaal had 32 niveau s (Fp1, Fp2, AF3, AF4, F3, F4, F7, F8, Fz, FC5, FC6, FC1, FC2, T7, T8, C3, C4, Cz, CP1, CP2, CP5, CP6, P3, P4, P7, P8, PO3, PO4, O1, O2, Oz). De factor taak had drie verschillende niveau s: lettertaak, congruente flankertaak, en incongruente flankertaak. De volgorde van de taken werd als covariaat in de analyse opgenomen, omdat deze volgorde waarschijnlijk invloed had op de afhankelijke variabele. De volgorde van de taken had twee niveau s. Op het eerste niveau werd eerst de lettertaak afgenomen bij de proefpersonen; op het tweede niveau werd eerst de flankertaak afgenomen. Voor elke frequentieband werd een repeated measures ANCOVA uitgevoerd met de hiervoor genoemde variabelen. Na het vinden van significante hoofd- of interactie-effecten werden simpele contrasten uitgevoerd tussen de verschillende niveau s van de factor. Omdat de sekseverschillen in de beta2-band en de theta-band niet gelijk verdeeld leken te zijn over de linker- en rechterhemisfeer, werd er voor gekozen om post hoc een exploratieve repeated measures ANCOVA uit te voeren in beide frequentiebanden, waarbij power als afhankelijke variabele werd gebruikt en Geslacht en Hemisfeer als respectievelijk tussenproefpersonenfactor en binnen-proefpersonenfactor. Reactietijden Als er naar prestatie gekeken werd, was reactietijd de kwantitatieve afhankelijke variabele. Er werden drie condities met elkaar vergeleken: de lettertaak, een taak met congruente flankers en een taak met incongruente flankers, voor twee groepen (mannen en vrouwen). Er was hier sprake van een tussen-proefpersonenfactor Geslacht en een binnenproefpersonenfactor Taak. Hiernaast was Rotatie een binnen-proefpersonenfactor. Rotatie had zes verschillende niveau s (0, 60, 120, 180, 240, 300). Als covariaat werd opnieuw de volgorde van de taken gebruikt. Niet de reactietijden op alle trials werden gebruikt in de analyse. Alleen reactietijden die bij een correcte respons hoorden werden meegenomen in de analyse. Reactietijden lager dan 200 ms. werden niet verder gebruikt voor analyse, omdat een 17

18 uitzonderlijk snelle reactietijd vaak duidt op het per toeval snel indrukken van een van de knoppen, en waarschijnlijk niet een werkelijke respons weergeeft. Hiernaast werden reactietijden hoger dan twee standaarddeviaties vanaf de gemiddelde reactietijd van een proefpersoon op een taak uitgesloten van verdere analyse, omdat deze uitzonderlijk hoge reactietijden waarschijnlijk momenten van afleiding reflecteren, en niet interessant zijn. Reactietijden werden gemiddeld per proefpersoon, per taak, en per rotatie. Zo werden voor elke proefpersoon 18 gemiddelden berekend, die vervolgens voor de groep mannen en de groep vrouwen werden gemiddeld. Met deze gemiddelden werd een repeated measures ANCOVA uitgevoerd. Om de significantie te bepalen werd gekeken naar de Greenhouse- Geisser p-waarde. Als follow-up analyse voor het significante interactie-effect voor Rotatie * Geslacht werd een multivariate analyse uitgevoerd, waarbij mannen en vrouwen per rotatie met elkaar werden vergeleken. Na het vinden van significante hoofdeffecten werden simpele contrasten uitgevoerd tussen de verschillende niveau s van de factor. Scores op de paper-and-pencil taak Bij de Rotated Figures Test was de score op de taak de afhankelijke variabele. De totaalscores op deze taak werden berekend door het aantal terecht aangekruiste en terecht niet aangekruiste items bij elkaar op te tellen. Bij de analyse van deze taak konden slechts de scores van 18 proefpersonen gebruikt worden, omdat bij de overige 23 personen de taak niet werd afgenomen. De prestatie van mannen en vrouwen op de Rotated Figures Test werd vergeleken door middel van een t-test voor onafhankelijke gemiddelden. 18

19 3. Resultaten 3.1 Vragenlijst voor handvoorkeur Alle proefpersonen scoorden boven 0 op de vragenlijst voor handvoorkeur en werden dus geclassificeerd als rechtshandig. Van 23 proefpersonen was de precieze score op deze vragenlijst niet bekend. Van de overige 18 proefpersonen scoorde 72% de maximale waarde van 10, wat inhoudt dat zij volledig rechtshandig waren. Gemiddeld haalden zij een score van 9,4 op de vragenlijst. 3.2 Reactietijden Het hoofdeffect voor de tussen-proefpersonenfactor Geslacht was significant (F(1,38) = 4,37; p<0,05). Mannen hadden een gemiddelde reactietijd van 900 ms (SD = 40,8), terwijl vrouwen gemiddeld pas een respons gaven na 1022 ms (SD = 41,8; zie figuur 3) Reactietijd (ms) Mannen Vrouw en Sekse Figuur 3. Sekseverschil in gemiddelde reactietijd Naast het hoofdeffect voor geslacht werd een significant hoofdeffect voor de binnenproefpersonenfactor Taak gevonden (F(1,44) = 19,05; p<0,01). In de lettertaak reageerde men sneller dan in de congruente flankertaak (F(1,38) = 22,70; p<0,001) en de incongruente flankertaak (F(1,38) = 17,74; p<0,001; zie tabel 1). 19

20 Tabel 1. Gemiddelde reactietijd (ms) per taak Taak Reactietijd (SD) Letter 945 (33) Congruent 952 (29) Incongruent 985 (31) Er was een significant hoofdeffect voor de binnen-proefpersonenfactor Rotatie (F(3,114) = 29,20; p<0,001). Het langzaamst werd gereageerd op trials met een rotatie van 180 graden. Het snelst werd gereageerd op trials met een rotatie van 0, 60, of 300 graden (zie tabel 2). Tabel 2. Gemiddelde reactietijd (ms) per rotatie Rotatie (graden) Letter Reactietijd (SD) 0 a 829 (24,9) (26,1) (31,9) (34,3) (33,4) (30,3) Er werd geen significant interactie-effect voor Taak * Geslacht gevonden (F(1,44) = 0,16; p = ns). Het sekseverschil veranderde niet per taak (zie figuur 4). Het interactie-effect voor Rotatie * Geslacht was significant (F(3,114) = 3,58; p < 0,05). Het sekseverschil in reactietijd werd groter, naarmate de mate van rotatie richting de 180 gaat (zie figuur 5). Mannen en vrouwen verschilden alleen significant bij rotaties van 120 (F(1,38) = 4,59; p<0,05) en 180 (F(1,38) = 6,90; p<0,05) graden. 20

21 Reactietijd (ms) Mannen Vrouw en Letter Congruent Incongruent Taak Figuur 4. Gemiddelde reactietijd (ms) per sekse voor de verschillende taken Figuur 5. Gemiddelde reactietijd (ms) per sekse en rotatie (* = significant verschil) 3.3 Paper-and-pencil taak Er was een significant verschil tussen de prestatie van mannen en vrouwen op de paper-and-pencil-test voor mentale rotatie (zie figuur 6). Mannen hadden een gemiddelde score van 139,4, terwijl vrouwen gemiddeld 122,1 scoorden (t(16) = 3,07; p<0.01). 21

22 Score Mannen Vrouwen Sekse Figuur 6. Gemiddelde scores voor mannen en vrouwen op de Rotated Figures Test 3.4 EEG power Alpha1 In de alpha1-band werd geen hoofdeffect voor de tussen-proefpersonenfactor Geslacht gevonden (F(1,38) = 1,87; p = ns). De gemiddelde alpha1-activiteit van mannen leek hoger dan die van vrouwen (zie figuur 7), maar dit verschil was niet significant. Er werd een significant hoofdeffect voor de binnen-proefpersonenfactor Taak gevonden (F(1,48) = 3,89; p<0,05). Alleen de lettertaak en de congruente taak bleken onderling significant van elkaar te verschillen (F(1,38) = 4,40; p<0,05). De alpha2-activiteit was hoger tijdens de lettertaak dan tijdens de congruente taak (zie tabel 3). De lettertaak en de incongruente taak verschilden net niet significant (F(1,38) = 4,06; p = 0,051). Tabel 3. Gemiddelde power per taak in de alpha1-band Taak Power (SD) Letter 19,89 (1,42) Congruent 19,84 (1,39) Incongruent 19,84 (1,31) Alpha2 Er bleek een significant verschil tussen mannen en vrouwen te bestaan in power in de alpha2-band (F(1,38) = 6,74; p<0,05). Mannen lieten een gemiddeld hogere alpha2-activiteit zien dan vrouwen (zie figuur 7). 22

23 Figuur 7. Gemiddelde power van mannen en vrouwen in de 5 verschillende frequentiebanden (theta, 4-7 Hz; alpha1, 8-10 Hz; alpha2, Hz; beta1, Hz; en beta2, 18,5-24 Hz) voor de 32 kanalen. De activiteit van mannen wordt aangegeven door de gekleurde oppervlakte in de grafiek; de activiteit van vrouwen door de lijntekening. Ook werd een significant hoofdeffect voor Taak gevonden (F(1,45) = 10,51; p<0,01). De lettertaak bleek significant van de congruente (F(1,38) = 13,01; p<0,01) en de incongruente taak (F(1,38) = 8,99; p<0,01) te verschillen. De power was hoger tijdens de congruente taak dan tijdens de lettertaak, maar lager tijdens de incongruente taak dan tijdens de lettertaak (zie tabel 4). Tabel 4. Gemiddelde power per taak in de alpha2-band Taak Power (SD) Letter 17,78 (1,34) Congruent 17,80 (1,29) Incongruent 17,53 (1,28) 23

24 Er was een significant hoofdeffect voor de binnen-proefpersonenfactor Kanaal (F(6,213) = 2,88; p<0,01). Als er gekeken wordt naar het pariëtale gebied, lijkt de alpha2-power op de kanalen in en rond dit gebied hoger te zijn dan in meer frontale gebieden (zie figuur 8). Figuur 8. Gemiddelde power per kanaal in de alpha2-band voor mannen en vrouwen samen Beta1 In de beta1-band werden geen significante resultaten of sekseverschillen gevonden. De gemiddelde power van mannen verschilde nauwelijks van de gemiddelde activiteit van de vrouwen (F(1,38) = 0,11; p = ns). Ook werden geen significante hoofd- of interactie-effecten voor of met andere factoren gevonden. Beta2 In de beta2-band werd een significant effect voor de groepsfactor Geslacht (F(1,38) = 8,53; p<0,01) gevonden. Vrouwen lieten een significant hogere beta2-activiteit zien dan mannen (zie figuur 7). Er werd opnieuw een significant hoofdeffect voor Taak gevonden (F(1,40) = 8,44; p<0,01). Hiernaast was interactie-effect van Taak * Geslacht (F(1,38) = 6,90; p<0,05) significant. Mannen en vrouwen bleken op zowel de congruente taak (F(1,38) = 4,88; p<0,05) als op de incongruente taak (F(1,38) = 5,70; p<0,05) significant te verschillen (zie tabel 5). Ook verschilden zij in beta2-activiteit tijdens de lettertaak (F(1,38) = 12,59; p<0,01). Binnen de groep mannen bleek de gemiddelde power per taak niet te verschillen. In de groep vrouwen bleek dit echter wel het geval. In de lettertaak was bij de vrouwen de power hoger dan in de congruente taak (F(1,18) = 15, 24; p<0,01) en dan in de incongruente taak (F(1,18) 24

25 = 11,15; p<0,01). De power was daarnaast in de incongruente taak significant hoger dan in de congruente taak (F(1,18) = 8,65; p<0,01). Tabel 5. Gemiddelde power in de beta2-band voor mannen en vrouwen per taak Taak Mannen (SD) Vrouwen (SD) Letter 0,73 (0,32) 2,36 (0,33) Congruent 0,68 (0,27) 1,51 (0,27) Incongruent 0,70 (0,27) 1,63 (0,28) Een ander gevonden resultaat is een significant interactie-effect voor Kanaal * Geslacht (F(4,164) = 3,45; p<0,01). In figuren 9, 10, en 11 is voor de beta2-band per taak te zien op welke kanalen mannen en vrouwen significant van elkaar verschillen. Er is te zien dat de sekseverschillen vooral frontaal en pariëtaal/occipitaal gelokaliseerd zijn. 25

26 Figuur 9. Sekseverschillen in beta2 tijdens de lettertaak. Vrouwen hadden significant hogere power dan mannen op alle rood gemarkeerde kanalen Figuur 10. Sekseverschillen in beta2 tijdens de congruente taak. Vrouwen hadden significant hogere power dan mannen op alle rood gemarkeerde kanalen Figuur 11. Sekseverschillen in beta2 tijdens de incongruente taak. Vrouwen hadden significant hogere power dan mannen op alle rood gemarkeerde kanalen 26

27 Exploratieve analyse De sekseverschillen in de theta-band lijken niet gelijk verdeeld te zijn over de linkeren rechterhemisfeer (zie figuur 9, 10, en 11). Er werd een trend gevonden in de richting van een Geslacht * Hemisfeer interactie-effect (F(1,38) = 3,42; p = 0,072). Mannen en vrouwen lijken een omgekeerd patroon te laten zien in activiteit in de twee hersenhelften (zie figuur 12). Het verschil in activiteit tussen de linker- en rechterhemisfeer blijkt echter niet significant te zijn, zowel bij mannen (F(1,19) = 0,71; p = ns), als bij vrouwen niet (F(1,18) = 0,09; p = ns). 2,5 2 Power 1,5 1 Linkerhemisfeer Rechterhemisfeer 0,5 0 Mannen Geslacht Vrouwen Figuur 12. Beta2-activatie in linker- en rechterhersenhelft bij mannen en vrouwen Theta Er werden geen significante sekseverschillen in de theta-band gevonden, maar wel een trend in die richting (F(1,38) = 3,59; p = 0,07). Mannen lieten een lagere gemiddelde power zien dan vrouwen (zie figuur 7). Er werd een significant hoofdeffect voor kanaal gevonden (F(7,280) = 4,53; p<0,001). De activiteit lijkt niet hoger of lager te zijn in het pariëtale gebied dan in de andere gebieden (zie figuur 13). 27

28 Figuur 13. Gemiddelde power per kanaal in de theta-band voor mannen en vrouwen gemiddeld In de theta-band werd een significant interactie-effect voor Kanaal * Geslacht gevonden (F(7,280) = 3,45; p<0,01). In figuren 14, 15, en 16 zijn voor de theta-band per taak de significante sekseverschillen aangegeven op de kanalen. De significante sekseverschillen zijn in de theta-band centraal en pariëtaal gelokaliseerd. Exploratieve analyse De sekseverschillen in de theta-band lijken niet gelijk verdeeld te zijn over de linkeren rechterhemisfeer (zie figuur 14, 15, en 16). Er bleek echter geen significant Geslacht * Hemisfeer effect te bestaan (F(1,38) = 1,83; p = ns). 28

29 Figuur 14. Sekseverschillen in theta tijdens de lettertaak. Vrouwen hadden significant hogere power dan mannen op alle rood gemarkeerde kanalen, met uitzondering van kanaal Fp1, waarop mannen een hogere activiteit hadden Figuur 15. Sekseverschillen in theta tijdens de congruente taak. Vrouwen hadden significant hogere power dan mannen op alle rood gemarkeerde kanalen Figuur 16. Sekseverschillen in theta tijdens de incongruente taak. Vrouwen hadden significant hogere power dan mannen op alle rood gemarkeerde kanalen 29

30 4. Discussie 4.1 Sekseverschillen in prestatie Er bestaan sekseverschillen tijdens mentale rotatie. Uit onderzoek van Parsons et al. (2002) is gebleken dat sekseverschillen makkelijker aantoonbaar zijn tijdens een (moeilijkere) paper-and-pencil taak dan tijdens een (makkelijker) digitaal experiment. De laatste vorm van een mentale rotatietaak wordt tegenwoordig vaker gebruikt. Dit zou een verklaring kunnen zijn voor de afname van het aantal onderzoeken waarin een significant sekseverschil in mentale rotatie wordt gevonden. In dit onderzoek werd echter zowel een verschil in score op de paper-and-pencil taak gevonden, als een verschil in reactietijden tussen mannen en vrouwen op het digitale experiment. Mannen hadden een gemiddeld hogere score op de paper-and-pencil taak en reageerden significant sneller op de trials van het digitale experiment. De moeilijkheid van de taak lijkt een rol te spelen bij het sekseverschil (Roberts & Bell, 2002; Peters, 2003). In dit onderzoek werd naar de rol van moeilijkheid gekeken door taken te gebruiken met trials met (of zonder) verschillende flankers. De gemiddelde reactietijd van alle participanten was het laagst op de trials van de lettertaak, en het hoogst op de trials met incongruente flankers. De gemiddelde reactietijd op de trials van de taak met de congruente flankers lag tussen die van de twee andere taken in. Hieruit lijkt geconcludeerd te kunnen worden dat de lettertaak het meest makkelijk werd gevonden, gevolgd door respectievelijk de congruente taak en de incongruente taak. Er werd juist verwacht dat de congruente taak het meest makkelijk zou worden gevonden. Het sekseverschil in reactietijden bleek ook, tegen de verwachting in, niet afhankelijk te zijn van de soort taak. Mannen en vrouwen verschilden even sterk op de lettertaak, de congruente taak, en de incongruente taak. Mogelijk zijn de drie gebruikte taken niet makkelijk in te delen van makkelijk naar moeilijk. Misschien vinden mensen de congruente taak wel makkelijker dan de lettertaak, maar reageren zij toch later op deze trials, omdat zij meer informatie tegelijkertijd moeten verwerken: drie letters in plaats van één. Ook afleiding kan een factor zijn die een rol speelt. Een taak met congruente flankers kan moeilijker zijn, omdat de flankers wel kunnen helpen bij de beoordeling, maar ook aandacht opeisen die eigenlijk aan de targetstimulus besteed zou moeten worden. Deze factoren zouden een verklaring kunnen vormen voor het niet vinden van een interactie-effect tussen Taak en Geslacht bij de reactietijden. Ook de mate van rotatie werd in dit onderzoek gebruikt om de rol van moeilijkheid bij sekseverschillen in mentale rotatie te onderzoeken. De mate van rotatie van de items speelde 30