Research data and study information about „Keywords: Neurowissenschaften” (31)

Einfluss visuo-spatialer Defizite auf Entwicklung der Rechenschwäche bei Kindern

Rechenschwäche (MD) bei Kindern zeigt sich nicht allein auf der Ebene mathematischer Leistungstests, sondern auch auf der Ebene des konzeptuellen, des prozeduralen und des Faktenwissens sowie auf der Ebene der der Wissensverarbeitung zugrunde liegenden neurokognitiven Systeme. Theoretische Gründe geben Anlass zu der Vermutung, dass Defizite eines neurokognitiven Systems zur visuell-räumlichen Repräsentation der numerischen Größe von Zahlen (mentaler Zahlenstrahl) ursächlich an der Entwicklung vo ... Rechenschwäche (MD) bei Kindern zeigt sich nicht allein auf der Ebene mathematischer Leistungstests, sondern auch auf der Ebene des konzeptuellen, des prozeduralen und des Faktenwissens sowie auf der Ebene der der Wissensverarbeitung zugrunde liegenden neurokognitiven Systeme. Theoretische Gründe geben Anlass zu der Vermutung, dass Defizite eines neurokognitiven Systems zur visuell-räumlichen Repräsentation der numerischen Größe von Zahlen (mentaler Zahlenstrahl) ursächlich an der Entwicklung von Dyskalkulie beteiligt sein könnten. Diese Annahme sollte im Rahmen des geplanten Projekts mit Hilfe unterschiedlicher neuropsychologischer Verfahren untersucht werden. In einer ersten Phase erfolgte die Klassentestung von ca. 600 Berliner Grundschülern bezüglich ihrer mathematischer Leistungen von März bis Mai 2007; in Phase 2 wurde von Juni bis September 2007 die Einzeltestung von ca. 180 ausgewählten Schülern (90 mit MD/ 90 ohne MD) in Bezug auf verschiedene behaviorale Parameter vorgenommen; in Phase 3 wurde von Oktober 2007 bis Januar 2008 eine EEG-Studie mit ca. 70 Schülern (35 mit MD/ 35 ohne MD) durchgeführt; Phase 4 diente der Zusammenführung und Publikation der Ergebnisse. (DIPF/Projektträger)

Der Einfluss von Feedback auf Lernleistungen bei Kindern

Es handelte sich um ein Projekt zur Lehrforschung und Lernforschung unter neurowissenschaftlicher Perspektive, das sich mit Fehlerrückmeldung beschäftigte. In zwei Studien wurde die Rolle von Fehlerrückmeldung auf Lernleistungen und damit einhergehende Hirnaktivität bei Kindern untersucht. Zehn bis zwölf Jahre alte Kinder wurden in einer funktionellen Magnetresonanztomographiestudie (n=40) und einer Verhaltensstudie (n=200) untersucht. Verwendet wurde ein assoziatives Lernparadigma, das dem Voka ... Es handelte sich um ein Projekt zur Lehrforschung und Lernforschung unter neurowissenschaftlicher Perspektive, das sich mit Fehlerrückmeldung beschäftigte. In zwei Studien wurde die Rolle von Fehlerrückmeldung auf Lernleistungen und damit einhergehende Hirnaktivität bei Kindern untersucht. Zehn bis zwölf Jahre alte Kinder wurden in einer funktionellen Magnetresonanztomographiestudie (n=40) und einer Verhaltensstudie (n=200) untersucht. Verwendet wurde ein assoziatives Lernparadigma, das dem Vokabellernen ähnelt. Die Kinder wurden zwei Gruppen zugeordnet. In einer Gruppe wurde Rückmeldung über die richtige Antwort gegeben, die andere Gruppe bekam keine Rückmeldung. In der Verhaltensstudie wurden zudem Daten über individuelle Differenzen bezüglich Intelligenz, Aufmerksamkeit, Gedächtniskapazität, Frustrationstoleranz, Selbstkonzept und weitere erfasst. Ergänzend wurden die gleichen Untersuchungen an einer Erwachsenenkohorte durchgeführt. Die Ergebnisse erbrachten Erkenntnisse über Lernleistungen und damit einhergehende Hirnmechanismen bei vorhandener und fehlender Fehlerrückmeldung und zum Einfluss von interindividuellen Unterschieden. (DIPF/Projekt)

Lerninduzierte Verbesserung mathematischen Denkens

Das Projekt untersuchte die erfahrungsabhängige Plastizität des kognitiven Systems bei mathematisch befähigten Schülern der Sekundarstufe in Vergleich zu einer nach Alter, Geschlecht, Schultyp und sozioökonomischem Hintergrund parallelisierten Kontrollgruppe. Ziele waren die Aufklärung zerebraler Korrelate mathematischen Denkens und individueller Unterschiede im mathematischen Denken, eine Differenzierung von effizienten und weniger effizienten Lernprozessen auf mathematischem Gebiet (Fokus kurz ... Das Projekt untersuchte die erfahrungsabhängige Plastizität des kognitiven Systems bei mathematisch befähigten Schülern der Sekundarstufe in Vergleich zu einer nach Alter, Geschlecht, Schultyp und sozioökonomischem Hintergrund parallelisierten Kontrollgruppe. Ziele waren die Aufklärung zerebraler Korrelate mathematischen Denkens und individueller Unterschiede im mathematischen Denken, eine Differenzierung von effizienten und weniger effizienten Lernprozessen auf mathematischem Gebiet (Fokus kurzfristiges Lernen) und die Analyse korrelativer Zusammenhänge zu psychometrischen Testscores. Zwei für mathematisches Denken prototypische Anforderungen (analoges Schließen, strukturelles Denken) wurden experimentell mit behavioralen, psychophysiologischen (Pupillomotorik, EDA) und neurowissenschaftlichen Methoden (Magnetresonanztomografie) untersucht. Zusätzlich wurden Intelligenz, Konzentrationsvermögen, Arbeitsgedächtniskapazität, mathematisches Interesse und Persönlichkeitseigenschaften der Probanden erfasst. Im Aufstockungszeitraum wurden die bereits erhobenen Daten hinsichtlich ihrer Ausprägung in fluider und kristalliner Intelligenz und des mathematischen Interesses der Probanden neu gruppiert und differenziert analysiert. Die Ergebnisse erlauben, mathematikbezogene Lernprozesse aufzuklären und Lehrpläne sowie Lernumgebungen zu optimieren. (DIPF/Projekt)

Die Folgen des Schlafentzugs bei Jugendlichen

Das Vorhaben diente dazu, Aufschluss über die Auswirkungen der Kumulierung vom Schlafmangel auf verschiedene neuropsychologische und physiologische Parameter, insbesondere auf Lernprozesse und Gedächtnisfunktionen bei Jugendlichen zu gewinnen. Ziel war es, die unbedingt erforderliche nächtliche Schlafdauer zu bestimmen, die adäquate Leistungen gewährleistet. 85 Jugendliche zwischen 14 bis 16 Jahren nahmen an einer explorativen experimentellen Studie mit Messwiederholung teil, [in der die Auswirk ... Das Vorhaben diente dazu, Aufschluss über die Auswirkungen der Kumulierung vom Schlafmangel auf verschiedene neuropsychologische und physiologische Parameter, insbesondere auf Lernprozesse und Gedächtnisfunktionen bei Jugendlichen zu gewinnen. Ziel war es, die unbedingt erforderliche nächtliche Schlafdauer zu bestimmen, die adäquate Leistungen gewährleistet. 85 Jugendliche zwischen 14 bis 16 Jahren nahmen an einer explorativen experimentellen Studie mit Messwiederholung teil, [in der die Auswirkungen von unterschiedlichen nächtlichen Schlafdauern auf Lernen, Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Tagesmüdigkeit, Emotionen und physiologische Parameter wie etwa Hormonsystem und Immunsystem überprüft wurden.] Fünf Parallelgruppen von jeweils 17 Schülern schliefen nach einer Adaptionsnacht unter streng kontrollierten Bedingungen entweder fünf, sechs, sieben, acht oder neun Stunden über vier aufeinander folgende Nächte. [Dabei wurden die Bedingungen möglichst konstant gehalten. Zudem bekamen die Schüler neues Wissen vermittelt: Zum einem im mathematischen Bereich und auf sprachlicher Ebene durch ungarische Vokabeln und Phrasen. Dabei sollte festgestellt werden, ob sich das Lernen bei unterschiedlichen Schlafprotokollen unterscheidet.] Die vierte Nacht sowie eine Nacht vor Beginn der experimentellen Phase wurde polysomnographisch registriert. Physiologische Messungen, eine neuropsychologische Testbatterie und verschiedene Lernparadigmen wurden an vier Messzeitpunkten erhoben. (DIPF/Projekt)

Wie das Lesen- und Schreibenlernen Hirnfunktionen beeinflusst

Das angestrebte Ziel dieses im Verbund durchgeführten Projekts war das Verständnis von neurophysiologischen Korrelaten des Schriftspracherwerbs zu einem Entwicklungszeitpunkt, wenn Kinder zu lesen und zu schreiben lernen. In diesem Pilotprojekt wurden Grundschulkinder [und deren Veränderungen des Gehirns] vor der Einschulung und nach einem halben Jahr Unterrichtung im Lesen und Schreiben längsschnittlich untersucht, und zwar mit psycholinguistischen Wort-Tests und mit neurophysiologischen Messun ... Das angestrebte Ziel dieses im Verbund durchgeführten Projekts war das Verständnis von neurophysiologischen Korrelaten des Schriftspracherwerbs zu einem Entwicklungszeitpunkt, wenn Kinder zu lesen und zu schreiben lernen. In diesem Pilotprojekt wurden Grundschulkinder [und deren Veränderungen des Gehirns] vor der Einschulung und nach einem halben Jahr Unterrichtung im Lesen und Schreiben längsschnittlich untersucht, und zwar mit psycholinguistischen Wort-Tests und mit neurophysiologischen Messungen (ERPs). [Dabei wurden erste, sehr frühe neurophysiologische Unterschiede zwischen Kindern mit einem genetischen Risiko für eine Lese-Rechtschreibstörung und Kindern ohne ein solches Risiko erforscht.] Die Nutzung der Ergebnisse liegt in konkreten unterrichtsdidaktischen Empfehlungen für den Schriftspracherwerb. (DIPF/Projekt)

Wie das Lesen- und Schreibenlernen Hirnfunktionen beeinflusst

Ziel des Verbundprojektes war es, Veränderungen des Gehirns beim Lesenlernen zu erforschen. Dabei sollte insbesondere beleuchtet werden, wie sich Kinder mit und ohne Risiko für eine Lese-Rechtschreib-Schwäche in ihren Entwicklungen unterscheiden. Da neben den genetischen Faktoren, die für die Leseleistung und Schreibleistung verantwortlich sein können, auch von unterrichtlichen Einflüssen ausgegangen werden musste, wurde die fachliche Qualifikation der beteiligten Lehrkräfte mit einem Fragebogen ... Ziel des Verbundprojektes war es, Veränderungen des Gehirns beim Lesenlernen zu erforschen. Dabei sollte insbesondere beleuchtet werden, wie sich Kinder mit und ohne Risiko für eine Lese-Rechtschreib-Schwäche in ihren Entwicklungen unterscheiden. Da neben den genetischen Faktoren, die für die Leseleistung und Schreibleistung verantwortlich sein können, auch von unterrichtlichen Einflüssen ausgegangen werden musste, wurde die fachliche Qualifikation der beteiligten Lehrkräfte mit einem Fragebogen erhoben. Die Fragebögen umfassten Fragen zum fachdidaktischen und linguistischen Wissen und zur jeweils eingesetzten Unterrichtsmethode. Die Rechtschreibleistung der 71 an der Untersuchung beteiligten Kinder wurde über vorliegende Texte erhoben. Dabei wurden alle festgestellten orthografischen Fehlschreibungen gezählt, ihr Verhältnis zur Wörterzahl berechnet und einer qualitativen Analyse unterzogen. Zusätzlich wurden im neurophysiologischen Teilprojekt vor und nach dem Lesenlernen Untersuchungen mit einem Elektroenzephalogramm (EEG) durchgeführt. Kinder mit (Risikogruppe: 11 Kinder) und ohne Risiko für eine Lesestörung (Kontrollgruppe: 10 Kinder) wurden über zwei Jahre, von der Vorschule an bis zum Ende der zweiten Klasse, jedes halbe Jahr mittels eines EEGs während der Bearbeitung einer Leseaufgabe untersucht. Die Aufgabe bestand darin, dass die Kinder zunächst ein Wort sahen, kurz darauf das gleiche oder ein anderes Wort hörten und anschließend per Tastendruck entschieden, ob das gehörte mit dem gesehenen Wort übereinstimmte. Als Kontrollbedingung diente eine zu der Wortaufgabe analoge Bildaufgabe. (…) Die Ergebnisse der Auswertung über den Zusammenhang von Leseunterricht und neurophysiologischer Entwicklung bei Kindern zeigen, dass es möglich ist, neurophysiologische Veränderungen durch Lesenlernen abzubilden und Unterschiede zwischen Kindern mit und ohne Risiko für eine Lese-Rechtschreib-Schwäche bereits zu einem frühen Zeitpunkt festzustellen. (DIPF/Projektträger)

Fit for School: Neurobiologische Erfassung verbesserter Lernleistungen durch die schlafbezogene Gedächtniskonsolidierung abendlicher Kurz-Replikationen schulischer Lerninhalte anhand einer 6-wöchigen Elternintervention bei Schulkindern

Vorhabenziel [des Projekts] war die neurobiologische Erfassung verbesserter Lernleistungen durch die schlafbezogene Gedächtniskonsolidierung abendlicher Kurz-Replikationen schulischer Lerninhalte anhand einer sechswöchigen Elternintervention bei Schulkindern. [Zunächst wurde hierfür] die Hälfte der Eltern von zwei mal 15 Kölner Viertklässlern über sechs Wochen so geschult, dass sie vor dem abendlichen Lichtlöschen eine positive Intervention durchführen sollten [in Form von] Vorlesen und der Kurz ... Vorhabenziel [des Projekts] war die neurobiologische Erfassung verbesserter Lernleistungen durch die schlafbezogene Gedächtniskonsolidierung abendlicher Kurz-Replikationen schulischer Lerninhalte anhand einer sechswöchigen Elternintervention bei Schulkindern. [Zunächst wurde hierfür] die Hälfte der Eltern von zwei mal 15 Kölner Viertklässlern über sechs Wochen so geschult, dass sie vor dem abendlichen Lichtlöschen eine positive Intervention durchführen sollten [in Form von] Vorlesen und der Kurz-Replikation schulischer Lerninhalte; die andere Gruppe erhielt keine Intervention. Gemessen wurde die Fähigkeit Kurzgeschichten nachzuerzählen, Mathematik-Tests (DEMAT) sowie frontale exekutive Funktionen vor und nach der Interventionsphase. Diese Lernparameter wurden neurobiologisch anhand der urinären Cortisol-Exkretion, der Schlaf-Wach-Rhythmik (Aktigraphie) und der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) validiert. Die Untersuchungen fanden in kleineren Gruppen im Frühjahr und Spätsommer statt. Anschließend erfolgte die Auswertung. Die Ergebnisse sollen als Grundlage späterer Feldstudien neurobiologische Parameter ausweisen, die eine verbesserte Lerneffizienz und Lernkompetenz bei Grundschülern widerspiegeln und außerdem zu neurowissenschaftlichen fundierten Informationsmodulen und Trainingseinheiten führen. (DIPF/Projekt)

Neurokognitive Entwicklung durch Musikunterricht

Ziel des Forschungsprojektes war es, die Auswirkungen eines schulisch angebotenen erweiterten Musikunterrichts auf die musikalische und allgemeine neuropsychologische Entwicklung von Schülern der 5. und 7. Klasse zu untersuchen. Diese Auswirkungen wurden sowohl auf verhaltensphysiologischer als auch auf hirnphysiologischer Ebene erfasst. Es sollten jeweils 25 Schüler der 5. und 7. Klasse, die am erweiterten Musikunterricht teilnahmen, sowie 25 Schüler, die nicht am erweiterten Musikunterricht te ... Ziel des Forschungsprojektes war es, die Auswirkungen eines schulisch angebotenen erweiterten Musikunterrichts auf die musikalische und allgemeine neuropsychologische Entwicklung von Schülern der 5. und 7. Klasse zu untersuchen. Diese Auswirkungen wurden sowohl auf verhaltensphysiologischer als auch auf hirnphysiologischer Ebene erfasst. Es sollten jeweils 25 Schüler der 5. und 7. Klasse, die am erweiterten Musikunterricht teilnahmen, sowie 25 Schüler, die nicht am erweiterten Musikunterricht teilnahmen, untersucht werden. Auf der Verhaltensebene wurden verschiedene Tests zu musikspezifischen Fähigkeiten und spezifischen neurokognitiven Funktionen wie z.B. Aufmerksamkeit und Gedächtnis eingesetzt. Mittels funktioneller Magnetresonanztomographie wurden hirnphysiologische Maße während eines Tests zu emotionalen Reaktionen auf musikalische Regelverletzungen und während eines Aufmerksamkeitstests erhoben. Die Ergebnisse lassen Rückschlüsse darüber zu, wie sinnvoll der Einsatz eines erweiterten Musikunterrichts zur Förderung allgemeiner kognitiver Fähigkeiten ist. (DIPF/Projekt)

Neurophysiologie von Feedback- und Fehler-Monitoring beim Lernen von Fremdsprachen

Ziel des (…) Projekts war es, durch neurophysiologische Erkenntnisse gestützte Empfehlungen zur optimalen Gestaltung von Trainingsparametern (Feedback und Motivationsförderung) für den Zweitspracherwerb im institutionellen Rahmen zu geben. Dazu war die Entwicklung und Testung eines experimentellen Paradigmas zur Untersuchung des Einflusses von exekutiven Kontrollmechanismen (Fehler und Feedback-Monitoring) beim Zweitspracherwerb nötig. Das Projekt beinhaltete die Testung einer neu entwickelten e ... Ziel des (…) Projekts war es, durch neurophysiologische Erkenntnisse gestützte Empfehlungen zur optimalen Gestaltung von Trainingsparametern (Feedback und Motivationsförderung) für den Zweitspracherwerb im institutionellen Rahmen zu geben. Dazu war die Entwicklung und Testung eines experimentellen Paradigmas zur Untersuchung des Einflusses von exekutiven Kontrollmechanismen (Fehler und Feedback-Monitoring) beim Zweitspracherwerb nötig. Das Projekt beinhaltete die Testung einer neu entwickelten experimentellen Aufgabe, welche wie ein computerisierter Vokabeltrainer (deutsch - finnisch) aufgebaut war und die Ableitung ereigniskorrelierter Potentiale erlaubte. Damit war es möglich, neuronale Prozesse während aller Phasen des Trainings zu messen. Als wichtige potentiell trainingsrelevante Variablen wurden die Art der Rückmeldung sowie die Motivation der Teilnehmer manipuliert. Die Ergebnisse gaben Aufschluss über die Rolle von Fehlern, Feedback und Motivation für den Lernprozess. (DIPF/Projekt)

Studie zur neuronalen Sprachverarbeitung bei Schülerinnen und Schülern mit Förderschwerpunkt Hören, die bilingual - in Deutscher Gebärdensprache und in Lautsprache - unterrichtet werden

Die Studie greift die Kontroverse um eine möglichst effiziente Sprachfrühförderung bei Kindern mit Förderbedarf im Bereich Hören auf. Durch die Verfügbarkeit von Cochlea-Implantaten (Neuroprothesen, die Hörverlust überbrücken) hat sich die Debatte um den Gebrauch von Gebärdensprache bei Kindern mit Hörbeeinträchtigung verschärft. Zur Diskussion steht, ob über das Aufwachsen in Lautsprache und Gebärdensprache die gleichen Sprachverarbeitungsprozesse initiiert werden wie beim bilingualen Erwerb zw ... Die Studie greift die Kontroverse um eine möglichst effiziente Sprachfrühförderung bei Kindern mit Förderbedarf im Bereich Hören auf. Durch die Verfügbarkeit von Cochlea-Implantaten (Neuroprothesen, die Hörverlust überbrücken) hat sich die Debatte um den Gebrauch von Gebärdensprache bei Kindern mit Hörbeeinträchtigung verschärft. Zur Diskussion steht, ob über das Aufwachsen in Lautsprache und Gebärdensprache die gleichen Sprachverarbeitungsprozesse initiiert werden wie beim bilingualen Erwerb zweier Lautsprachen oder ob die visuell-räumliche Gebärdensprache Prozesse etabliert, die den Lautspracherwerb überlagern. In der Studie wurde ein neurolinguistisches, experimentelles Paradigma eingesetzt, das die neuronale Worterkennung mit Hilfe ereigniskorrelierter Hirnpotentiale untersucht. [Neurokognitive Prozesse in diesem Paradigma, die für hörende Erwachsene bereits gut beschrieben sind, wurden für Schülerinnen und Schüler mit Förderbedarf im Bereich Hören analysiert. Im vorliegenden Pilotprojekt wurden Kinder im Alter von sieben bis zwölf Jahren untersucht, die bilingual in Deutscher Gebärdensprache und in Lautsprache unterrichtet wurden. Als Resultat aus dem Forschungsvorhaben ergaben sich] nicht nur Hinweise für die Anwendung im Hinblick auf die Gehörlosenpädagogik, sondern auch neurowissenschaftliche Erkenntnisse zu Determinanten der ontogenetischen Sprachentwicklung. (DIPF/Projekt)

Zeitverarbeitung deutscher Vokale bei Lese-Rechtschreibstörung

Das deutsche Vokalsystem enthält sieben Vokalpaare mit unterschiedlicher Vokallänge, die sich in der Zeitdauer, aber auch in anderen akustischen Parametern unterscheiden. Ziel dieser Studie war es zu evaluieren, wie wichtig Zeitdauerunterschiede für die Diskrimination von langen und kurzen Vokalen sind. Weiterhin wurde untersucht, ob junge Erwachsene mit Lese-Rechtschreib-Störung (LRS) in der Wahrnehmung von Vokallängen beeinträchtigt sind. Schließlich sollten mittels der funktionellen Magnetres ... Das deutsche Vokalsystem enthält sieben Vokalpaare mit unterschiedlicher Vokallänge, die sich in der Zeitdauer, aber auch in anderen akustischen Parametern unterscheiden. Ziel dieser Studie war es zu evaluieren, wie wichtig Zeitdauerunterschiede für die Diskrimination von langen und kurzen Vokalen sind. Weiterhin wurde untersucht, ob junge Erwachsene mit Lese-Rechtschreib-Störung (LRS) in der Wahrnehmung von Vokallängen beeinträchtigt sind. Schließlich sollten mittels der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) neuronale Korrelate Aufschluss über die Verarbeitung von Vokallängen bei Erwachsenen mit und ohne LRS geben. Für die Untersuchung wurden Vokale in gesprochenen Pseudowörtern so bearbeitet, dass Vokalpaare präsentiert werden konnten, die sich ausschließlich in der Zeitdauer unterschieden. Mit jungen Erwachsenen deutscher Muttersprache mit und ohne LRS wurden jeweils ein Verhaltensexperiment und ein fMRT- Experiment durchgeführt, in dem Pseudowortpaare mit Unterschieden in der Vokallänge zu diskriminieren waren. An der Studie nahmen 20 Probanden mit LRS und 20 gleichaltrige Kontrollpersonen teil. In beiden Gruppen nahm die Diskriminationsgenauigkeit bei zunehmender Vokalhöhe bei kurzen und langen Vokalen ab. Dieses Resultat stimmte mit früheren Erkenntnissen über die Relevanz der Zeitdauer für die Identifikation von Vokallängen im Deutschen überein und weitete die Fragestellung auf die Notwendigkeit der Diskrimination aus. Die Gruppen unterschieden sich bezüglich ihrer Diskriminationsgenauigkeit nicht, was die phonologische Bedingung anbelangt. Bei beiden Zeitdauern schnitten Probanden mit LRS jedoch schlechter ab als die Kontrollgruppe. Diese Ergebnisse legen nahe, dass entwicklungsbedingte LRS mit einer Schwäche bei der Verarbeitung von elementaren akustischen Parametern des Sprachsignals zusammenhängt, insbesondere mit einem Defizit der zeitlichen Verarbeitung. (DIPF/Projekt)

Körperliche Aktivität und exekutive Funktionen

[Das Projekt zielte darauf ab,] grundlegende Wirkmechanismen körperlicher Aktivität auf kognitive Prozesse mit Hilfe hirnelektrischer sowie neurochemischer Aktivität zu identifizieren. Voruntersuchungen legten nahe, dass Bewegung positiven Einfluss auf Aufmerksamkeitsprozesse hat. Im Rahmen einer Laborstudie wurde hirnelektrische Aktivität bei Aufmerksamkeitsprozessen untersucht, um den Einfluss vorangegangener körperlicher Aktivität zu ermitteln. Um Erkenntnisse zum Einfluss neurochemischer Bot ... [Das Projekt zielte darauf ab,] grundlegende Wirkmechanismen körperlicher Aktivität auf kognitive Prozesse mit Hilfe hirnelektrischer sowie neurochemischer Aktivität zu identifizieren. Voruntersuchungen legten nahe, dass Bewegung positiven Einfluss auf Aufmerksamkeitsprozesse hat. Im Rahmen einer Laborstudie wurde hirnelektrische Aktivität bei Aufmerksamkeitsprozessen untersucht, um den Einfluss vorangegangener körperlicher Aktivität zu ermitteln. Um Erkenntnisse zum Einfluss neurochemischer Botenstoffe auf die Wirksamkeit körperlicher Aktivität auf kognitive Prozesse zu gewinnen, kamen molekularbiologische Methoden zur Anwendung. In einer Feldstudie wurde untersucht, ob der Schulsport (Sportunterricht versus fünfminütige bewegte Pause) exekutive Funktionen wie das Arbeitsgedächtnis oder Inhibition fördert. Von den Ergebnissen der Laborstudie wurde eine detaillierte Aufschlüsselung über Wirkzusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität und kognitiver Leistung [vorgenommen]. Diese wurden für innovative Rhythmisierungskonzepte im Schulalltag, so u.a. die Abfolge von konzentrativen Belastungen und Bewegung, genutzt. Die Feldstudie verglich erste konkrete Rhythmisierungskonzepte in der Schule. (DIPF/Projekt)

Multivariate Profile von Leseschwäche für individuell angepasste Lehr- und Fördermaßnahmen

Ziel der im Verbund durchgeführten Studie war die Identifikation von Untergruppen leseschwacher (dyslektischer) Kinder anhand spezifischer kognitiver Defizite sowie deren hirnfunktionelle Grundlagen, um aus den Ergebnissen Empfehlungen für spezifischere Vorschuldiagnostik, Lernstrategien und Fördermaßnahmen abzuleiten. Aus ca. 700 Drittklässlern wurden 60 Dyslektiker und 60 Kontrollkinder für Tests phonologisch-auditiver Fähigkeiten, Aufmerksamkeit, visueller Wahrnehmung und Automatisierung sele ... Ziel der im Verbund durchgeführten Studie war die Identifikation von Untergruppen leseschwacher (dyslektischer) Kinder anhand spezifischer kognitiver Defizite sowie deren hirnfunktionelle Grundlagen, um aus den Ergebnissen Empfehlungen für spezifischere Vorschuldiagnostik, Lernstrategien und Fördermaßnahmen abzuleiten. Aus ca. 700 Drittklässlern wurden 60 Dyslektiker und 60 Kontrollkinder für Tests phonologisch-auditiver Fähigkeiten, Aufmerksamkeit, visueller Wahrnehmung und Automatisierung selektiert. Anhand dieser Funktionen wurden mit Clusteranalysen Untergruppen von Dyslektikern mit spezifischen kognitiven "Fingerabdrücken" ermittelt. Ein Teil der Kinder wurde mit funktioneller Kernspintomographie auf die an den kognitiven Funktionen beteiligten hirnfunktionellen Prozesse untersucht. Erkenntnisse und Schlussfolgerungen über differentielle Förderung einzelner neurobiologisch-fundierter kognitiver Defizite wurden künftigen Lehrlogopäden als Multiplikatoren für die Praxis vermittelt. Grundschulpädagogen wurden die Ergebnisse zur unmittelbaren Nutzung für die Individualförderung mitgeteilt. Für die Forschung tragen die Ergebnisse zur Bewertung widersprüchlicher Ursachentheorien von Dyslexie bei. [Im Teilprojekt Jülich lag der Schwerpunkt auf den fMRI-Untersuchungen, im Teilprojekt Aachen auf den psychometrischen Tests.] (DIPF/Projekt)

Untersuchung der kortikalen Plastizität nach einem Musik-, Sport- bzw. Tanztraining bei Vorschulkindern

[Im Projekt wurde] der Einfluss von Musik, Sport und Tanz sowohl auf die visuell-räumliche Vorstellungsfähigkeit (mentale Rotation) als auch auf die kortikale Plastizität bei Vorschulkindern experimentell untersucht. Mentale Rotation beschreibt die Fähigkeit, Repräsentationen visueller Objekte in der Vorstellung zu drehen. Die Korrelate neuronaler Plastizität wurden aus dem Multi-Kanal EEG extrahiert, bei dem sich aufgrund des spezifischen Trainings leistungsspezifische Veränderungen in der Late ... [Im Projekt wurde] der Einfluss von Musik, Sport und Tanz sowohl auf die visuell-räumliche Vorstellungsfähigkeit (mentale Rotation) als auch auf die kortikale Plastizität bei Vorschulkindern experimentell untersucht. Mentale Rotation beschreibt die Fähigkeit, Repräsentationen visueller Objekte in der Vorstellung zu drehen. Die Korrelate neuronaler Plastizität wurden aus dem Multi-Kanal EEG extrahiert, bei dem sich aufgrund des spezifischen Trainings leistungsspezifische Veränderungen in der Lateralisierung über dem parietalen Kortex zeigten. Durch das Training wechselten die Kinder von einer analytischen (Aktivierung der linken Hemisphäre) zu einer holistischen Strategie (Aktivierung der rechten Hemisphäre). 100 Kindergartenkinder führten im Abstand von 14 Wochen zweimal die mentale Rotationsaufgabe unter EEG-Ableitung durch. Folgenden vier Gruppen wurden die Kinder per Zufall zugeordnet: Aktives Musizieren, Tanz, Bewegungs-Sportprogramm, Zuwendungskontrolle. Die Ergebnisse tragen zu einer Modifikation und Optimierung der Lehr-Lern-Forschung unter neurowissenschaftlicher Perspektive bei. (DIPF/Projekt)

Neurophysiologische Tests mathematikrelevanter Hirnfunktionen bei Kindern

Im Rahmen des Verbundvorhabens wurde bei Kindern und Jugendlichen der Klassenstufen 4 und 8 das Problemlöseverhalten bei mathematischen Aufgaben untersucht. Es wurden zwei Typen von Additionsaufgaben präsentiert, nämlich einfache numerisch-algorithmische Aufgaben und Textaufgaben, die mathematisches Modellieren erfordern. Die Aufgabenbearbeitung fand nach Induktion von positiver oder neutraler Stimmung statt, also unter zwei affektiven Bedingungen. Ziel des Projekts war es zu prüfen, ob bei der ... Im Rahmen des Verbundvorhabens wurde bei Kindern und Jugendlichen der Klassenstufen 4 und 8 das Problemlöseverhalten bei mathematischen Aufgaben untersucht. Es wurden zwei Typen von Additionsaufgaben präsentiert, nämlich einfache numerisch-algorithmische Aufgaben und Textaufgaben, die mathematisches Modellieren erfordern. Die Aufgabenbearbeitung fand nach Induktion von positiver oder neutraler Stimmung statt, also unter zwei affektiven Bedingungen. Ziel des Projekts war es zu prüfen, ob bei der Bearbeitung mathematischer Aufgaben unterschiedliche Hirnaktivitäten und Leistungen in Abhängigkeit von Klassenstufe, Aufgabentyp und affektivem Zustand zu beobachten sind. Die Probanden bearbeiteten dazu mehrere Aufgaben jeweils in einer numerischen und in einer textbasierten Version. Während der Aufgabenlösung wurde die Hirnaktivität mit Hilfe der Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS) gemessen. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, prinzipielle Unterschiede im mathematischen Problemlöseverhalten von Kindern bzw. Jugendlichen in Abhängigkeit von kognitiven und affektiven Voraussetzungen zu klären und entsprechende Ergebnisse der fachdidaktischen Forschung zu stützen oder zu falsifizieren. (DIPF/Projekt)

Domänenübergreifende und domänenspezifische Korrelate individueller Leistung im Fach Mathematik im Grundschulalter

Ziel dieses Projekts war die längsschnittliche Untersuchung des Zusammenhangs zwischen basal-numerischen Defiziten sowie Defiziten im Bereich exekutiver Funktionen und der Entwicklung schulischer Fertigkeiten im Fach Mathematik während der ersten Grundschuljahre. Nach einem diagnostischen Screening von ca. 2500 Grundschülern der ersten und zweiten Schulstufe in Bezug auf ihre Leistung im Bereich mathematischer Verarbeitung sowie relevanter Kontrollparameter (Intelligenz, Aufmerksamkeit, Arbeitsg ... Ziel dieses Projekts war die längsschnittliche Untersuchung des Zusammenhangs zwischen basal-numerischen Defiziten sowie Defiziten im Bereich exekutiver Funktionen und der Entwicklung schulischer Fertigkeiten im Fach Mathematik während der ersten Grundschuljahre. Nach einem diagnostischen Screening von ca. 2500 Grundschülern der ersten und zweiten Schulstufe in Bezug auf ihre Leistung im Bereich mathematischer Verarbeitung sowie relevanter Kontrollparameter (Intelligenz, Aufmerksamkeit, Arbeitsgedächtniskapazität, Lesefähigkeit und Rechtschreibfähigkeit) wurde im Rahmen von drei jährlichen Erhebungsphasen die Entwicklung kontrollierter Gruppen von Kindern mit schwachen, mittleren und überdurchschnittlichen mathematischen Leistungen in Bezug auf basale numerische Fertigkeiten sowie auf exekutive Kontrollfunktionen nachvollzogen. Bei den Erhebungen wurde mithilfe etablierter diagnostischer und experimenteller Paradigmen ein Spektrum an Verhaltensdaten und neurophysiologischen Daten erhoben, die nähere Erkenntnisse über Zusammenhänge kritischer Einflussgrößen im Laufe der frühen Schulentwicklung erlauben. Neben dieser longitudinalen Studie wurden Interventionsprogramme durchgeführt, die den Nutzen domänenspezifischer und domänenübergreifender Trainingsansätze für Kinder mit Störungen der mathematischen Verarbeitung ermitteln und für unterschiedliche Subgruppen kontrastieren sollten. (...) Es wurden fünf Gruppen (rechenschwache Kinder und Kontrollkinder, jeweils ohne und mit Leseschwäche, eine Wartegruppe) vor und nach der Intervention in Bezug auf ihre Leistung untersucht. Während sich Kinder der Interventionsgruppen bedeutsam verbessern konnten, waren bei Kindern der Wartegruppe und Kontrollgruppen kaum Leistungszuwächse festzustellen. Der Leistungszuwachs der Kinder mit isolierter Rechenschwäche war deutlich größer als der der Kinder mit zusätzlicher Leseschwäche. (DIPF/Projektträger)

Die Rolle von Fehlersensitivität bei der Aufrechterhaltung der Lese-Rechtschreib-Schwäche

In dem Projekt wurde eine Grundhypothese zur Dyslexie überprüft, nämlich, dass (a) mangelnde Fehlerbewusstheit und (b) die durch fortgesetzte Fehlschreibung gleichzeitige Aktivierung verschiedener Schreibweisen dazu beitragen, eine Lese-Rechtschreib-Schwäche (LRS) aufrecht zu erhalten. Im Anwendungsteil bestand das Ziel, ein Schreibtablett für die Therapie von LRS zu entwickeln und in einer Studie auf Alltagstauglichkeit zu testen. Die Überprüfung der Grundhypothese erfolgte mithilfe kognitiv ne ... In dem Projekt wurde eine Grundhypothese zur Dyslexie überprüft, nämlich, dass (a) mangelnde Fehlerbewusstheit und (b) die durch fortgesetzte Fehlschreibung gleichzeitige Aktivierung verschiedener Schreibweisen dazu beitragen, eine Lese-Rechtschreib-Schwäche (LRS) aufrecht zu erhalten. Im Anwendungsteil bestand das Ziel, ein Schreibtablett für die Therapie von LRS zu entwickeln und in einer Studie auf Alltagstauglichkeit zu testen. Die Überprüfung der Grundhypothese erfolgte mithilfe kognitiv neurowissenschaftlicher Verfahren, nämlich einerseits über die Untersuchung von ereigniskorrelierten Hirnpotentialen, hier insbesondere Untersuchungen zu (...) identifizierten Fehler-anzeigenden Komponenten, und andererseits über den Einsatz der Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIRS). Für beide Untersuchungsmodalitäten wurden Paradigmen entwickelt, bei denen ein Computerkeyboard für die Eingabe verwendet wurde. Es wurden dann elektrophysiologische bzw. hämodynamische Messungen für die verschiedenen Ereignisse gemittelt und einer statistischen Analyse zugeführt. Im Anwendungsteil wurde ein Schreibtablett so modifiziert (...), dass ein falsch geschriebenes Wort unmittelbar durch die Software erkannt und an den Probanden rückgemeldet wurde. Von den Studien wurden die grundlagenwissenschaftlichen Untersuchungen mittels Elektroenzephalografie (EEG) und NIRS in Lübeck, die Interventionsstudie sowie die zugehörige EEG-Begleitstudie in Hannover durchgeführt. Analysen und Interpretation der Daten erfolgten gemeinsam. (DIPF/Projektträger)

Der Erwerb von Kompetenzen im Umgang mit Zahlen und im Rechnen im Vorschul- und Grundschulalter

Ziel des (...) Kooperationsprojekts war es zunächst, anhand eines Fünf-Stufen-Entwicklungsmodells des Erwerbs grundlegender mathematischer Kompetenzen bis hin zu einem relationalen Zahlenbegriff einen Screening-Test "Zahlenschnecke" (Fritz und Ricken, 2008) (...) zu entwickeln und in seinen psychometrischen Eigenschaften zu untersuchen. Dieser Test sollte in einer Querschnittstudie im Projekt eingesetzt werden, um Kinder mit spezifischen Zahlenverarbeitungsschwierigkeiten und Rechenschwierigkeit ... Ziel des (...) Kooperationsprojekts war es zunächst, anhand eines Fünf-Stufen-Entwicklungsmodells des Erwerbs grundlegender mathematischer Kompetenzen bis hin zu einem relationalen Zahlenbegriff einen Screening-Test "Zahlenschnecke" (Fritz und Ricken, 2008) (...) zu entwickeln und in seinen psychometrischen Eigenschaften zu untersuchen. Dieser Test sollte in einer Querschnittstudie im Projekt eingesetzt werden, um Kinder mit spezifischen Zahlenverarbeitungsschwierigkeiten und Rechenschwierigkeiten im Alter zwischen vier und neun Jahren aus Kindergärten und Grundschulen im Großraum Essen, Gelsenkirchen, Köln, Düsseldorf und Aachen identifizieren zu können. Im zweiten Hauptteil des Projekts ging es in einer Längsschnittstudie um die Ermittlung der Förderbarkeit dieser ausgewählten Kinder [unter Abbildung der normalen Entwicklung] mit unterschiedlichen Trainingskonzepten, die entweder spezifisch am Stufenmodell orientiert waren (Trainingskonzept "MARKO-T" von Gerlach, Fritz und Leutner) oder allgemeiner Arbeitsgedächtnisfunktion bzw. als Kontrolle ein unspezifisches Sozialkompetenztraining beinhalteten. Der Reiz lag darin, dass nicht nur das beobachtbare (Leistungs-)Verhalten der Kinder untersucht werden sollte, sondern an jeweils kleineren Gruppen am Aachener Standort zusätzlich mittels funktioneller Magnetresonanztomografie (fMRT) die Hirnaktivierungsmuster der Kinder beim Bearbeiten von Zahlenverarbeitungsaufgaben und Rechenaufgaben. (...) Besonders von Interesse war, ob sich Trainingseffekte neben verbesserten Leistungen in veränderten Aktivierungsmustern zeigen und inwieweit Aktivierungen von Fingerrepräsentationen im Gehirn mit solchen der (exakten) Zahlenrepräsentation einhergehen. Mit dem Screening konnten 1363 Kinder verlässlich einer der fünf Entwicklungs-Kompetenzstufen zugeordnet und daraus 253 Kinder mit numerischer Kompetenz unterhalb des altersgemäßen Niveaus identifiziert werden. [Schon das kurze Training] mit "MARKO-T" steigerte spezifisch den mathematischen Wissenszuwachs der schwächeren Kinder signifikant bis in den Bereich der Kontrollgruppe. Allerdings war der Effekt ohne weiteres regelmäßiges Training nicht nachhaltig. Die für fMRT-Untersuchungen neue entwickelte Methode des selbst gesteuerten Bearbeitungstempos lieferte für die Kinder bei einmal wiederholter Messung verlässliche Aktivierungsdaten in den für Zahlenverarbeitung (Größenvergleich zweier Zahlen) und Addition entwickelten Untersuchungen. Eine mentale Fingerrepräsentation erwies sich als bedeutsame Zwischenstufe für die Aktivierung einer mentalen Repräsentation der exakten Größe einer Zahl. (DIPF/Projektträger)

Schulbezogene Umschriebene Entwicklungsstörungen (SCHUES)

Das Vorhaben soll in Fortführung der ersten Förderphase dazu beitragen, Angaben zur Häufigkeit von umschriebenen Entwicklungsstörungen schulischer Fertigkeiten, Daten zum Entwicklungsverlauf und zur Therapie sowie neurobiologische Grundlagen zu verknüpfen. In der zweiten Phase des Projektes wurden folgende Hauptziele verfolgt: (1) den natürlichen Entwicklungsverlauf von lese-rechtschreibgestörten und rechengestörten Kindern bis zum Ende der dritten Klasse zu untersuchen, (2) die langfristigen Wi ... Das Vorhaben soll in Fortführung der ersten Förderphase dazu beitragen, Angaben zur Häufigkeit von umschriebenen Entwicklungsstörungen schulischer Fertigkeiten, Daten zum Entwicklungsverlauf und zur Therapie sowie neurobiologische Grundlagen zu verknüpfen. In der zweiten Phase des Projektes wurden folgende Hauptziele verfolgt: (1) den natürlichen Entwicklungsverlauf von lese-rechtschreibgestörten und rechengestörten Kindern bis zum Ende der dritten Klasse zu untersuchen, (2) die langfristigen Wirkungen vorschulischer Fördermaßnahmen hinsichtlich der Entstehung von Lese-Rechtschreibstörungen und Rechenstörungen zu prüfen, (3) den Langzeitverlauf von Kindern mit umschriebenen Entwicklungsstörungen schulischer Fertigkeiten von der ersten Klasse bis in die Sekundarstufe zu beschreiben, (4) die Langzeiteffekte des Rechentrainings Calcularis sowie zustandsadaptive Erweiterungen zu bewerten und (5) die strukturelle Mathematikangst im Gehirn von Kindern mit Rechenstörungen zu erforschen. In Kontinuität der Teilprojekte A und B wurde das Längsschnittprojekt weitergeführt und die bereits vorhandene Stichprobe zu zwei weiteren Messzeitpunkten testdiagnostisch untersucht (Teilprojekt A) und die vertiefende Evaluation des Rechentrainings sowie dessen erneute Überprüfung mit bedeutsamen Erweiterungen mittels einer neu zu rekrutierenden Stichprobe durchgeführt (Teilprojekt B). (DIPF/Projektwebseite)

ReAL - Neurobehavioral Development of Reading and Arithmetic Skills - A Longitudinal Study

Im Projekt wurde die Leseentwicklung und Rechenentwicklung von Grundschülern mittels entwicklungspsychologischer und neurowissenschaftlicher Methoden (EEG, MRT) über die ersten vier Schuljahre längsschnittlich untersucht. Die Kinder nahmen jährlich an drei Untersuchungen teil: In einer Verhaltensuntersuchung wurde mittels Videoanalyse und Befragung erfasst, welche Strategien Kinder mit verschiedenen Leistungsvorrausetzungen bei der Bearbeitung von Lese- und Rechenaufgaben verschiedener Schwierig ... Im Projekt wurde die Leseentwicklung und Rechenentwicklung von Grundschülern mittels entwicklungspsychologischer und neurowissenschaftlicher Methoden (EEG, MRT) über die ersten vier Schuljahre längsschnittlich untersucht. Die Kinder nahmen jährlich an drei Untersuchungen teil: In einer Verhaltensuntersuchung wurde mittels Videoanalyse und Befragung erfasst, welche Strategien Kinder mit verschiedenen Leistungsvorrausetzungen bei der Bearbeitung von Lese- und Rechenaufgaben verschiedener Schwierigkeit verwenden. In einer zweiten Sitzung wurden die Kinder gebeten, entsprechende Aufgaben zu bearbeiten, während mittels Elektroenzephalographie (EEG) die elektrische Aktivität des Gehirns abgeleitet wurde. So konnte das zeitliche Zusammenspiel neuronaler Systeme bei der Bearbeitung der Lese- und Rechenaufgaben untersucht werden. Ergänzend zu dieser Methode bearbeiteten die Kinder in der dritten Sitzung dieselben Aufgaben in einem Magnetresonanztomographen (MRT), wodurch die Quellen der neuronalen Aktivität räumlich sehr genau bestimmt werden konnten. Zusätzlich konnten Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen individuellen Lese- und Rechenleistungen bzw. -strategien und dem Aufbau des Gehirns der Kinder ermöglicht werden. (DIPF/Projekt)