CogniFit - Kann der Fehlererkennungsmechanismus von dem Training des Arbeitsgedächtnisses profitieren? Ein Vergleich zwischen Legasthenikern und Kontrollpersonen: eine ERP-Studie

Originaltitel der Studie: Can the error detection mechanism benefit from training the working memory? A comparison between dyslexics and controls—an ERP study.

Autoren: Tzipi Horowitz-Kraus1, Zvia Breznitz.

• 1. The Edmond J. Safra Brain Research Center for the Study of Learning Disablilities, Faculty of Education, University of Haifa, Israel.

Fachzeitschrift: PloS ONE (2009), vol. 4 (9): 1-10.

Artikel zitieren (APA Style):

• Horowitz-Kraus, T. & Breznitz, Z. (2009). Can the error detection mechanism benefit from training the working memory? A comparison between dyslexics and controls--an ERP study. PloS ONE, 4, 1-10.

Schlussfolgerung der Studie

Das personalisierte kognitive Training von CogniFit hat nach einer Intervention von 24 Sitzungen mit 10-15 Minuten Training mit diesem Programm die kognitiven Funktionen von Studierenden mit Legasthenie verbessert.. Digit-Span von 9.84±3.15 bis 10.79±3.03 (p<.01); Arbeitsgedächtnis -.58±.61 bis -.42±.69 (p<.01).

Zusammenfassung der Studie

Angesichts der bestehenden Beziehung zwischen dem Arbeitsgedächtnis und der Fehlererkennung sollte die Fähigkeit der Veränderung des Arbeitsgedächtnisses bei Erwachsenen mit Legasthenie als Folge des Trainings gemessen werden und die Auswirkungen des Trainings auf die Fehlererkennung untersucht werden.

Zu diesem Zweck nahmen 27 Studierende mit Legasthenie und 32 Kontrollen an der Studie teil. Es wurde das Verhalten und ereigniskorrelierte Potenziale (EKP, engl: ERP event-related potentials) vor, direkt im Anschluss an das Training und nach und 6 Monaten gemessen. Das Training bestand aus 24 Trainingseinheiten des personalisierten kognitiven Trainings von CogniFit, das sich auf die Fähigkeiten konzentriert die mit dem Arbeitsgedächtnis zusammenhängen.

Nach Auswertung der Daten wurde festgestellt, dass sich beide Gruppen durch das CogniFit-Training verbesserten, der Anstieg aber bei der Lesegruppe der Legastheniker signifikant höher war (die Spanne im Digit-Test erhöhte sich von 9,84±3,15 auf 10,79±3,03). Durch das Training erhöhte sich auch die Anzahl der korrekt gelesenen Wörter pro Minute um 14,73%. Eine Zunahme der Arbeitsgedächtniskapazität und in der Amplitude der ERN-Komponente (Error-Related Negativity, ist eine negative Hirnwelle, die auftritt, nachdem man einen Fehler begeht) zeigten, dass das Training auch Veränderungen in der Gehirnaktivität hervorruft.

Aus all dem wird deutlich, dass die Erhöhung der Kapazität des Arbeitsspeichers mit dem personalisierten Training von CogniFit es ermöglicht größere Informationseinheiten im Gedächtnissystem zu halten und so eine effizientere Fehlererkennung möglich wird.

Kontext

Legasthenie ist eine Lernstörung, welche die Fähigkeit des Leseerwerbs beeinträchtigt. Menschen mit dieser Störung haben Schwierigkeiten, Fehler zu erkennen wenn sie etwas lesen und tendieren dazu beim Lesen häufig Fehler zu machen. Selbst Erwachsene mit Legasthenie, die ihre Schwierigkeiten kompensieren, machen weiterhin viele Lesefehler, lesen weniger flüssig und haben eine geringere Arbeitsgedächtniskapazität als Menschen ohne diese Störung. Dies kann Auswirkungen auf das schulische, berufliche und persönliche Umfeld der Person haben und erschwert ihren Alltag. Zwischen 10 und 15% der Weltbevölkerung leidet an Legasthenie, was sie zu einer weit verbreiteten Störung macht.

• Ereigniskorrelierte Potentiale: Diese Fehler während des Lesens scheinen durch einen Fehlererkennungsmechanismus reguliert zu sein, den wir anhand der Komponenten der ereigniskorrelierten Potentiale (EKP), die 0-160 Millisekunden nach einer falschen oder korrekten Antwort erscheinen, erkennen können: die negative Komponente ERN (bezogen auf Fehler) bzw. die negative Komponente CRN (bei korrekten Antworten).
• Kognitive Fähigkeiten: Personen mit Legasthenie haben eine deutlich geringere Arbeitsgedächtniskapazität als die Kontrollpersonen. Das Arbeitsgedächtnis ist eine Unterkomponente des Informationsverarbeitungssystems, jedoch mit begrenzter Kapazität. Die Neuroplastizität bleibt im Erwachsenenalter erhalten und kann durch Training begünstigt werden. Daher ist es durch kognitives Training möglich, die Gehirnplastizität zu stimulieren, um die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses zu erhöhen. CogniFit ist ein kognitives Trainingsprogramm mit einer soliden wissenschaftlichen Validierung das dieses Training anwendbar macht.

Die Hypothese, die dieser Studie zugrunde liegt, ist, dass dieses kognitiven Training von CogniFit sowohl die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses als auch die Amplitude der ERN-Komponente bei legasthenischen Teilnehmern erhöht.

Methode

Teilnehmer/innen

Bei dieser Studie nahmen 61 Studierende (27 davon hatten Legasthenie und 34 waren Kontrollen). Die Gruppen wurden für das Alter gematched und hatten einen non-verbalen Intelligenz-Score im Normalbereich (gemessen durch den Raven Standard Progressive Matrices). Sie stammten alle aus einer mittleren Gesellschaftsschicht, ihre Muttersprache war Hebräisch, sie waren rechtshändig, ohne Sehschwäche (oder korrigiert) und ohne Hörprobleme. Sie litten auch nicht unter neurologischen Erkrankungen oder affektiven Störungen oder einem Aufmerksamkeitsdefizit (gemessen mit dem D2-Test). Die Teilnahme war freiwillig, sie erhielten eine Aufwandsentschädigung und unterschrieben eine Einwilligungserklärung. Die Teilnehmer mit Legasthenie erhielten ihre Diagnose in der Kindheit und wurden vom Studentenbetreuungsdienst der Universität Haifa rekrutiert. Die Kontrollen wurden durch Aushänge auf dem schwarzen Brett der Universität rekrutiert.

Studiendesign und Auswertung

Folgende Variablen wurden ausgewertet:

• Decodierfähigkeit (durch einen einminütigen Test von Wörtern und Pseudowörtern).
• Verbale Flüssigkeit (Test mit lautem Vorlesen).
• Leseverständnis (Test mit leise lesen und 15 geschlossenen Fragen).
• Kurzeitgedächtniskapazität (mit dem Subtest “Digit-Span” des WAIS-III).
• Verbales Arbeitsgedächtnis (Gegensatz-Test).
• Visuelles Kurzzeitgedächtnis (auf dem Bildschirm präsentierte Ziffern in direkter und umgekehrter Reihenfolge merken).
• auditives Kurzzeitgedächtnis (über Kopfhörer präsentierte Ziffern in direkter und umgekehrter Reihenfolge merken).
• Kurzzeitgedächtnis in gekreuzter Modalität (die Ziffern wurden sowohl auf dem Bildschirm als auch über die Kopfhörer präsentiert).

Diese Bewertungen wurden dreimal durchgeführt:

• Vor dem Training.
• Direkt nach dem Training
• 6 Monate nach dem Training.

Statistische Analyse

Es wurden verschiedene statistische Analysen durchgeführt, um die Ergebnisse zu erhalten:

• t-Test um zu bestätigten, dass es keine signifikanten Gruppenunterschiede vor der Intervention bestanden.
• Eine ANOVA mit Messwiederholung (2x3) für jede experimentelle Messung.
• Eine MANOVA mit Messwiederholung (2x2x3) für die elektrophysiologischen Messungen.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Die aus den statistischen Analysen erhaltenen Daten gaben an, dass beide Gruppen die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses und das Lesen mit dem CogniFit-Training verbesserten, dabei war die Verbesserung bei Personen mit Legasthenie jedoch höher. Auch die Lesefähigkeit und Fehlererkennung wurden durch das Arbeitsgedächtnistraining von CogniFit verbessert.

Aus all diesen Informationen geht klar hervor, dass zum einen auch Erwachsene mit Legasthenie ihre Lesefähigkeit verbessern können, obwohl sie eine geringere Neuroplastizität haben als Kinder. Andererseits weisen die Daten auf die Beziehung zwischen der ERN-Komponente (Fehlererkennung) und dem Arbeitsgedächtnis hin. Darüber hinaus bestätigen diese Daten, dass das kognitive Training Veränderungen im Gehirn hervorruft. Schließlich wurde auch festgestellt, dass das personalisierte kognitives Training von CogniFit die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses von Personen mit Legasthenie verbessern kann, was sich auch positiv auf ihre Lesefähigkeit und damit auf verschiedene Lebensbereiche auswirken kann.