ZNL - Lernen braucht Sport und Bewegung
ZNL- Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen - Dr. Sabine Kubesch Exekutive Funktionen
ZNL- Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen - Dr. Sabine Kubesch
Exekutive Funktionen
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<strong>Lernen</strong> <strong>braucht</strong> <strong>Sport</strong> <strong>und</strong> <strong>Bewegung</strong><br />
Dr. Sabine Kubesch<br />
<strong>ZNL</strong><br />
Transferzentrum für<br />
Neurowissenschaften <strong>und</strong> <strong>Lernen</strong>
<strong>ZNL</strong><br />
Exekutive Funktionen<br />
• Arbeitsgedächtnis<br />
• Inhibition /<br />
kognitive Kontrolle<br />
• Verhalten<br />
• Aufmerksamkeit (exekutive Aufmerksamkeit)<br />
• Selbstregulation<br />
• Kognitive Kontrolle in emotionalen Situationen<br />
•Kognitive Flexibilität<br />
2
<strong>ZNL</strong><br />
Bedeutung exekutiver Funktionen<br />
Schuleignung<br />
EF aussagekräftiger als:<br />
• IQ<br />
• Mathematische Leistung<br />
• Leseleistung<br />
Lernleistung<br />
Emotionale<br />
Entwicklung<br />
• Sprache<br />
• Mathematik<br />
• Naturwissenschaft<br />
• Aggression<br />
• Empathie<br />
Soziale<br />
Entwicklung<br />
• Kriminalität<br />
• Gewaltprävention<br />
• Drogenmissbrauch<br />
• Burnout Syndrom<br />
• ADHS/ADS<br />
3
<strong>ZNL</strong><br />
Bedeutung von Arbeitsgedächtnis <strong>und</strong> Inhibition für<br />
sprachliche <strong>und</strong> mathematische Lernleistung<br />
Arbeitsgedächtnis<br />
Inhibition<br />
Kindergarten<br />
Sprachliche<br />
Leistung<br />
Blair & Razza 2007<br />
Adams & Gathercole 1995<br />
Blair & Razza 2007<br />
McClelland et al. 2007<br />
Mathematische<br />
Leistung<br />
Schule<br />
Sprachliche<br />
Leistung<br />
Blair & Razza 2007<br />
Espy et al. 2004<br />
Passolunghi et al. 2007<br />
De Beni et al. 1998<br />
Gathercole et al. 2005<br />
Savage et al. 2006<br />
Gathercole et al. 2004<br />
Blair & Razza 2007<br />
McClelland et al. 2007<br />
Espy et al. 2004<br />
De Beni et al. 1998<br />
Savage et al. 2006<br />
Riebach et al. 2007<br />
Mathematische<br />
Leistung<br />
Gathercole et al. 2004<br />
Barrouillet & Lepine 2005<br />
Bull & Scerif 2001<br />
Swanson & Kim 2007<br />
Bull & Scerif 2001<br />
Marzocchi et al. 2002<br />
Passolunghi & Siegel 2001<br />
4
<strong>ZNL</strong><br />
Präfrontaler Kortex:<br />
Sitz des exekutiven Systems<br />
5
<strong>ZNL</strong><br />
Messung exekutiver Funktionen<br />
Stroop-Test<br />
6
ot
ot
<strong>ZNL</strong><br />
Anteriorer cingulärer Kortex<br />
9
<strong>ZNL</strong><br />
Defizithypothese<br />
Defizithypothese<br />
Gogtay et al. 2004<br />
10
<strong>ZNL</strong><br />
Spiele sagen die mathematische <strong>und</strong><br />
sprachliche Lernleistung voraus<br />
11
<strong>ZNL</strong><br />
Kognitive Kontrolle fördert<br />
sozial-emotionale Kompetenzen<br />
12
<strong>ZNL</strong><br />
Selbstregulation <strong>und</strong> sozial-emotionale<br />
Entwicklung<br />
13
Körperliches Training<br />
exekutiver<br />
Funktionen
<strong>ZNL</strong><br />
Exekutive Funktionen & <strong>Sport</strong> im Alter<br />
15
<strong>ZNL</strong><br />
Exekutive Funktionen & <strong>Sport</strong><br />
bei der Behandlung von Depression<br />
Journal of Clinical Psychiatrie 2003, 64 (9): 1005-1012<br />
16
<strong>ZNL</strong><br />
Extremsport <strong>und</strong> exekutive Funktionen<br />
17
<strong>ZNL</strong><br />
EF <strong>und</strong> körperliches Training<br />
Exekutive Funktionen,<br />
Schulsport <strong>und</strong><br />
Körperliche Fitness<br />
18
<strong>ZNL</strong><br />
EEG-Studie<br />
Allg. Körperliche Fitness<br />
Akute aerobe Ausdauerbelastung<br />
Exekutive Funktionen<br />
Arbeitsgedächtnis<br />
Inhibition von Verhalten + Aufmerksamkeit<br />
Im EEG:<br />
Neuropsychologischer Test<br />
GoNogo-Flanker Task<br />
19
<strong>ZNL</strong><br />
GoNogo-Flanker Aufgabe<br />
20
<strong>ZNL</strong><br />
Auf die Fitness kommt es an!<br />
21
<strong>ZNL</strong><br />
ERP O1<br />
Flanker bezogene CNV<br />
exerc go<br />
exerc nogo<br />
rest go<br />
rest nogo<br />
fit vs. weniger fit<br />
Belastung vs. Ruhe<br />
22
<strong>ZNL</strong><br />
ERP C3<br />
N2 <strong>und</strong> P3<br />
exerc go<br />
exerc nogo<br />
rest go<br />
rest nogo<br />
+20µV<br />
fit vs. weniger fit<br />
+20µV<br />
Belastung vs. Ruhe<br />
23
<strong>ZNL</strong><br />
Brain Research<br />
24
<strong>ZNL</strong><br />
Charles Hillman<br />
University of Illinois<br />
25
<strong>ZNL</strong><br />
„Be Smart Exercise Your Heart“<br />
26<br />
26
<strong>ZNL</strong><br />
Schulstudie<br />
30 min <strong>Sport</strong>unterricht vs.<br />
5 min Bewegte Pause<br />
Exekutive Funktionen<br />
Inhibition von Verhalten + Aufmerksamkeit<br />
Arbeitsgedächtnis<br />
Kognitive Flexibilität<br />
Neuropsychologische Tests<br />
Flanker Task<br />
Dots Task<br />
27
<strong>ZNL</strong><br />
Schulsport<br />
Flanker Aufgabe<br />
left<br />
right<br />
Physical Education<br />
28
<strong>ZNL</strong><br />
Multimediales Multitasking<br />
verschlechtert die kognitive Kontrolle<br />
29
<strong>ZNL</strong><br />
Multimediales Multitasking<br />
verschlechtert die kognitive Kontrolle<br />
30
<strong>ZNL</strong><br />
Mind, Brain, and Education<br />
31
<strong>ZNL</strong><br />
Förderung kognitiver Funktionen durch<br />
kurze akute körperliche Belastung<br />
•Winter et al. (2007). High impact running improves<br />
learning. Neurobiol Learn Mem<br />
•Budde et al. (2008). Acute coordinative exercise<br />
improves attentional performane in<br />
adolescents. Neuroscience Letters<br />
32
<strong>ZNL</strong><br />
Markus Kiefer Universität Ulm<br />
Journal of Cognitive Neuroscience 2007<br />
33
<strong>ZNL</strong><br />
Andres et al. 2008<br />
Current Directions in Psychological Science<br />
34
<strong>ZNL</strong><br />
„It is nuts!“<br />
Kurt W. Fischer, Harvard Graduate School of Education<br />
35
<strong>ZNL</strong><br />
Schulsport<br />
36
<strong>ZNL</strong><br />
Schulsport<br />
http://www.johnratey.com/newsite/index.html<br />
37
<strong>ZNL</strong><br />
Serotonerges System<br />
38
<strong>ZNL</strong><br />
Serotoninbiosynthese<br />
Chaouloff 1997<br />
39
<strong>ZNL</strong><br />
Serotoninbiosynthese<br />
40
<strong>ZNL</strong><br />
Serotoninbiosynthese<br />
Chaouloff 1997<br />
41
<strong>ZNL</strong><br />
Serotoninbiosynthese<br />
42
<strong>ZNL</strong><br />
Serotoninbiosynthese<br />
43
<strong>ZNL</strong><br />
Serotoninbiosynthese<br />
Aus: Spitzer (2002). <strong>Lernen</strong>, S. 115<br />
44
<strong>ZNL</strong><br />
COMT Gen<br />
• Met-Met<br />
• langsamerer Dopaminabbau<br />
• mehr Dopamin im Stirnhirn<br />
• Val-Val<br />
• schnellerer Dopaminabbau<br />
• weniger Dopamin im Stirnhirn<br />
• Val-Met<br />
45
<strong>ZNL</strong><br />
Dots Mixed Aufgabe<br />
Kongruent<br />
links<br />
+<br />
+<br />
+<br />
Inkongruent<br />
+<br />
rechts<br />
+<br />
rechts<br />
links<br />
+<br />
46
<strong>ZNL</strong><br />
Dots Mixed Task <strong>und</strong> COMT Gen<br />
+<br />
+<br />
Diamond et al. 2004<br />
47
<strong>ZNL</strong><br />
Adele Diamond<br />
University of British Columbia Vancouver<br />
p = .0020<br />
620<br />
600<br />
580<br />
**<br />
560<br />
msec<br />
msec<br />
540<br />
520<br />
500<br />
480<br />
0,0092<br />
460<br />
440<br />
Val-Met Val-Val Met-Met<br />
Genotyp<br />
48
Kognitives Training<br />
exekutiver Funktionen
<strong>ZNL</strong><br />
Tools of the Mind<br />
50
<strong>ZNL</strong><br />
Computerbasiertes Training<br />
51
<strong>ZNL</strong><br />
Computerbasiertes Training<br />
52
<strong>ZNL</strong><br />
Dots Mixed Aufgabe<br />
+<br />
Kongruent<br />
links<br />
+<br />
Inkongruent<br />
+<br />
rechts<br />
+<br />
rechts<br />
links<br />
+<br />
53
<strong>ZNL</strong><br />
Dots Aufgabe<br />
Schulartbezogene Unterschiede<br />
kongruent<br />
p = .0008<br />
480<br />
460<br />
msec<br />
d red 0<br />
440<br />
420<br />
400<br />
380<br />
0,0007<br />
0,0004<br />
0,0055<br />
360<br />
500<br />
inkongruent<br />
p = .0195<br />
340<br />
320<br />
300<br />
GYM RS HS GS<br />
school type<br />
Schulart<br />
720<br />
700<br />
gemischt<br />
p = .0149<br />
msec<br />
msec<br />
480<br />
460<br />
440<br />
420<br />
400<br />
380<br />
0,0031 0,0024<br />
msec<br />
d mix 0<br />
680<br />
660<br />
640<br />
620<br />
600<br />
580<br />
560<br />
540<br />
0,0078<br />
0,0127<br />
360<br />
520<br />
340<br />
500<br />
480<br />
320<br />
GYM GYM RS RS HS HS GS GS<br />
school type<br />
Schulart<br />
460<br />
GYM RS HS HS GS<br />
school type<br />
Schulart<br />
54
<strong>ZNL</strong><br />
Fex – Ein Spiel- <strong>und</strong> Lernprogramm zur<br />
Förderung exekutiver Funktionen<br />
55
<strong>ZNL</strong><br />
Torkel Klingberg<br />
Karolinska Institute Stockholm<br />
„Maybe we can make games<br />
companies furnish their<br />
products with a cognitive<br />
ingredients list specifying the<br />
working memory load of the<br />
games…“ (p. 162).<br />
56
<strong>ZNL</strong><br />
Spielerisches Training der<br />
exekutiven Aufmerksamkeit<br />
57
<strong>ZNL</strong><br />
Spielerisches Training der<br />
exekutiven Aufmerksamkeit<br />
58
<strong>ZNL</strong><br />
Clancy Blair<br />
New York University<br />
59
<strong>ZNL</strong><br />
Gleichgewicht von emotionaler <strong>und</strong> kognitiver<br />
Kontrolle zur Förderung der Selbstregulation<br />
ACC<br />
Lateraler präfrontaler Kortex:<br />
Netzwerk der kognitiven Kontrolle<br />
Ventromedialer präfrontaler Kortex:<br />
Emotionales reaktives Netzwerk<br />
Blair & Diamond, 2008<br />
60
<strong>ZNL</strong><br />
Soziales Spiel <strong>und</strong> ADHS<br />
61
Körperlichkognitives<br />
Training<br />
exekutiver<br />
Funktionen
<strong>ZNL</strong><br />
Achtung! Fertig! Fex!<br />
63
<strong>ZNL</strong><br />
Achtung! Fertig! Fex!<br />
64
<strong>ZNL</strong><br />
Achtung! Fertig! Fex!<br />
65
<strong>ZNL</strong><br />
Achtung! Fertig! Fex!<br />
66
<strong>ZNL</strong><br />
Spielaufbau zum Training exekutiver Funktionen<br />
67
sabine.kubesch@znl-ulm.de<br />
<strong>ZNL</strong><br />
Transferzentrum für<br />
Neurowissenschaften <strong>und</strong> <strong>Lernen</strong>
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