EC-Gehirnprogramm für Kinder mit sonderpädagogischem Förderbedarf

Bei Kindern mit neurologischen Entwicklungsstörungen wird immer wieder eine Beeinträchtigung der Aufmerksamkeit und der Selbstkontrollfähigkeit festgestellt, die Teil exekutiver Funktionen sind und weitgehend durch das Netzwerk zwischen frontalen, parietalen und anterioren cingulären Hirnregionen vermittelt werden. Eine aktuelle Übersicht (Craig et al., 2016) legt nahe, dass ASD und ADHS gemeinsame Beeinträchtigungen in den Bereichen Aufmerksamkeit, Reaktionshemmung, Arbeitsgedächtnis, Flexibilität, Überwachung, Sprachkompetenz und Konzeptbildung aufweisen. In der Übersichtsarbeit von Tarver und Hallahan (1974) wurde festgestellt, dass Kinder mit SpLD eine größere Ablenkbarkeit bei Aufgaben zeigen, impulsiver und hyperaktiver in einer strukturierten Situation sind als typisch entwickelte Kinder. Defizite in der Aufmerksamkeit und Selbstkontrolle sind in hohem Maße mit schlechteren schulischen Leistungen und mehr problematischem Verhalten in der Schule verbunden (Biederman et al., 2004; Riggs, Blair, Greenberg, 2010; Steinmayr, Ziegler, Träuble, 2010).

Blickverarbeitung und zeitliche Verarbeitung sind zwei grundlegende Bausteine ​​für höhere kortikale Funktionen wie Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Hemmungskontrolle und Sprache. Empirische Untersuchungen legen nahe, dass eine abnormale neurologische Entwicklung der visuellen Verfolgung mit der verzögerten Reifung von Funktionen in der Frontalhirnregion wie Aufmerksamkeit, Hemmung und sozialer Kommunikation korreliert (Johnson, 2001). Darüber hinaus wurde bei Kindern mit SEN, die abnormale kognitive Funktionen oder Verhaltensweisen zeigen, eine abnormale Kontrolle der Augenbewegungen festgestellt. Beispielsweise wurde festgestellt, dass atypisches Blicken in die Augen im frühen Entwicklungsstadium mit Aufmerksamkeitsdefiziten, Gelenkaufmerksamkeit und sozialen Funktionen bei ASD zusammenhängt (Johnson, 2001). Abnormale Augenbewegungen treten auch bei Kindern mit ADHS und Lesestörungen auf (Rommelse, Van der Stigchel & Sergeant, 2008). Es wurden zunehmend empirische Untersuchungen durchgeführt, um die Wirksamkeit des Eye-Tracking-Trainings bei Kindern mit SEN zu untersuchen. Powell et al. (2016) haben mit einem Eye-Tracking-System ein computergestütztes Aufmerksamkeitstraining für eine Gruppe von ASD-Kindern durchgeführt. Nach einem Training von 120 Minuten innerhalb von durchschnittlich 12 Wochen kam es bei einer Gruppe von ASD-Kindern zu einer Verbesserung der visuellen Daueraufmerksamkeit. Basierend auf dem ähnlichen Konzept hat unser Forschungsteam ein blickkontingentes Training für anhaltende Aufmerksamkeit und Selbstkontrolle mithilfe des Eye-Tracking-Systems entwickelt. Unsere aktuelle Pilotstudie (Lee, Yeung, Sze, & Chan, 2021) ergab, dass ein 240-minütiges Eye-Tracking-Training für Kinder mit und ohne ADHS eine deutlich verbesserte Hemmungskontrolle und geistige Flexibilität nach dem Training zeigte, während dies bei Kindern in der Kontrollgruppe nicht der Fall war deutliche Veränderungen zeigen.

Die zeitliche Verarbeitung, die der gesamten sensorischen und motorischen Verarbeitung zugrunde liegt, bezieht sich auf die Art und Weise, wie das Nervensystem Zeit im Bereich von zehn bis hundert Millisekunden verarbeitet. Zeitliche Verarbeitung ist eine Grundvoraussetzung für sprachliche Fähigkeiten (Schulte-Körne, Deimel, Bartling & Remschmidt, 1998) und steht in engem Zusammenhang mit Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Verhaltenshemmung (Harrington & Haaland, 1999; Toplak, Dockstader, Tannock, 2006). Gehirnregionen einschließlich Basalganglien, Kleinhirn, rechter parietaler und dorsolateraler präfrontaler Kortex spielen eine wichtige Rolle bei der zeitlichen Verarbeitung (Mauk & Buonomano, 2004). Bei Personen mit ASD, ADHS und SpLD werden immer wieder zeitliche Verarbeitungsdefizite in visuellen oder auditiven Modalitäten festgestellt. Kwakye et al. (2011) fanden heraus, dass Kinder mit Autismus-Spektrum-Störung im Vergleich zu normal entwickelten Kindern eine beeinträchtigte auditive zeitliche Verarbeitung zeigten, was sich in ihrer höheren Schwelle bei der Beurteilung der auditiven zeitlichen Reihenfolge widerspiegelte. Breier et al. (2003) fanden heraus, dass Kinder mit ADHS oder ADHS-Komorbidität mit Lesebehinderung ein weitreichenderes Defizit in der Wahrnehmung auditiver zeitlicher Hinweise bei nichtsprachlichen Reizen aufwiesen. Tallal (2004) und Merzenich et al. (2008) schlugen vor, dass ein zeitliches Verarbeitungsdefizit ein grundlegendes Defizit ist, das den phonologischen und sprachlichen Schwierigkeiten von Kindern mit SpLD zugrunde liegt.

Mittlerweile wurde festgestellt, dass eine frühzeitige Intervention zur Verbesserung der auditiven und visuellen Zeitverarbeitung einen erheblichen positiven Einfluss auf das Lernen eines Kindes haben kann. Eine systematische Überprüfung (Loo et al., 2010) zur Wirksamkeit computergestützten Hörtrainings bei der Verarbeitung nichtsprachlicher und einfacher Sprachlaute hat ergeben, dass einige Formen des Trainings die phonologische Bewusstheit von Kindern (eine grundlegende Fähigkeit zum Lesen und Verbalisieren) verbessern können Kommunikation), während andere bei der Verbesserung der Lesefähigkeiten von Kindern wirksam sein können. Temple et al. (2003) führten eine empirische Studie durch und fanden heraus, dass 20 Kinder mit Legasthenie nach einem Hörverarbeitungstraining über durchschnittlich 27,9 Trainingstage, 100 Minuten pro Tag, 5 Tage pro Woche eine deutlich verbesserte mündliche Sprach- und Leseleistung zeigten. Nach dem Training zeigten Kinder mit Legasthenie eine erhöhte Aktivität in den linken Gehirnregionen, wobei sie im Vergleich zu Kindern mit normaler Entwicklung vor dem Training eine Hypoaktivität aufwiesen. Wang, Liu, Xu (2019) berichteten auch über deutliche Auswirkungen des visuellen und auditiven Zeitverarbeitungstrainings auf das Lesen und die lesebezogenen Fähigkeiten chinesischer Kinder mit Legasthenie. Kinder, die 12 Sitzungen, 3 bis 4 Mal pro Woche, 30–40 Minuten pro Sitzung (1) Training der auditiven zeitlichen Verarbeitung oder (2) Training der visuellen zeitlichen Verarbeitung erhielten, zeigten deutlich verbesserte Lese- und schnelle Benennungsfähigkeiten. Die Kontrollgruppe ohne spezifisches Training zeigte jedoch keine derartigen Veränderungen.

Angesichts der ermutigenden Ergebnisse des Eye-Tracking-Trainings und des Zeitverarbeitungstrainings hat das in der vorliegenden Studie vorgeschlagene außerschulische Trainingsprogramm EC Brain diese beiden Trainingsformen für Schüler mit sonderpädagogischem Förderbedarf integriert. Zusätzlich zu diesen beiden Schulungen werden die teilnehmenden Studierenden auch in wissenschaftlichen Methoden der Lifestyle-Medizin geschult, um ihre Lernfähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Stress zu verbessern. Sie werden ermutigt, eine gesunde Lebensgewohnheit zu entwickeln, indem sie Entspannungs- und Stressbewältigungstechniken anwenden und sich gesund und ausgewogen ernähren. Gemäß den Leitlinien der WHO (2010) sollten Kinder im Alter von 5 bis 17 Jahren täglich mindestens 60 Minuten körperliche Aktivität mittlerer bis hoher Intensität ausüben, um ihre körperliche und geistige Gesundheit zu verbessern. Eine traditionelle chinesische Geist-Körper-Übung, nämlich Neigong, beinhaltet sanfte und ruhige Bewegungen und legt den Schwerpunkt auf das Training der Selbstwahrnehmung und Konzentration mit einem entspannten Geist (Chan et al., 2008, 2011, 2013, 2015). Es kann als Herz-Kreislauf-Training mittlerer Intensität und als Entspannungsübung klassifiziert werden, die Kinder im Grundschulalter problemlos meistern können. Untersuchungen zeigen, dass ein einmonatiges Üben der Geist-Körper-Übung die Selbstkontrollfähigkeit und Gedächtnisfunktion verbessern und das entsprechende Gehirnaktivitätsniveau von Kindern mit ASD verändern kann (Chan et al., 2008, 2013, 2015). Klinische Beobachtungen zeigten auch eine bessere Kontrolle von Temperament und impulsiven Handlungen sowie eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Stressfaktoren nach regelmäßiger Ausübung von Neigong bei Kindern mit SEN. Eine gesunde, ausgewogene Ernährung laut MyPlate ist der vom US-Landwirtschaftsministerium (USDA) veröffentlichte Ernährungsleitfaden. MyPlate empfiehlt die Aufnahme gesunder Lebensmittel in einem bestimmten ausgewogenen Verhältnis: Vollkorn (30 %), Gemüse und Obst (50 %) sowie Protein (20 %). In der Kategorie „Protein“ wird mehr Wert auf eine höhere Aufnahme von pflanzlichem Protein (z. B. Samen, Bohnen, Nüsse) gelegt. Kinder mit ASD, die sich ausgewogen und gesund ernährten, zeigten eine deutlich verbesserte kognitive Flexibilität, Impulskontrolle und Planungsfähigkeit, verringerte soziale Kommunikationsprobleme und repetitives Verhalten sowie eine erhöhte EEG-Gehirnaktivität (Chan et al., 2012a).

Das Hauptziel der vorliegenden Studie besteht darin, die Wirksamkeit und Anwendbarkeit eines auf Neurowissenschaften basierenden außerschulischen EC-Gehirnprogramms zur Verbesserung der schulischen Leistung, der Kognition, der sakkadischen Augenbewegungen, des Verhaltens und der psychischen Gesundheit von 100–250 chinesischen Schülern mit SEN ab 10 Jahren zu untersuchen normale örtliche Grundschulen. Es wird vermutet, dass Studierende, die am EC Brain Program teilnehmen, nach dem Training eine größere Verbesserung der schulischen Leistung, Aufmerksamkeit, Selbstkontrolle, Sprachfähigkeit und sakkadischen Augenbewegungen, eine stärkere Reduzierung von Verhaltensproblemen und ein besseres psychisches Wohlbefinden zeigen werden. Im Gegensatz dazu werden bei Kindern in der konventionellen Trainingsgruppe keine vergleichbaren Verbesserungen erzielt wie in der EC Brain-Gruppe.