Computergestütztes Arbeitsgedächtnistraining

Die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) ist durch Aufmerksamkeitsprobleme und hyperaktiv-impulsives Verhalten gekennzeichnet. Weltweit sind etwa 7,2 % der Kinder im schulpflichtigen Alter davon betroffen, in Hongkong liegt die Prävalenz bei 6,5 %. Unter Leseschwierigkeiten (RD) versteht man anhaltende Schwierigkeiten beim Lesen und Schreiben, die nicht mit Hirnschäden, sensorischen Beeinträchtigungen oder geringer Intelligenz zusammenhängen. ADHS und RD treten oft gleichzeitig auf, mit einer Komorbiditätsrate von 25–40 %, die die Zufallswahrscheinlichkeit übersteigt.

Untersuchungen zeigen, dass Kinder, die mit der doppelten Herausforderung ADHS und SE konfrontiert sind, anfälliger für erhebliche kognitive Defizite sind, insbesondere im Arbeitsgedächtnis. Diese lebenswichtige kognitive Funktion hat starken Einfluss auf akademische Fähigkeiten wie das Lösen mathematischer Probleme, das Lesen und das Sprachverständnis. Defizite im Arbeitsgedächtnis können bei Kindern zu Lernüberforderung, Gedächtnislücken bei Anweisungen und Schwierigkeiten bei der Bewältigung komplexer Aufgaben führen. Folglich sind Personen mit dieser Komorbidität im Vergleich zu Personen mit einer einzelnen Störung anfälliger für größere Herausforderungen.

Studien haben gezeigt, dass Personen mit sowohl ADHS- als auch RD-Symptomen im Vergleich zu Personen mit Einzelerkrankungen einem höheren Risiko ausgesetzt sind, die Schule zu verlassen, störendes Verhalten zu zeigen, kriminell zu werden und insbesondere aggressiver zu werden. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit zusätzlicher Forschung zur Entwicklung einer neuen Interventionsstrategie für diese komorbide Kohorte mit dem Ziel, diesen nachteiligen Folgen vorzubeugen. Die folgenden Abschnitte bieten einen kurzen Überblick über die theoretischen Grundlagen des Arbeitsgedächtnisses und seine Verbindungen zu ADHS und RD, gefolgt von der Entwicklung einer Arbeitsgedächtnis-Trainingsanwendung und der Forschungsmethodik.

Das Arbeitsgedächtnis, eine entscheidende kognitive Funktion, umfasst das vorübergehende Speichern, Verarbeiten und Abrufen von Informationen innerhalb bestimmter Grenzen. Es unterstützt verschiedene mentale Prozesse wie Problemlösung, Sprachverständnis und flüssige Intelligenz. Diese Fähigkeit ist für das Erlernen neuer Konzepte und Fertigkeiten von entscheidender Bedeutung und steht in engem Zusammenhang mit der Erweiterung des Wortschatzes, dem Sprachverständnis und der Lesefähigkeit. Das einflussreiche Arbeitsgedächtnismodell von Baddeley und Hitch umfasst eine zentrale Exekutive, die phonologische Schleife, den visuell-räumlichen Skizzenblock und später den episodischen Puffer. Die zentrale Führungskraft spielt eine entscheidende Rolle bei der Koordinierung dieser Komponenten, der Verwaltung des Datenabrufs und der Datenbearbeitung sowie der Zuweisung von Ressourcen an die Speichersysteme.

Die phonologische Schleife ist auf die Verarbeitung sprachbezogener Daten spezialisiert, die für das Sprachenlernen von entscheidender Bedeutung sind. Währenddessen verarbeitet der visuell-räumliche Skizzenblock visuelle und räumliche Informationen, die mit nonverbaler Intelligenz und orthografischem Bewusstsein verknüpft sind. Der episodische Puffer fungiert als einheitliche episodische Darstellung und ist in der Lage, Daten aus anderen Komponenten und dem Langzeitgedächtnis zu integrieren. Dieses Modell beleuchtet, wie das Arbeitsgedächtnis funktioniert, kognitive Prozesse beeinflusst und sich im Laufe der Zeit entwickelt.

Das Arbeitsgedächtnis ist für verschiedene kognitive Funktionen von entscheidender Bedeutung, wobei seine Komponenten deutliche Verbindungen zu ADHS und SE aufweisen. Bemerkenswert ist, dass ADHS häufig mit spürbaren Defiziten im Arbeitsgedächtnis einhergeht, was seine Bedeutung für die kognitive Verfassung von Personen mit ADHS unterstreicht. Das Reaktionshemmungsmodell von ADHS legt nahe, dass eine mangelhafte Reaktionshemmung ein Kernproblem ist, das zu Problemen mit der Exekutivfunktion, einschließlich Problemen mit dem Arbeitsgedächtnis, führt. Das zentrale exekutive Element spielt in diesem Zusammenhang zusammen mit Subsystemen wie der phonologischen Schleife und dem visuell-räumlichen Skizzenblock eine entscheidende Rolle. Es wird angenommen, dass sich Defizite in der zentralen Exekutive als zentrale ADHS-Symptome manifestieren. Während bei ADHS immer wieder Probleme mit dem verbalen Arbeitsgedächtnis beobachtet werden, können Beeinträchtigungen des visuell-räumlichen Arbeitsgedächtnisses unterschiedlich stark ausgeprägt sein, was auf ein vielschichtiges Arbeitsgedächtnisprofil bei ADHS hinweist, das für die kognitiven Eigenschaften der Erkrankung von entscheidender Bedeutung ist.

RD wird häufig mit Defiziten des Arbeitsgedächtnisses in Verbindung gebracht, insbesondere im phonologischen Bereich. Eine entscheidende Rolle bei diesen Mängeln spielt die phonologische Schleife, ein zentrales Element des Arbeitsgedächtnisses, das für die vorübergehende Verwaltung und Verarbeitung sprachbasierter Daten verantwortlich ist. Zahlreiche Studien belegen durchweg, dass Personen mit RD Schwierigkeiten bei Aktivitäten haben, die eine effektive phonologische Schleife erfordern, wie z. B. Aufgaben zur verbalen Gedächtnisspanne. Neuere Studien deuten jedoch darauf hin, dass Beeinträchtigungen des Arbeitsgedächtnisses bei Legasthenie möglicherweise über die phonologische Verarbeitung hinausgehen. Neue Forschungsergebnisse deuten auf Probleme mit dem zentralen exekutiven Aspekt des Arbeitsgedächtnisses hin, was auf größere kognitive Hürden bei Personen mit seltenen Krankheiten hindeutet. Auch bei Menschen mit seltenen Erkrankungen kann es zu Herausforderungen bei der visuellen und räumlichen Verarbeitung kommen, insbesondere bei Aufgaben, die eine verbale Vermittlung erfordern. Dies unterstreicht die komplexe Natur von Arbeitsgedächtnisdefiziten bei seltenen Menschen.

Diese Ergebnisse unterstreichen die entscheidende Bedeutung des Arbeitsgedächtnisses sowohl bei ADHS als auch bei RD. Bei ADHS wirken sich Defizite vor allem auf die zentrale Exekutivfunktion aus und wirken sich auf Kernaspekte des Arbeitsgedächtnisses aus, wohingegen bei RD Defizite in der phonologischen Verarbeitung im Arbeitsgedächtnis stärker ausgeprägt sind. Während dieser Mangel sowohl in eigenständigen ADHS- als auch in RD-Gruppen auftritt, scheint er bei Personen mit komorbiden Erkrankungen ausgeprägter zu sein. Die Studie von Wang und Chung zeigt, dass das Arbeitsgedächtnis taiwanesische Kinder mit komorbiden ADHS- und RD-Symptomen effektiv von denen in Gruppen mit singulärem Defizit (ADHS oder RD allein) und typischerweise sich entwickelnden Kindern unterscheidet. Jüngste Untersuchungen von Poon und Kollegen legen nahe, dass komorbide Gruppen im Vergleich zu einzelnen ADHS- und RD-Gruppen zusätzliche Defizite in der zentralen Exekutivfunktion aufweisen, einem kritischen Aspekt der Informationsspeicherung für die Erledigung von Aufgaben, der in einzelnen Gruppen nicht beobachtet wird. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer frühzeitigen Interventionsschulung für diese spezielle Gruppe von Kindern.

In den letzten 15 Jahren gab es einen deutlichen Anstieg des Medikamenteneinsatzes bei Kindern mit ADHS, mit einem 36-fachen Anstieg in Hongkong und einem 34-fachen Anstieg im Vereinigten Königreich. In den Vereinigten Staaten fanden Danielson und Kollegen heraus, dass 62 % der Kinder mit ADHS Medikamente einnehmen. Während medikamentöse Interventionen wirksam zur Linderung der ADHS-Symptome beitragen können, gehen sie auch mit potenziellen Nebenwirkungen wie Schlaflosigkeit, vermindertem Appetit, Stimmungsschwankungen und Wachstumsstörungen einher. Darüber hinaus kann die Langzeitwirksamkeit solcher Behandlungen begrenzt sein und die Symptome können nach Absetzen der Medikamente wieder auftreten. Während sich medikamentöse Behandlungen bei der Behandlung der Kernsymptome von ADHS als wirksam erwiesen haben, bleibt ihre Anwendbarkeit bei komorbiden Erkrankungen Gegenstand ständiger Diskussionen.

Einige Studien weisen darauf hin, dass pharmakologische Behandlungen wie Psychostimulanzien und nicht stimulierende Medikamente die mit ADHS verbundenen Symptome wie Unaufmerksamkeit, Hyperaktivität und Impulsivität wirksam lindern können. Diese Behandlungen werden oft als entscheidend für die Verbesserung der täglichen Funktionalität und des Wohlbefindens von Kindern mit ADHS angesehen. Dennoch ist es wichtig zu erkennen, dass die Auswirkungen pharmakologischer Interventionen auf komorbide Erkrankungen unterschiedlich sein können und sie möglicherweise nicht in allen Bereichen durchgängig das gleiche Maß an Verbesserung bewirken. Während ADHS-Symptome beispielsweise positiv auf pharmakologische Behandlungen ansprechen könnten, lässt sich bei komorbiden Leseschwierigkeiten möglicherweise nicht das gleiche Maß an Wirksamkeit beobachten, wie von einigen Forschern vorgeschlagen.

Die Gabe psychostimulierender Medikamente bei Komorbidität kann je nach konkreter Erkrankung zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Untersuchungen deuten darauf hin, dass bei einigen Kindern mit ADHS und komorbider RD durch Medikamente Verbesserungen der Führungsfunktionen, des Verhaltens und der Lesefähigkeiten auftreten können. Allerdings sind die Reaktionen auf Medikamente sehr individuell und möglicherweise profitieren nicht alle Kinder erheblich davon. Es ist wichtig, den potenziellen Nutzen sorgfältig gegenüber den Risiken und Nebenwirkungen abzuwägen, insbesondere bei Komorbidität. Im Zusammenhang mit ADHS und komorbiden Erkrankungen ist die Entscheidung für den Einsatz von Psychostimulanzien oder anderen Medikamenten komplex und vielschichtig. Faktoren wie individuelle Bedürfnisse, elterliche Vorlieben und das Vorliegen von Kontraindikationen spielen alle eine Rolle bei der Bestimmung der Angemessenheit der Medikamenteneinnahme. Für medizinisches Fachpersonal ist es wichtig, diese Faktoren zu berücksichtigen und gründliche Gespräche mit Patienten und Pflegekräften zu führen, um fundierte Entscheidungen über Behandlungsoptionen zu treffen.

Die Wirksamkeit pharmakologischer Behandlungen bei komorbiden Erkrankungen ist nach wie vor Gegenstand kontinuierlicher Forschung und Debatte und unterstreicht die Notwendigkeit umfassender, multimodaler Strategien zur Bewältigung der komplexen Herausforderungen, mit denen Kinder mit ADHS und SE konfrontiert sind. Diese Studie befasst sich mit einem solchen Ansatz – dem Training des Arbeitsgedächtnisses – und seinem Potenzial, dieser speziellen Gruppe von Kindern Vorteile zu bieten. Ziel ist es, durch eine Untersuchung der Wirksamkeit des Arbeitsgedächtnistrainings zu einem tieferen Verständnis von Interventionen beizutragen, die möglicherweise die kognitiven und akademischen Fähigkeiten dieser Personen stärken könnten. Eine solche Forschung könnte den Weg für maßgeschneidertere und wirksamere Interventionen ebnen, die auf die unterschiedlichen Bedürfnisse von Kindern eingehen, die sowohl mit ADHS als auch mit seltenen Krankheiten zu kämpfen haben.

Die Forschung hat eindeutig bewiesen, dass das Arbeitsgedächtnis durch Training verbessert werden kann, das auf die präfrontalen kortikalen Schaltkreise abzielt. Die Plastizität des Gehirns ermöglicht es ihm, sich kontinuierlich an seine Umgebung anzupassen. Studien zu neuronalen Systemen haben „sensible Phasen“ identifiziert, in denen bestimmte Gehirnregionen stark auf Umweltreize reagieren. Neuroimaging-Forschung zeigt, dass Veränderungen in neuronalen Aktivierungsmustern, die durch computergestütztes Training entstehen, oft mit einer verbesserten Arbeitsgedächtniskapazität einhergehen. Diese Erkenntnisse zeigen die Anpassungsfähigkeit des Gehirns und das Versprechen maßgeschneiderter Interventionen zur Verbesserung kognitiver Funktionen wie des Arbeitsgedächtnisses durch die effektive Einbindung bestimmter Nervenbahnen.

Computergestütztes Arbeitsgedächtnistraining hat sich als wirksam bei der Reduzierung von ADHS-Symptomen und der Verbesserung der visuellen Bereiche erwiesen. Das fünfwöchige Programm von Klingberg et al. steigerte die Arbeitsgedächtniskapazität und das Verhalten von Schülern mit ADHS deutlich. In ähnlicher Weise haben Luo et al. berichteten über Verbesserungen des Arbeitsgedächtnisses, insbesondere bei visuellen Aufgaben, bei Kindern mit SE, die ein spezielles Training absolvierten. Allerdings hat bisher kein Training beide Speicherpfade integriert, wie in Barkleys Modell vorgeschlagen. Um diese Lücke zu schließen, entwickelte der Erstautor eine App, die phonologisches und visuell-räumliches Arbeitsgedächtnistraining mithilfe von N-Back- und Card-Pairing-Übungen kombiniert.

Kinder mit ADHS und/oder RD stehen aufgrund ihres schlechten Arbeitsgedächtnisses häufig vor Herausforderungen, was zu verschiedenen Entwicklungsproblemen führt. Der Anstieg von ADHS- und SE-Fällen sowie der zunehmende Medikamentengebrauch haben Aufmerksamkeit erregt. Viele Pädagogen und Betreuer suchen nach medikamentenfreien Lösungen, um die kognitiven Funktionen dieser Kinder zu verbessern. Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen des computergestützten Arbeitsgedächtnistrainings auf verschiedene Gedächtnisbereiche und Lesefähigkeiten bei ADHS, RD, ADHS+RD und typischerweise sich entwickelnden Gruppen zu bewerten. Ziel ist die Einführung dieser neuen Trainings-App, um Lehrern und Eltern dabei zu helfen, Kinder mit ADHS und/oder SE sowohl in der Schule als auch zu Hause zu unterstützen.