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Die Adoleszenz, d.h. die Reifungsphase des Jugendlichen zum Erwachsenen, stellt einen zentralen Abschnitt in der menschlichen Entwicklung dar, der mit tief greifenden emotionalen und kognitiven Veränderungen verbunden ist. Neure Studien (Bunge et al., 2002; Durston et al., 2002; Casey et al., 2005; Crone et al., 2006; Bunge and Wright, 2007) machen deutlich, dass sich die funktionelle Architektur des Gehirns während der Adoleszenz grundlegend verändert und dass diese Veränderungen mit der Reifung höherer kognitiven Funktionen in der Adoleszenz assoziiert sein könnten. Messungen des Gehirn-Volumens mit Hilfe der Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) zum Beispiel zeigen eine nicht-lineare Reduktion der grauen und eine Zunahme der weißen Substanz während der Adoleszenz (Giedd et al., 1999; Sowell et al., 1999, 2003). Des weiteren treten in dieser Zeit Veränderungen in exzitatorischen und inhibitorischen Neurotransmitter-Systemen auf (Tseng and O’Donnell, 2005; Hashimoto et al., 2009). Zusammen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass während der Adoleszenz ein Umbau der kortikalen Netzwerke stattfindet, der wichtige Konsequenzen für die Reifung neuronaler Oszillationen haben könnte. Im Anschluss an eine Einführung im Kapitel 2, fasst Kapitel 3 der vorliegenden Dissertation die Vorbefunde bezüglich entwicklungsbedingter Veränderungen in der Amplitude, Frequenz und Synchronisation neuronaler Oszillationen zusammen und diskutiert den Zusammenhang zwischen der Entwicklung neuronaler Oszillationen und der Reifung höhere kognitiver Funktionen während der Adoleszenz. Ebenso werden die anatomischen und physiologischen Mechanismen, die diesen Veränderungen möglicherweise zu Grunde liegen könnten, theoretisch vorgestellt. Die in Kapitel 4-6 vorgestellten eigenen empirischen Arbeiten untersuchen neuronale Oszillationen mit Hilfe der Magnetoencephalographie (MEG), um die Frequenzbänder und die funktionellen Netzwerke zu charakterisieren, die mit höheren kognitiven Prozessen und deren Entwicklung in der Adoleszenz assoziiert sind. Hierzu wurden drei Experimente durchgeführt, bei denen MEG-Aktivität während der Bearbeitung einer Arbeitsgedächtnisaufgabe und im Ruhezustand aufgezeichnet wurde. Die Ergebnisse dieser Experimente zeigen, dass Alpha Oszillationen und Gamma-Band Aktivität sowohl task-abhängig als auch im Ruhezustand gemeinsam auftreten. Darüber hinaus ergänzen die vorliegenden Untersuchungen Vorarbeiten, indem sie eine Wechselwirkung zwischen beiden Frequenzbändern aufgezeigt wird, die als ein Mechanismus für das gezielte Weiterleiten von Informationen dienen könnte. Die in Kapitel 6 vorgestellten Entwicklungsdaten weisen weiterhin darauf, dass in der Adoleszenz späte Veränderungen im Alpha und Gamma-Band stattfinden und dass diese Veränderungen involviert sind in die Entwicklung der Arbeitsgedächtnis-Kapazität und die Entwicklung der Fähigkeit, Distraktoren zu inhibieren. Abschliessend werden in Kapitel 7, die in dieser Dissertation vorgestellten Arbeiten, aus einer übergeordneten Perspektive im Gesamtzusammenhang diskutiert.
Acute physical activity has been repeatedly shown to improve various cognitive functions. However, there have been no investigations comparing the effects of exercise during verbal encoding versus exercise prior to encoding on long-term memory performance. In this current psychoneuroendocrinological study we aim to test whether light to moderate ergometric bicycling during vocabulary encoding enhances subsequent recall compared to encoding during physical rest and encoding after being physically active. Furthermore, we examined the kinetics of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in serum which has been previously shown to correlate with learning performance. We also controlled for the BDNF val66met polymorphism. We found better vocabulary test performance for subjects that were physically active during the encoding phase compared to sedentary subjects. Post-hoc tests revealed that this effect was particularly present in initially low performers. BDNF in serum and BDNF genotype failed to account for the current result. Our data indicates that light to moderate simultaneous physical activity during encoding, but not prior to encoding, is beneficial for subsequent recall of new items.
Dual-processing altruism
(2013)
Altruism refers to an other-benefiting behavior that is costly but bears no direct profit to oneself. At least three different forms can be distinguished: help giving, altruistic punishment, and moral courage. We investigated the differential impact of two thinking modes, intuitive (System 1) and rational (System 2), on these three altruistic behaviors. Situational (state-related) thinking style was manipulated via experimental instructions and generally preferred thinking style (trait-related) was assessed via questionnaires. We found that of the subjectively preferred thinking styles (trait), faith in intuition (System 1) promoted sharing and altruistic punishment, whereas need for cognition (System 2) promoted volunteering in a situation that required moral courage. By contrast, we did not find a significant effect of situational thinking style (state) on any of the altruistic behaviors, although manipulation checks were positive. Results elucidate the affective-motivational underpinnings of different types of altruistic behaviors.
Schulkinder mit einem türkischen Migrationshintergrund zeigen im deutschen Bildungssystem einen spezifischen Leistungsnachteil: Während der Leistungsnachteil von Schulkindern mit einem Migrationshintergrund aus anderen Ländern durch Hintergrundvariablen wie beispielsweise dem SES aufklärbar ist, ist der Leistungsabstand zwischen Schulkindern mit einem türkischen Migrationshintergrund und Schulkindern ohne Migrationshintergrund nicht nur stärker ausgeprägt, sondern zudem nicht durch die bisher betrachteten Hintergrundvariablen aufklärbar. Daher erscheint die Suche nach Gründen für diesen spezifischen Leistungsnachteil bei Prozessen des vorschulischen Kompetenzerwerbs notwendig.
Eine Voraussetzung für schulischen Erfolg ist Selbstkontrolle, also die Fähigkeit, eine Handlungstendenz für das Erreichen eines anderen Zieles zu unterdrücken. Kinder, die bereits im Kindergartenalter eine gut ausgeprägte Selbstkontrolle aufweisen, zeigen in ihrem späteren Leben bessere Schulleistungen als Kindergartenkinder mit einer geringeren Fähigkeit zur Selbstkontrolle. Die Fähigkeit zur Selbstkontrolle könnte bei Kindern mit einem türkischen Migrationshintergrund durch kultur- und/oder migrationsspezifische Faktoren geringer sein als die von Kindern ohne Migrationshintergrund. Als kulturspezifischer Faktor ist beispielsweise eine geringere Bewertung von Selbstkontrolle im türkischen Erziehungssystem möglich; als migrationsspezifischer Faktor kommt eine Verminderung der Selbstkontrolle durch migrationsbedingte Stressoren in Betracht.
Daher war die zentrale Frage der vorliegenden Dissertation, ob Kindergartenkinder mit einem türkischen Migrationshintergrund eine geringere Selbstkontrolle zeigen als Kindergartenkinder ohne Migrationshintergrund. Ein bewährtes Paradigma zur Erfassung von Selbstkontrolle bei Kindergartenkindern ist der Belohnungsaufschub, die Fähigkeit auf eine sofortige, kleinere Belohnung zugunsten einer späteren aber größeren Belohnung zu verzichten. In einer Literaturübersicht (Artikel 1) wurde sich mit verschiedenen Paradigmen zur Erfassung des Belohnungsaufschubes beschäftigt. Dabei wurden Probleme in der konvergenten Validität der bestehenden Methoden festgestellt. Das Warteparadigma scheint den Belohnungsaufschub im Kindergartenalter am adäquatesten zu erfassen, zeigt jedoch nur eine geringe Re-Test Reliabilität. Aus diesem Grund wurde eine neue Variante der klassischen Warteaufgabe, die Sanduhraufgabe, auf ihre prognostische Validität und Re-Test Reliabilität geprüft (Artikel 2). Die Sanduhraufgabe, gemessenen im Kindergartenalter, besitzt eine ausreichende Re-Test Reliabilität und Vorhersagekraft für mathematische Kompetenzen und Verhaltensauffälligkeiten am Ende der ersten Klasse.
Mit dieser Aufgabe wurde die zentrale Frage der vorliegenden Dissertation, ob Kindergartenkinder mit einem türkischen Migrationshintergrund eine geringere Selbstkontrolle zeigen als Kindergartenkinder ohne Migrationshintergrund, untersucht (Artikel 3). Zur Differenzierung zwischen kultur- und migrationsspezifischen Faktoren wurde hierbei die Selbstkontrollfähigkeit von Kindergartenkindern mit unterschiedlichem Migrationshintergrund (türkisch vs. andere) verglichen sowie die von deutschen und türkischen Kindern ohne Migrationshintergrund. Die in Deutschland untersuchten Gruppen (ohne Migrationshintergrund, türkischer Migrationshintergrund und Migrationshintergrund aus anderen Ländern) unterschieden sich nicht in ihrer Selbstkontrolle. Damit scheint der spezifische Leistungsnachteil von Kindern mit einem türkischen Migrationshintergrund im deutschen Bildungssystem nicht durch vorschulische Unterschiede in der Fähigkeit zur Selbstkontrolle erklärbar zu sein. Allerdings wiesen die türkischen Kinder ohne Migrationshintergrund eine geringere Selbstkontrolle auf als die deutschen Kinder ohne Migrationshintergrund. Die Ergebnisse wurden bezüglich ihrer Aussagekraft über mögliche kultur- und migrationsspezifische Einflussfaktoren auf die Selbstkontrolle von Kindergartenkindern diskutiert.
Basierend auf dem im Wissenschaftskontext diskutierten Postulat, dass ADHS-Symptomatiken auf Defizite in der Selbstregulation zurückzuführen sind, befasst sich die vorliegende Arbeit auf theoretischer und empirischer Ebene mit verschiedenen Facetten kognitiver und emotionaler Selbstregulation bei Kindern mit ADHS.
In diesem Zusammenhang wurde unter Verwendung eines computerbasierten Task-Switching-Paradigmas die kognitive Flexibilität von Kindern mit und ohne ADHS in den Blick genommen. Hierbei zeigte sich, dass die Bewältigung des flexiblen Aufgabenwechsels vergleichsweise höhere Anforderungen an die ADHS-betroffenen Kinder stellt. So ließen sich im Task-Switching-Paradigma zwar bezüglich der generellen Wechselkosten keine Gruppenunterschiede auffinden. Jedoch wurden für die ADHS-betroffenen Kinder signifikant höhere spezifische Wechselkosten aufgefunden als für die Kontrollkinder. Dieser Gruppenunterschied war auch dann zu beobachten, wenn Differenzen in der Inhibitionsleistung statistisch kontrolliert wurden.
Im Rahmen einer weiteren Untersuchung, bei welcher der Fragebogen zur Erhebung der Emotionsregulation bei Kindern und Jugendlichen (FEEL-KJ; Grob & Smolenski, 2005) zum Einsatz gebracht wurde, wurde zudem überprüft, ob sich Kinder mit und ohne ADHS im Hinblick auf die von ihnen im Alltag angewandten Strategien der Emotionsregulation unterscheiden. Zusammengenommen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Kinder mit ADHS zur Regulation ihrer negativen Emotionen vergleichsweise seltener von adaptiven Strategien Gebrauch machen, während sich im berichteten Gebrauch von maladaptiven Strategien keine Gruppenunterschiede zeigten. Des Weiteren wurde deutlich, dass diejenigen ADHS-betroffenen Kinder, die in ihrem Alltag besonders selten adaptive Emotionsregulationsstrategien einsetzen, auch besonders stark unter psychosozialen Beeinträchtigungen leiden.
Schließlich wurde in einer anwendungsorientierten Studie untersucht, welchen Beitrag der kombinierte Einsatz selbstberichtsbezogener und computergestützter Messungen der Selbstregulation zur Absicherung von ADHS-Diagnosen leistet. Hierbei wurden im Rahmen von ROC-Analysen für (1.) eine computerbasierte GoNoGo-Aufgabe, (2.) die Impulsivitätsskala des Inventars zur Erfassung von Impulsivität, Risikoverhalten und Empathie bei 9- bis 14-jährigen Kinder (IVE; Stadler, Janke & Schmeck, 2004) und (3.) den z-transformierten Summenwert aus beiden Verfahren die jeweilige diagnostische Sensitivität und Spezifität bestimmt. Dabei konnte nur für das kombinierte Messverfahren ein klinischer Cut-Off-Wert bestimmt werden, der eine perfekte Sensitivität bei gleichzeitig zufrieden stellender Spezifität gewährleistete. Folglich belegen die Studienergebnisse insgesamt gesehen, dass selbstregulationsbezogene Messverfahren einen Beitrag zur ADHS-Diagnosestellung leisten können, wobei eine Kombination mehrerer Messverfahren zu einer deutlich gesteigerten Diskriminationsfähigkeit führt.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass den Ergebnissen der vorliegenden Dissertationsschrift folgend ADHS als eine Störung der Selbstregulation beschrieben werden kann. Im Speziellen unterstützen die gewonnenen Befundmuster die in der Forschung zunehmend diskutierte Auffassung, dass ADHS auf divergente Selbstregulationsdefizite zurückzuführen ist, die sich sowohl auf die kognitiven als auch auf die emotionalen Facetten der Selbstregulation beziehen. Dieses Wissen kann aus anwendungsbezogener Perspektive einen zentralen Beitrag zur Verbesserung der diagnostischen und therapeutischen Praxis leisten.
The Behavioral Inhibition System (BIS) as defined within the Reinforcement Sensitivity Theory (RST) modulates reactions to stimuli indicating aversive events. Gray’s trait Anxiety determines the extent to which stimuli activate the BIS. While studies have identified the amygdala-septo-hippocampal circuit as the key-neural substrate of this system in recent years and measures of resting-state dynamics such as randomness and local synchronization of spontaneous BOLD fluctuations have recently been linked to personality traits, the relation between resting-state dynamics and the BIS remains unexplored. In the present study, we thus examined the local synchronization of spontaneous fMRI BOLD fluctuations as measured by Regional Homogeneity (ReHo) in the hippocampus and the amygdala in twenty-seven healthy subjects. Correlation analyses showed that Gray’s trait Anxiety was significantly associated with mean ReHo in both the amygdala and the hippocampus. Specifically, Gray’s trait Anxiety explained 23% and 17% of resting-state ReHo variance in the left amygdala and the left hippocampus, respectively. In summary, we found individual differences in Gray’s trait Anxiety to be associated with ReHo in areas previously associated with BIS functioning. Specifically, higher ReHo in resting-state neural dynamics corresponded to lower sensitivity to punishment scores both in the amygdala and the hippocampus. These findings corroborate and extend recent findings relating resting-state dynamics and personality while providing first evidence linking properties of resting-state fluctuations to Gray’s BIS.
The purpose of the present study was to examine the effects of cooperative training strategies to enhance students' socioscientific decision making as well as their metacognitive skills in the science classroom. Socioscientific decision making refers to both “describing socioscientific issues” as well as “developing and evaluating solutions” to socioscientific issues. We investigated two cooperative training strategies which differed with respect to embedded metacognitive instructions that were developed on the basis of the IMPROVE method. Participants were 360 senior high school students who studied either in a cooperative learning setting (COOP), a cooperative learning setting with embedded metacognitive questions (COOP+META), or a nontreatment control group. Results indicate that students in the two training conditions outperformed students in the control group on both processes of socioscientific decision making. However, students in the COOP+META condition did not outperform students in the COOP condition. With respect to students' learning outcomes on the regulation facet of metacognition, results indicate that all conditions improved over time. Students in the COOP+META condition exhibited highest mean scores at posttest measures, but again, results were not significant. Implications for integrating metacognitive instructions into science classrooms are discussed.
Recent psychophysical research supports the notion that horizontal information of a face is primarily important for facial identity processes. Even though this has been demonstrated to be valid for young adults, the concept of horizontal information as primary informative source has not yet been applied to older adults’ ability to correctly identify faces. In the current paper, the role different filtering methods might play in an identity processing task is examined for young and old adults, both taken from student populations. Contrary to most findings in the field of developmental face perception, only a near-significant age effect is apparent in upright and un-manipulated presentation of stimuli, whereas a bigger difference between age groups can be observed for a condition which removes all but horizontal information of a face. It is concluded that a critical feature of human face perception, the preferential processing of horizontal information, is less efficient past the age of 60 and is involved in recognition processes that undergo age-related decline usually found in the literature.