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Repräsentation Numerische Aufgaben Lokalisation
Dyskalkulie Übersicht: 1. Erklärungsmodelle 2. Befunde zur Organisation von Rechenprozessen 3. Lokalisation von an Rechen-‐ und Zahlenprozessen beteiligten Hirnarealen 4. Forschungsergebnisse bei Kindern und Jugendlichen 5. Ursachen 1. Erklärungsmodelle: § Single-‐Route-‐Modell (McCloskey et al., 1985) § Multi-‐Route-‐Modell (Cipolotti et al., 1995) § Triple-‐Code-‐Modell (Dehaene, 1992) Erklärungsmodell § Single-‐ Route-‐Modell: * Unterscheidung: -‐ Rechensystem: Notwendig um Rechenoperationen zu verstehen -‐ Zahlenverarbeitungssystem à Output Input McCloskey-‐Modell * Zahlenverarbeitungssystem: -‐ Funktional unabhängige Zahlenverständnis-‐ u. Zahlenproduktionsmodule angenommen -‐ Eingehende Zahleninformation wird in abstrakte, internale Repräsentation übertragen (semantische Repräsentation) à à Nötig um Zahleninformation kognitiven Prozessen zugänglich zu machen à Output Input McCloskey-‐Modell -‐ Repräsentation wird sich als Basismenge vorgestellt -‐ z.B.: 4 x 10³ = 4000; 4 x 10³ u. 2 x 10¹ = 4020 -‐ Zahlenproduktionsmodule übersetzen abstrakte Repräsentation in gewünschtes Ausgabeformat (Output) à McCloskey-‐Modell Output Input McCloskey-‐ Modell ! Singel-‐Route-‐Modell weil nur 1 Verarbeitungsweg vom Input zum Output über abstrakte Repräsentation angenommen wird ! Erklärungsmodell § Multi-‐Route-‐Modell: -‐ Erweiterung des Single-‐Route.Modell -‐ Nimmt 2 Routen an: * Semantische (abstrakte) Route * Asemantische Route: Übertragung v. Inputmodulen in Outputmodule ohne der Zahleninformation eine Bedeutung zuzuordnen à Multi-‐Route-‐Modell Bsp Input arab.Zahl 5 1Eingabesystem arab. Z. 2Verständnis arab. Z. 3Abstrakte Repräsentation 4Produktion arab. Z. in Ausgabesystem für arab. Z. ODER 5Produktion v. Zahlwörtern im Ausgabesystem für geschr. Z. oder 6im Ausgabe-‐ system für gesprochene Z. 2 4 3 5 11 5 6 Multi-‐Route-‐Modell 7Alternativ Weiterleitung von arab. Z. über asemantische Route (ohne Verständnis der Z.) direkt in Ausgabesystem für gesprochene Z. à 771 7 7 Erklärungsmodelle § Triple-‐Code-‐Modell: -‐ Unterscheidet 3 Zahlenverarbeitungsmodule: * Analoge Repräsentation v. Größen (Zahlenstrahl) -‐ Größenvergleiche, Schätzungen * Visuell-‐arabische Repräsentation -‐ In-‐Output in gelesener bzw. geschriebener Form * Auditiv-‐sprachlliche Repräsentation -‐ In-‐Output in gesprochener bzw. geschriebener Form à Triple-‐Code-‐Modell -‐ Jedes Modul hat spezifische Ein-‐ bzw. Ausgangsmechanismen u. ist über Transkodierungsrouten verbunden -‐ T-‐C-‐M geht davon aus, dass abstrakte Repräsentation als zentrales Verbindungsstück zw. In-‐Output nicht existiert -‐ Nimmt andere Form von Repräsentation des Zahlenmaterials an (Repräsentation noch unklar) -‐ Statt Basismenge (S-‐R-‐M) à Zahlenstrahl à Triple-‐Code-‐Modell Triple-‐Code-‐Modell 1 2 3 2.Befunde zur Repräsentation von Rechenprozessen bei Erwachsenen § Studie von Harskamp & Cipolotti (M-‐R-‐M) (2001): -‐ 3 Patienten mit versch. Beeindrächtigungen in einfachen: * Additionsrechnungen * Multiplikationsrechnungen * Subtraktionsrechnungen -‐ Ergebnisse schwer erklärbar mit T-‐C-‐M besser erklärbar mit S-‐R-‐M (1 spezifisches Gedächtnisnetzwerk) à Befunde zur Repräsentation von Rechenprozessen § Studie von Lemer, Dehaen, Spelke & Cohen (2003): -‐ Beeinträchtigungen bei: * Multiplikation gehen einher mit Sprachstörungen (auditiv-‐sprachl. Repräsentation im T-‐C-‐M) * Subtraktion gehen einher mit Mengenwissen (analoge Repräsentation v. Größen T-‐C-‐M) à Befunde zur Repräsentation von Rechenprozessen § Sprach-‐Interferenzstudien von Spelke & Tsivkin (2001): -‐ Sprache spielt eher wichtige Rolle beim Rechnen aber weniger bei Überschlags-‐ rechnungen à Befunde zur Repräsentation von Rechenprozessen -‐ Interferenzen von: * Räumlichen Aufgabenstellungen mit Sub-‐ traktionsrechnen aber nicht mit Multiplikation * Sprachlichen Aufgabenstellungen mit Multiplikation aber nicht mit Subtraktion -‐ Die unterschiedlichen Interferenzen weisen auf heterogene neuronale Basis für Rechen-‐ operationen 3. Lokalisation von an Rechen-‐ u. Zahlenverarbeitungsprozessen beteiligte Hirnareale § Dehaene & Cohen (1995): -‐ Hypothese: Beide Hemisphären können arab. Ziffern verarbeiten aber nur linke hat Zugang zur sprachlichen Repräsentation v. Ziffern u. zum verbalen Gedächtnis für einfaches arithmetisches Faktenwissen T-‐C-‐M u. vermutete Lokalisationen Repräsentation Numerische Aufgaben -‐Zahlwörter verarbeiten -‐Zählen Linke frontale -‐Abruf von Faktenwissen bei einfacher Addition u. inferiore Areale Multiplikation -‐Arabische Ziffern verarbeiten -‐Gleich-‐Ungleich-‐ Relationen -‐Kopfrechnen mit mehrstelligen Zahlen -‐Verarbeitung analoger Repräsentationen Bilateral parietale -‐Zahlenvergleiche -‐Überschlagsrechnungen Areale -‐Schätzungen Verbal Visuell Analog Lokalisation Bilateral occipito-‐ temporale Areale Lokalisation § Dehaene et al. (1999) konnten erstmals eine Zuordnung zu speziellen Hirnarealen durch fMRT belegen: (fMRT=funktionelle Magnetresonanztomografie) -‐ Schätzen mit biparietaler Aktivierung verbunden -‐ Exaktes Rechnen mit präfrontaler Aktivierung links verbunden à Lokalisation § Diese Befunde stützen 2 Module v. T-‐C-‐M: -‐ Die Annahme einer: *analogen Repräsentation v. Größen *auditiv-‐sprachlichen Repräsentation Lokalisation § Im Zusammenhang mit Rechenprozessen fanden Menon et al., 2000 heraus: -‐ Präfrontale Aktivierung variieren mit Aufgaben-‐ geschwindigkeit -‐ Parietale Aktivierung mit Aufgabenspezifität v. Rechenprozessen Lokalisation § Aktuelle Studien stützen Dehaenes Annahme: Zerebrale Verortung abstrakter Repräsentationen von Größen im HIPS (horizontales Segment des bilateralen intraparietalen Sulcus) § Einige Studien sprechen für spezif. Aktivierung des HIPS bei Vergleichsbeurteilungen v. Zahlen Lokalisation § Butterworth (2001) u. Pesenti et al., (2001): Rechenexperten können episodisches Gedächtnis bei anspruchsvollen Rechenprozessen aktivieren § Befunde bildgebender u. elekrischer Stimulationsstudien stützen Annahme zweier zerebraler Routen 4.Studien bei Kindern/Jugentl. § Keine ausreichend gesicherten Erkenntnisse, da fMRT-‐Studien schwierig in Durchführung § Aster et al. (2002): fMRT-‐Studie mit normal entwickelten 9-‐12 Jährigen -‐ Zeigten beim Schätzen keine spezifische parietale Aktivierung, greifen noch nicht auf abstrakte mentale Zahlenlinien zurück Studien bei Kindern/Jugendlichen § Molke et al. (2003): Studie mit Jugendlichen mit Turner-‐Syndrom und Dyskalkulie -‐ Hirnanomalien des IPS (intraparietaler Sulcus) gehen mit vermehrtem Auftreten von Rechenstörungen einher à Studien bei Kindern/Jugendlichen § Schlussfolgerung: -‐ Neuronale Korrelate sind bei Kindern nicht ausreichend belegt à daher fällt Erstellung von einem Entwicklungsmodell schwer Studien bei Kindern/Jugendlichen § Studie von Schuchardt & Mähler (2010): -‐ Unterschiede in Leistungsbeeinträchtigung bei Kindern mit RS u. mit RS + LRS *des Arbeitsgedächtnisses *bei basalem arithmetischen Faktenabruf *numerischen Basiskompetenzen à Studien bei Kindern/Jugendlichen -‐ Ergebnisse: *Alle weisen Defizite in allen 3 Bereichen auf *RS + LRS größere Defizite als nur RS-‐Kinder *RS –K. nur Beeinträchtigung des visuell-‐räuml. Gedächtnisses *RS + LRS zusätzlich B. der phonologischen Schleife, des visuell-‐räuml. Notizblocks u. der zentralen Exekutive *Grundschüler: Normale Kinder doppelt so viel Faktenwissen wie RS-‐Kinder *RS-‐K.: Kein autom. Abruf, verwenden zeitaufwendige fehlerhafte Strategien wie: Zählen, Zahlen zerlegen 5. Weitere Ursachen: § Zwillingsstudie von Alarcon et al., 1995: -‐ Übereinstimmungen bei: *Eineiigen 58% *Zweieiigen 39 % à Genetischer Faktor wahrscheinlich à Weitere Ursachen § Dyskalkulie bei versch. genetisch Syndromen: -‐ Turner Syndrom -‐ Phenylketonurie -‐ Fragilen-‐X-‐Syndrom -‐ Williams-‐Beuren-‐Syndrom -‐ Fetalen Alkoholsyndrom -‐ Bei Epilepsie am häufigsten à Weitere Ursachen § Es bestehen Zweifel darüber ob Entstehen von Dyskalkulie bei Mädchen u. Jungen die gleiche Ursache hat: -‐ Neurologische Symptome bei Mäd. seltener § Shalev et al., 2000: -‐ Fanden Wechselbeziehung zw. Verhaltenstörungen u. Dyskalkukie heraus Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Susanne Schneider
