Planen und Flexibilität
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Verschiedene neuropsychologische Leistungen • Gedächtnis • Sprache • Exekutive Funktionen • Zahlenverarbeitung und Rechnen • Kognitives Schätzen • Theory of Mind • Risikoverhalten Exekutive Funktionen: Begriffsbestimmung Kontroll- und Steuerungsprozesse, die uns dazu befähigen, planmäßig aber flexibel, zielgerichtet und effektiv zu handeln. Zugeordnete Begriffe: • Antizipation • Planung • Handlungsinitiierung • kognitive Flexiblität/ Umstellungsfähigkeit („switching“) • Koordinierung von Informationen/ Prozessen • Sequenzierung und Zielüberwachung Smith & Jonides (1999): 5 Komponenten exekutiver Funktionen Aufmerksamkeit und Inhibition • Fokussierung d. Aufmerksamkeit auf handlungsrelevante Infos/ Prozesse • Hemmung irrelevanter Informationen/ Prozesse Ablauforganisation („Task Management“) • Erstellen e. Ablaufprotokolls für eine komplexe Handlung, die rasche Wechsel zw. den beteiligten Komponenten erfordert Planen • Planung der Abfolge von Handlungsschritten zur Zielerreichung Überwachung („Monitoring“) • Fortlaufende Prüfung u. Akutalisierung d. Inhalte im Arbeitsgedächtnis zur Bestimmung d. jeweils nächsten Schritts in einer Handlungsfolge Kodierung • Kodierung v. Repräsentationen im Arbeitsgedächtnis nach der Zeit und dem Ort ihres Auftretens Modell von Norman & Shallice (1986) 2 Systeme für Automatisierte „Routine“ - Handlungen: Contention Scheduling Beispiel: Weg nach Hause Neue, nicht routinierte Handlungen: Supervisory Attentional System Beispiel: Hindernisse, Umleitung Konzept der somatischen Marker (Damasio, 1991) • Somatische Marker = alle positiven und/ oder negativen Reaktionen d. autonomen Nervensystems, die mit dem Erleben e. bestimmten Situation verknüpft werden. • Diese meist impliziten affektiven Bewertungen werden zusammen mit expliziten Gedächtnisinhalten (Vorerfahrungen) aufgerufen und können gerade in sozialen Situationen eine Tendenz für oder gegen die Ausführung e. Verhaltensantwort verstärken. • Bsp: „Ungutes Gefühl im Bauch“ kann dazu führen, dass der Handlungsbereite innehält und die beabsichtigte Handlung unterlässt, um längerfristige negative Folgen zu vermeiden • Test: Messung des elektrodermalen Hautwiederstands (=somatische Körpersignale) => Belege, dass bei Patienten mit Läsionen d. ventro-medianen PFK nicht mehr „automatisch“ erfolgt „Dysexekutives Syndrom“ (Baddeley, 1986) Störungen: • Planen, Problemlösen • Handlungsinitiierung • Flüssigkeit • Schätzen • Neigung zu Perseverationen • verschiedene Enthemmungsphänomene Neurobiologische Grundlage exekutiver Funktionen • weit über das Frontalhirn hinausgreifende Netzwerke • v.a. dorsolateraler präfrontaler Kortex, wahrscheinlich, da enorme Faserverbindungen innerhalb seiner Grenzen u. Verbindungen mit fast allen anderen Hirnregionen -> globale Wirkung auf Mechanismen d. ZNS, beeinflußt viele Hirnstrukturen u. wird seinerseits viel beeinflußt • “Stirnhirn = zentrales Forum d. Gehirns, in dem Informationen aus allen Provinzen d. Organismus zusammengeführt werden, um dort durch ein hochspezialisiertes intrinsisches (intrakortikales) Fasersystem “vor Ort” zusammengebunden u. auf diese Weise miteinander in komplexester Weise in Wechselwirkungen treten zu können” • => exekutive Defizite v.a. bei diffusen Gewebsschäden unter maßgeblicher Beteilung d. Stirnhirns Planen und Handeln & Kognitive Flexibilität Themen • Konzepte und Theorien zum Planen und Handeln und zur kognitiven Flexibilität • Neuroanatomische Korrelate • Testverfahren • Ausgewählte Studien zu Dysfunktionen des Planens, Handelns und der kognitiven Flexibilität Konzepte zum Planen und Handeln und zur kognitiven Flexibilität 4 Theorien/ Konzepte: • Pibram (1973, 1987) • Bernstein (1965, 1967, 1975) • Shallice (1982, 1988) • Luria (1960, 1966, 1980, 1967 Basieren auf kognitionspsychologischen Modellen d. Informationsverarbeitung Klinische Theorie, „typisches Frontalhirnsyndrom“ Gemeinsamkeit: Komplexer kognitiver Verarbeitungsprozess in fünf zentralen Komponenten 1. Informationsanalyse, d.h. die Exploration e. physikalischen u./ oder psychologischen Umfelds 2. Planungsprozess in neuen und unbekannten Situationen a) Als aktives, Aufmerksamkeit erforderndes Entwerfen von Handlungsmodellen bzw. Strukturen von Handlungsfolgen b) als Antizipationsprozess (Intuition), wenn die Informationsanalyse der aktuellen Situation keinen Hinweis zur Problemlösung ergibt 3. Der automatische Abruf von bereits verfügbaren Plänen bzw. Programmen in Routinesituationen Präfrontaler Kortex 4. Das Ausführen von Handlungen 5. Kontrolle von Handlungen durch Rückkopplungsprozess, der einen Vergleich zwischen aktueller Handlung u. Handlungsplan ermöglicht Pribrams Modell Miller (1960): als Reaktion auf Behaviorismus kybernetisches Modell: Verhalten = koordinierte Folge von Handlungen und Prüfungen, die durch eine hierarchische, nicht sequentielle Struktur koordiniert wird Erweiterung durch Pribram (1973): Bedeutung informationstragender Hinweise („cues“), ergeben sich aus Kontext und beeinflussen Verhalten „flexible noticing orders“ -> ermöglichen, sich kontextabhängig u. –adäquat zu verhalten, inadäquate Handlungen zu unterlassen Frontalhirn für Planung u. Strukturierung von Verhalten zuständig: • Frontolimbisch: episodisches Prozessieren (retrorolandisch: automatisch ablaufendes Verhalten) • Dorsolateraler Präfrontaler Kortex: im Feedforward-Modus stattfindende Verarbeitung d. ständigen Inputs aus Peripherie zur Konstruktion von Modellen zur Modifzierung nachfolgenden Verhaltens -> enge Verknüpfung zu Kurzzeitgedächtnis -> morphologische Substrat: enge Verbindung v. dorsolateralem pf K & Hippocampus Bernsteins Theorie d. Steuerung d. Bewegungsapparats Physiologischer Aspekt: Frontalhirn = Ausgangssystem steuert Ausführung d. Bewegungen, ihre Initiative und Programmierung u. Formulierung v. Strategien Retrorolandischer Kortex = Eingangssystem: Informationsanalyse u. Wahrnehmung Frontalhirn bildet „mentale Repräsentation“ einer intendierten Bewegung 2 Kategorien der wahrnehmbaren Welt: - vergangenes/ gegenwärtiges u. zukünftiges, letzteres durch Exploration -> durch Abruf v. Erfahrungen + aktuelle Information über aktuellen Kontext Basis jeder Bewegung: „Modellierung des Künftigen“ Programmierung von Bewegung = Interpolationsprozess zw. Aktuellem u. zukünftigem, durch das kognitive System • Auswahl mögl. Verläufe = Wahl zw. Raschem, weniger gut abgesicherten Prozessen u. langsamen, zuverlässigen Einschätzungen • Korrekturen über Rückkopplungsprozess Das Konzept der „Managerial Knowledge Units (MKUs)“ (Grafman, 1994, 1999) hierarchische Organisation erfahrungsabhängiger Wissensstrukturen SECs = structured event complexes - Makrowissen - umfassen Informationen über Handlungsabläufe (Skripte) - aber auch über Rahmenbedingungen von Handlungen eines ganzen Sets von Ereignissen, Ideen und Vorstellungen MKUs die hierarchisch auf der höchsten Stufe stehenden SECs = managerial knowledge units (MKUs) beteiligt bei: - bei kognitiven Plänen - sozialem Verhalten - Organisation des Wissens MKUs bestehen aus: Informationen über eine sinnvolle Reihenfolge einzelner Handlungen innerhalb einer komplexen Sequenz von Handlungen - physischer Art (z.B. Tasse füllen bevor man trinken kann) - kultureller Art (z.B. wissen, dass die meisten Menschen sich abends die Zähne putzen) MKUs = erfahrungsabhängige Lösungswege MKUs MKUs = erfahrungsabhängige Lösungswege Aktivierung von MKUs: abhängig von der Frequenz des Einsatzes MKUs bilden sich im Laufe der Entwicklung und nehmen an Differenziertheit zu Lurias klinische Theorie 3 anatomisch u. funktonal unterschiedliche Basiseinheiten des Gehirns: • Regulation d. allgmeinen mentalen Tonus u. Wachheitsgrades -> subkortikal, v.a. Formatio reticularis • Rezeption, Analyse und Speicherung von Information -> retrorolandischer Kortex • Programmierung, Regulation, Überwachung u. Evaluation v. Aktivitäten, Regulation durch Überprüfung v. Intention u. Handlung -> v.a. frontal Typische Symptome von „Frontalhirnpatienten“ • einfache Handlungen ok, Probleme bei Ausführung komplexer Programme – zumindest, wenn sie nicht vorstrukturiert sind • Störung d. Auswahl einzelner Handlungsprogramme • Verlust der Verhaltenskontrolle durch mangelnde Feedbackschleifen • Verlust der willkürlichen Regulierung von Bewegungen durch Sprache Neuroanatomische Korrelate Frontalhirn Funktionskarte des Frontallappens Testverfahren • Stroop-Paradigma • Verbale und nonverbale Flüssigkeitsaufgaben • Turm von Hanoi/ Tower of London • Wisconsin Card Sorting Test • Dual Task • Multitasking Stroop-Paradigma 1: Wörter lesen 2: Farben benennen 3: Interferenzbedingung: lesen od. benennen 1+2: Verarbeitungsgeschwindigkeit 3-1 od. 3-2: Interferenzanfälligkeit Stroop-Test: EnDis 1: Tiernamen nennen 2: Tiernamen nennen 1: Verarbeitungsgeschwindigkeit 2-1: Interferenzanfälligkeit Verbale Flüssigkeitsaufgaben Prinzip: Nennen von Wörtern mit restriktiven Suchbedingungen in vorgegebener Zeit Aufgabentypen: • formallexikalisch: vorgegebener Buchstabe, z.B. F, A, S • semantisch: vorgegebene Kategorie, z.B. Supermarkt • alternierend: abwechselnd Wörter aus 2 Kategorien, z.B. Gemüse/ Kleidungsstücke Sehr sensitive Marker für kognitive Störungen Verbale Flüssigkeitsaufgaben Verarbeitungsgeschwindigkeit Aufmerksamkeit Arbeitsgedächtnis Verbale Flüssigkeit kognitive Flexibilität divergentes Denken basale linguistische Fertigkeiten semantisches Gedächtnis Imagery Suchstrategien Problemlösen Verbale Flüssigkeitsaufgaben: Alternierend: Tiere/ Möbelstücke Auswertung: - Korrekt genannte Wörter - Korrekte Wechsel Exekutive Funktionen Speed Sprache Semantisches Gedächtnis Turm von Hanoi/ Tower of London Der Wisconsin Card Sorting Test • Konzeptbildung • Beibehalten einer Kategorie (-> Ablenkbarkeit) • Set-Shifting (-> Perseverationen) • Verarbeitung von Feedback TAP: Reaktionswechsel (Flexibilität) -> abwechselnd auf Zahl und auf Buchstaben reagieren Multitasking-Aufgabe Multitasking-Aufgabe enthält 3 Aufgaben: • Konstruktionsaufgabe • Wollknäuelaufgabe • Perlenaufgabe Multitasking-Aufgabe Aufgabenziel • innerhalb von 10 Minuten soviel wie möglich Punkte erzielen • alle 3 Aufgaben bearbeiten (alle 3 sind in den 10 Minuten nicht zu schaffen) - rote Teile bringen mehr Punkte - zuerst bearbeitete Teile bringen mehr Punkte Freiheitsgrade • Bearbeitung der Aufgaben in beliebiger Reihenfolge • jederzeit Wechsel zwischen den Aufgaben möglich • Zeit darf durchgängig kontrolliert werden Regeln Perlenaufgabe: - nach jeder Perle Deckel wieder schließen - Perlen in alternierender Reihenfolge sortieren - nur 1 Perle auf einmal Wollknäuelaufgabe: - Antworten links notieren - ansonsten nichts auf das Aufgabenblatt schreiben Multitasking-Aufgabe Indices Gedächtnis - Regeln • unmittelbar (freier Abruf und Abruf mit Hinweisreiz) • retrospektiv (freier Abruf und Abruf mit Hinweizreiz) Planung • Aufgabenanzahl, Aufgabenreihenfolge, roter Plan, Metapläne Aufgabendurchführung • Pluspunkte: bearbeitete Teile, Aufgabenwechsel • Minuspunkte: Regelbrechungen Planeinhaltung • Aufgabenanzahl, Aufgabenreihenfolge, roter Plan Monitoring • Aufgabenanzahl, Aufgabenreihenfolge, roter Plan, Metapläne, • Selbsteinschätzung, Regelbrechungen Baddeley´s Modell des Working Memory Artikulatorische Zirkulationsschleife Zentralprozessor Visuelle Zirkulationsschleife Dual-Task-Aufgaben TAP: Geteilte Aufmerksamkeit -> gleichzeitig auf visuelle und akustische Reize achten Burgess et al. (1999): The Cognitive and neuroanatomical correlates of multitasking 3 Komponenten des Multitasking: • retrospektives Gedächtnis • prospektives Gedächtnis • Planen anteriorer u. posteriorer G. Cinguli Areae 8, 9, 10 u. rechter dorsolateraler präfrontaler Kortex
