Kognitive Kontrolle und Selbstregulation

Aufrecht relevanter Infos

1. A nicht B

2. AX Aufgabe

3. N-back Aufgabe

Hemmung automatischer Handlung

1. Stroop-Task

2. Stoppsignal

3. Go-Nogo

Selbstregulation

• Marshmallow Test

Definition

• übergeordnete kognitive Prozesse

• modulieren senorische, motorische, emotionale und kognitive Prozesse

• optimale Anpassung an aktuelle Aufgabenanforderungen oder Zielsetzung

• Volition (willentliche Kontrollprogramme)

• Exekutive Funktionen (neuronale Grundlage)

= Kognitive Kontrolle durch eine einheitliche Kontrollinstanz

• Zentrale Exekutive / zentrale Steuerinstanz (Koordination), nicht weiter spezifiziert (s. Gedächtnis)

= supervisory attentional system

• automatische Aktivierung und intentionale Handlungssteuerung

• Vielzahl von Handlungen beruht auf erlernten (Verhaltens-)Schemata

  • unter bestimmten Auslösebedingungen aus dem Langzeitspeicher abgerufen

  • automatisch ablaufen

• mögliche Auslösung von konkurrierenden Schemata

  • stärkstes aktiviertes Schema setzt sich durch

  • beruht stark auf Gewohnheiten und individuelle Lernerfahrungen

Modulation

• Unterdrückung starker Gewohnheiten und emotionaler Impulse

• Überwachung gefährlicher und schwieriger Handlungen

• Ausführung wenig geübter oder neuerer Handlungsabläufe

• Planungs- und Entscheidungsprozesse

• Überwachung / Korrektur bei Fehlern

> statt A aus LZG Auswahl von Alternativschema (wird nächstes Mal stärker aktiviert)

• grün: Stimuli aus der Umwelt treffen auf Wahrnehmungsapparat und lösen ein Schema aus

• orange: “contention scheduling”, reguliert Schemata schnell und automatisch und stellt sicher, dass das richtige Schema aktiviert wird

• rot: SAS kontrolliert, indem es bewusst (aber langsamer) Einfluss auf die Auswahl des Schemas nimmt

• lila: Handlung die ausgeführt wird, kann wiederum als Auslöser eines neuen Schemas dienen

Komponente

• Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit

• Konzentration und selektive Ausrichtung der Aufmerksamkeit

• Teilung der AUfmerksamkeitsressourcen

• Inhibition irrelevanter Reize

• Aufmerksamkeitswechsel

• Vorbereitung von Reaktion nach einem Verzögerungsintervall

Aufrechterhalten irrelaver Infos

• Aufgabe: Objekt wird sichtbar unter Tuch A hervorgezogen und unter Tuch B versteckt; Wo ist das Tuch versteckt?

• Funktion: Untersuchung der Fähigkeit von Söuglingen und Kleinkindern, relevante Informationen zu selektieren und ursprüngliche Handlungstendenzen zu unterdrücken

• Erfolge: erste Erfolge 7-9 Monate, aber auch mit 12 Monaten noch viele Fehler

  • Entwicklungsfortschritt hängt nicht mit AG-Kapazität zusammen, sondern auch mit Fähigkeit irrelevante Informationen zu hemmen

“continuous performance task”

• Vorschau von Buchstabenreihe

  • Taste drücken, wenn auf einen Hinweisreiz (A) ein Zielreiz (X) folgt

• Kombinationen: AX (70%), BX/AY/BY (30%)

• besonders lateraler Präfrontaler Kortex für Aufrechterhaltung relevanter Ziele rekrutiert

• Kind bis 9 Jahre: schlechte Leistung

• Kinder ab 12 Jahren: verzögere RT in AY-Durchgängen (Hemmung)

• ab 65: Abnahme der Fähigkeit der aktiven Aufrechterhaltung

EE: Hämmerer (2011)

• Probanden: n=182 (Kinder, Jugendliche, junge und ältere Erwachsene)

• Aufgabe mit EEG-Messung

  • Vorschau bunter Quadrate, Tastendruck wenn auf Hinweisreiz, Zielreiz folgt

• Hypothesen:

  • ERP/EKP, Handlungsunterdrückung und motorische Aktivierung für Kinder und Jugendliche geringe Ampöitude als für Erwachsene

  • Ältere Erwachsene zeigen im Vergleich zu lügnern eine reduzierte Amplutde für Hinweisreizverarbeitung und Konfliktüberwachung

• Ergebnisse;

  • Kinder und Jugendliche machen mehr Fehler als Erwachsene (hypothesen konform)

• mehrer Reize werden nacheinander gezeigt

  • durch Tastendruck angeben, wenn Reiz identisch zum Reiz des n-ten Durchgangs davor ist

• je mehr n-back (Druchgänge, dir zurück gedacht werden müssen), desto mehr Aktivierung im lateralen PFC und linken anterioen PFC

• 10-12 Jahre: Leistung in 1-back Aufgaben wie bei Erwachsenen

• Aufrechterhaltungen interferierender Reize über Kindheit und Jugend ausgebaut

• 70-80: abnehmende Leistung in 2- oder 3-back Aufgaben und später für 1-back Aufgaben

Hemmung automatischer Handlungstendenzen

• Farbnamen in kongruenter oder inkongruenter Farbe

  • Farberkennungsaufgabe

• verlangsamte Reaktionszeit bei inkongruentem Durchgang, da Wortbedeutung gehemmt werden muss

• Aktivierung im DLPF, inferionen PFC und ACC, lateraler PFC

• Beginn der Entwicklung ab Lesefähigkeit, Kindheit bis Jugend zunehmende Leistungsfähigkeit, abnehmende Leistung bei älteren Erwachsenen

EE: Adleman (2002)

• Erwachsene (n=30), Kinder mit Lesefähigkeit (n=8)

• mit steigendem Alter steigt Aktivierung im linken ACC und auch Leistung im Test

  • ACC: Kontrollprozesse, Fehlerdetektion

• schnellstmögliche Reaktion auf zwei Reize

  • z.B. Auto = links drücken, Bäume = rechts drücken

• nach variablem Zeitintervall wird in wenigen Durchgängen ein zusätzlicher Reiz präsentiert pm der bedeutet, dass die Handlung sofort gestoppt werden muss

  • SOA = stimulus onset asyncrony

Hemmung

• Entscheidungsaufgabe zwischen z.B. Konsonanten und Vokabeln

  • auf bestimmtes Target soll nicht reagiert werden

• Fähigkeit, begonne Handlungen zu unterbrechen nimmt in Kindheit deutlich zu

• nur geringe Verschlechterung im Erwachsenenalter

• aktivier rechten inferioren PFC und ACC

• Event-Related Negativity (ERN) bei Fehlern von Kindern und altern Erwachsenen geringer als bei Jugendliche und jungen Erwachsenen

Selbstregulation

• Prozesse, die eine Diskrepanz zwischen einem aktuellen Zustand und einem intendierten Zustand (z.B. einem Wunsch / Ziel) verringern oder beseitigen

• Fähigkeit der Selbstregulation nimmt ab 3 Jahren deutlich zu

• emotionaler Kontext der Situation

Operationalisierung

• Belohnungsaufschub-Paradigma - “delay of gratification”

• Kinder bekommen kleine Belohnung angebot, die sie direkt annehmen kenner. oder (min. 15 Minuten) warten, um eine größere Belohnung zu bekommen

• kleine Belohnung bleibt während Wartezeit vor Kind liegen

• Maße: erfolgreiche Wartezeit, Häufigkeit Wahl der größeren Belohnung

• Kinder bekommen Marshmallow und sollen 20 Minuten warten

  • zweites wenn wiederstanden

• Anreiz offen gezeigt

  • frustrierend für 4-Jährige

  • effektive Strategien (wegschauen, an etwas anderes Denken)

• Fähigkeit der Entwicklung von effektiven Strategien stabil und hat Konsequenzen für spätere Entwicklung

• erfolgreiche Strategiengeneration und -anwendung:

  • als Jugendliche aufmerksameren, konzentrierter, kompetenter und intelligenter eingeschätzt

  • größere Frusttoleranz und Zielverfolgung

EE: Casey (2011)

• Erforschung der neuronalen Basis von Selbstregulation

• 60 Teilnehmer, ca. 44 Jahre (mit 4 an Marshmallow-Test teilgenommen)

• 2 Gruppen

  • high-delayers: langer Belohnungsaufschub

  • low-delayer: kurzer Belohnungsaufschub

• Lösen von Go-NoGo-Tasks

  • “cool”-Bedingung: Bilder mit neutralem Gesichtsausdruck (ein Geschlecht als Target)

  • “hot”-Bedienung: glückliche vs. ängstliche Gesichter (Stimmung als Target)

    • fMRT-Scans

• Ergebnisse

  • keine Unterschiede in “cool”-Bedingung, aber in “hot”-Bedingung mehr Fehler bei low-delayern

  • rechter frontaler inferiorer Gurus (assoziiert mit korrekter Hemmung) in NoGo-Bedingung aktiver als in Go-Bedingung (condition effect)

    • deutliche Aktivierungsunterschiede zwischen Gruppen

    • geringere Fähigkeit der kognitiven Kontrolle (Differenz geringer bei low-delayern)

  • ventrales Striatum: “Belohnunhszentrum”: aktiv bei sofortigen Entscheidungsverhalten (kein delay)

    • zeigt größere Aktivität bei low-delayern, wenn Bilder von glücklichen Gesichtern unterdrückt werden sollen, weil subkortikale Regionen bei low-delayern aktiver sind