Gehirnwellen messen, um zu verstehen, wie Kinder ihre Aufmerksamkeit richten
Was kann ein fortgeschrittenes EEG über die Aufmerksamkeit junger Menschen aussagen?
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Forscher nutzen Elektroden, um die Gehirnaktivität von Kindern während der Bearbeitung von Aufgaben zu messen. Das Verständnis dieser Gehirnaktivität kann Hinweise darauf liefern, wie Lehrkräfte die Lernumgebung für Kinder unterschiedlichen Alters und unterschiedlicher Fähigkeiten optimieren können. Im zweiten Teil eines dreiteilige Serie, kognitiver Neurowissenschaftler Paul Matusz zeigt, was das EEG über die Entwicklung der Aufmerksamkeit aussagt und wie multisensorische Umgebungen das Lernen von Kindern beeinflussen können.
Aufmerksamkeit in multisensorischen Umgebungen wie Schulen
Stellen Sie sich eine Gruppe Kinder vor, die den Satz des Pythagoras lernen. Die Lehrkraft steht vorne im Klassenzimmer, erklärt den Satz und veranschaulicht ihn. Stellen Sie sich nun laute Bauarbeiten direkt vor der Tür vor: Das würde das Lernen erheblich erschweren. Mehrere Sinne spielen beim Lernen eine Rolle, das ist klar. Doch die Forschung darüber, wie Kinder aufmerksam lernen, konzentriert sich oft auf rein visuelle Prozesse.
Wenn Erwachsene eine Aufgabe ausführen, die konzentrierte Aufmerksamkeit erfordert, Sie sind leichter abgelenkt. wenn etwas sowohl ihren Seh- als auch ihren Hörsinn stimuliert und nicht nur einen Sinn – zum Beispiel, wenn sich jemand in ihrem Sichtfeld bewegt und dabei laut spricht. Multisensorische Informationen werden anders verarbeitet Im Gehirn werden Dinge verarbeitet, die wir nur sehen oder hören können. Daher können EEG-Studien, die die Aufmerksamkeit ausschließlich anhand visueller (oder auditiver) Informationen untersuchen, nicht erklären, wie das Gehirn in alltäglichen, multisensorischen Umgebungen wie Schulen aufmerksam ist.
„Wenn Kinder älter werden, und insbesondere nach dem Eintritt in die formale Schulbildung, werden sie im Allgemeinen besser darin, relevante visuelle Informationen wahrzunehmen.“
Visuelle und multisensorische Aufmerksamkeitsfähigkeiten entwickeln sich unterschiedlich
Meine Kollegen und ich untersuchen, wie sich kognitive Prozesse und die ihnen zugrunde liegenden Hirnmechanismen im Laufe des Lebens verändern. Dies ist entscheidend, um zu verstehen, wie Schüler unterschiedlichen Alters im Unterricht lernen. Mit zunehmendem Alter, insbesondere nach dem Eintritt in die Schule, gelingt es Kindern im Allgemeinen besser, relevante visuelle Informationen wahrzunehmen.
Paradoxerweise lassen sich jüngere Kinder tendenziell weniger ablenken als ältere Kinder und Erwachsene. multisensorische InformationenInsbesondere bei schwierigen Aufgaben. Suchen beispielsweise sechs- oder siebenjährige Kinder nach bekannten Objekten, wie farbigen Formen auf einem Bildschirm, wird ihre Suchgeschwindigkeit nicht durch audiovisuelle Ablenkungen beeinträchtigt, selbst wenn viele Objekte vorhanden sind. Bei älteren Kindern und Erwachsenen hingegen beeinflussen diese Ablenkungen die Suchgeschwindigkeit. Diese faszinierenden Erkenntnisse widersprechen der gängigen Theorie, Kinder seien „leichter ablenkbar als Erwachsene“. Dennoch wissen wir noch immer sehr wenig über die Rolle der Aufmerksamkeit beim Lernen, insbesondere im Kontext multisensorischer Informationen und unterrichtsrelevanter Lernmaterialien.
„Paradoxerweise lassen sich jüngere Kinder tendenziell weniger ablenken als ältere Kinder und Erwachsene.“ multisensorische Informationen„insbesondere wenn die Aufgabe schwierig ist.“
Wie können fortgeschrittene EEG-Methoden helfen?
EEG-Forscher verknüpfen spezifische Hirnreaktionen mit bestimmten mentalen Prozessen, beispielsweise mit dem Muster, das auftritt, wenn die Aufmerksamkeit auf ein Objekt gerichtet wird – die sogenannte N2pc-Komponente. Ich hoffe, dass neue, fortschrittliche Methoden es uns ermöglichen werden, die N2pc-Komponente als Ausgangspunkt für die Quantifizierung der Aufmerksamkeit und Lernfähigkeit von Kindern in natürlichen Umgebungen zu nutzen – selbst bei Kleinkindern.
„Wir wissen noch immer sehr wenig über die Rolle der Aufmerksamkeit beim Lernen.“
Ein Ansatz namens „elektrische Neurobildgebung“ erweist sich als deutliche Verbesserung gegenüber der herkömmlichen Methode zur Analyse von EEG-Signalen. Die herkömmliche Methode analysiert Signale an einer bestimmten Stelle der Kopfhaut. Die elektrische Neurobildgebung hingegen analysiert Aktivitätsmuster über Zeit und Raum hinweg, über die gesamte Kopfhaut.
Diese neueren Methoden, die die Hirnaktivität über die gesamte Kopfhaut erfassen, ermöglichen neue Einblicke in die Vorgänge im Gehirn bei Aufmerksamkeitsfokussierung. Wir können untersuchen, wie sich die Aktivitätsmuster in Abhängigkeit von verschiedenen Informationen, Aufgaben oder Kontexten verändern. Mithilfe dieser Methoden können wir diese Muster auch bei Kindern und Erwachsenen vergleichen und so die Entwicklung der Hirnmechanismen nachvollziehen, die schnelle mentale Fähigkeiten wie die Aufmerksamkeit steuern.
Die elektrische Neurobildgebung hat viel über die an kognitiven Funktionen beteiligten Hirnmechanismen enthüllt, doch bisher konzentrierten sich Studien fast ausschließlich auf Erwachsene. Künftig kombinieren Forscher wie ich jahrzehntelange EEG-Erfahrung mit diesen fortschrittlichen EEG-Methoden, um Aufmerksamkeit in Kontexten zu untersuchen, in denen traditionelle Studien an ihre Grenzen stoßen. Wir beobachten, wie Kinder visuelle und natürlichere, multisensorische Informationen während ihrer gesamten Entwicklung verarbeiten. Wir sind dem Verständnis, wie sich Aufmerksamkeit in realen Situationen entwickelt, näher als je zuvor.
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Fußnoten
Glossar
EEG-Komponente: Ein Muster aus positiv und negativ geladener Elektrizität über die Kopfhaut, das mit einem bestimmten mentalen Prozess, wie z. B. der Aufmerksamkeit, in Zusammenhang steht.
Elektrische Neurobildgebung: Eine fortschrittliche Methode zur gleichzeitigen Analyse von Mustern in Raum und Zeit im EEG.
Elektroenzephalographie (EEG): Eine nicht-invasive Methode zur Messung von Hirnwellen, bei der auf der Kopfhaut platzierte Elektroden, die von einer Kappe gehalten werden, die Aktivität von Gruppen von Neuronen nahe der Oberfläche des Gehirns erfassen.
Multisensorische Information: Informationen, die das Gehirn durch die gleichzeitige Integration von Reizen mehrerer Sinne erzeugt. Wenn Menschen sich beispielsweise unterhalten, integrieren sie Informationen aus dem Seh- und Hörsinn.
N2pc: Die EEG-Komponente, die auftritt, wenn die Aufmerksamkeit auf ein Objekt gerichtet ist.