Lernen braucht Bewegung. Laura Walk Dipl. Sportwissenschaftlerin ZNL. Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen

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1 Lernen braucht Bewegung Laura Walk Dipl. Sportwissenschaftlerin ZNL Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen

2 Exekutive Funktionen in Kindergarten und Schule Schulische Kompetenzen Zeitplanung Informationen u. Materialien organisieren u. gewichten Wesentliches von Details unterscheiden Lösungsstrategien flexibel anpassen Lernfortschritte überwachen Strategische Kompetenz Flexibilität, Einsichtsfähigkeit Impulskontrolle, Frustrationstoleranz Handlungskompetenz Problemlösekompetenz Exekutive Funktionen Arbeitsgedächtnis Kognitive Flexibilität Aufmerksamkeitssteuerung Inhibition Schuleignung Lernleistung Emotionale Entwicklung Sozialstrukturelle Merkmale Eigene Arbeit reflektieren 2

3 Exekutive Funktionen in Kindergarten und Schule Schuleignung EF aussagekräftiger als: Lernleistung Emotionale Entwicklung Sozialstrukturelle Merkmale IQ Mathematische Leistung Leseleistung Sprache Mathematik Naturwissenschaft Aggression Empathie ADHS/ADS Sozioökonomischer Status Kriminalität Drogenmissbrauch Burnout Syndrom von Lehrern 3

4 Exekutive Funktionen und schulische Lernleistung Arbeitsgedächtnis Inhibition Kognitive Flexibilität Lesen Schreiben Aussprache Sprachverständnis Mathematik Lesen Sprachverständnis Vokabellernen Mathematik Naturwissenschaft Schreiben Mathematik Blair et al. 2008, Valdez et al. 2008, Mazzocco and Kover 2007, Clair-Thompson u. Gathercole

5 Exekutive Funktionen und schulische Lernleistung Über die gesamte Schulzeit wichtig für die schulische Leistungsfähigkeit Selbstkontrolle/Selbstdisziplin (Inhibition): großen Einfluss auf die schulische Leistungsfähigkeit unabhängig von und stärker als der IQ Kindergarten - Abitur: Arbeitsgedächtnis und Inhibition sagen Leseleistung und mathematische Leistung voraus Schlecht ausgebildete EF bei Schuleintritt EF weitgehend unbekannt Diamond et al

6 Sitz des exekutiven Systems Präfrontaler Kortex Gogtay et al

7 Messung exekutiver Funktionen Stroop-Test 7

8 rot

9 rot

10 Anteriorer cingulärer Kortex 10

11 gelb

12 grün

13 blau

14 braun

15 gelb

16 grün

17 rot

18 blau

19 rot

20 blau

21 braun

22

23 Exekutive Funktionen und Depression Journal of Clinical Psychiatrie 2003, 64 (9):

24 Anteriorer cingulärer Kortex und Depression Gesunde VPN Depressiv Erkrankte 24

25 Serotonerg gesteuerte zentralnervöse Prozesse Motorische Aktivität und Leistungsfähigkeit Stimmung Schlaf Appetit Aggression Angst Schmerzverarbeitung Stressverarbeitung Gedächtnis Hüther und Rüther

26 Defizithypothese Defizithypothese Gogtay et al

27 Exekutive Funktionen, Schulsport und Körperliche Fitness 27

28 EEG-Studie Allg. Körperliche Fitness Akute aerobe Ausdauerbelastung Exekutive Funktionen Arbeitsgedächtnis Inhibition Im EEG: Neuropsychologischer Test GoNogo-Flanker Task 28

29 EEG-Studie: Ergebnisse Allgemein fittere Schüler besser bei Aufmerksamkeitsprozessen vor der Aufgabe Allgemein fittere Schüler besser in der Antwortüberwachung (Inhibition) Kein signifikanter Unterschied zwischen Ausdauerbelastung und Ruhebedingung 29

30 Schulstudie 30 min Sportunterricht vs. 5 min Bewegte Pause Exekutive Funktionen Arbeitsgedächtnis Inhibition der Aufmerksamkeit Kognitive Flexibilität Neuropsychologische Tests Flanker Task Dots Task 30

31 Schulstudie: Ergebnisse Nach 30 Minuten Sportunterricht: signifikant bessere Leistung im Flanker-Task Vergleich der Schulformen: Hauptschüler schneiden bei Dots-Task am schlechtesten ab d red GYM RS HS GS school type 31

32

33 Verhalten anderer überprüfen bzw. korrigieren Selbstgespräch bei Aufgabenwechsel ABABBA Klatschen Stampfen Kl St St Kl Rollenspiele Diamond et al. 2007

34 Adele Diamond, UBC Vancouver YES, please keep me informed. I think using movement games is a GREAT idea. Will you be attending (or better yet, presenting) at any meetings in N America? all the best, adele diamond 34

35 Bewegungsspiele zur Förderung exekutiver Funktionen in Kindergarten und Schule 35

36 Tierolympiade zum Training exekutiver Funktionen Körperliches Training Kognitives Training Dauer Intensität Körperliche Belastung Arbeitsgedächtnis Spielaufgabe Häufigkeit Inhibition Kognitive Flexibilität 36

37 Fortbildung zur Förderung exekutiver Funktionen 23rd Annual Learning Differences Conference Executive Function in the 21st Century Classroom March 7 8, 2008 How can we teach and assess executive function processes in the classroom? How can we embed the teaching of executive function processes into the classroom curriculum across the grades and content areas? How do we address the cognitive, motivational, and emotional components of executive function difficulties? How do we foster persistence and resilience in students with learning and attention difficulties? 37

38 Fortbildungskonzept zur Förderung exekutiver Funktionen In Kooperation mit: ZNL Schulen Fächerspezifisch Für verschiedene Klassenstufen Fächerübergr. Kompetenzen Spez. Lernschwächen Kindergärten Kognitives Training (Tools of the Mind) Körperl. + kog. Training Tierolympiade Ziele Face-to-Face Fortbildung Online Fortbildung Ferienprogramme für Schüler UBC Vancouver Prof. Diamond AG SPORT Training der körperlichen Leistungsfähigkeit Kombiniertes körperlich-kognitives Training Exekutiver Funktionen (Bewegungsspiele) Genetische Beratung Produkte Sportspiele mit Materialkisten Lehrbücher A. Emrich Smart&Strong Lernmaterialen 38

39 ZNL Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen

40 EEG- und Schulstudie EEG Studie Schulstudie N = Klasse Realschule N = Klasse Hauptschule, Realschule, Gymnasium Neuropsychologische Tests und molekulargenetische Analysen GoNogo-Flanker Task Flanker Task Dots Task 40

41 EEG-Studie Körperliche Fitness Aerobe Ausdauerbelastung GoNogo-Flanker Task Reaktionszeiten Fehleranalyse CNV Vorbereitende Aufmerksamkeitsprozesse N2 Exekutive Kontrolle P3 Aufmerksamkeits- und Gedächtnissteuerung 41

42 EEG-Studiendesign Vorbereitung Maximalstufentest zur Bestimmung der individuellen Belastungsintensität bei 60% HF max Blut/Speichelprobe für DNA-Testung (COMT) Gruppe A Gruppe B Durchführung Testtag 1 Testtag 2 20 min Fahrradergom. bei 60% HF max /Film Gruppe B 20 min Fahrradergom. bei 60% HF max /Film Gruppe A 20 min Ruhe/Film 20 min Ruhe/Film GoNogo Flanker - Task 42

43 GoNogo-Flanker Task 43

44 Auf die Fitness kommt es an! Kubesch

45 EKP O1 Flankerbezogene CNV exerc go exerc nogo rest go rest nogo fit_ weniger fit Belastung_Ruhe 45

46 EKP C3 N2 und P3 exerc go exerc nogo rest go rest nogo fit_weniger fit Belastung_Ruhe +20µV +20µV 46

47 Schulstudie 30 min Sportunterricht vs. 5 min Bewegte Pause Exekutive Funktionen Arbeitsgedächtnis Inhibition der Aufmerksamkeit Neuropsychologische Tests Dots Task Flanker Task 47

48 Schulstudiendesign Vorbereitung Training neuropsychologischer Tests Speichelprobe zur DNA-Testung (COMT) Gruppe A Sportunterricht/ Bewegte Pause Durchführung Testtag 1 Testtag 2 Neuropsychologische Testung ( Flanker-, Dots Task ) Gruppe B Sportunterricht/ Bewegte Pause Gruppe B CD/Ruhe Gruppe A CD/Ruhe Neuropsychologische Testung ( Flanker-, Dots Task ) Mathematikunterricht Neuropsychologische Testung ( Flanker-, Dots Task ) 48

49 Sportunterricht Flanker Task links rechts 49

50 Dots Task congruent incongruent + + press left press right + + press right press left 50

51 Dots Mixed Task und COMT-Gen p = ** 580 msec msec , Val-Met Val-Val Met-Met Val-Met Val-Val Met-Met Genotyp Genotyp Diamond et al

52 GoNogo-Flanker Task und COMT-Gen error_nogo_incongruent error error error fit Nogo_incon fit_unfit unfit fit unfit Nogo_incon error_nogo_inc. fit unfit Go_incon error_go_inc. Met-Val Val-Val Met-Met 52

53 Dots Task Unterschiede zwischen den Schulformen congruent p = msec d red ,0007 0,0004 0, msec msec incongruent p = ,0031 0, GYM RS HS GS school type school type msec d mix ,0078 0,0127 mixed p = GYM GYM RS RS HS HS GS GS school type school type 460 GYM RS HS HS GS school type school type 53