Neuropsychologische Grundlagen der Legasthenie / Dyslexie

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1 Neuropsychologische Grundlagen der Legasthenie / Dyslexie vhl-be Tagung Martin Meyer Neuroplasticity and Learning in the Healthy Aging Brain (HAB LAB) Psychological Institute University of Zurich

2 Sprachzentren in der linken Hirnhälfte (ca. 1875) Sprachproduktion Sprachwahrnehmung

3 Das Wernicke-Lichtheim Modell (1884) Artikulation Sprachverarbeitung Das klassische Modell ist limitiert, weil a) Auf die Wortebene beschränkt b) Auf Performanz beschränkt (Artikulieren, Wiederholen, Verstehen) c) Anatomisch schlecht definiert d) Auf Läsionsdaten basierend

4 Dronkers et al Amunts & Zilles (2006)

5 Wernickes Gehirn

6 Vigneau et al. (2006), NeuroImage Phonologie Semantik Syntax Sylvische Fissur / Perisylvische Region

7 Metaanalyse über 128 bildgebende Studien Vigneau et al. 2011, NeuroImage

8 Gesprochene Sprache Evolution unimodal Erwerb relativ automatisch Geschriebene Sprache Kultur multimodal Erwerb relativ aufwendig

9 Das Lesenetzwerk Nichtdyslektische Erwachsene aktivieren beim Lesen: umfassendes Netzwerk; linkshemisphärisch dominant mit zwei posterioren (ventral & dorsal) Pfaden für die Verarbeitung visueller und orthographischer Information (Price et al. 2005) Mechelli et al. (2005)

10 Primäre und assoziative Rindenfelder

11 Begriffschaos Legasthenie Lese-Rechtschreib-Schwäche (LRS) Lese-Rechtschreib-Störung (ICD-10 F81.0) Dyslexia/ Dyslexie Dysgraphia/ Dysgraphie Aus dem Englischen

12 Symptomatik Typischen Feler für Dyslexiker: Verdrehen von Buchstaben im Wort Reihenfolgenfehler: Umstellungen von Buchstaben im Wort Auslassungen von Buchstaben Einfügen falscher Buchstaben Dehnungsfehler Fehlerinkonstanz

13 Lauttreuheit Unterschiedliche Prävalenzen: Spanisch Deutsch Englisch Prävalenz 5% ca. 10% 15% + Bsp. señora Mine/Miene lead Oberflächliche Orthographie tiefe waist/waste Orthographie

14 Perisylvische Regionen mit ungewöhnlicher Symmetrie bei Dyslektikern

15 Verschiedene Theorieansätze Phonological theory (Ramus et al., 2003) Rapid auditory processing theory (Tallal, 1980) Visual theory (e.g. Livingstone et al., 1991; Lovegrove et al., 1980) Magnocellular theory (Stein, 2001; Skottun, 2000; Stein & Walsh, 1997; Galaburda et al., 1994) Temporal sampling framework (Goswami 2011)

16 Rapid Auditory Processing Theory I Schwierigkeiten in Phonem-Graphem- Konversion durch auditorisches Problem verursacht. Defizit in der Diskriminierung und Segmentierung schnell aufeinanderfolgender, akustischer Reize (Tallal, 1980).

17 Rapid Auditory Processing Theory II Kurze Unterscheidungszeit: ms Therapie:Erhöhen der Diskriminationsschwelle

18 Zaehle, Wüstenberg, Meyer & Jancke (2004), EJN

19 Rapid Auditory Processing Theory Schwierigkeiten in Phonem-Graphem Konversion durch elementarisches auditorisches Defizit bei der Verarbeitung temporaler akustischer Modulationen verursacht. Tallal et al. (1993)

20 Computerunterstütztes Dyslexie Training Tallal (2004)

21 Computerunterstütztes Dyslexie Training 8-wöchiges Training mit Fast ForWord Temple et al. (2003)

22 Temple et al. 2000, 2003 Computerunterstütztes Dyslexie Training Angleichung der Aktivierung an normale Leser

23 Theorien Ramus et al., 2004

24 Umschreibung: Phonologische Bewusstheit Verstehen, dass Wörter aus kleineren Einheiten (Lauten/Phonemen) zusammengesetzt sind Fähigkeit, Worte in konstituierende Sprachlaute zu zerlegen und diese zu manipulieren (Suppe/Pocken) Voraussetzung für Lesen lernen (Fletcher et al., 1994).

25 Phonological Theory Geringe Phonologische Bewusstheit (im engeren Sinne) Fähigkeit, Worte in konstituierende Sprachlaute zu zerlegen und diese zu manipulieren (Suppe/Pocken) (Voraussetzung für das Lesen lernen) (Fletcher et al., 1994; Stanovich & Siegel, 1994). Phonologisches vermindertes Kurzzeitgedächtnis (verkürzte Aufrechterhaltung von verbaler Information) (z.b. Bowers & Swanson, 1991; Wolf, 1986) Reduzierte verbale Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit In Abgrenzung zum orthographischen Wissen

26 Dyslexie und phonologische Bewusstheit - Reimen Paulesu et al. (1996)

27 Mittlere Beta-Werte Mittlere Beta-Werte Hypoaktivierung bei dyslektischen Erwachsenen Haupteffekt Gruppe 81 Voxel 20 LRS (L) Kontrollpersonen (K) Voxel Gyrus Supramarginalis Links X= -52, Y=-46, Z=34 K L A + AV + V 0 F-Werte K L Sulcus Temporalis Superior X= 54, Y=-20, Z=-12 Rechts K L A + AV + V K L Kast, Bezzola, Jäncke, Meyer (2011)

28 Wichtige Knotenpunkte für Graphem-Phonem Konversion

29 Dysfunktionaler auditorischer Kortex bei Dyslexie Démonet et al. (2004)

30 Konzept Bewegung Tonfolgen Farbe Sprache Topologie Form Beleuchtung Textur Informationsaufnahme über verschiedene Kanäle

31 Galaburda et al, 2006 Dyslexie und neuronale Migration Ramus (2004) Ektopien als Grund für Entwicklungsdefizite

32 Neuronale Netze Hebbsche Lernregel Fire together wire together Statistisches Lernen je häufiger Neurone gemeinsam aktiviert werden, desto stärker wird ihre Verbindung.

33 Dybuster Reloaded Multimodales Verknüpfen 4. Juni 2010 Worte werden Ton, Farbe, Gestalt Monika Kast 33

34 4. Juni 2010 Monika Kast 34 Kast, Baschera, Gross, Jäncke & Meyer (2011)

35 4. Juni 2010 Monika Kast 35 Kast, Baschera, Gross, Jäncke & Meyer (2011)

36 Der Einfluss von Aufmerksamkeit und Gedächtnis Kast, Baschera, Gross, Jäncke & Meyer (2011)

37 Die Sprache des Gehirns

38 Luo & Poeppel (2007, Neuron) Endogene und evozierte Oszillationen während auditorischer Satzverarbeitung Langsame EEG-Frequenzen korrespondieren mit suprasegmentaler Sprachverarbeitung Giraud et al. (2007), Neuron

39 Meyer, Z Neuropsy (2008) Hohe zeitliche Auflösung e.g. e.g. Prosodie, Rhythmus Langsame zeitliche Auflösung Phonetik LH RH

40 Temporal Sampling framework

41 Temporal Sampling framework Goswami 2011

42 Dyslexie ein Diskonnektionssyndrom???? Catani et al. (2005)

43 Unterschiede in der weissen Substanz (SLF) Frye et al. (2011)

44 Démonet et al. (2004) Dyslexie Betroffene Kortexregionen

45 Dyslexische Subtypen Verschiedene Defizite: Auditives Defizit Visuelles Defizit Motorisches Defizit Attentionales Defizit Überlappungen, Unterschiede Verschieden Forscher: Unterschiedliche Meinungen Meist anerkannte Theorie: Phonologisches Defizit

46 Komorbide (neurologische) Störungen Specific language impariment (SLI) Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) Koordinationsschwierigkeiten Dyspraxie (Handlung) Dyskalkulie (Rechenschwierigkeiten)

47 Dyslexie im Kontext anderer Entwicklungsdefizite Habib (2000)

48 Zusammenfassung Die Entwicklungsdyslexie hat einen genetischen Ursprung, verursacht neurobiologische Reifungsdefizite und ist nicht heilbar. Dyslektiker charakterisieren sich durch unterschiedliche Symptome/Defizite (primär im peri-sylvischen Kortex). Das phonologische Verarbeitungsdefizit wird als Kernproblem betrachtet. Moderne computer-basierte Trainingsverfahren (Dybuster): Kompensation durch multisensorische Assoziation (Redundanz der Information) Betroffene und nicht betroffene Kinder profitieren Effekte sind nachhaltig und breiten sich in andere Domänen aus (Aufmerksamkeit)

49 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!! Before discussion always think of

50 Schreiben Dem Lesen & Schreiben unterliegen ähnliche, jedoch nicht dieselben Prozesse Lesen verlangt das Paaren von gedruckten Buchstaben (visuelle Symbole) mit Phonemen (verbal repräsentiert) (e.g. Adams, 1990; Snowling et al., 2000). LRS: Schwierigkeiten im Lernen der Phonem-Graphem- Konversion (Gilligham et al., 1987) oder beim Assoziieren zwischen einer abstrakten Form mit einer unsinnigen Silbe (Gascon et al., 1979; Vellutiono et al., 1975). LRS: haben keine Schwierigkeiten beim Lernen von nonverbalen Assoziationen (Goyen et al., 1971; Vellutino et al., 1975).

51 Versuchspersonen zweite Studie Dyslektiker (n=37) Kontrollkinder (n=25) Mean S.D. Min. Max. Mean S.D. Min. Max. p Alter Klasse IQ VQ HQ Gesch :27 :10 :13 :12 Händ. r:30 l:7 r:23 l:2

52 Training Mean number of practice sessions Mean training minutes per session Mean total training minutes Mean inputs per session 1st study Dyslexic nd study Dyslexic Nondyslexic Juni 2010 Monika Kast 52

53 Versuchspersonen zweite Studie Dyslektiker (n=37) Kontrollkinder (n=25) Mean S.D. Min. Max. Mean S.D. Min. Max. p Alter Klasse IQ VQ HQ Gesch :27 :10 :13 :12 Händ. r:30 l:7 r:23 l:2