Prof. Dr.med. Dr.phil. Manfred Herrmann Abteilung Neuropsychologie / Verhaltensneurobiologie Zentrum für Kognitionswissenschaften (ZKW) Universität

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1 Prof. Dr.med. Dr.phil. Manfred Herrmann Abteilung Neuropsychologie / Verhaltensneurobiologie Zentrum für Kognitionswissenschaften (ZKW) Universität Bremen

2 Richtig: Erfolg ist die Summe unterlassener falscher Entscheidungen

3 Richtig: Erfolg ist, im richtigen Moment, falsche Entscheidungen zu unterlassen

4 Inhibitionskontrolle als Konstitutionsprinzip Psychische Integrität Organische Integrität Sozialethik/ Kriminologie Erziehung/ Bildung Soziale Interaktion

5 Disinhibitionsverhalten als bedeutsames Krankheitssymptom ADHS Demenzerkrankungen Huntingtonsche Erkrankung Soziopathien Schizophrenie Gehirn(haut)entzündungen Impulskontrollstörungen Tourette-Syndrom Schädelhirntrauma Intoxikationen Pädophilie Bipolare Erkrankungen Drogenmissbrauch Angststörungen Autismus Spielsucht Hyperkinesien...

6 Inhibitionskontrolle als Konstitutionsprinzip Evolutionsbiologisches Prinzip, welches dazu verhilft, im Kontext reduzierter Informationsverarbeitungskapazitäten aus einer Vielzahl eintreffender Informationen handlungsirrelevante oder situationsinadäquate Antwortalternativen zu unterdrücken und (gelernte oder angeborene) handlungsrelevante Antworten zu aktivieren. Inhibitionskontrolle

7 Wo begegnen uns Störungen der Inhibitionskontrolle in der Klinik und wie werden diese diagnostiziert? Was sind die neuronalen (und entwicklungsneuroanatomischen) Grundlagen der Inhibitionskontrolle und wie können diese untersucht werden? Lassen sich aus diesen Befunden Implikationen für pädagogisches Handeln ableiten?

8 Neuropsychologische Parameter disinhibitorischer Verhaltensweisen Interferenzkontrolle (Stroop,...) Fehlerkontrolle (Go/NoGo,...) Perseverationen (Task-Switching,...) Regelbrüche (ToH, Card Sorting - Aufgaben,...) Verhaltensauffälligkeiten (Unruhe, Impulsivität, Reizbarkeit, Irritabilität, Aggressivität,...)

9 Stroop-Effekt Lesen grün gelb grün gelb blau rot grün blau gelb rot grün blau rot gelb grün blau rot blau Farben-Benennen

10 Stroop-Effekt Farben-Benennen rot grün gelb blau gelb grün grün rot gelb grün blau rot blau gelb grün blau grün gelb rot gelb blau gelb blau grün rot grün gelb rot gelb blau grün blau rot grün rot blau gelb rot blau rot grün gelb

11 Perseverationen Task-Switching Aufgaben

12 Neuropsychologische Parameter disinhibitorischer Verhaltensweisen Mythos Frontalhirnsyndrom

13 Fragestellungen Wo und wie im Gehirn werden Konfliktsituationen detektiert und potentielle Fehler inhibiert? Neurowissenschaftliche Experimente, die Konflikte und Fehlverhalten hervorrufen Interferenzinduktion Neurowissenschaftliche Methoden, um Gehirnaktivität räumlich und im zeitlichen Verlauf sichtbar zu machen fmri, EEG, MEG

14 Definitionen Interferenz: Überlagerung von Reaktionsalternativen durch die partiell automatisierte (nicht-intentionale), parallele Verarbeitung kompetitiver Informationen Konfliktsituation Inhibitionskontrolle: Fähigkeit zur Hemmung induzierter handlungsirrelevanter oder situationsinadäquater Reaktionsmuster

15 Neuronale Grundlagen der Interferenzkontrolle Neurowissenschaftliche Experimente (Verhaltensdaten, fmri, EEG, MEG) Inhibitionskontrolle in der visuo-räumlichen Domaine Inhibitionskontrolle in der Bewegungswahrnehmung Inhibitionskontrolle im episodischen Gedächtnis Inhibitionskontrolle im semantischen System Emotionale Modulation der Inhibitionskontrolle

16 Visuo-räumliche Inhibitionskontrolle Simon-Aufgabe

17 Visuo-räumliche Inhibitionskontrolle Simon-Aufgabe

18 Bewegungsinduzierter Simon Effekt Form-from-Motion Tastendruck links Tastendruck rechts kompatibel inkompatibel Molekulare Marker Synopsis

19 Form-from-Motion Distinct Activation Patterns (Interaction Effects) Molekulare Marker Synopsis motion perception object identification

20 Homonyminduzierte Interferenzkontrolle Semantischen System Baseline eindeutige Nomina Fahrrad Niederfrequente Homonyme (ohne semantischen Distraktor) Hahn Niederfrequente Homonyme (mit semantischem Distraktor) Hahn

21 Homonyminduzierte Interferenzkontrolle Semantischen System Homonym vs. Baseline, fdr/0.005/k=20 ohne mit Distraktoren

22 Emotionale Modulation der Inhibitionskontrolle 1. Phase: Assoziationslernen negativ neutral positiv 2. Phase: Interferenzinduktion Bewertungen nach Valenz Arousal 2 x 45 = 90 trials Schnelle kategoriale Klassifikation der emotionalen Valenz 360 trials; P Int =0.3

23 Emotionale Modulation der Inhibitionskontrolle T value 1,8 1,6 1,4 1,2 1 right V4 (BA 18) * 0,8 z = 5 0,6 0,4 0,2 0 negative neutral positive negative z = -11 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 right IOG (OFA - facial features) * neutral z = -16 z = ,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 negative neutral positive left FFG (FFA - whole face identity) * * negative neutral positive

24 Inhibitionskontrolle ist ein konstituierendes Prinzip der (kognitiven) Reifung und Entwicklung Inhibitionskontrolle ist im medialen und praefrontalen Cortex und modalitätsspezifisch organisiert Netzwerk Inhibitionskontrolle ist bereits in frühen Phasen der Informationsverarbeitung neuronal verankert Inhibitionskontrolle wird über den emotionalen Gehalt der Stimuli moduliert Inhibitionskontrolle wird moduliert über Persönlichkeitseigenschaften und deren neuronalen Korrelate Inhibitionskontrolle ist an strukturelle und funktionelle Aspekte der Gehirnreifung gebunden ( Pruning )

25 Anwendungsbezogene Aspekte Zu was dient die Forschung? Grundlagenforschung Wo und wie werden Fehler kontrolliert, bzw. Fehlverhalten inhibiert? Wie und unter welchen Rahmenbedingungen entwickelt sich Inhibitionskontrolle? Angewandte Forschung Hat Intervention ein hirnbiologisches Korrelat? Lässt sich die Fähigkeit zur Inhibitionskontrolle aus hirnbiologischen Merkmalen vorhersagen?

26 Thesen Ein negatives und neutrales Umfeld ist am stärksten interferenzanfällig Intervention funktioniert am besten im positiven Kontext Befunde aus den Neurowissenschaften sind nur bedingt in die pädagogische Arbeit übertragbar! Inhibition (sozial) inadäquaten Verhaltens ist an Hirnreifungsprozesse gebunden Interventionsstrategien sind dementsprechend altersabhängig Interferenzkontrolle ist von externalen oder internalen Mustern der Reizverarbeitung abhängig Interventionsstrategien zur Inhibitionskontrolle müssen gegen internalisierte Konzepte angehen

27 Thesen Pädagogisches Handeln ist an neurobiologische und neuropsychologische Entwicklungsprinzipien gebunden bspw. Inhibitionskontrollmechanismen Thesen/ Neurowissenschaften sind noch weit davon entfernt, pädagogisches Handeln zielgerichtet zu definieren