Dr. Klaus Hennighausen, 'Kinder- und Jugendpsychiatrie' des Klinikums der Albert-Ludwigs-Universität
Prof. Dr. Michael Schecker, Deutsches Seminar 1, Neurolinguistisches Labor, Albert-Ludwigs-Universität
Prof. Dr. Eberhard Schulz,  'Kinder- und Jugendpsychiatrie' des Klinikums der Albert-Ludwigs-Universität

 

"Aufmerksamkeit und Sprachentwicklung"

Explorative Studie zur Generierung von Hypothesen über den Zusammenhang von Störungen der Aufmerksamkeit, der Sprachentwicklung und basaler Prozesse der auditiven Informationsverarbeitung

 

 


 

1. Zum Gegenstandsbereich

1.1. Hintergrund und Umfeld

Etwa drei bis fünf Prozent aller Kinder im Grundschulalter leiden unter einer klinisch relevanten Aufmerksamkeitsstörung. Diese äußert sich häufig in Form des sog. "hyperkinetischen Syndroms" (HKS), das gekennzeichnet ist durch eine Kombination aus hyperaktivem und impulsivem Verhalten mit gravierenden Störungen im Bereich der Aufmerksamkeit und der Konzentrationsfähigkeit. Kinder mit dieser Störung sind in ihrer gesamten psychosozialen Anpassung erheblich beeinträchtigt. Sie haben große schulische Integrationsprobleme, erreichen (wenn überhaupt) nur unterqualifizierte Schulabschlüsse und bleiben sozial isoliert. Die Langzeitfolgen sind erheblich, - das hyperkinetische Syndrom stellt einen großen Risikofaktor für die Entwicklung von Suchterkrankungen und Delinquenz dar.

Bei über der Hälfte der Kinder mit einem hyperkinetischem Syndrom bestehen zusätzlich Entwicklungsstörungen kognitiv-psychologischer Funktionen, insbesondere Sprachentwicklungsstörungen, umschriebene Lese-Rechtschreibschwäche und motorische Entwicklungsrückstände. Umgekehrt lassen sich bei einem großen Anteil von Kindern mit Entwicklungsstörungen zusätzlich auch Aufmerksamkeitsstörungen belegen. Gemeinsam ist beiden Gruppen von Störungsmustern auch ein deutliches Überwiegen des männlichen Geschlechts, und für beide Störungsformen konnte eine deutliche genetische Disposition nachgewiesen werden, wenngleich die Ätiologie der beiden Störungsformen nach wie vor nicht geklärt ist.

Die Sprachentwicklungsforschung hat sich in den letzten Jahren zunehmend dem Zusammenhang zugewendet (a) von basaler sensorischer Verarbeitung und (b) von Aufmerksamkeitsstörungen auf der einen Seite und Sprachverarbeitungsdefiziten und daraus resultierenden Sprachentwicklungsstörungen auf der anderen Seite. Auf Seiten der basalen sensorischen Verarbeitung geht es dabei nicht nur um periphere Prozesse des Gehörs oder etwa des Visus, sondern auch um zentrale sensorische Verarbeitungsschritte.

Wenn oben von Aufmerksamkeitsstörungen die Rede war, dann ging es um spezifische Auffälligkeiten auf der Verhaltensebene. Prozesse der selektiven Aufmerksamkeit und der Reizunterscheidung spielen aber auch bereits in frühesten Stufen der sensorischen Verarbeitung ein wichtige Rolle; allerdings geht es hier nicht um dem Willen zugängliche und sich auf der Verhaltensebene spiegelnde Formen von Aufmerksamkeitssteuerung, sondern es geht um automatisierte Prozesse der Reizselektion und -diskrimination. Solche Formen der Reizselektion und –diskrimination aufgrund spezifischer Aspekte des physikalischen Signals lassen sich nur mit neurophysiologischen Verfahren untersuchen, - wir kommen darauf zurück.

 

1.2. Problematisierung des Aufmerksamkeitsbegriffs

Oben war von "Aufmerksamkeit" und "Konzentrationsvermögen" und dann vor allem von "selektiver Aufmerksamkeit" die Rede, - was ist damit gemeint? - In der Entwicklungspsychologie gängig ist die Unterscheidung in

tonische vs. phasische Aktiviertheit: Unter "Aktiviertheit" verstehen wir die allgemeine Wachheit, die in "tonische" und "phasische Wachheit" unterteilt werden kann. Mit "tonischer Wachheit" wird das generelle Niveau der Aktivierung bezeichnet, das u.a. von biologischen Tageskurven bzw. Tageszeiten abhängt; wir alle kennen entsprechende Einbrüche in der Mittagszeit, die im übrigen zwar durch ein gutes Mittagessen gesteigert sein können, aber auch unabhängig von der jeweiligen Lebensweise auftreten. - "Phasische Aktiviertheit" bezeichnet Phasen gesteigerter Wachheit, wie sie etwa durch einen Warnreiz oder spezifische Vorerwartungen zustande kommen.

Daueraufmerksamkeit: Ganz allgemein versteht man darunter die Fähigkeit, sich über einen längeren Zeitraum hinweg auf relevante Stimuli oder Reize zu konzentrieren, wobei die Leistungen nicht zuletzt abhängen von der Frequenz und der Intensität, mit der solche Stimuli auftreten. – Ein Standardverfahren zum Messen der Daueraufmerksamkeit ist der Continuous-Performance-Test (CPT). Es konnte in vielen Untersuchungen gezeigt werden, daß Kinder mit einem hyperkinetischen Syndrom hier starke Defizite aufweisen. Aber auch bei anderen funktionellen psychiatrischen Erkrankungen wie der Schizophrenie und bei organisch bedingten psychischen Störungen lassen sich hier Leistungseinbußen finden.

geteilte Aufmerksamkeit: Unter "geteilter Aufmerksamkeit" wird die Fähigkeit verstanden, die Aufmerksamkeit auf zwei und mehr Stimuli oder Reize zugleich auszurichten. Versuchspersonen, bei denen die Fähigkeit zur geteilten Aufmerksamkeit gestört ist, haben Schwierigkeiten, parallel mehreren Aufgaben nachzugehen und versuchen ersatzweise, zwei und mehr vorgegebene Aufgabenstellungen hintereinander abzuarbeiten.

selektive Aufmerksamkeit: Unter "selektiver Aufmerksamkeit" wird die Fähigkeit verstanden, aus einer großen Menge von Stimuli die relevanten Reize herauszufiltern. Dies findet sowohl innerhalb einer Sinnesmodalität wie auch zwischen unterschiedlichen Sinnesmodalitäten statt. Hyperaktive Kinder haben Defizite darin, irrelevante Reize auszublenden und werden folglich durch äußere Reize wie Straßenverkehr oder andere alltägliche Umfeldgeräusche von Ihrer eigentlichen Aktivität abgelenkt. Das führt im Gespräch dazu, daß die (in Ansätzen durchaus erkennbare) Antizipation des Gesprächspartners immer wieder verfällt, daß der "rote Faden" des Gesprächs nicht gehalten werden kann, daß die betroffenen Kinder immer wieder den "Gesprächsraum" verlassen und aus dem Gespräch ausbrechen (das betrifft dann zusätzlich auch die "exekutiven Funktionen"). Gelingt es diesen Kindern dennoch, ihre Aufmerksamkeit ausreichend zu fokussieren (‚gesteuerte Informationsverarbeitung’ – im Gegensatz zu ‚automatischer Informationsverarbeitung’), geht dies vermutlich mit einer höheren kognitiven Belastung einher und es kommt zu einer schnellen Ermüdung, die sich in einer herabgesetzten Daueraufmerksamkeit äußert.

"exekutive Funktionen": Unter "exekutiven Funktionen" werden Fähigkeiten der Integration und Planung bzw. des planvollen Handelns verstanden. Es besteht vermutlich eine enge funktionelle Beziehung zwischen exekutiven Funktionen und dem Konstrukt der Aufmerksamkeit in dem Sinne, daß häufig Einbußen in exekutiven Fuktionen auf Defizite in der Aufmerksamkeit zurückgeführt werden können.

In den obigen Unterteilungen wird Aufmerksamkeit als ein heterogener Phänomenbereich vorgestellt. Doch dürfte es sich hier nur tendenziell um voneinander unabhängige Funktionen handeln; sowohl in neurofunktionaler wie auch in theoretischer Hinsicht bestehen eine Vielzahl von Überlappungen und Abhängigkeiten.

Selbst der Begriff der selektiven Aufmerksamkeit deckt neurofunktional eine Reihe recht unterschiedlicher Aspekte der menschlichen Informationsverarbeitung ab. - Entlang der am Neurolinguistischen Labor entwickelten Modellierung neuronaler Netzwerke lassen sich mindestens die folgenden drei Möglichkeiten unterscheiden, wie so etwas wie selektive Aufmerksamkeit zustande kommen oder umgekehrt ‚verfallen’ kann:

Im Rahmen bereits der basalen sensorischen Verarbeitung werden physikalische Eigenschaften und Aspekte des sensorischen Inputs nicht hinreichend differenziert (‚entdeckt‘). Das kann so etwas wie den ‚Takt‘ betreffen, mit dem der Reizeinstrom ‚abgegriffen‘ wird (eine top-down-Aktivität, die nicht von Eigenschaften des Inputs abhängt). Das kann aber auch Parameter wie die Tonhöhenunterscheidung oder die Lautheitsempfindung, also periphere Prozesse, betreffen.

Im Rahmen der basalen sensorischen Verarbeitung muß der Reizeinstrom segmentiert und identifiziert werden. Das verlangt die Möglichkeit der kurzfristigen Repräsentation von Aktivierungen / Aktivationsmustern (diskutiert u.a. als sensorisches Gedächtnis). Hier kann die zeitliche Kapazität einer solchen Repräsentationsinstanz eingeschränkt sein – z.B. weil die (Weiter-) Verarbeitungsgeschwindigkeit herabgesetzt ist.

Die zentrale sensorische Verarbeitung ist zeitlich strukturiert und findet innerhalb zeitlich-sequentieller Kontexte statt, zu denen wir – abhängig von unserem Entwicklungsstand – über Musterwissen verfügen, auf das fortlaufend zurückgegriffen wird. Entsprechende Kontextmuster wirken wie ein Filter: Was an Input zu einer jeweiligen Verarbeitungsinstanz paßt, wird weiterverarbeitet – wird leichter weiterverarbeitet als dasjenige, was nicht dazu paßt. In diesem Sinne unterdrückt der laufende Kontext irrelevanten bzw. ‚unpassenden‘ Input; bzw. erzeugt er eine (für die effektive Informationsverarbeitung unverzichtbare) Selektivität der Verarbeitung von sensorischem Input.

Kann die Aktivierung eines Skripts oder Szenarios nicht hinreichend aufrecht erhalten werden (etwa weil das die Kapazität der Repräsentationsinstanz nicht zuläßt), dann verfällt die Selektivität der Verarbeitung, und es kommt zu unterschiedlichen Formen der "Informationsüberschwemmung".

Im Zuge der parallelen Weiterverarbeitung z.B. alternativer Konzepte oder alternativ möglicher Kontextsequenzen müssen wir mit so etwas wie "Umgebungshemmung" rechnen: Die jeweils zunehmend favorisierte Möglichkeit beginnt zugleich die Alternativen zu hemmen (Inhibition in einem neurobiologischen Sinne). Sind solche inhibitorischen Prozesse gestört, dann mißlingt die Verstärkung von Unterschieden (Kontrastregelung); die so üblicherweise entstehende Selektivität fehlt bzw. kann bestenfalls auf der nächsthöheren kognitiven Ebene durch einen verstärkten Ressourceneinsatz ausgeglichen werden.

Wir wollen zunächst auf der Verhaltensebene feststellbare Aufmerksamkeitsdefizite und unterschiedliche Formen von Sprachentwicklungsstörungen aufeinander beziehen. In einem zweiten Schritt wollen wir uns dann auf basale auditive Verarbeitungsfähigkeiten konzentrieren; das sind teils noch periphere, teils schon zentrale sensorische Verarbeitungsprozesse. Darauf aufbauend wollen wir schließlich solche in die basale sensorische Verarbeitung eingreifenden automatisierten Prozesse der Reizselektion und -diskrimination zum Gegenstand machen.

 

2. Leitende Hypothesen

Die Assoziation von Entwicklungsstörungen und Aufmerksamkeitsstörungen ist in phänomenologischer und epidemiologischer Hinsicht hinreichend belegt. Von daher gehen wir von folgender Basis-Hypothese aus:

Noch weitgehend ungeklärt ist, ob und in welchem kausalen Zusammenhang die Sprachentwicklungsstörungen zu den Aufmerksamkeitsstörungen stehen. Hier sind sowohl zugrundeliegende basale Defizite denkbar, die sich auf die Ausbildung beider Störungen auswirken, wie auch wechselseitige funktionelle Beeinflussungen. Insbesondere in der Genese der Sprachentwicklungsstörungen wird basalen auditiven Wahrnehmungsprozessen eine wesentliche Rolle zugeschrieben. Der Einfluß basaler Wahrnehmungsfunktionen auf die untersuchten Störungsbilder soll Gegenstand der weiteren Hypothesen sein.

Die weiteren Hypothesen sind:

Differenziert man die letzten zwei Hypothesen quantitativ aus, so lauten sie:

Die Messung basaler Informationsverarbeitungsprozesse kann bei klassischen psychologischen Untersuchungsverfahren nur mithilfe nachgeschalteter höherer kognitiver Funktionen erfolgen: Die Probanden müssen gemäß Aufgabenstellung Entscheidungen treffen, - müssen auf eine Taste drücken, müssen antworten, müssen auf ein Bild zeigen. Ganz

anders neurophysiologische Untersuchungsparadigmen, mit denen unter ‚Umgehung’ höherer kognitiver Funktionen basale Reizselektions- und -diskriminationsmechanismen untersucht werden können.

In der akustischen Sinnesmodalität eignen sich hierfür insbesondere Paradigmen, die eine sogenannte Miss-Match-Negativity (MMN) (Näätänen, 1989) im ereigniskorrelierten Potential erzeugen. Treten in einer Reihe von sequenziell dargebotenen akustischen Standardstimuli seltene deviante Stimuli auf, so führen diese devianten Stimuli zu einer Negativierung des ereigniskorrelierten Potentials, das als MMN bezeichnet wird. Die MMN ist im Bereich der primären Hörrinde lokalisiert; es tritt im Zeitfenster von 80 bis 240 ms nach dem devianten Stimulus auf. Die Amplitude der MMN ist umso größer, je stärker sich Standardstimulus und devianter Stimulus unterscheiden. Weiterhin kann bei hoher Ähnlichkeit der Stimuli festgestellt werden, ob diese auf der basalen Informationsverarbeitungsebene als different "wahrgenommen" werden, auch wenn auf der bewußten Wahrnehmungsebene von dem Probanden keine Unterschiede mehr gefunden werden.

 

3. Untersuchungsdesign

3.1. Stichprobenselektion

Was die Rekrutierung von Kindern mit (expressiven und rezeptiven) Sprachentwicklungsstörungen angeht, so sollen hier verschiedene Sprachheilschulen als Partner einbezogen werden, so die Schule für Sprachbehinderte Achern, die Sprachheilschule des Landkreises Emmendingen, die Sprachheilschule Freiburg (Lortzingerstr.), das Sprachheilzentrum Gießen, die Brüder Grimm Schule für Sprachbehinderte Lahr, die Heimsonderschule für Sprachbehinderte Lahr (Weinbergstraße 9), die Albert-Julius-Sievert-Schule (Förder- und Sprachheilschule) Müllheim (Goethestraße) und die Hebelschule (Förder- und Sprachheilschule) Titisee-Neustadt.

Ob ein Kind sprachentwicklungsverzögert oder –gestört ist, soll in Auswahl - mit dem HSET (Heidelberger Sprachentwicklungstest) ermittelt werden. Zur Anwendung kommen sollen die Teiltests zum

Weggelassen werden soll die pragmatische (pragmalinguistische) Komponente. - Zusätzlich soll ein gängiger logopädischer Artikulationstest (Bremer Artikulationstest BAT) eingesetzt und darüber hinaus die Spontansprache beurteilt werden.

Die Kinder mit Aufmerksamkeitsstörungen bzw. mit einem hyperkinetischen Syndrom sollen über die Klinik für Psychiatrie und Pschotherapie im Kindes- und Jugendalter der Universität Freiburg rekrutiert werden. Die Auswahl der Kinder erfolgt mittels der standardisierten klinischen Untersuchungsinstrumente, die in der Klinik routinemäßig eingesetzt werden. Die diagnostische Zuordnung des Störungsbildes erfolgt wie bei Sprachentwicklungsstörungen nach den Forschungskriterien des internationalen Klassifikationsschemas ICD-10 (Dilling et al. 1991).

Was die Aufmerksamkeitsleistungen angeht, so werden wir folgende Testverfahren einsetzen:

Ausschlußkriterien für alle Stichproben sind:

Die Zahl der Versuchspersonen für die Pilotstudie beträgt 45 (15 Kinder mit Sprachentwicklungsstörungen,rekrutiert aus den Sprachheilschulen; 15 Kinder mit HKS, rekrutiert über die Klinik, 15 unauffällige Kinder aus einer Feldstichprobe). Wir suchen Kinder zwischen 7 und 9 Jahren; die Kinder sollten – soweit möglich - die 2. Klasse einer Grundschule bzw. Sprachheilschule besuchen; möglich sind aber auch 1. Klasse und 3. Klasse.

Die drei Gruppen sollen nach Alter, Geschlecht (nur Jungen !) und IQ parallelisiert werden, damit zwischen den Gruppen zu beobachtende Unterschiede nicht auf o.g. Einflußgrößen zurückgeführt werden können. Eine Parallelisierung nach der sozialen Schichtzugehörigkeit und anderen psychosozialen Einfußgrößen wird angestrebt.

3.2.Testphase I

In einer ersten Testphase geht es um die Eingangskriterien; wir setzen hierfür zwei – für die Kontrollgruppe der unauffälligen Kinder drei – Testsitzungen an. Die folgende Graphik schlüsselt das Vorgehen genauer auf:

 

Kinder aus Sprachheilschulen

Experimentalgruppe I

Kinder mit einem HKS-Syndrom

.
Experimentalgruppe II

unauffällige Kinder .

.
Kontrollgruppe

1. Sitzung

orientierende Hör- und Sehprüfung; Intelligenztest (CFT 1 oder CFT 20); Bremer Artikulationstest

orientierende Hör- und Sehprüfung; Intelligenztest (CFT 1 oder CFT 20); Bremer Artikulationstest

orientierende Hör- und Sehprüfung; Intelligenztest (CFT 1 oder CFT 20); Bremer Artikulationstest

2. Sitzung

Teile des Heidelberger Sprachentwicklungstests (HSET), - Untertests 1, 2, 3, 7 und 13

D2-Aufmerksamkeitsbelastungstest; Test zur selektiven visuellen Aufmerksamkeit (visuelles Scanning); Daueraufmerksamkeitstest (CPT)

D2-Aufmerksamkeitsbelastungstest; Test zur selektiven visuellen Aufmerksamkeit (visuelles Scanning); Daueraufmerksamkeitstest (CPT)

3. Sitzung

 

 

Teile des Heidelberger Sprachentwicklungstests (HSET), - Untertests 1, 2, 3, 7 und 13

Überprüfung der Sichprobenkriterien

Kinder ohne umschriebene Sprachentwicklungsstörung nehmen an den weiteren Untersuchungen nicht mehr teil

Kinder ohne hyperkinetische Störung nehmen an den weiteren Untersuchungen nicht mehr teil

Kinder mit einer umschriebenen Sprachentwicklungsstörung oder einer hyperkinetischen Störung nehmen an den weiteren Untersuchungen nicht mehr teil

 

3.3. Testphase II

In einer zweiten Phase sollen zunächst Kinder mit Sprachentwicklungsstörungen daraufhin getestet werden, inwieweit sich für sie Aufmerksamkeitsstörungen nachweisen lassen. Ergänzend dazu sollen Kinder mit einem HKS-Syndrom daraufhin getestet werden, inwieweit sich für sie Sprachentwicklungsverzögerungen oder –störungen belegen lassen.

Zur Anwendung kommen sollen hier Tests mit einem klassischen neuropsychologischen Design. Wir wollen verwenden

Wichtige Teile bei der Testung der auditiven Wahrnehmung sind darüber hinaus

Der folgende Überblick faßt das Vorgehen nochmals zusammen:

 

  Experimentalgruppe I Experimentalgruppe II Kontrollgruppe
1. Sitzung D2-Aufmerksamkeitsbelastungs-test; Test zur selektiven visuellen Aufmerksamkeit (visuelles Scanning); Daueraufmerksamkeitstest (CPT) Teile des Heidelberger Sprachentwicklungstests (HSET), - Untertests 1, 2, 3, 7 und 13  
2. Sitzung Heidelberger Lautdifferenzierungstest (HLAD), - Untertests 2, 3 und 4; Mottier-Test; Bremer Lautdiskriminationstest BLDT Heidelberger Lautdifferenzierungstest (HLAD), - Untertests 2, 3 und 4; Mottier-Test; Bremer Lautdiskriminationstest BLDT Heidelberger Lautdifferenzierungstest (HLAD), - Untertests 2, 3 und 4; Mottier-Test; Bremer Lautdiskriminationstest BLDT

 

3.4. Neurophysiologische Tests zur basalen Informationsverarbeitung: Testphase III

In einer Anschlußstudie mit den oben getesteten Kindern soll es um neurophysiologische Tests zur basalen Informationsverarbeitung gehen. Vorgesehen ist ein Standard MMN-Paradigma, getrennt für die Bereiche Tonhöhenunterscheidung (Kontroll-Paradigma) und Stop-Konsonanten-Unterscheidung, mit den jeweiligen Bedingungen ‚geringe‘ und ‚große Differenz zwischen Standardstimulus und deviantem Stimulus‘. Die Auftretenswahrscheinlichkeit des devianten Stimulus soll 5 % betragen. Die Ableitung der ereigniskorrelierten Potentiale erfolgt im neurophysiologischen Labor der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie im Kindes- und Jugendalter.

Wesentliche Fragestellung dieses Untersuchungsteils wird sein,

3.5 Testplan

Für die neuropsychologischen / neurolinguistischen Tests (Testphasen I und II) gehen wir von vier Sitzung zu je rund einer Stunde aus. Bereits im Vorfeld sollen entlang eines festen Anamneseschemas die Eltern befragt werden zu kindlichen Aphasien, Schädel-Hirn-Traumen, Meningitis usw.. Darüberhinaus sollen sie – die Eltern – mithilfe des CBCL zu Depressionen ihrer Kinder befragt werden.

Da die Untersuchung der ereigniskorrelierten Potentiale den höchsten Arbeitsaufwand erfordern wird, erfolgen die neurophysiologischen Untersuchungen als letztes in wahrscheinlich 2 weiteren Sitzungen. Es werden nur die Probanden teilnehmen, die alle vorhergehenden Untersuchungen vollständig durchlaufen haben.

 

4. Ausblicke

An Vorarbeiten wurden bisher durchgeführt:

Was ist die Motivation, die uns leitet? Wenn – was wir als Hypothese unterstellen – Sprachentwicklungsstörungen und Aufmerksamkeitsstörungen mit basalen auditiven Informationsverarbeitungsprozessen korrelieren und diese auch eine kausale Rolle bei den genannten Störungen spielen, dann hat das weitreichende Konsequenzen für. Therapie und Prävention.

 

gez. Klaus Hennighausen
gez. Michael Schecker

 

 

 

5. Projektgruppe

Projektleiter:
Dr. Klaus Hennighausen, 'Kinder- und Jugendpsychiatrie' des Klinikums der Albert-Ludwigs-Universität
Prof. Dr. Michael Schecker, Neurolinguistisches Labor, Albert-Ludwigs-Universität

Projektmitarbeiter:

Marialena Filippou M.A.

Eva Schütz

Swantje Zachau

Gregor Kohls

Anna Jaremkiewicz M.A.

Gabi Christmann

 

 

 

6. Kooperation

7. Unterstützung

8. Organisation und Aktivitäten