Visuell-räumliches Aufmerksamkeitsdefizit bei Kindern mit Leseschwierigkeiten

Obwohl entwicklungsbedingte Lesestörungen (entwicklungsbedingte Legasthenie) hauptsächlich mit auditiv-phonologischen Defiziten in Verbindung gebracht werden, haben neuere Längsschnitt- und Trainingsstudien eine mögliche kausale Rolle visuell-aufmerksamer Fähigkeiten beim Leseerwerb gezeigt. Tatsächlich könnten visuelle Aufmerksamkeitsmechanismen an der orthografischen Verarbeitung der Buchstabenfolge und der grafischen Analyse beteiligt sein, die der Graphem-zu-Phonem-Abbildung vorausgeht. Hier verwendeten wir eine einfache Papier-und-Bleistift-Aufgabe, die aus drei Labyrinthen bestand, um die visuell-räumliche Aufmerksamkeit bei einer großen Stichprobe von Grundschulkindern (n= 398) zu messen.

Entwicklungsbedingte Legasthenie ist eine häufige neurologische Entwicklungsstörung, die normalerweise in der frühen Kindheit beginnt. Diese Störung beeinträchtigt die Lesefähigkeit einer Person und erschwert das Verstehen geschriebener Sprache. Einige Untersuchungen deuten darauf hin, dass entwicklungsbedingte Legasthenie auch das Gedächtnis einer Person beeinträchtigen kann, insbesondere das Kurzzeitgedächtnis.

Obwohl die Auswirkung von entwicklungsbedingter Legasthenie auf das Gedächtnis eine wissenschaftliche Frage ist, ist sie nicht der einzige Faktor, der bestimmt, wie stark das Gedächtnis einer Person ist. Beispielsweise haben viele Menschen ein gewisses Maß an Legasthenie, gedeihen aber in anderen Bereichen gut. Deshalb sollten wir das Gedächtnis einer Person nicht mit ihrer Lesefähigkeit verwechseln.

Bei manchen Menschen hat die entwicklungsbedingte Legasthenie jedoch Auswirkungen auf ihr Gedächtnis. Untersuchungen zeigen, dass dies hauptsächlich im Kurzzeitgedächtnis geschieht. Unter Kurzzeitgedächtnis versteht man die Menge und Länge der Zeit, an die sich eine Person in einem kurzen Zeitraum erinnern kann. Einige Studien zeigen, dass Menschen mit entwicklungsbedingter Legasthenie ein schlechteres Kurzzeitgedächtnis haben als normale Menschen, insbesondere bei arbeitsbezogenen Aufgaben. Diese Personen haben beispielsweise in der Regel größere Schwierigkeiten als andere bei einer Aufgabe, die das Auswendiglernen von Symbolen oder Wörtern erfordert.

Allerdings ist dies, wie bereits erwähnt, kein Problem, das bei allen Menschen mit entwicklungsbedingter Legasthenie auftritt. Viele Menschen mit Legasthenie entwickeln unterschiedliche Fähigkeiten, um ihre Leseschwierigkeiten auszugleichen. Einige Studien haben auch herausgefunden, dass Training und Lernen dazu beitragen können, das Gedächtnis von Menschen mit entwicklungsbedingter Legasthenie zu verbessern.

Was auch immer der Fall sein mag, wir sollten die Unterschiede aller verstehen und respektieren. Wenn Sie oder Ihr Kind an Legasthenie oder entwicklungsbedingter Legasthenie leiden, fühlen Sie sich nicht frustriert oder hilflos. Besprechen Sie die besten Optionen mit Ihrem Hausarzt oder Psychologen und suchen Sie geeignete Unterstützung und Ressourcen. Durch aktives Lernen und Training können alle Menschen Hindernisse überwinden und ihr Potenzial ausschöpfen. Es ist ersichtlich, dass wir unser Gedächtnis verbessern müssen. Cistanche deserticola kann das Gedächtnis erheblich verbessern, da Cistanche deserticola ein traditionelles chinesisches Arzneimittel mit vielen einzigartigen Wirkungen ist, darunter die Verbesserung des Gedächtnisses. Die Wirksamkeit von Hackfleisch beruht auf den verschiedenen darin enthaltenen Wirkstoffen, darunter Säure, Polysaccharide, Flavonoide usw. Diese Inhaltsstoffe können die Gesundheit des Gehirns auf verschiedene Weise fördern.

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Im Vergleich zu visuellen Suchaufgaben, die ein visuelles Arbeitsgedächtnis erfordern, misst unsere Labyrinthaufgabe hauptsächlich die verteilte und fokussierte visuell-räumliche Aufmerksamkeit und kontrolliert auch das sensomotorische Lernen. Im Vergleich zu typischen Lesern (n= 340) zeigten Kinder mit Leseschwierigkeiten (n= 58) deutliche Beeinträchtigungen der visuell-räumlichen Aufmerksamkeit, die offenbar nicht mit der motorischen Koordination und den prozeduralen Lernfähigkeiten zusammenhängen, die in dieser Papier- und Bleistiftaufgabe zum Einsatz kommen. Da die visuelle Aufmerksamkeit bei etwa 40 % der Kinder mit Leseschwierigkeiten gestört ist, sollte ein effizientes Leseförderungsprogramm sowohl auditiv-phonologische als auch visuell-aufmerksame Interventionen integrieren.

Entwicklungsbedingte Legasthenie ist eine spezifische Lesestörung trotz normaler Intelligenz, Unterrichtserfahrung und dem Fehlen eines offensichtlichen sensorischen Defizits. Das Diagnostic and Statistical Manual for Mental Disorders (DSM-5) klassifiziert entwicklungsbedingte Legasthenie als mögliche Folge einer bestimmten Lernstörung. Der Diagnose einer bestimmten Lernstörung gehen oft andere Diagnosen innerhalb der Gruppe der neurologischen Entwicklungsstörungen einher oder gehen ihr voraus, wie z. B. Sprachstörung, Aufmerksamkeitsdefizit- und Hyperaktivitätsstörung, Entwicklungskoordinationsstörung und Autismus-Spektrum-Störung1.

Die Theorie des phonologischen Kerndefizits geht davon aus, dass Leseschwierigkeiten (RD) bei Kindern mit Entwicklungs-Legasthenie auf Defizite in der Fähigkeit zurückzuführen sind, Laute gesprochener Wörter zu identifizieren und explizit darauf zu reagieren, was zu Schwierigkeiten beim Erlernen einer geeigneten Zuordnung von Graphemen zu Phonemen führt2,3. Somit könnte der linke temporoparietale Übergang, der an der auditiv-phonologischen Verarbeitung und dem Gedächtnis der Sprachlaute beteiligt ist, eine entscheidende Rolle in den ersten Phasen des Leseerwerbs spielen, in denen die Graphem-zu-Phonem-Zuordnung eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der sublexikalischen und lexikalischen Route spielt5 .

Die Zeit, die ein vorlesendes Kind benötigt, um schnell und genau eine Reihe bekannter visueller Reize zu benennen, bekannt als Rapid Automatized Naming (RAN), ist einer der besten Prädiktoren für zukünftige Lesefähigkeiten6,7. Genau wie Lesen erfordern RAN-Aufgaben ( i) Aufmerksamkeit für die Reize; (ii) visuelle Prozesse, die für die anfängliche Merkmalserkennung, Unterscheidung und Reizidentifizierung verantwortlich sind; (iii) Integration visueller Informationen mit gespeicherten orthografischen und phonologischen Darstellungen; (iv) lexikalische Prozesse, einschließlich Zugriff und Abruf phonologischer Codes; und (v) Organisation der artikulatorischen Leistung8. Längsschnittstudien haben gezeigt, dass das phonologische Bewusstsein und das visuell-räumliche Arbeitsgedächtnis sowie RAN gute Prädiktoren für die zukünftige Leseentwicklung zu sein scheinen2,7,9,10.

Das frontoparietale Netzwerk, das an der visuellen Aufmerksamkeitsverarbeitung beteiligt ist, könnte in den ersten Phasen der Buchstabenidentifikation und der orthographischen Entwicklung eine entscheidende Rolle spielen11,12. Effiziente Fähigkeiten bei der Extraktion und Auswahl visueller Informationen durch visuell-räumliche Aufmerksamkeit ermöglichen die Erstellung stärkerer visueller Wortformdarstellungen13 (siehe14–17 für Übersichten; siehe18 für eine Metaanalyse). Wie von Grainger et al. (S. 171)17: „Die Verarbeitung orthografischer Informationen beginnt mit skaleninvarianten, blickzentrierten Buchstabendetektoren, die Buchstabenidentität und Buchstabenposition konjunktiv kodieren. Sehschärfe, Gedränge und räumliche Aufmerksamkeit bestimmen gemeinsam die Aktivität dieser blickzentrierten Buchstabendetektoren.“

Durch die Kombination von Signalverstärkungs- und Rauschausschlussmechanismen ist das rechte frontparietale Netzwerk an der Aufmerksamkeitsverschiebung (d. h. Auflösung des Aufmerksamkeitsfokus) und Skalierung (Vergrößern und Verkleinern des Aufmerksamkeitsfokus) beteiligt19.

Das Vorhandensein einer trägen Aufmerksamkeitsverlagerung20–24 sowie eines veränderten Wahrnehmungsgeräuschausschlussmechanismus25,26 könnte die Grundlage für Schwierigkeiten bei der schnellen Verarbeitung von Reizsequenzen sein, die häufig bei Kindern mit entwicklungsbedingter Legasthenie beobachtet werden14. Mehrere Längsschnittstudien haben bestätigt, dass die Fähigkeit zur visuellen räumlichen Aufmerksamkeit ein guter Prädiktor für zukünftige Lesefähigkeiten ist26–29 (siehe 18 für eine Metaanalyse bei Kindern mit Vorlesefähigkeiten), was darauf hindeutet, dass grafisches Parsen und die Verarbeitung von Buchstabenfolgen Folgendes erfordern: (i) schnell und genau Einsatz visueller Aufmerksamkeit entlang der Buchstabenketten17,30,31; (ii) gute Fähigkeiten in der globalen Extraktion und räumlich-zeitlichen Integration visueller Informationen32–34; (iii) eine große visuelle Aufmerksamkeitsspanne und; (iv) ein reduzierter visueller Crowding-Effekt26,30 (siehe35 Forenübersicht). Entscheidend ist, dass visuelles Aufmerksamkeitstraining die Lesefähigkeiten bei Kindern mit und ohne Legasthenie in der Entwicklung zu verbessern scheint26,33,34,36–42 (siehe 43 für eine Übersicht), was die kausale Rolle des frontoparietalen Aufmerksamkeitsnetzwerks beim Leseerwerb bestätigt44.

Das frontoparietale Netzwerk ist nicht nur an der für den Leseerwerb entscheidenden Aufmerksamkeitsentfaltung beteiligt, sondern auch an vielfältigen Interaktionen mit der Umwelt, insbesondere an der Handlungserkennung und Handlungsplanung45. Es ist interessant festzustellen, dass Kinder mit entwicklungsbedingter Legasthenie eine Komorbiditätsrate von 16 bis 70 % mit einer Entwicklungskoordinationsstörung aufweisen46,47 und dass diese neurologische Entwicklungsstörung durch visuelle Aufmerksamkeitsdefizite gekennzeichnet ist48. Trotz der Belege für den Zusammenhang zwischen Visuomotorik und Lese- und Rechtschreibleistung49,50 haben einige Längsschnittstudien zu den möglichen Zusammenhängen zwischen Fein- und Grobmotorik und der Leseentwicklung keine konsistenten Ergebnisse gezeigt2,29. Insbesondere stellten einige Studien einen Zusammenhang zwischen manueller Geschicklichkeit und zukünftigen Lesefähigkeiten her, wenn sie anhand von Schreibaufgaben bewertet wurden51. Dieser Zusammenhang lässt sich jedoch manchmal besser durch Aufmerksamkeits- und Arbeitsgedächtnisfunktionen erklären49,52, und manchmal scheint manuelle Geschicklichkeit nicht mit zukünftigen Lesefähigkeiten in Zusammenhang zu stehen53. Eine mögliche Erklärung für diese inkonsistenten Ergebnisse könnte das unterschiedliche Ausmaß der Beteiligung visuell-aufmerksamer Mechanismen sein, die an den spezifischen experimentellen Aufgaben beteiligt sind54.

Bei Kindern mit entwicklungsbedingter Legasthenie wurde auch ein Defekt des sequentiellen prozeduralen Lernens (die Fähigkeit, eine allgemeine Aufgabenabfolge zu erlernen) beobachtet, hauptsächlich bei seriellen Reaktionszeitaufgaben55. Interessanterweise zeigten Lum und Kollegen56 in ihrer Metaanalyse, dass das beobachtete Defizit hauptsächlich mit einer möglichen Dysfunktion in medial-temporalen Bereichen zusammenhängt, die an der Verarbeitung der Aufmerksamkeits-Raum-Zeit-Sequenz beteiligt sind. Auch bei Aufgaben, die stark die visuelle Hand-Koordination erfordern, wie etwa beim Spiegelzeichnen, führen Kinder mit Entwicklungs-Legasthenie langsamere Ausführungszeiten55,57. Obwohl bei entwicklungsbedingter Legasthenie visuomotorische Koordinationsdefizite und prozedurale Lernstörungen nachgewiesen wurden, könnte ein grundlegendes visuelles Aufmerksamkeitsdefizit indirekt diese motorischen und Lernstörungen erklären14.

Wir gingen davon aus, dass ein spezifisches visuell-räumliches Aufmerksamkeitsdefizit Kinder mit RD charakterisiert. Die typischen Aufgaben zur Indexierung der rein visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsfunktion bei Kindern mit SE erfordern komplexe Verhaltens-21 und psychophysikalische Verfahren20, die im klinischen Umfeld nur schwer anzuwenden sind. Daher haben wir hier eine einfache Papier-und-Bleistift-Aufgabe verwendet, die aus drei Cs-Labyrinthen besteht (siehe Abb. 1, Tafel A). Die effiziente Ausführung der Cs-Labyrinth-Aufgabe erfordert mehrere Aufmerksamkeitsmechanismen. Kinder müssen in der Lage sein, die verschiedenen Teile des Weges schnell zu vergrößern und zu verkleinern19 sowie ihren Aufmerksamkeitsfokus zu lösen, zu bewegen und zu aktivieren16,21–23; siehe 58 für eine Übersicht. Ein großer Aufmerksamkeitsfokus könnte es dem Kind ermöglichen, mehrere Elemente (Cs) des Labyrinths gleichzeitig zu analysieren. Dieses effiziente Aufmerksamkeitsverfahren könnte jedoch nur verwendet werden, wenn der Lärm25 oder die Ansammlung der peripheren Reize26 nicht übermäßig ist und wenn die visuellen Reize nicht übermäßig sind Die Aufmerksamkeitsspanne ist ausreichend31,59. Gleichzeitig ermöglicht ein schnelles, aufmerksames Hineinzoomen den Kindern, schnell die Richtung zu erkennen, die Stück für Stück nacheinander ausgewählt werden muss. Später wird eine schnelle Orientierung der visuellen Aufmerksamkeit21,36 eine schnelle Analyse nachfolgender Pfadschritte ermöglichen.

Wir stellten die Hypothese auf, dass die Ausführung dieser Aufgabe die Erkennung von Unterschieden zwischen Kindern mit und ohne RD ermöglicht. Wir gingen davon aus, dass Kinder mit RD unabhängig von der unterschiedlichen Länge des ersten und zweiten Labyrinths Schwierigkeiten bei der Ausführung der Aufmerksamkeitsaufgabe gezeigt hätten.

Um die anderen an dieser Aufgabe beteiligten kognitiven Mechanismen besser zu verstehen, haben wir versucht, die Rolle der visuellen Aufmerksamkeitsfähigkeiten von den möglichen Auswirkungen des prozeduralen Lernens und der visuomotorischen Fähigkeiten zu trennen, indem wir drei Blätter verwendeten, in denen der erste und der Weg des dritten Labyrinths gleich sind. Die visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsschwierigkeiten wären weniger relevant geworden, wenn der Weg des Labyrinths derselbe gewesen wäre wie ein bereits gelöstes Labyrinth. In diesem Fall hätte das prozedurale Lernen eine wichtigere Rolle gespielt als die visuellen Aufmerksamkeitsfähigkeiten, die weniger beansprucht worden wären. Indem wir die Belastung der visuellen Aufmerksamkeitsfähigkeiten reduzieren, indem wir das erste der beiden Labyrinthe ein zweites Mal anwenden, können wir die Effekte kontrollieren, die nicht nur mit dem prozeduralen Lernen, sondern auch mit den visuomotorischen Koordinationsfähigkeiten verbunden sind.

Wir haben diese Hypothese an einer großen Stichprobe von Grundschulkindern (von der zweiten bis zur fünften Klasse) getestet, indem wir Wort- und Pseudowort-Leseaufgaben und die drei Labyrinthe, die aus einer Reihe von Cs bestehen, durchführten. Wir bauten das erste und zweite Labyrinth mit unterschiedlichen Wegen, während das erste und dritte Labyrinth identisch waren. Anschließend haben wir den spezifischen visuell-räumlichen Aufmerksamkeitseffekt anhand der beiden Labyrinthe mit unterschiedlichen Wegen gemessen. Schließlich erfordert unsere Aufgabe „Labyrinthe“ im Gegensatz zu den typischen visuellen Suchaufgaben, bei denen das Arbeitsgedächtnis des Ziels stark beansprucht wird, keine großen Arbeitsspeicherprozesse.

Material und Methoden

Der gesamte Untersuchungsprozess wurde gemäß den Grundsätzen der Helsinki-Erklärung durchgeführt. Alle Teilnehmer gaben eine schriftliche Einverständniserklärung ab und die Ethikkommission der Abteilung für Allgemeine Psychologie der Universität Padua genehmigte alle Verfahren.

Teilnehmer. An unserer Studie nahmen 398 Kinder (188 Männer und 210 Frauen; 8 % Linkshänder) teil. Die Kinder, die teilweise in Schulen in verschiedenen Regionen Italiens evaluiert wurden, besuchten die Grundschule von der zweiten bis zur fünften Klasse (siehe Tabelle 1). Die Kinder hatten ein normales oder auf normales Sehvermögen korrigiertes Sehvermögen. Es wurden keine Hörprobleme oder neurologischen Ausfälle gemeldet. Ärzte bewerteten die Lesefähigkeiten von Kindern mithilfe standardisierter Leseaufgaben für Wörter und Pseudowörter (siehe „Aufgaben zum Lesen von Wörtern und Pseudowörtern“). Basierend auf ihrer Leistung bei standardisierten Wort- und Pseudowort-Leseaufgaben wurden sie als typische Leser (TRs) oder Kinder mit RD klassifiziert. Ein Kind wurde in die RDs-Gruppe eingestuft, wenn es bei mindestens zwei Leistungsindikatoren (Geschwindigkeit und/oder Genauigkeit) bei Leseaufgaben für Wörter und/oder Pseudowörter -2 Standardabweichungen (SDs) unter den für eine normative Stichprobe berechneten Durchschnittswerten aufwies60 . Eine Untergruppe dieser Kinder (n=19) ​​mit RDs wurde aus klinischen Zentren unter Verwendung derselben Kriterien für Lesestörungen rekrutiert. Diese Kinder haben bereits eine klinische Diagnose einer entwicklungsbedingten Legasthenie erhalten, die auf den spezifischen Kriterien der italienischen Gesundheitsbehörde basiert. Diese Kinder können andere spezifische Lernbehinderungen aufweisen, aber sie haben keine anderen Diagnosen von neurologischen Entwicklungsstörungen erhalten. Die anderen Kinder wurden in die TRs-Gruppe eingeordnet. Eine Stichprobe von 340 TRs (52 % weiblich) und 58 Kindern mit RDs (55 % weiblich) wurde getestet (siehe Tabelle 1).

Aufgaben zum Lesen von Wörtern und Pseudowörtern. Lesefähigkeiten und phonologische Dekodierungsfähigkeiten wurden anhand von Listen standardisierter Wort- bzw. Pseudowort-Leseaufgaben gemessen60. Die deskriptiven Statistiken der Leseaufgaben finden Sie in Tabelle 2.

Cs-Labyrinth-Aufgabe. Die Aufgabe besteht aus drei Labyrinthblättern. Auf jedem Blatt befindet sich ein quadratisches Gitter (8×8) aus Cs (2,2 cm Durchmesser; der offene Teil des C ist etwa 0,5 cm groß), ausgerichtet in vier Himmelsrichtungen. Ein rotes C mit einem Dreieck darin zeigt den Startpunkt an, während ein gelber Kreis den Endpunkt anzeigt. Der Teilnehmer wurde gebeten, eine durchgezogene Linie vom Dreieck zum letzten Kreis zu zeichnen und dabei die Öffnung des schwarzen C zu nutzen, um das angrenzende C zu erreichen (siehe Abb. 1, Tafel A). Im Einzelnen lauteten die Anweisungen an das Kind: „In diesem Test müssen Sie in der Lage sein, dieses Auto (Dreieck) aus den Labyrinthen herauszufahren. Das Auto kann sich von Kreis zu Kreis bewegen, aber es kann nur an dem Teil vorbeifahren, an dem sich der Kreis befindet.“ öffnen und dann im Folgekreis ankommen, bis zum gelben Kreis: Man muss schnell und genau sein.“ Vor dem Test wurde dem Kind ein Beispielblatt gezeigt, auf dem der Administrator zeigte, wie der Test durchzuführen ist, und ein zweites Blatt, auf dem der Teilnehmer selbst einen Trainingsversuch durchführte. Die drei Labyrinthe wurden immer in der gleichen Reihenfolge verwaltet, um die Untersuchung prozeduraler Lernfähigkeiten zu ermöglichen. Insbesondere wird erwartet, dass die doppelte Verabreichung desselben Labyrinthpfads zu einer Verbesserung bei der zweiten Verabreichung führt – einem impliziten erleichternden visuomotorischen Effekt auf der Grundlage des prozeduralen Lernmechanismus50.

Obwohl der Weg des ersten Labyrinths aus 21 Gängen und der Weg des zweiten Labyrinths aus 36 Gängen bestand, war der Aufmerksamkeitsverschiebungsindex (gemessen als Verhältnis der gesamten Gänge zu den Richtungsänderungen) zwischen ihnen ähnlich (erstes Labyrinth: 12 Richtungen). Änderungen mit Aufmerksamkeitsverschiebungsschwierigkeitsindex=1.75; zweites Labyrinth: 21 Richtungsänderungen mit Aufmerksamkeitsverschiebungsschwierigkeitsindex=1.71).

Für jedes der drei Labyrinthe wurden die Ausführungszeit in Sekunden und die Anzahl der Fehler gemessen. Die Bleistiftlinie musste nicht genau innerhalb der Öffnung des C verlaufen. Jedes Mal, wenn der Teilnehmer einen Fehler bei der Eingabe des falschen angrenzenden C machte, begann er/sie beim letzten richtigen Kreis neu. Ausgebildete Psychologen führten die Lese- und visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsaufgaben einzeln durch.

Ergebnisse

Visuell-räumliche Aufmerksamkeitsunterschiede zwischen TRs und Kindern mit RDs: Analyse der (Ko-)Varianz. Die Datenanalyse wurde unter Verwendung einer 3×2 gemischten Varianzanalyse (ANOVA) (3 Labyrinthe*2 Gruppen: TRs- und RDs-Kinder) durchgeführt, wobei die drei Labyrinthe die wiederholten Messungen und die Gruppe der Zwischensubjektfaktor ist. Die abhängige Variable waren die Ausführungszeiten und Fehler des Labyrinths (Rohwert). In Anbetracht der Tatsache, dass die Teilnehmer aus der zweiten bis fünften Klasse der Grundschule rekrutiert wurden, entschieden wir uns, die gleiche Analyse durchzuführen und den Schulnotenfaktor als Kovariate hinzuzufügen.

Ausführungszeiten. Die erste ANOVA zu Labyrinth-Ausführungszeiten zeigte, dass der Haupteffekt des Labyrinths signifikant war: F(2792)=143.619, p<0.001, partial η2=0.266. Post hoc (Bonferroni correction) revealed that the execution times of the three labyrinths were significantly different from each other (all ps<0.001; execution time of labyrinth 1 mean=34.77 s, SD=21.02; labyrinth 2 mean=51.88 SD=22.91; labyrinth 3 mean=29.99, SD=18.92). Also, the group's main effect was significant: F(1396)=13.402, p<0.001, partial η2=0.033. The mean execution time of TRs (37 s, SD=15.65) was shorter than that of children with RDs (45.29 s, SD=17.41). In children with RD, the execution time was 22% slower in comparison to TRs. The labyrinths x group interaction was also significant: F(2792)=8.684, p<0.001, partial η2=0.021. To better understand this interaction, we run an ANOVA for each labyrinth. The main effects of group showed that the TRs group (first labyrinth mean=32,82, SD=19.98; second labyrinth mean 50.29, SD=22.09; third labyrinth mean=27.92, SD=19.87) performed both first (F(1395)=21.056, p<0.001, partial η2=0.05) and second (F(1395)=11.593, p=0.001, partial η2=0.028) labyrinths significantly faster, compared to the RD group (first labyrinth mean=46.19, SD=23.36; second labyrinth mean=61.23, SD=25.5; third labyrinth mean=28.45, SD=12.06). Performance was not statistically different in the third labyrinth (F(1395)=0.039, p=0.843, partial η2<0.001). Both TR (t(339)=3.318, p=0.001 Cohen's d=0.180) and RD (t(57)=5.965, p<0.001, Cohen's d=0.649) groups showed a significant improvement between the first and third labyrinth execution. Thus, children with RD were significantly slower only in the first and second labyrinths compared to TRs.
In der ANCOVA war mit derselben 3×2-Analyse (3 Labyrinthe*2 Gruppen), in der wir die Schulnote als Kovariate verwenden, der Haupteffekt der Schulnote signifikant: F(1395)=14.383 , P<0.001, partial η2=0.035. Also, the main effect of labyrinths was significant: F(2790)=34.301, p<0.001 partial η2=0.080. The differences between the three labyrinths were still significant (all ps<0.001). Labyrinth x school grade interaction was not significant: F(2790)=1.877, p=0.154, partial η2=0.005. The main effect of groups was significant: F(1395)=15.085, p < 0.001, partial η2=0.037. Also, the labyrinths x group interaction was still significant: F(2790)=8.770, p < 0.001, partial η2=0.022. To better understand this interaction, we run an ANCOVA for each labyrinth. The main effects of group showed that the TRs group performed both first (F(1395)=22.084, p<0.001, partial η2=0.053) and second (F(1395)=13.147, p=0.001, partial η2=0.032) labyrinths faster compared to the RDs group, whereas the execution times in the third labyrinth did not differ (F(1395)=0.098, p=0.754, partial η2<0.001; see Fig. 1). Tus, children with RD were significantly slower only in the first and second labyrinth compared to TRs independently of school grade.

Fehler. Eine zweite (3 Labyrinthe * 2 Gruppen) gemischte ANOVA, die die Labyrinthfehlerzahlen als abhängiges Maß berücksichtigte, wurde durchgeführt. Der Haupteffekt des Labyrinths war signifikant: F(2792)=21.642, p<0.001, partial η2=0.052. The number of errors was not different between the first (mean=0.6, SD=1.03) and second labyrinth (mean=0.59, SD=1, F(1396)=0.677, p=0.411, partial η2=0.002), whereas the error numbers in both the first (F(1396)=31.4, p<0.001, partial η2=0.073) and second labyrinth (F(1,396)=41.965, p<0.001, partial η2=0.096) were significantly different from the third labyrinth (mean=0.22, SD=0.65). The main effect of the group was not significant: F(1396)=0.103, p=0.748, partial η2<0.001. The group x labyrinth interaction was not significant: F(2792)=1.112, p=0.329, partial η2=0.003.

Die ANCOVA mit dem gleichen Design (3 Labyrinthe*2 Gruppen), bei der die Schulnote die Kovariate war, zeigte, dass der Haupteffekt der Schulnote nicht signifikant war (F(1,395)=1,625, p{{6}) }.203, teilweise η2=0.004). Die Interaktion zwischen Schulklasse und Labyrinth war nicht signifikant (F(2.790)=0.197, p=0.822, partielles η2<0.001). Te main efect of the labyrinth was signifcant (F(2.790)=4.692, p=0.009, partial η2=0.012), whereas the main efect of the group (F(1395)= 0.142, p = 0.707, partial η2 < 0.001), as well as the group x labyrinth interaction, were not signifcant (F(2.790)=1.122, p=0.326, partial η2=0.003). Thus, children with RD were not significantly different from TRs when the errors in the labyrinth task were considered (see Table 3).

Schließlich unterschieden sich diese Ergebnisse nicht, wenn diese Analysen nur unter Berücksichtigung von RDs durchgeführt wurden, die in den Schulen ausgewählt wurden, mit Ausnahme von Kindern mit DD, was zeigt, dass diese Ergebnisse nicht ausschließlich von den klinisch diagnostizierten Kindern mit DD bestimmt werden.

Zusammenhang zwischen visuell-räumlicher Aufmerksamkeit und Lesen: Teilkorrelationsanalyse. Neben der Untersuchung von Unterschieden in der visuell-räumlichen Verarbeitung zwischen Kindern mit und ohne RDs untersuchten wir außerdem die Korrelation zwischen individuellen visuellen Aufmerksamkeitsfähigkeiten und Lesefähigkeiten in unserer gesamten Stichprobe von Kindern (n=398).

Wir haben teilweise Korrelationen zwischen der Ausführungszeit in den Cs-Labyrinthen und der Lesegeschwindigkeit (Silben für Sekunden) und Fehlern durchgeführt und dabei die Schulnoten kontrolliert. Es wurden signifikante Korrelationen zwischen der mittleren Ausführungszeit im ersten und zweiten Labyrinth und der mittleren Lesegeschwindigkeit von Wörtern und Pseudowörtern gefunden (r{{0}}− 0,28, p<0.001; See Fig. 2 Panel A) and errors (r=0.26, p<0.001; See Fig. 2 Panel B). In contrast, no significant correlation was found between the execution time of the third labyrinth and the mean of word and pseudoword reading speeds (r=− 0.08, p=0.113) and errors (r=− 0.03, p=0.621).

Es wurde auch eine signifikante Korrelation zwischen dem Mittelwert der Fehler im ersten und zweiten Labyrinth und dem Mittelwert der Wort- und Pseudowort-Lesefehler gefunden (r=0.19, S<0.001), but not with speed (r=− 0.08, p=0.113). No significant correlation was found between the number of errors in the third labyrinth and the mean of word and pseudoword reading speeds (r<0.001, p=0.994) and errors (r= − 0.016, p=0.746).

Um außerdem die verschiedenen kognitiven Mechanismen zu untersuchen, die an der Ausführung derselben visuomotorischen Bahnen beteiligt sind, wurde die Korrelation zwischen der Leistung (Fehler und Ausführungszeit) des ersten und des dritten Labyrinths schulklassenkontrollierend durchgeführt. Obwohl die Korrelation zwischen dem Mittelwert der Fehler im ersten und dritten Labyrinth signifikant war (r= 0.12, p= 0.014), war die gleiche Korrelation nicht signifikant (r=0.08 , p=0.119), als die sensibleren Ausführungszeiten analysiert wurden. Diese Ergebnisse legen nahe, dass derselbe visuomotorische Pfad, der ein zweites Mal ausgeführt wird, einen anderen kognitiven Mechanismus messen kann, nämlich prozedurales Lernen.

Darüber hinaus war die Korrelation zwischen dem rein visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsdefizit, das die prozeduralen Lernfähigkeiten kontrolliert (gemessen anhand des Deltas der Ausführungszeit zwischen der ersten und zweiten Verabreichung desselben Labyrinths) und der Lesegeschwindigkeit (Mittelwert pro Sekunde von Wort und Pseudowort) signifikant: (r=− 0.15, p=0.003)auch kontrollierend für eine Schulnote. Dieses Ergebnis weist darauf hin, dass ein schwerwiegenderes Defizit der visuell-räumlichen Aufmerksamkeit mit einer langsameren Lesegeschwindigkeit verbunden war. Dementsprechend korrelierte dieses rein visuell-räumliche Aufmerksamkeitsdefizit auch signifikant mit dem Mittelwert der Lesefehler (r=0.22, S<0.001), indicating that a more severe attentional deficit was linked with more reading errors. The same visuospatial attention deficit calculated using the delta in errors between the 1st and 2nd administration was not significantly correlated with the reading speed (r=− 0.07, p=0.14), whereas it was significantly correlated with the reading errors mean (r=0.18, p<0.001).

Visuell-räumliches Aufmerksamkeitsdefizit bei Kindern mit RDs: individuelle Daten und Odds-Ratio-Analyse. In den Labyrinthen 1 und 2 zeigten 34,5 % (20/58) der Kinder mit RDs eine visuell-räumliche Aufmerksamkeitsleistung von weniger als einer SD im Vergleich zur mittleren Ausführungszeit von TRs (siehe Tabelle 4 für normative Daten in TRs). Das Quotenverhältnis betrug 3,13 (95 %-Konfidenzintervall zwischen 1,68 und 5,81), was auf einen moderaten Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein von RDs und einem rein visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsdefizit hinweist.

Diskussion

Eine visuell-räumliche Aufmerksamkeitsstörung spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Lesefähigkeit und beeinträchtigt die orthografische Verarbeitung16,17,26,28,29; siehe18 für eine Metaanalyse). Wir fanden einen signifikanten Unterschied zwischen Kindern mit und ohne RDs in den visuellen Aufmerksamkeitsfähigkeiten anhand einer einfachen Papier-und-Bleistift-Aufgabe, bei der keine auditorischen phonologischen Fähigkeiten beteiligt waren.

Computergestützte Lesemodelle gehen von einer Form der grafischen Analyse aus, um die Darstellungsebene zu erreichen, auf der der Graphem-zu-Phonem-Umwandlungsmechanismus funktioniert. Visuelle Eingaben werden in einzelne Buchstaben segmentiert, die seriell und einzeln verarbeitet werden61. Andere Modelle gehen von einer Segmentierung in sublexikalische Einheiten aus, die entsprechend ihrer Position in der Silbe bestimmten Slots zugeordnet werden62–64.

Unabhängig davon, wie das graphemische Parsen konzipiert ist, erfordert es in erster Linie eine effiziente verteilte visuelle räumliche Aufmerksamkeit auf die gesamte Buchstabenfolge und dann eine Fokussierung der visuellen räumlichen Aufmerksamkeit auf jede sublexikalische Einheit (einzelner Buchstabe oder Buchstabencluster), wodurch die flankierenden Einheiten gehemmt werden61; siehe18 für eine Metaanalyse).

Verteilte und fokussierte visuell-räumliche Aufmerksamkeit sind auch an visuellen Suchaufgaben beteiligt65. Tatsächlich wurde gezeigt, dass visuelle Suchfähigkeiten – ohne Beteiligung phonologischer Fähigkeiten – gute Prädiktoren für zukünftige Lesefähigkeiten sowohl in flachen als auch in tiefen Orthographien sind26–29,34 und dass das Training der visuell-räumlichen Aufmerksamkeit mithilfe von Action-Videospielen sowohl die visuelle Sucheffizienz als auch die Lesefähigkeiten bei Kindern verbessert mit und ohne Legasthenie42,44.

Visuelle Suchaufgaben erfordern jedoch nicht nur verteilte und fokussierte visuell-räumliche Aufmerksamkeit, sondern auch ein Arbeitsgedächtnis für das visuelle Ziel sowie eine korrekte Übereinstimmung zwischen dem spezifischen Ziel und dem fokussierten Kandidatenelement (siehe 65,66 für eine Übersicht). Das visuelle Arbeitsgedächtnis ist bei Kindern mit Legasthenie beeinträchtigt67. Wichtig ist, dass bei der Labyrinthaufgabe alle Elemente (Cs), aus denen die visuellen Pfade bestehen, sequentielle Ziele sind, die ohne Beteiligung des Arbeitsgedächtnisses verarbeitet werden sollten, wodurch die möglichen Auswirkungen von Defekten des visuellen Arbeitsgedächtnisses auf unsere Sehaufgabe minimiert werden. Somit zeigen unsere Ergebnisse, dass reine visuell-räumliche Aufmerksamkeitsschwierigkeiten – unabhängig von den Fähigkeiten des visuellen Arbeitsgedächtnisses – Kinder mit RD zu charakterisieren scheinen.

Der mögliche kausale Zusammenhang zwischen visuell-räumlicher Aufmerksamkeit und Leseerwerb wurde von Goswami68 kritisch diskutiert, da das Leseerlebnis die Entwicklung visuell-räumlicher Aufmerksamkeit direkt beeinflussen könnte. Allerdings ist das Fehlen einer ausschließlichen Aufmerksamkeitsverschiebung von links nach rechts, die die Leserichtung in westlichen Orthographien charakterisiert, und die Notwendigkeit von Die kontinuierliche Neuausrichtung der Aufmerksamkeit in alle Richtungen in der Cs-Labyrinthaufgabe schloss die Möglichkeit aus, dass dieser Unterschied auf einen einfachen Übungseffekt zurückzuführen sein könnte, der mit der gewohnheitsmäßigen Aufmerksamkeitsverschiebung von links nach rechts verbunden ist, die während des Leseerwerbs und der Lesefestigung trainiert wird69.

Der selektive Unterschied in den Ausführungszeiten zwischen den beiden Gruppen im ersten und zweiten Labyrinth zeigt die Bedeutung einer guten visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsfähigkeit und nicht eines allgemeinen Defizits bei der Verarbeitungsgeschwindigkeit. Tatsächlich waren die Teilnehmer in den ersten beiden Labyrinthen gezwungen – für jedes C oder jeden Teil von Cs –, ihren visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsfokus schnell zu verschieben. Beachten Sie, dass der Unterschied zwischen den beiden Gruppen ähnlich war, obwohl das zweite Labyrinth eine größere Anzahl von Durchgängen erforderte als das erste (was durch langsamere Ausführungszeiten angezeigt wird). Es scheint, dass die Anzahl der Passagen nicht auf die Beeinträchtigung der visuell-räumlichen Aufmerksamkeit bei Kindern mit RD reagiert. Allerdings könnte ein empfindlicherer Index für die Schwierigkeit der Aufmerksamkeitsverlagerung gemessen werden, wenn man das Verhältnis zwischen der Gesamtzahl der Passagen und der Anzahl der Passagen, die eine Änderung erfordern, berücksichtigt bei der Aufmerksamkeitsverlagerung. Die beiden Labyrinthe waren in diesem Index der Aufmerksamkeitsverschiebungsschwierigkeiten ähnlich. Diese Daten könnten erklären, warum der Leistungsunterschied zwischen den beiden Gruppen in den Labyrinthen 1 und 2 nicht unterschiedlich war. Um diese mögliche Interpretation zu testen, könnten wir den Aufmerksamkeitsverschiebungsschwierigkeitsindex in der Cs-Labyrinthaufgabe erhöhen, um die visuell-räumliche Aufmerksamkeitsempfindlichkeit im eingebetteten visuellen Zustand zu verbessern26, 66.

Unabhängig von der Gruppenanalyse, bei der wir einen kritischen Schnitt wählten, um Kinder mit und ohne RD zu unterteilen, bestätigten die Ergebnisse der partiellen Korrelationsanalysen den Zusammenhang zwischen visuell-räumlicher Aufmerksamkeitsverarbeitung und Lesefähigkeiten. Korrelationen zwischen den Ausführungszeiten der Labyrinthaufgabe, der Lesegeschwindigkeit von Wörtern und Pseudowörtern und Fehlern waren nur für die ersten beiden Labyrinthe signifikant, die ein höheres Maß an visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsfähigkeiten erforderten, was den spezifischen Zusammenhang zwischen der frontoparietalen visuell-räumlichen Aufmerksamkeit und dem speziellen okzipitotemporalen visuellen Wortformbereich bestätigt70. 71.

Schließlich zeigte die individuelle Datenanalyse, dass etwa 40 % der Kinder mit RD in den visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsmechanismen, gemessen durch die Labyrinthe 1 und 2, beeinträchtigt sind, was auf das Vorliegen einer Aufmerksamkeitsstörung bei Kindern mit RD hinweist. Es sollte beachtet werden, dass die Empfindlichkeit unserer Labyrinthaufgabe gegenüber visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsstörungen verbessert werden könnte, indem das seitliche visuelle Rauschen erhöht und die spezifischen Orientierungs- und Zoom-Aufmerksamkeitsmechanismen betont werden, die während dieser einfachen Papier-und-Bleistift-Aufgabe erforderlich sind. Daher scheint die Labyrinth-Aufgabe ein gutes Hilfsmittel zur Erkennung visuell-räumlicher Aufmerksamkeitsdefizite bei Grundschulkindern mit RD und Kindern mit anderen neurologischen Entwicklungsstörungen im Zusammenhang mit RD1 zu sein.

Im dritten Labyrinth unterschieden sich die Leistungen der beiden Gruppen nicht. Obwohl sie nicht direkt darüber informiert wurden, dass dieses Labyrinth mit dem ersten identisch war, konnten Kinder mit RD ihre Leistung verbessern (dh ihre früheren Erfahrungen nutzen), wie in der TR-Gruppe zu sehen war. Dieses Ergebnis legt nahe, dass unsere Stichprobe von Kindern mit RD bei dieser Aufgabe angemessene prozedurale Lernfähigkeiten zeigt und dass die visuomotorischen Fähigkeiten bei der Bestimmung der Unterschiede zwischen den Gruppen in den ersten beiden Labyrinthen keine entscheidende Rolle spielten. Dies können wir in anderen Labyrinthen nicht ausschließen Bei Aufgaben sollten Kinder mit SE ein prozedurales Lerndefizit aufweisen55. Es ist zu beachten, dass Schwierigkeiten beim prozeduralen Lernen, die motorische Fähigkeiten betreffen, eher für Kinder mit Sprachbehinderungen als für Kinder mit RD72 zu kennzeichnen sind. Es könnte spekuliert werden, dass Entwicklungskoordinations- und Sprachstörungen Beeinträchtigungen beim prozeduralen Lernen aufweisen, die mit zusätzlichen Defiziten im Kleinhirn oder im motorischen Kortex verbunden sein könnten50. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um diese spezifische Vorhersage zu überprüfen.

Entwicklungskoordinationsstörungen und DD treten häufig bei Komorbiditäten auf46,47. Die Leistung bei der Labyrinth-Aufgabe, bei der es vor allem um motorische Koordinationsfähigkeiten geht, könnte durch das Vorliegen einer Störung in diesem Bereich beeinflusst werden. Dennoch könnte der Unterschied zwischen dem ersten und dritten Labyrinth Ärzten dabei helfen, das mögliche Vorliegen einer bestimmten Schwierigkeit bei der visuell-räumlichen Aufmerksamkeit, den motorischen Fähigkeiten oder dem prozeduralen Lernen einzuschätzen. Wie im Korrelationsabschnitt gezeigt, steuern die Indizes des visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsdefizits (gemessen anhand des Deltas der Ausführungszeit zwischen der ersten und zweiten Verabreichung desselben Labyrinths) nicht nur die prozeduralen Lernfähigkeiten, sondern auch die visuomotorischen Fähigkeiten, die bei der Ausführung des dritten Labyrinths intrinsisch erfasst werden . Eine Schwierigkeit, die ausschließlich in den ersten beiden Labyrinthen auftritt, kann auf eine spezifische visuelle Aufmerksamkeitsschwierigkeit hinweisen. Das Vorhandensein eines Defizits bei der Ausführung der ersten beiden Labyrinthe in Kombination mit einer fehlenden Verbesserung zwischen der Ausführungszeit im ersten und dritten Labyrinth könnte auf ein Defizit im prozeduralen Lernen oder in der motorischen Koordination hinweisen.

Aufgrund des Querschnittsdesigns dieser Forschung konnten wir nicht davon ausgehen, dass das beobachtete visuelle Aufmerksamkeitsdefizit in einem kausalen Zusammenhang mit der RD steht 68. Es besteht jedoch eine große Überlappung zwischen den Gehirnnetzwerken, die mit dem dynamischen Muster der Ausführung von Lese- und visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsaufgaben verbunden sind beobachtet12,71,73. Wichtig ist, dass die strukturellen Konnektivitätsnetzwerke, die mit verschiedenen Aspekten des kompetenten Lesens verbunden sind, zeigten, dass die Interkonnektivität zwischen der Sprache der linken Hemisphäre und den Aufmerksamkeitsbereichen der rechten Hemisphäre sowohl dem lexikalischen als auch dem sublexikalischen Lesen zugrunde liegt12. Darüber hinaus sind beide Ausbildung26,33,34,36,37–41; siehe43 für eine aktuelle Übersicht) und Längsschnittstudien 26,28,29,33,34,59 haben zuvor die kausalen Zusammenhänge zwischen visuellen Aufmerksamkeitsdefiziten und RD gezeigt.

Eine weitere Einschränkung dieser Studie ist das Fehlen zusätzlicher Aufgaben zur Messung anderer möglicher neurokognitiver Defizite im Zusammenhang mit RD bei entwicklungsbedingter Legasthenie. Dennoch haben sowohl Schulungen33,36,37,74 als auch Längsschnittstudien26–28,33,34,59 zuvor gezeigt, dass der Zusammenhang zwischen visuellen Aufmerksamkeitsstörungen und RD vorhanden war und auch andere neurokognitive Defizite (z. B. RAN und auditorisch-phonologische) Defizite kontrolliert typischerweise mit entwicklungsbedingter Legasthenie verbunden.

Da die visuell-räumliche Aufmerksamkeit für den Leseerwerb relevant ist und bei Kindern mit SE häufig nicht funktioniert, ist ihre klinische Bewertung von entscheidender Bedeutung für die korrekte Identifizierung spezifischer Trainings zur Verbesserung der SE bei neurologischen Entwicklungsstörungen. In Anbetracht der Tatsache, dass verschiedene visuell-räumliche Aufmerksamkeitsinterventionen die Lesefähigkeiten bei Kindern mit RD verbessern können (34, 36, 38, 39, 41, 74–77, siehe 43 für eine Übersicht), sollte ein effizientes Programm zur Leseförderung auditiv-phonologische und visuell-aufmerksame Interventionen integrieren.

Schließlich wurde in der vorliegenden Studie die mögliche Rolle des IQ beim Leseerwerb nicht berücksichtigt. Allerdings sind die Ergebnisse zum Zusammenhang zwischen IQ und Leseentwicklung bei Kindern mit SE inkonsistent78–80.

Zusammenfassend zeigen wir, dass Kinder mit RD im Vergleich zu Kindern mit typischen Lesefähigkeiten durch ein visuelles Aufmerksamkeitsdefizit gekennzeichnet zu sein scheinen, das unabhängig vom visuellen Arbeitsgedächtnis und dem motorischen prozeduralen Lernen ist. Insbesondere visuell-räumliche Aufmerksamkeitsdefizite, die durch unsere Labyrinthaufgabe erfasst werden heben hervor, dass sowohl die verteilte als auch die fokussierte räumliche Aufmerksamkeit bei Kindern mit SE beeinträchtigt sein können. Diese visuellen Aufmerksamkeitsmechanismen sind sowohl für die Entwicklung lexikalischer als auch sublexikalischer Lesewege von grundlegender Bedeutung12,71,81,82.

Datenverfügbarkeit

Die Daten werden auf Anfrage an die entsprechenden Autoren weitergegeben: sandrofranceschini@gmail.com; andreafacoetti@unipd.it.

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