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Inhaltsverzeichnis

1.  Einleitung  3

2.  Erwachsenen- vs. Entwicklungsneuropsychologie  3

3.  Entwicklung von Hirnfunktionen  5

3.1  Modelle der funktionellen Hirnentwicklung  6

3.1.1  Reifungsmodelle  6

3.1.2  Dynamische Modelle  6

3.1.3  Strukturelle Informationsverarbeitungsmodelle  7

4.  Bildgebende Verfahren in der Entwicklungsneuropsychologie  7

4.1  Magnetresonanztomographie  8

4.1.1  Vor- und Nachteile der MRT für die Untersuchung von Kindern  8

4.1.2  Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT)  9

4.2  Bedeutung der Bildgebung für die Entwicklungsneuropsychologie  10

5.  Entwicklung räumlicher Fähigkeiten  11

5.1  Der dorsale Pfad - das „WO-System“  11

5.1.1  Räumliche Lokalisation  12

5.1.2  Räumliche Aufmerksamkeit  13

5.2  Der ventrale Pfad - das „WAS-System“  13

5.2.1  Räumlich analytische Fähigkeiten  14

5.2.2  Räumlich konstruktive Fähigkeiten  14

6.  Schluss  15

Literaturverzeichnis   16

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1. Einleitung

Die Entwicklungsneuropsychologie ist eine relativ junge interdisziplinäre Wissenschaft. Sie setzt sich zusammen aus Bereichen der

„Entwicklungspsychologie, der klinischen Psychologie, der Neurophysiologie, der Neuroanatomie und den kognitiven Neurowissenschaften“ (Mrakotsky, 2007). Ursprünglich orientierte sie sich an „Modellen der so genannten „brain-bahaviourrelationship“ (BBR)“ (Mrakotsky, 2007), welche vor allem auf Lokalisationsansätzen über adulte Hirnfunktionen basieren. Diese Ansätze erhielten ihre Daten wiederum aus Läsionsstudien an erwachsenen Gehirnen, welche auf das Kindesalter, aufgrund der erhöhten Plastizität des Gehirns, nicht anwendbar sind. Aber auch neuere Untersuchungen der Hirnfunktionen im Kindesalter, waren meist statischer Natur. Man orientierte sich noch überwiegend an statischen Lokalisationstheorien, anstatt an dynamischen Systemtheorien. Der Entwicklungskontext wurde also in der Vergangenheit aus den Neurowissenschaften noch weitestgehend ausgeklammert.

2. Erwachsenen- vs. Entwicklungsneuropsychologie

Die traditionelle Orientierung der Neuropsychologie bei Kindern an Modellen der Neuropsychologie bei Erwachsenen hat sich als ungeeignet herausgestellt, wie klinische und Entwicklungsstudien gezeigt haben.

Zusammenhänge zwischen Gehirn und Verhalten unterscheiden sich im Kindesalter sowohl quantitativ als auch qualitativ vom Erwachsenenalter. Im Erwachsenengehirn sind die „brain-bahaviour-relationships“ bereits ausgereift und etabliert, wohingegen das Kindergehirn noch wesentlich von Veränderungen geprägt ist, was auf so gut wie den gesamten Organismus zutrifft. Im Gegensatz zu früheren Annahmen verläuft Entwicklung auch nicht linear, sondern dynamisch. Mal gehen die Veränderungen schneller von statten, mal passieren sie langsamer. Die Gehirnentwicklung ist vor allem gekennzeichnet durch zunehmende Organisation und Reorganisation kognitiver Funktionen, was eine Folge von Reifungs- und Erfahrungseinflüssen ist. Im Erwachsenenalter geht man von einem modularen Gehirnmodell aus. Damit ist gemeint, dass bestimmte Funktionen bestimmten Gehirnarealen zugeordnet werden. Solche Module sind beispielsweise der visuelle Kortex im Okzipitallappen des Neokortex oder das Sprachzentrum im linken Temporallappen. Läsionen in bestimmten Bereichen würden laut diesem Modell zu Ausfällen bestimmten Verhaltens oder bestimmter Funktionen führen, während andere intakt blieben. Im

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Kindesalter ist hingegen eher ein systemisches Modell sinnvoll, da aufgrund der erhöhten Plastizität eine Funktionszuordnung nur schwer möglich ist. Es sollte die Theorien des Empirizismus miteinbeziehen, welcher davon ausgeht, dass die Areale des Kortex anfangs eine Vielzahl kognitiver Funktionen übernehmen können und erst durch Umwelteinflüsse eine Domänen-Spezialisierung erfolgt. Gehirnmodule erlauben nur Inputs einer spezifischen Art, hingegen ermöglichen Systeme einen multisensorischen Input, welcher eher höheren kognitiven Funktionen gerecht wird. Ein systemisches Modell wird auch durch Befunde bei diffusen frühkindlichen Läsionen gestützt, welche zu globalen Funktionsbeeinträchtigungen führen können. Nach diesem Modell sollten klinische Interventionen eher kompensatorische als remediale Strategien verfolgen, um eine optimale Anpassung an die Umwelt zu fördern, anstatt beschädigte Module zu reparieren.

Trotz seiner hohen Plastizität ist das Gehirn im Kindesalter besonders anfällig für Noxen, vor allem in den so genannten „kritischen Perioden“. In der Gehirnentwicklung sind hiermit die Synaptogenese, die dendritische Differenzierung und die Synapseneliminierung gemeint. Dies sind Phasen der Ausbildung und Ausdifferenzierung neuronaler Netzwerke im Gehirn, welche sich auf die Übertragung von Nervenimpulsen, insbesondere die Geschwindigkeit, auswirken. Die Annahme, dass noxische Einflüsse in der frühen Kindheit, aufgrund von Reorganisation, eine nahezu unveränderte kognitive Entwicklung zur Folge haben, hat sich mittlerweile als falsch herausgestellt. Ganz im Gegenteil ist eine Beeinträchtigung aller folgenden Entwicklungsprozesse umso stärker, je früher eine Schädigung eintritt.

Zusammenfassend lassen sich nach Karmiloff-Smith (1997, zitiert nach Mrakotsky, 2007) folgende Aspekte festhalten, welche ein neuropsychologisches Entwicklungsmodell miteinbeziehen muss.

• Plastizität mit Einschränkungen der erhöhten Vulnerabilität:

Das Gehirn, vor allem im Kindesalter ist plastischer Natur, es kann sich also den meisten Veränderungen, sogar Läsionen anpassen. Gleichzeitig muss aber auch beachtet werden, dass diese Plastizität dadurch eingeschränkt wird, dass sich Schädigungen im Kindesalter, an einem, noch in der Entwicklung befindlichen Gehirn, viel gravierender auf folgende Entwicklungsprozesse auswirken können.

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• Dynamik von Entwicklungsprozessen auf allen Ebenen: Entwicklung verläuft nicht linear sondern dynamisch.

• Spezialisierung von Hirnarealen ist Endprodukt und nicht Ausgangspunkt der Entwicklung: Systemisches Modell anstelle eines modularen

• Hirnsysteme können sich völlig unterschiedlich entwickeln durch Organisation und Reorganisation: Eine exakte Verhaltenszuordnung ist eingeschränkt.

3. Entwicklung von Hirnfunktionen 1

Die Entwicklung von Hirnfunktionen wurde bisher hauptsächlich anhand korrelativer Studien untersucht, in denen Verhaltensentwicklung zu einem bestimmten Zeitpunkt in Verbindung gebracht wurde, mit neuronaler Entwicklung zur selben Zeit. Gemäß der kognitiven Entwicklung findet eine starke neuronale Entwicklung in manchen Hirnarealen früher statt als in anderen. Der primäre visuelle Kortex erreicht beispielsweise bereits zwischen dem 4. Und dem 12. Monat seine maximale Synapsendichte, während Gebiete, denen man höhere kognitive Funktionen zuordnet, wie dem präfrontalen Kortex, sich erst später entwickeln. Die synaptische Dichte ist allerdings nicht verantwortlich für erhöhte Hirnfunktionen, wie ursprünglich angenommen wurde. Besonders in Regionen, welche mit höheren kognitiven Funktionen assoziiert werden, vollzieht sich bis zum frühen Erwachsenenalter eine Reduktion der Synapsen, bei gleichzeitiger Zunahme der weißen Substanz (Myelin). Myelin ist die fetthaltige Substanz, welche die Nervenstränge umgibt und für eine schnelle Übertragung der Nervenimpulse sorgt. Somatosensorische und visuelle Areale nehmen also analog der kognitiven Entwicklung früher an kortikaler Dichte (weiße Substanz) zu, als präfrontale oder temporale Assoziationskortizes. Die Verarbeitung kognitiver Aufgaben erfolgt bei Kindern diffuser und weitreichender als bei Jugendlichen und Erwachsenen, bei denen neuronale Aktivierungen auf diskrete Areale fokussieren. Dies deutet auf ein bereits effizienteres Verarbeitungssystem hin.

Bisher gibt es in der funktionellen Bildgebung noch keine Normen für Kindergehirne, was allerdings eine Voraussetzung für eine Zuordnung von Aktivierungen ist. Johnson (2003, zitiert nach Mrakotsky, 2007) hat daher verschiedene Modelle der Hirnentwicklung beschrieben, welche sowohl statische als auch dynamische Theorieaspekte berücksichtigen.

¹ Mrakotsky, 2007