Zur Messung sich entwickelnder zentral-exekutiver Basisprozesse bei Vor- und Grundschulkindern mit der Random Generation Aufgabe

Kurzfassung/Abstract

Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht in der Untersuchung sich entwickelnder zentral-exekutiver Arbeitsgedächtnisprozesse bei Vor- und Grundschulkindern. Dazu wurden fünf Experimente mittels der Random Generation Aufgabe durchgeführt: Hierbei müssen Versuchspersonen Zufallsreihen auf der Grundlage eines vorgegebenen Itempools, z.B. Zahlen oder Tasten eines Keyboards, bilden.
In Experiment 1 wurde der Einfluss unterschiedlicher Ausgabemodalitäten (sprachgestützt und motorisch) und der expliziten Begrenzung des Ereignisraumes (geschlossen vs. offen) auf die Randomisierungsleistung von 5-jährigen, 9-jährigen und Erwachsenen untersucht. Neben einem generellen Alterseffekt zeigten sich für die 5-jährigen sowohl in der motorischen als auch verbalen Modalität Schwierigkeiten mit den weniger bekannten Ereignisräumen. Demgegenüber ergab sich innerhalb der 9-jährigen und Erwachsenen ein genereller, wenngleich geringfügiger Leistungsvorteil zugunsten der sprachlichen Modalität.
Experiment 2 diente zur Untersuchung der Stabilität von Random Generation Maßen. 6-, 8- und 10-Jährige sowie Erwachsene wurden dreimal im einwöchigen Abstand mittels einer verbalen, räumlichen und motorischen Random Generation Aufgabe untersucht. Es ergaben sich ebeso wie in Experiment 1 Alters- als auch Modalitätsunterschiede, ferner zeigte sich eine zunehmende Stabilität bei der Generierung von Zufallsreihen mit ansteigendem Alter.
In Experiment 3 wurden die kurzzeitigen Speicheranforderungen während der Random Generation Aufgabe über die Itempoolgröße sowie eine externe Unterstützung der Ereignisraumrepräsentation variiert. Dabei zeigte sich, dass bei dynamischer Unterstützung die Leistung der 6-jährigen verbessert und die Leistung der 8- und 10-jährigen an das Niveau der Erwachsenen angeglichen werden kann. Damit definieren sich altersbedingte Leistungsunterschiede bei der Random Generation Aufgabe maßgeblich über Speicher und Repräsentationsprozesse.
Die Rolle von Inhibitionsprozessen wurde in Experiment 4 untersucht. Hier mussten 6-, 8-, 10-jährige und Erwachsene aus einem zahlenbasierten Itempool gezielt Items auslassen. Die derart variierte Inhibitionsanforderung zeigte jedoch nur einen geringfügigen Einfluss auf die Randomisierungsleistung. Ebenso wie in Experiment 3 konnte ein Effekt des Alters und der dynamischen Unterstützung gefunden werden.
In Experiment 5 wurde ein Vergleich von Random Generation mit 6 anderen, etablierten zentral-exekutiven Maßen vorgenommen. Dazu wurden 5-, 6-, 8- und 10-jährige sowie Erwachsene untersucht. Neben deutlichen Altersunterschieden in allen zentral-exekutiven Maßen, ergaben sich Zusammenhangsmuster, die den multi-prozessualen Anforderungscharakter der Random Generation Aufgabe bestätigen.
Die Befunde aus den 5 Experimenten zeigen, dass sich zentral-exekutive Entwicklung ab dem 5. Lebensjahr gut abbilden lässt. Darüberhinaus konnte nachgewiesen werden, dass sich Altersdifferenzen bei der Random Generationaufgabe über unterschiedlich geartete Speicher-, Abruf-, Monitoring- und Inhibitionsprozesse konstituieren.

The goal of present study is the examination of developing central-executive working memory processes in pre- and primary school children. For this reason 5 experiments were carried out by using the Random Generation task. Within the Random Generation task subjects are required to generate a random series of items, i.e. by using a given amount numbers or keys of a keyboard.
Experiment 1 was done to disentangle the influence of different output modalities (verbal and motor) on randomization performance. Furthermore the aspect of the explicit limitation of the item pool (limited vs. open) was also varied. 5-year-olds, 9-year-olds and adults took part in the first experiment. Next to a general age effect the 5-year-olds were found to have difficulties in unfamiliar motor and verbal item pools. Also for the 9-year-olds and adults no linear effect for the factor explicit limitations could be found, albeit the output modality proved to be slightly relevant as verbally based Random Generation was in general more random.
In Experiment 2 the stability of Random Generation was investigated. 6-year-olds, 8-year-olds, 10-year-olds and adults were tested three times with an inter test interval of one week. The subjects had to do verbal, spatial and motor Random Generation tasks. As in experiment 1 an effect of age and modality could be found. Moreover stability of randomization performance was found to increase in the older subjects.
Experiment 3 was carried out to examine the short-term memory processes within the Random Generation task. This was done by varying the amount of items to be randomized on the one hand and by the presentation of external item pool and monitoring cues on the other hand. Findings indicate that an external support of item representation improves performance of the 6-year-olds and made 8-year-old und 10-year-old subjects perform nearly on an adult level. Therefore it seems that age differences are considerably defined by storage and representation processes.
The role of inhibition processes was analyzed in experiment 4: 6-year-olds, 8-year-olds, 10-year-olds and adults had to randomize numbers orally. Additionally they were told to inhibit some specially designated numbers of the original item pool series. The factor of inhibition showed only a small effect on randomization performance, but as in the previous experiment a clear effect of age and external support could be found.
In experiment 5 a correlational analysis on Random Generation and 6 different, well established central executive operationalizations was done. 5-year-olds, 6-year-olds, 8-year-olds, 10-year-olds and adults took part in the experiment. A clear age effect was proved for all seven central-executive operationalizations. Further more correlational analysis revealed the multi process demands of the random generation task.
The findings from the five experiments indicate that central executive development can be tested and demonstrated from the fifth year of age on. Additionally it could be shown that age differences in the Random Generation task are due to different storage and retrieval processes on the one hand and monitoring and inhibition processes on the other hand.