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Lernen wir, unser Arbeitsgedächtnis zu verbessern, ohne WM-Tests abzulegen?

Lernen wir, unser Arbeitsgedächtnis zu verbessern, ohne WM-Tests abzulegen?

Lernen wir, unser Arbeitsgedächtnis zu verbessern, ohne WM-Tests abzulegen?

Die Arbeitsgedächtniskapazität kann gemessen werden, aber ich habe mich gefragt, ob der einzige Weg, sie zu verbessern, darin besteht, Techniken für Arbeitsgedächtnistests (wie den Ziffernspannentest) zu erlernen? ich denken Ich erinnere mich, dass die Arbeitsgedächtniskapazität im Erwachsenenalter relativ stabil ist und dieses Niveau in einem relativ jungen Alter in der Kindheit erreicht. Ich frage also, ob die Allgemeinbildung unser WMC verbessert, nicht für vermeintliche Gehirntrainingstechniken.


Ich bin kein Psychologe, also seien Sie vorsichtig, wenn Sie aus dem, was ich sage, Schlüsse ziehen.

Bildung kann uns beibringen, unser Arbeitsgedächtnis effektiver zu nutzen, indem sie:

  1. Lernen, wie man Chunks besser macht (was manchmal Zeit und Mühe kostet, die für das Abrufen und das Erstellen des Chunks aufgewendet werden, aber dies kann durch Übung verbessert werden).

  2. Verwendung unserer stärksten Domain(s), wenn angemessen, unter Berücksichtigung unserer Kapazitäten und "Chunking-Fähigkeiten" in jeder Domain.

  3. Nach dieser Antwort:

Die Evidenz für domänenspezifische Modalitäten basiert weitgehend auf der (das Fehlen einer anderweitig zu erwartenden) Interferenz zwischen ihnen.

Dies bedeutet, dass kann sein Sie könnten Ihre Elemente, die Sie sich merken sollten, auf verschiedene Domänen verteilen, um ansonsten ungenutzte Kapazitäten zu nutzen, und (basierend auf den Informationen aus der verknüpften Antwort) ist die Verwendungsreihenfolge der Domänen wichtig.

Da jedoch einige (wenn nicht alle) dieser Methoden ihren Preis haben und eine bewusste Anstrengung erfordern, sind die Vorteile, sich mehr auf diese Weise zu merken, begrenzt und nicht gleichbedeutend mit einer Erhöhung der tatsächlichen Arbeitsgedächtniskapazität.

Beispiele:

Erinnern an eine Nummer anhand des Musters, das sie auf dem Entsperrbildschirm eines Telefons zeichnet.

Erinnern Sie sich an eine Einkaufsliste, indem Sie sich eine Reihe von (einprägsamen, lächerlichen) Bildern vorstellen, in denen jedes Bild 2 Elemente enthält, von denen eines auch im nächsten Bild enthalten ist (1. Bild: Elemente 1 und 2, 2. Bild: Elemente 2 und 3 und .) demnächst). Dann können Sie das erste Bild abrufen und jedes nächste Bild abrufen, indem Sie fragen, welches andere Bild ein Element aus dem aktuellen Bild enthält. Dies ist ein gutes Beispiel dafür, dass das verbale/auditive Gedächtnis nicht immer die beste Wahl ist, um sich an eine Liste zu erinnern, es sei denn, Ihr visuelles Gedächtnis ist viel schlechter.

Erinnern Sie sich an eine Zahl, indem Sie (mathematische oder andere) Muster darin erkennen, damit Sie die Zahl (oder einen Teil davon) aus diesen Mustern rekonstruieren können.


Obwohl Sie nicht nach "Gehirntrainingstechniken" gefragt haben, ist Training ein Teil des Lernens. Wenn Sie lernen möchten, wie Sie Ihr Arbeitsgedächtnis effektiver nutzen können, müssen Sie die Methoden üben und in Aktion sehen beinhalten die Verwendung von Fähigkeiten, die sich mit mehr Übung verbessern.

Weitere Informationen finden Sie unter Methoden von Gedächtnis-Champions - Menschen, die es schaffen, sich schnell viele Dinge wie Kartenstapel, lange Zahlen und Reden zu merken. Ihre Methoden können von jedem angewendet werden, man muss kein außergewöhnlicher Mensch sein, um mit seinem Gedächtnis beeindruckende Dinge anstellen zu können, ich habe es selbst ausprobiert und war überrascht, wie gut und leicht es bei mir funktionierte.


Basierend auf dem, was ich unten erklären werde, muss ich ja sagen, aber ich weiß nicht, ob es viel Dauerhaftigkeit hat.

Ich bin kein Psychologe, aber ich habe ein geringes Arbeitsgedächtnis und scheine zu bemerken, wann und wie es sich verbessert und verschlechtert (für mich persönlich). Daher kann ich Ihnen meine persönlichen anekdotische Meinungen mitteilen (ohne Garantien hinsichtlich ihrer Richtigkeit oder der Auswirkungen auf andere Personen außer mir):

Als Teenager schien ich dramatische Zuwächse im Arbeitsgedächtnis zu bemerken, indem ich regelmäßig Schach mit einem herausfordernden, aber realistischen Gegner spielte (einer, den ich schlagen konnte, anstatt einen, der mich die ganze Zeit überwältigte, egal wie viel ich übte). Diese Zuwächse scheinen tatsächlich lange anzuhalten (möglicherweise bis zu mehreren Monaten nach dem Absetzen), aber sie sind anfangs sehr stressig (und später süchtig machend), damit ich daran arbeite, und nach dieser langen Zeit ist der Nutzen weg , ich weiß nicht, dass sie einen nachhaltigen Nutzen in Bezug auf das Arbeitsgedächtnis haben. Es schien ein paar Wochen ernsthaften Spiels zu dauern, um einen besonders schönen Effekt zu erzielen. Es ist wichtig anzumerken, dass ich zu dieser Zeit bei meinen Entscheidungen nicht impulsiv war und alle meine Optionen analysierte, bevor ich einen Zug machte (anstatt Intuition zu verwenden). Ich habe mir die Bewegungen nicht im Voraus merken können. Einen richtigen Schachgegner zu finden ist schwierig. Der Stress kommt zurück, wenn das Arbeitsgedächtnis erlischt.

Das Schach schien mir bei der Entscheidungsfindung zu helfen und Hindernisse und Lösungen (außerhalb von Schach) vorherzusehen. Es verbesserte die Anzahl der Dinge, die ich in meinem Arbeitsgedächtnis vorhersehen konnte, und dergleichen.

Ich entdeckte, dass das Hören von Hörbüchern beim Tippen des Gehörten (so gut ich konnte) mein Arbeitsgedächtnis (und meine Tippgeschwindigkeit) zu verbessern schien.

Kürzlich entdeckte ich, dass das Üben von vierstimmigen Liedern auf einem Digitalpiano mein Arbeitsgedächtnis zu verbessern schien (auch was das Schreiben von Geschichten betrifft). Diese Methode gefällt mir sehr gut, und das mache ich jetzt.

Stress scheint mein verfügbares Arbeitsgedächtnis zu verringern, während Komfort es zu erhöhen scheint.

Ich denke, das Auswendiglernen von Textabsätzen über einen langen Zeitraum hinweg hat sich tatsächlich negativ auf mein Arbeitsgedächtnis ausgewirkt (obwohl es anfängliche Vorteile gehabt haben könnte). Ich denke, der Grund dafür ist, dass ich nicht an einer langfristigen Bindung gearbeitet habe, sondern nur an einer ein- oder zweitägigen Bindung. Ich habe versucht, mir zu viel zu merken.

Ich bin lichtempfindlich und es scheint, dass einige Arten von Licht mein Arbeitsgedächtnis negativ beeinflussen können.

Einige Medikamente sollen das Arbeitsgedächtnis beeinflussen.

Wissen Sie, hier ist eine Liste von Situationen, die das Arbeitsgedächtnis erfordern, mit denen ich zu kämpfen habe:

  • Anweisungen nehmen (die Leute verlieren mich normalerweise nach den ersten beiden Schritten)
  • Audiovorträge
  • Lesen (Obwohl ich weiß, was alle Wörter bedeuten, muss ich manchmal einen Absatz mehrmals neu lesen)
  • Beantwortung von Fragen, die eine Entscheidung erfordern
  • Gespräche
  • Dinge, die ich weiß, stimmlich erklären
  • Ich mache vieles, wenn ich nervös bin
  • Wechsel zwischen Aktivitäten
  • Aktivitäten abschließen/beenden
  • Notizen machen (ja, das ist ein Bewältigungsmechanismus, der einfach nicht ideal ist)
  • Mehrere Quellen konsultieren, um eine Aufgabe abzuschließen
  • Den Leuten erzählen, was ich gerade gelesen habe. Die Notwendigkeit, dies zu tun, scheint das Arbeitsgedächtnis zu beanspruchen, das erforderlich ist, um sich an das Gelesene zu erinnern.
  • Wissen, worüber die Leute sprechen, besonders wenn sie einfache Fragen mit langen Geschichten beantworten (statt mit einem Wort oder einem Satz Antworten).
  • Helfen Sie Menschen mit ihren Computersoftware-bezogenen Dingen. Ich tue es immer noch erfolgreich, aber ich muss normalerweise viel Zeit damit verschwenden, ihnen zuzuhören, wenn sie über Dinge reden, die ich einfach nicht verarbeiten kann, bevor ich es tue.
  • Nachrichten für andere aufnehmen
  • Verpflichtungen eingehen, wobei es nicht meine Idee war, die Verpflichtung einzugehen; Ich meine, wenn jemand fragt: Wirst du das und das tun, nachdem du fertig bist mit dem, was du tust? Ich bevorzuge es, dass sie stattdessen einfach fragen, nachdem ich fertig bin.
  • In-Klasse-Aufgaben (bei denen der Lehrer die Aufgabe stimmlich erklärt, ohne sie aufzuschreiben)
  • Leuten zuhören, besonders wenn sie langsam sprechen (es ist für mich einfacher, Leute zu verstehen, die schnell sprechen, weil ich alles leichter auf einmal einfügen kann)

Ich bin jedoch gut mit einigen der Arbeitsgedächtnistests, die sie geben. Zum Beispiel, wo sie Sie bitten, Rücknummern zu wiederholen. Das ist für mich im Vergleich zu den oben genannten Bedingungen kein wirklich herausforderndes Umfeld. Zahlen sind einfach, weil sie sich in kleinen, trennbaren Teilen befinden und einfache Bedeutungen haben, oft ohne viel Kontext. Zahlen sind auch einfach schnell zu wiederholen. Wörter in einem Gespräch oder in Anweisungen sind schwieriger, weil sie größer sind und mehr Dinge beinhalten und nicht nur ein linearer Prozess, der wenig Aufwand erfordert. Außerdem ist es schwieriger, sich von Zahlen ablenken zu lassen. Ich kann mir ein Nummernschild viel leichter merken als eine Liste mit drei oder vier Dingen, die jemand anderes von mir möchte.


Lernen durch Chunking

Wie also kannst du Chunking in dein Studium integrieren?

Chunking an sich ist keine eigenständige Lerntechnik – mit anderen Worten, Sie können heute Abend nicht nach Hause gehen und eine Stunde qualitativ hochwertiges Chunking erledigen!

Betrachten Sie es eher als nützliche Ergänzung Ihres Toolkits für Lernstrategien und setzen Sie es ein, wann immer Sie Möglichkeiten sehen, komplexe Informationen zu vereinfachen und leichter zu merken.

Aber Vorsicht: Achten Sie auf Zeiten, in denen Ihre Chunking-Strategie dem Lernen „im Wege steht“.

Wenn das von Ihnen verwendete Chunking besonders komplex oder aufwendig ist, können Sie feststellen, dass Sie sich das Leben schwerer machen, es könnte tatsächlich einfacher sein, es zu entfernen und nur die zugrunde liegenden Informationen zu lernen.

Ich habe zum Beispiel eine Strategie erwähnt, um verwandte Daten „aufzuteilen“: Einige Leute (mich eingeschlossen) finden es relativ einfach, Muster in Zahlen zu erkennen.

Aber wenn Sie in Mathematik sehr unsicher sind und das Addieren und Subtrahieren eine echte Herausforderung darstellt, ziehen Sie es vielleicht vor, die Daten separat zu lernen, anstatt sich Gedanken darüber zu machen, wie sie mathematisch zusammenhängen.

Retrieval-Übung und Abstand

Unabhängig davon, ob Sie Chunking verwenden oder nicht, sollte jede gute Lernroutine auf Retrieval-Übungen basieren – eine äußerst leistungsstarke Technik zum Lernen durch Üben des Erinnerns von Informationen – während Sie Ihre Arbeit aufteilen, indem Sie ein Thema an mehreren verschiedenen Tagen wiederholen, anstatt nur alles zu pauken Ihre Zeit zu diesem Thema an einem einzigen Tag.

Chunking funktioniert sehr gut mit Retrieval-Praxis und Spaced Learning: Sobald Sie sich entschieden haben, wie Sie die Informationen aufteilen möchten, üben Sie, sich diese Informationen mithilfe Ihrer Chunking-Strategie (Retrieval-Übung) an mehreren verschiedenen Tagen (spaced Learning) zu merken, die durch Zeitintervalle getrennt sind .

Sie werden oft das Gefühl haben, sich in zwei Phasen zu erinnern.

  • Schritt 1 erinnert sich an das „große Bild“: zurück zum Beispiel „Länder der Europäischen Union“, das würde sich an die Kategorien (z. B. „AHN-BIGS“ in unserem Sprachgruppenbeispiel) und die Zahlen in jeder Kategorie erinnern (1234567).
  • Schritt 2 erinnert sich an die Details: die einzelnen Länder unter jeder Überschrift.

Üben Sie unbedingt beide Schritte und diagnostizieren Sie, welche Teile des Rückrufprozesses für Sie am schwierigsten sind.

Vielleicht haben Sie Probleme mit Schritt 1 (sich an die Kategorien selbst zu erinnern) oder vielleicht haben Sie mehr Probleme mit Schritt 2, z. B. Probleme, sich an alle 7 „slawischen“ Länder zu erinnern. Konzentrieren Sie Ihre Bemühungen auf die Bereiche, mit denen Sie am meisten zu kämpfen haben, und suchen Sie nach Möglichkeiten zur Gruppierung und Vereinfachung, falls erforderlich.

Es kann schwierig sein, sich die Informationen genau zu merken, wenn Sie zum ersten Mal ein Zeitintervall von einigen Tagen verlassen, bevor Sie versuchen, das Abrufen zu üben – selbst wenn Sie Chunking verwenden.

Machen Sie sich keine Sorgen: Das liegt einfach an der Natur der „Vergessenskurve“, und deshalb ist räumliches Lernen so eine gute Idee. Nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um Ihr Gedächtnis an die Informationen aufzufrischen, und versuchen Sie es erneut. Wiederholen Sie dies, bis es anfängt zu kleben, und Sie können sich zuverlässig daran erinnern, nachdem Sie es einige Tage lang nicht angesehen haben.

Viel Spaß mit Deinen Chunking-Strategien und werde kreativ: Viel Glück!

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Diskussion

In der vorliegenden Studie haben wir Gedächtnistrainingstechniken mit n-back-Aufgabe für NBG und Loci-Methode für MPG angewendet, um die MW-Leistung zu verbessern. Zwei trainierte Aufgaben, eine duale n-back-Aufgabe und eine Wortgedächtnisaufgabe, und andere zwei nicht trainierte Aufgaben, eine Ziffernspannenaufgabe und eine Änderungserkennungsaufgabe, wurden sowohl vor dem Test als auch nach dem Test gemessen. Beide Trainingsgruppen führten zu einer größeren Trainingsverbesserung, wobei NBG eine signifikante Leistungsverbesserung der n-back-Aufgabe und MPG in der Wortgedächtnisaufgabe zeigte. Bei nicht trainierten Aufgaben ergaben beide Trainingsgruppen einen signifikanten Transfereffekt auf die Ziffernspannenwerte. Bei der Änderungserkennungsaufgabe zeigte jedoch nur NBG eine signifikante Verbesserung der Reaktionsgeschwindigkeit, während MPG keine signifikante Verbesserung zeigte.

In Übereinstimmung mit früheren Erkenntnissen, die darauf hindeuten, dass n-back-Training die WM-Kapazität und die Aufgabenleistung steigern kann 18,19,26,29,30,31 , beobachtete unsere Studie auch eine große Verbesserung der Leistung des täglichen Trainings sowie der Leistung des dualen n -Rückenaufgabe nach dem Training in NBG. Darüber hinaus wurde die signifikante Leistungsverbesserung bei der dualen n-Rücken-Aufgabe nur bei NBG und nicht bei MPG oder BCG für höhere Aufgabenbelastungen (4-Rücken und 6-Rücken) beobachtet. Bei der 2-Rücken-Aufgabenbelastung wurde eine signifikante Leistungsverbesserung sowohl bei NBG als auch bei BCG erzielt. Vielleicht liegt dies am Lerneffekt einfacher Aufgaben, wie z. B. der N-Rücken-Aufgabe mit geringeren Belastungen im BCG. Es gab jedoch keinen signifikanten Einfluss auf die Leistung bei der 2-Rücken-Aufgabenbelastung in MPG, was bedeutet, dass es keinen Lerneffekt gab. Eine mögliche Erklärung dafür ist, dass möglicherweise der Gedächtnisprozess von Quadraten und Konsonanten durch die Verwendung der Loci-Methode interveniert wurde, die erfolgreich das episodische Gedächtnis mit Elementen wie Wörtern und Namen verbessert 36,48 . In Anbetracht der Aufgabenschwierigkeit von 6-Rücken in n-Rücken-Aufgabe können 2- bis 4-Rücken-trainierte Aufgabenbelastungen besser geeignet sein, um genauere Messungen der Wirkung verschiedener Trainingstechniken zu erhalten.

Für die Wortgedächtnisaufgabe wurde ein Trainingseffekt in MPG eindeutig auf die Leistung abstrakter Wörter und nicht auf konkrete Wörter gefunden. Einerseits ist bekannt, dass die Verarbeitung abstrakter Wörter viel schwieriger ist als die Verarbeitung konkreter Wörter 57,58,59,60,61,62,63 . Auf der anderen Seite wurde über die Nützlichkeit der Loci-Methode berichtet, um die Transformation abstrakter Informationen in konkrete Informationen zu erleichtern 25 , die leichter durch ein gedächtnisbezogenes neuronales System weiterverarbeitet werden können. Es ist daher nicht verwunderlich, dass die WM-Kapazität für abstrakte Wörter als Reaktion auf das Training der Loci-Methode zunahm. Darüber hinaus führten alle Gruppen im Nachtest zu einer Verbesserung des Gedächtnisses für konkrete Wörter im Vergleich zu denen im Vortest. Die beobachtete Leistungssteigerung bei konkreten Wörtern in allen Gruppen könnte auch auf einen Lerneffekt zurückgeführt werden, da konkrete Wörter im Vergleich zu abstrakten Wörtern tatsächlich relativ begrenzt verfügbare Kontextinformationen benötigen, um zu kodieren 57,58,59,60 .

Bei der Digit-Span-Aufgabe wurden sowohl bei NBG als auch bei MPG signifikante Verbesserungen beobachtet, was mit unserer ursprünglichen Erwartung übereinstimmt. Der Forward Digit-Span-Test wird häufig verwendet, um Near-Transfer-Effekte, d. h. Kurzzeitgedächtnis oder WM-Kapazität, beim WM-Training zu beurteilen 9,21,22,53,54,55 . Wie unsere Ergebnisse zeigen, können sowohl das n-back-Training als auch die Loci-Methode die Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses für Ziffern effektiv fördern. In Bezug auf das Kurzzeitgedächtnis ist es besonders erwähnenswert, dass die temporäre Speicherung für die Umsetzung der dualen n-back-Aufgabe unerlässlich ist, und möglicherweise kann die begrenzte Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses entweder im verbalen oder im räumlichen Bereich durch Langzeittraining erhöht werden 26 . Die meisten Studien haben einen signifikanten Transfereffekt von n-Rücken-Trainingsgewinnen auf Digit-Span-Scores 18,30,54 dokumentiert. In ähnlicher Weise beobachtete unsere Studie diese Verbesserung nicht nur bei NBG, sondern auch bei MPG. Bei der Digit-Span-Aufgabe werden die zu erinnernden Elemente (Ziffern) in einem kontinuierlichen Strom präsentiert, während sich die Implementierung der Loci-Methode auch auf das Sequenzgedächtnis konzentriert, wobei Elemente sowohl beim Codieren als auch beim Abrufen in sequentielle Orientierungspunkte gesetzt werden während der Rückrufphase in Ordnung. Daher kann die signifikante Verbesserung der Kurzzeitgedächtniskapazität für Ziffern in MPG von dem wiederholten Training mit einer ähnlichen Form des sequentiellen Gedächtnisses profitieren.

Was die Verbesserung der Verarbeitungsgeschwindigkeit bei der Änderungserkennungsaufgabe betrifft, so haben wir nur bei NBG eine signifikante Verbesserung bei höherer Last beobachtet, nicht jedoch bei MPG. Dies war angesichts der anfänglich ähnlichen räumlichen Gedächtnisumgebung mit der Loci-Methode etwas unerwartet und widersprach daher unserer Hypothese. Einige Studien haben berichtet, dass das Trainingsparadigma und die nicht trainierte Aufgabe relevante informationsverarbeitende Komponenten teilen und in ein ähnliches neuronales Substrat 64 eingebunden sein müssen, um einen wesentlichen Transfereffekt zu erzielen. Zufälligerweise zielt der zentrale Mechanismus der prozessbasierten Trainingstechnik darauf ab, stabilere Effekte in Funktionen zu erzeugen, die einen gemeinsamen neuronalen Schaltkreis nutzen 65 . Frühere Beweise zeigen, dass die Ausführung der n-back-Aufgabe das fronto-parietale Exekutivkontrollnetzwerk 28,48,66,67 rekrutiert, das gleiche neuronale Netzwerk, das auch an der Änderungserkennungsaufgabe beteiligt ist 56 . Darüber hinaus weisen neuere metaanalytische Erkenntnisse darauf hin, dass ein substantiellerer Transfer nur dann stattfinden kann, wenn die trainierte Aufgabe und die Transferaufgabe das gleiche Aufgabenparadigma teilen 22,68 . Bei der n-back-Aufgabe werden die zu erinnernden Elemente in einem kontinuierlichen Strom präsentiert, und die Teilnehmer müssen je nach Aufgabenbelastung schnell auf wiederholte Ziele reagieren. RT steht für die Verarbeitungsgeschwindigkeit, die eine der Verarbeitungskapazitäten ist, die durch prozessbasiertes Training verbessert werden sollen 15,27 . Das Training kann die Effizienz dieses Prozesses erhöhen, indem die Reaktionen auf wiederholte Zielversuche beschleunigt werden. Somit kann eine trainingsinduzierte Verbesserung der potentiellen Fähigkeit auf eine andere Fähigkeit übertragen werden, wiederholte Objekte in einer Änderungserkennungsaufgabe zu erkennen, die eine ähnliche Aufgabenanforderung mit einer n-zurück-Aufgabe beinhalten. Diese beiden Arten von Aufgaben haben nachweislich viel gemeinsam, entweder in Bezug auf das Aufgabenparadigma oder das neuronale Substrat, an dem sie beteiligt sind.

Umgekehrt wurde das Loci-Verfahren am häufigsten mit der episodischen Speicherdomäne in Verbindung gebracht, wo die Leistung durch Erleichtern der Codierung und des Abrufens von Informationen von nicht verwandten Wortpaaren 48 verbessert wird. Daher kann das Fehlen eines positiven Transfers zu reduzierter RT auf die Spezifität dieser mnemonischen Strategie mit begrenzter Anwendbarkeit auf andere fähigkeitsbezogene Domänen einschließlich der Verarbeitungsgeschwindigkeit zurückzuführen sein. Reboket al. 47 fassten in ihrem Papier auch zusammen, dass die Trainingsergebnisse sehr spezifisch für die Fähigkeit der trainierten mnemonischen Strategien sind. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass der limitierende Effekt des mnemonischen Strategietrainings mit dem Alter zusammenhängt, mit weniger trainingsinduzierten Veränderungen bei älteren Erwachsenen als bei jüngeren 46,69 . Gerade ältere Menschen haben in der Regel große Schwierigkeiten, Gedächtnisstrategien in ihrem täglichen Leben anzuwenden 15 .

Im Allgemeinen stimmen unsere Ergebnisse mit unserer Erwartung überein, dass das n-Rücken-Training im Vergleich zur Loci-Methode relativ deutliche Transfereffekte auf die untrainierten Aufgaben erzeugt. Diese Ergebnisse können jedoch zum Teil auf die Möglichkeit zurückzuführen sein, dass die beiden untrainierten Aufgaben, die eine als Maß für die WM-Kapazität und die andere als Maß für die Verarbeitungsgeschwindigkeit ausgewählt haben, stärker in den gemeinsamen Verarbeitungsmechanismus eingebunden sind als zentraler Bestandteil des prozessorientierten WM-Trainings zu betrachten. Mehr noch, in unserer Studie scheinen die beiden untrainierten Messaufgaben der dualen n-back-Aufgabe auf Paradigmenform ähnlicher zu sein.Wenn die vorstehenden Argumente stichhaltig sind, kann dies auch eine wesentliche Einschränkung unserer Studie aufdecken, nämlich dass die Ergebnismessungen auf eine einzelne Trainingstechnik verzerrt sein könnten. Daher sollten die zukünftigen Studien den möglichen Einfluss verzerrter Messaufgaben berücksichtigen, um eindeutig festzustellen, ob die Trainingstechniken die WM-Leistung erfolgreich verbessern. Um die Trainingseffekte der beiden Gedächtnistechniken in Zukunft zu untersuchen, sollten eher umfassende Assessments, die beide Trainingsdomänen abdecken, optimal eingesetzt werden. Andererseits kann die mnemonische Strategie der Loci-Methode tatsächlich eine Einschränkung haben, die sich auf andere Situationen überträgt, die relevante Fähigkeiten teilen. Obwohl frühere Ergebnisse zum Gedächtnistraining bei älteren Erwachsenen darauf hindeuten, dass strategiebasiertes Training im Vergleich zu prozessbasierter Trainingstechnik möglicherweise weniger effektiv ist 15 . Daher sind möglicherweise mehr Evidenz, einschließlich breiterer Altersbereiche, erforderlich, bevor eine allgemeine Schlussfolgerung zur Wirksamkeit dieser beiden Trainingstechniken gezogen wird. Wichtig ist, dass in der vorliegenden Studie nur zwei der am häufigsten angewandten Trainingstechniken ausgewählt wurden, um die Wirkung des prozessbasierten Trainings mit der des strategiebasierten Trainings umfassend vergleichen zu können. Daher empfehlen wir auch, eine Vielzahl von Trainingsmethoden, die sich sowohl aus prozessbasierten als auch aus strategiebasierten Trainingstechniken ableiten, für Trainingsexperimente in zukünftigen Studien zu rekrutieren.

Zusammenfassend rekrutierte die aktuelle Studie drei Gruppen von Teilnehmern, um den Effekt des Gedächtnistrainings zu untersuchen, und beide Trainingsgruppen führten zu einer großen Verbesserung der MW-Kapazität. Insbesondere führte das n-back-Training zu einer deutlicheren Übertragung von Trainingsgewinnen auf untrainierte Aufgaben als das Training der Loci-Methode. Daher kann ein prozessbasiertes Training für Teilnehmer mit multiplen kognitiven Defiziten oder Personen, die eine Verbesserung der kognitiven Funktionen benötigen, empfohlen werden.


Diskussion

In unserer Studie haben wir die Auswirkungen von Planung, Strategielernen und Arbeitsgedächtniskapazität auf die mentale Arbeitsbelastung untersucht. Zur Erfassung der psychischen Belastung haben wir die zuvor im Labor entwickelte DFHM-Methode verwendet, die auf dem EEG basiert. An der aktuellen Studie nahmen 21 Probanden teil und führten die TOH- und AOSPAN-Aufgaben in randomisierter Reihenfolge durch. Wir registrierten das EEG und berechneten den DFHM-Workload-Index für jedes Subjekt und jede Aufgabe. Weder für die neuen Aufgaben noch für die neuen Fächer haben wir die Klassifikatoren umgeschult.

Der DFHM-Workload-Index war für die TOH-Aufgabe signifikant höher als für die AOSPAN-Aufgabe, wie in Hypothese 1 angegeben. Dies deutete darauf hin, dass die Planung eine höhere mentale Arbeitsbelastung erforderte, was darauf hindeutet, dass während der Planung mehr kognitive Ressourcen als bei der Arbeitsgedächtnisaufgabe erforderlich waren. Das Ergebnis stimmte mit der Literatur überein, die besagte, dass Planung eine exekutive Funktion höherer Ordnung ist, die kognitive Kernprozesse wie Arbeitsgedächtnis, hemmende Kontrolle und kognitive Flexibilität integriert 26,27,28. Obwohl aufmerksame Leser argumentieren könnten, dass das Zeitlimit für die mathematischen Operationen während der AOSPAN-Aufgabe zu Zeitdruck führen und die mentale Arbeitsbelastung erhöhen könnte, unterstützten unsere Ergebnisse diese Annahme nicht.

Weitere Erkenntnisse zu intraindividuellen Unterschieden im Zusammenhang mit dem Strategielernen und der mentalen Arbeitsbelastung während der Planung wurden durch die Themenclusterbildung anhand der absoluten Punktzahl aus der AOSPAN-Aufgabe als Indikator für die Arbeitsgedächtniskapazität der Probanden gewonnen. Während der Lernphase der TOH-Aufgabe konnten wir einen signifikanten Interaktionseffekt zwischen Aufgabenbelastung und Arbeitsgedächtniskapazität auf die mentale Arbeitsbelastung feststellen. Dabei nahm die mentale Arbeitsbelastung von Probanden mit höherer Arbeitsgedächtniskapazität signifikant ab, während die Arbeitsbelastung von Probanden mit geringerer Arbeitsgedächtniskapazität keine signifikanten Veränderungen ergab. Besonders ausgeprägt war der Effekt bei der vom EEG erfassten psychischen Belastung, wohingegen die Fehleranzahl und der Planungsaufwand nur schwach in diese Richtung tendierten. Dies passt gut zu der Annahme von Hardy und Wright 43, dass die mentale Arbeitsbelastung die kognitiven Fähigkeiten des Darstellers widerspiegelt, individuelle Unterschiede erfasst und zusätzliche Informationen über den kognitiven Zustand offenbart, obwohl die Aufgabenleistung ähnlich sein könnte. Wir kamen zu dem Schluss, dass eine höhere Arbeitsgedächtniskapazität zu einer Verringerung der Arbeitsbelastung während des Strategielernens der Planung beiträgt, wie in Hypothese 2 vorgeschlagen. Dennoch ist Lernen traditionell mit einer Verhaltensänderung verbunden 64 und man könnte fragen, ob eine Reduzierung der mentalen Arbeitsbelastung auf einen Lernprozess hinweisen kann wenn es keine solche Änderung gibt. Nach den Definitionen verschiedener Autoren 8,9,10,11 spiegelt die mentale Arbeitsbelastung die Menge an kognitiven Ressourcen wider, die zum Lösen von Aufgaben erforderlich sind. In unseren Experimenten benötigten Probanden mit höherer Arbeitsgedächtniskapazität weniger kognitive Ressourcen, um ihre Leistung aufrechtzuerhalten, obwohl die Anzahl der erforderlichen Bewegungen während der Lernphase allmählich zunahm. Folglich schlugen wir vor, dass dieses Ergebnis auf einen anfänglichen Lernprozess auf neurologischer Ebene hinweist, der nach längerem Üben Verhaltensänderungen hervorrufen könnte. In Anbetracht der erhaltenen Tendenz zur Leistungssteigerung erscheint diese Annahme rational. Weitere Studien sollten es den Probanden jedoch ermöglichen, dieselbe Version der Aufgabe mehrmals durchzuführen, um statistisch signifikante Beweise zu erbringen. Eine mögliche Erklärung dafür, dass die Leistungsveränderungen nicht das Signifikanzniveau erreichten, könnte auch mit dem höheren Bildungshintergrund unserer Fächer zusammenhängen. Dies könnte die Leistung auch durch einen Bodeneffekt beeinträchtigt haben. Abschließend möchten wir auf eine Studie von Huang . aufmerksam machen et al. 65 mit unterstützenden Ergebnissen für unsere Annahme. Die Forschung beschäftigte sich mit der Förderung des Lernens. Die Autoren fanden heraus, dass spätere Phasen des motorischen Lernens die metabolische Effizienz steigerten, jedoch keine Leistungssteigerungen zeigten.

Da die Aufgabenbelastung der Planungsaufgabe während der Hauptphase des TOH zunahm, verschwand der Lerneffekt und die mentale Arbeitsbelastung nahm unabhängig von der Arbeitsgedächtniskapazität der Probanden zu. Der DFHM-Workload-Index beider Themencluster konvergierte beim anspruchsvollsten Versuch. Die Ergebnisse der Hypothese 3 zeigten eine schnelle Sättigung nach der kurzen Lernphase. Dies galt insbesondere für Probanden mit einer höheren Arbeitsgedächtniskapazität, die zuvor einen schnellen Lerneffekt erfahren haben. Obwohl wir bei den Probanden mit geringerer Arbeitsgedächtniskapazität eine Tendenz zu mehr Fehlern feststellen konnten, wurden die paarweisen Vergleiche zwischen den Niveaus für keine unserer Variablen signifikant. Die Probanden mit geringerer Arbeitsgedächtniskapazität schienen die Aufgabe überhaupt nicht gelernt zu haben, da der DFHM-Workload-Index zu keinem Zeitpunkt eine Verfeinerung zeigte oder sich die Leistung verbesserte. Darüber hinaus neigte in der Hauptphase des Experiments die Leistung der Gruppe mit geringer Arbeitsgedächtniskapazität dazu, ohne erkennbare Änderung der Arbeitsbelastung abzunehmen. Mit anderen Worten, obwohl die Probanden die gleiche Menge an kognitiven Ressourcen investierten, verschlechterte sich ihre Leistung mit zunehmender Aufgabenschwierigkeit. Alle Fakten zusammen stützen unsere frühere Annahme, dass die mentale Arbeitsbelastung einen anfänglichen Lernprozess auf neurologischer Ebene anzeigt, der zu Verhaltensänderungen während der Hauptübung führen kann.

Eine Einschränkung unserer Studie war unsere kleine Stichprobe. Zukünftige Studien sollten mehr Frauen, Fächer mit unterschiedlichem Bildungsniveau und auch ältere Teilnehmer einbeziehen. In unserer Studie lag der Bildungshintergrund unserer Fächer in den Naturwissenschaften oder den Ingenieurwissenschaften und war unter diesen gleich hoch. Die Affinität zu den zugrunde liegenden Aufgaben könnte die Leistung und die mentale Arbeitsbelastung der Probanden beeinflusst haben. Die Untersuchung älterer Fächer im Zusammenhang mit Lernen und psychischer Arbeitsbelastung ist besonders relevant und wird den sich wandelnden Bedürfnissen und Erwartungen des demografischen Wandels unserer Gesellschaft und der Herausforderung des lebenslangen Lernens gerecht. Eine objektive Methode zur kontinuierlichen Registrierung der mentalen Arbeitsbelastung kann eine Möglichkeit bieten, prozedurales Lernen zu verstehen, den Erwerb von Fähigkeiten zu verbessern und mögliche Risiken zu identifizieren.

Abschließend befasste sich unsere Studie mit der neuronalen Registrierung der mentalen Arbeitsbelastung in Verbindung mit Planung, Strategielernen und Arbeitsgedächtniskapazität. Das Thema ist aufgrund der Bedeutung dieser Konstrukte für den Umgang mit unterschiedlichsten Situationen in unserer digitalisierten Welt von besonderem Interesse. Das Verständnis der Wechselbeziehung zwischen ihnen kann dazu beitragen, die Bedingungen anzupassen, das Lernen zu erleichtern, die Planung zu verbessern und die Arbeitsbelastung entsprechend den kognitiven Fähigkeiten des Einzelnen zu reduzieren. Soweit uns bekannt ist, gibt es keine andere Studie, die Planung und mentale Belastung mit Hilfe des EEG untersucht hat. Wir haben die Fähigkeit des DFHM-Index aus dem EEG gezeigt, mentale Arbeitsbelastung erfolgreich zu erfassen und schlagen die DFHM-Methode als nützliches Instrument für weitere Studien vor. In unserer zukünftigen Forschung zielen wir darauf ab, den DFHM-Index für die Untersuchung von psychischen Arbeitsbelastungsproblemen der modernen Gesellschaft zu verwenden.


Für Prüfungen studieren? So können Sie Ihr Gedächtnis für sich arbeiten lassen

Versuchen Sie, während des Lernens verschiedene Sinne zu aktivieren, z. B. indem Sie sich einen Podcast anhören. Bildnachweis: shutterstock.com

Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, wie Ihr Gehirn beim Lernen funktioniert? Wenn Sie dies wissen, können Sie Informationen besser speichern und abrufen.

Es gibt drei Hauptspeicherstrukturen: das sensorische, das Arbeits- und das Langzeitgedächtnis. Mit diesen Tipps können Sie alle drei aktivieren, um Ihr Lernen zu verbessern.

1. Versuchen Sie, denselben Inhalt auf unterschiedliche Weise zu lernen

Die Aktivierung Ihres sensorischen Gedächtnisses ist der erste Schritt. Das sensorische Gedächtnis beruht auf den Sinnen, die Sie sicher kennen: Sehen, Hören, Riechen, Schmecken und Fühlen.

Denken Sie also darüber nach – um Ihr sensorisches Gedächtnis zu aktivieren, sollten Sie so viele Sinne wie möglich aktivieren. Wir nutzen beim Lernen hauptsächlich visuelle und auditive (Ton-)Hilfen, aber viele Fachgebiete nutzen auch mehr als diese beiden Sinne. Bildende Kunst würde zum Beispiel Berührung erfordern.

Anstatt nur Ihr Lehrbuch zu lesen, versuchen Sie es mit Podcasts, visuellen Hilfsmitteln wie Postern, Präsentationen und Online-Blogs.

Wenn wir unser sensorisches Gedächtnis aktivieren, beteiligen wir uns an Aufmerksamkeits- und Wahrnehmungsprozessen.

Menschen müssen auf das Lernen achten, und je mehr kognitive Ressourcen wir einer Aufgabe zu einem bestimmten Zeitpunkt zuweisen, desto schneller lernen wir. Deshalb ist es sinnvoll, in einer lernförderlichen Umgebung zu lernen, wie zum Beispiel einem ruhigen Raum zu Hause oder in der Bibliothek.

Das sensorische und das Arbeitsgedächtnis sind so eingeschränkt, dass Lernende ihre Ressourcen möglichst selektiv und mit minimaler Ablenkung auf wichtige Informationen zuweisen müssen.

Wie wir Informationen interpretieren, basiert auf dem, was wir bereits wissen und auf unseren bisherigen Erfahrungen. Eine Möglichkeit, dies zu nutzen, besteht darin, Wissen mit anderen zu teilen, bevor wir eine neue oder unbekannte Aufgabe beginnen. Versuchen Sie also, das Gelernte mit einem Freund oder Elternteil zu wiederholen, bevor Sie etwas Neues lernen.

Wenn Sie etwas zunächst nicht verstehen, kann dies daran liegen, dass Sie nicht genügend aufgepasst haben oder die Frage oder das Problem nicht richtig wahrgenommen haben. Versuchen Sie, Ihren Kopf frei zu bekommen (machen Sie eine Pause) und denken Sie bewusst darüber nach, wie viel Aufmerksamkeit Sie der Frage schenken.

Wenn das immer noch nicht funktioniert, fragen Sie um Rat oder suchen Sie Hilfe, um sicherzustellen, dass Sie auf dem richtigen Weg sind.

2. Lerne zuerst einfachere Teile und baue dann darauf auf

Nachdem ein Lernender das Lernmaterial wahrgenommen und beachtet hat, werden die Informationen in das Arbeitsgedächtnis übertragen. Hier findet Ihre bewusste Verarbeitung statt.

Wenn Sie eine Prüfung ablegen, entscheidet Ihr Arbeitsgedächtnis darüber, wie Ihre Antwort lautet und wie Sie Ihre Antwort strukturieren.

Was viele Lernende nicht wissen, ist, dass Sie nach einer langen Studienzeit das Gefühl haben, nicht mehr so ​​viel zu lernen wie ursprünglich. Dies ist auf die sogenannte kognitive Überlastung zurückzuführen.

Ihr Arbeitsgedächtnis kann nur eine begrenzte Anzahl von Informationen zu einem bestimmten Zeitpunkt speichern. Die genaue Größe dieser Bits hängt von Ihrem Vorwissen ab. Zum Beispiel hat ein Kind, das das Alphabet lernt, nicht viel Vorwissen, daher wird jeder Buchstabe einzeln als beispielsweise 26 Bit gespeichert. Wenn sie bekannter werden, fügen sich die Buchstaben zu einem Bit zusammen.

Berücksichtigen Sie die Art der Informationen, die Sie lernen, damit Ihr Arbeitsgedächtnis effizienter ist. Ist es niedrig oder hoch in der Abteilung "Bits"? Ist das, was Sie lernen möchten, etwas, das Sie beherrschen müssen, bevor Sie zu anspruchsvolleren Teilen übergehen können? Wenn die Antwort "ja" lautet, verbrauchen Sie viele "Bits" des Speichers.

Versuchen Sie zuerst, die kleineren Bits zu beherrschen, damit Sie diese Informationen schneller abrufen können, ohne unnötige kognitive Ressourcen zu verbrauchen. Gehen Sie dann zu den härteren Bits über.

Diese Art der Beherrschung wird als Automatisierung bezeichnet.

Etwas bis zu dem Punkt zu lernen, an dem es zu einem automatischen Gedanken oder Prozess wird, ermöglicht es dem Lernenden, dann mehr kognitive Ressourcen für Aufgaben zuzuweisen, die mehr Speicherbits verbrauchen. Aus diesem Grund werden wir in der Schule ermutigt, unsere Einmaleins auswendig zu lernen, damit wir kognitive Ressourcen freisetzen, um die schwierigeren mathematischen Probleme zu lösen.

Das Arbeitsgedächtnis ist begrenzt, weshalb Sie die Informationen in Ihr Langzeitgedächtnis mit unendlicher Speicherkapazität bringen möchten.

Damit Informationen dort dauerhaft gespeichert werden, müssen Sie den Prozess der Verschlüsselung durchführen. Viele Dinge, die Lehrer Sie tun lassen, wie zum Beispiel frühere Arbeiten und das Verfassen eines Aufsatzplans, sind in Wirklichkeit Codierungsstrategien.

Eine andere Codierungsstrategie ist die Pomodoro-Technik. Hier verwenden Sie einen Timer, um das Lernen in Intervalle zu unterteilen, normalerweise 25 Minuten, die durch kurze Pausen getrennt sind. Effektiv eingesetzt, kann Pomodoro Angstzustände reduzieren, den Fokus verbessern und die Motivation steigern.

Was Sie zum Zeitpunkt der Kodierung tun, beeinflusst die Übertragung von Informationen aus Ihrem Langzeitgedächtnis in Ihr Arbeitsgedächtnis, das Ihnen dann Antworten auf Fragen gibt. Sie erinnern sich besser daran, wann die Bedingungen beim Abruf mit denen bei der Kodierung übereinstimmen.

Aus diesem Grund möchten wir beim Lernen oft eine ruhige Umgebung zum Lernen nachbilden, da es sich um eine Prüfungsumgebung handelt.

3. Verknüpfen Sie neue Informationen mit Dingen, die Sie bereits kennen

Anstatt Prüfungsnotizen durchzusehen, versuchen Sie, jemandem ohne Kenntnis des Inhalts zu erklären, was Sie gelernt haben. Wenn Sie in der Lage sind, jemanden effektiv zu unterrichten, bedeutet dies, dass Sie selbst ein solides Verständnis haben.

Ihr Langzeitgedächtnis hat im Allgemeinen eine unendliche Kapazität, aber es ist nur eine Speicherstruktur. Nur weil Sie dort etwas gespeichert haben, heißt das nicht, dass Sie es effektiv und effizient abrufen können.

Die meisten von uns haben die Erfahrung gemacht, zu studieren, aber dann nicht in der Lage zu sein, die Informationen, die wir gelernt haben, abzurufen. Oder wir haben die Informationen falsch abgerufen, was bedeutet, dass wir die falsche Antwort erhalten haben.

Dies kann daran liegen, dass wir das Material auf einer flachen Ebene gelernt haben, im Gegensatz zu einer tieferen Verarbeitungsebene. Rotes Lernmaterial am Vorabend bedeutet, dass wir die Informationen nicht mit der etablierten Wissensstruktur verknüpft haben.

Sie können sich selbst helfen, indem Sie neue Informationen mit alten Informationen verknüpfen, die Sie bereits in Ihrem Langzeitgedächtnis gespeichert haben, indem Sie beispielsweise eine Analogie zwischen dem Neuen und etwas bereits Bekanntem ziehen.

Wenn Sie all dies über das Gedächtnis wissen, können Sie verstehen, warum einige Lernmethoden mehr oder weniger effektiv sind als andere. Ob für Prüfungen oder nicht, es ist wichtig, dass wir darüber nachdenken, wie unser Gehirn funktioniert und wie wir als Individuen am besten lernen.

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.


Diskussion

In der vorliegenden Studie haben wir Gedächtnistrainingstechniken mit n-back-Aufgabe für NBG und Loci-Methode für MPG angewendet, um die MW-Leistung zu verbessern. Zwei trainierte Aufgaben, eine duale n-back-Aufgabe und eine Wortgedächtnisaufgabe, und andere zwei nicht trainierte Aufgaben, eine Ziffernspannenaufgabe und eine Änderungserkennungsaufgabe, wurden sowohl vor dem Test als auch nach dem Test gemessen. Beide Trainingsgruppen führten zu einer größeren Trainingsverbesserung, wobei NBG eine signifikante Leistungsverbesserung der n-back-Aufgabe und MPG in der Wortgedächtnisaufgabe zeigte. Bei nicht trainierten Aufgaben ergaben beide Trainingsgruppen einen signifikanten Transfereffekt auf die Ziffernspannenwerte. Bei der Änderungserkennungsaufgabe zeigte jedoch nur NBG eine signifikante Verbesserung der Reaktionsgeschwindigkeit, während MPG keine signifikante Verbesserung zeigte.

In Übereinstimmung mit früheren Erkenntnissen, die darauf hindeuten, dass n-back-Training die WM-Kapazität und die Aufgabenleistung steigern kann 18,19,26,29,30,31 , beobachtete unsere Studie auch eine große Verbesserung der Leistung des täglichen Trainings sowie der Leistung des dualen n -Rückenaufgabe nach dem Training in NBG. Darüber hinaus wurde die signifikante Leistungsverbesserung bei der dualen n-Rücken-Aufgabe nur bei NBG und nicht bei MPG oder BCG für höhere Aufgabenbelastungen (4-Rücken und 6-Rücken) beobachtet. Bei der 2-Rücken-Aufgabenbelastung wurde eine signifikante Leistungsverbesserung sowohl bei NBG als auch bei BCG erzielt. Vielleicht liegt dies am Lerneffekt einfacher Aufgaben, wie z. B. der N-Rücken-Aufgabe mit geringeren Belastungen im BCG. Es gab jedoch keinen signifikanten Einfluss auf die Leistung bei der 2-Rücken-Aufgabenbelastung in MPG, was bedeutet, dass es keinen Lerneffekt gab. Eine mögliche Erklärung dafür ist, dass möglicherweise der Gedächtnisprozess von Quadraten und Konsonanten durch die Verwendung der Loci-Methode interveniert wurde, die erfolgreich das episodische Gedächtnis mit Elementen wie Wörtern und Namen verbessert 36,48 . In Anbetracht der Aufgabenschwierigkeit von 6-Rücken in n-Rücken-Aufgabe können 2- bis 4-Rücken-trainierte Aufgabenbelastungen besser geeignet sein, um genauere Messungen der Wirkung verschiedener Trainingstechniken zu erhalten.

Für die Wortgedächtnisaufgabe wurde ein Trainingseffekt in MPG eindeutig auf die Leistung abstrakter Wörter und nicht auf konkrete Wörter gefunden. Einerseits ist bekannt, dass die Verarbeitung abstrakter Wörter viel schwieriger ist als die Verarbeitung konkreter Wörter 57,58,59,60,61,62,63 . Auf der anderen Seite wurde über die Nützlichkeit der Loci-Methode berichtet, um die Transformation abstrakter Informationen in konkrete Informationen zu erleichtern 25 , die leichter durch ein gedächtnisbezogenes neuronales System weiterverarbeitet werden können. Es ist daher nicht verwunderlich, dass die WM-Kapazität für abstrakte Wörter als Reaktion auf das Training der Loci-Methode zunahm. Darüber hinaus führten alle Gruppen im Nachtest zu einer Verbesserung des Gedächtnisses für konkrete Wörter im Vergleich zu denen im Vortest. Die beobachtete Leistungssteigerung bei konkreten Wörtern in allen Gruppen könnte auch auf einen Lerneffekt zurückgeführt werden, da konkrete Wörter im Vergleich zu abstrakten Wörtern tatsächlich relativ begrenzt verfügbare Kontextinformationen benötigen, um zu kodieren 57,58,59,60 .

Bei der Digit-Span-Aufgabe wurden sowohl bei NBG als auch bei MPG signifikante Verbesserungen beobachtet, was mit unserer ursprünglichen Erwartung übereinstimmt. Der Vorwärts-Digit-Span-Test wird oft verwendet, um Nahübertragungseffekte zu beurteilen, d.h.Kurzzeitgedächtnis oder WM-Kapazität, beim WM-Training 9,21,22,53,54,55 . Wie unsere Ergebnisse zeigen, können sowohl das n-back-Training als auch die Loci-Methode die Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses für Ziffern effektiv fördern. In Bezug auf das Kurzzeitgedächtnis ist es besonders erwähnenswert, dass die temporäre Speicherung für die Umsetzung der dualen n-back-Aufgabe unerlässlich ist, und möglicherweise kann die begrenzte Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses entweder im verbalen oder im räumlichen Bereich durch Langzeittraining erhöht werden 26 . Die meisten Studien haben einen signifikanten Transfereffekt von n-Rücken-Trainingsgewinnen auf Digit-Span-Scores 18,30,54 dokumentiert. In ähnlicher Weise beobachtete unsere Studie diese Verbesserung nicht nur bei NBG, sondern auch bei MPG. Bei der Digit-Span-Aufgabe werden die zu erinnernden Elemente (Ziffern) in einem kontinuierlichen Strom präsentiert, während sich die Implementierung der Loci-Methode auch auf das Sequenzgedächtnis konzentriert, wobei Elemente sowohl beim Codieren als auch beim Abrufen in sequentielle Orientierungspunkte gesetzt werden während der Rückrufphase in Ordnung. Daher kann die signifikante Verbesserung der Kurzzeitgedächtniskapazität für Ziffern in MPG von dem wiederholten Training mit einer ähnlichen Form des sequentiellen Gedächtnisses profitieren.

Was die Verbesserung der Verarbeitungsgeschwindigkeit bei der Änderungserkennungsaufgabe betrifft, so haben wir nur bei NBG eine signifikante Verbesserung bei höherer Last beobachtet, nicht jedoch bei MPG. Dies war angesichts der anfänglich ähnlichen räumlichen Gedächtnisumgebung mit der Loci-Methode etwas unerwartet und widersprach daher unserer Hypothese. Einige Studien haben berichtet, dass das Trainingsparadigma und die nicht trainierte Aufgabe relevante informationsverarbeitende Komponenten teilen und in ein ähnliches neuronales Substrat 64 eingebunden sein müssen, um einen wesentlichen Transfereffekt zu erzielen. Zufälligerweise zielt der zentrale Mechanismus der prozessbasierten Trainingstechnik darauf ab, stabilere Effekte in Funktionen zu erzeugen, die einen gemeinsamen neuronalen Schaltkreis nutzen 65 . Frühere Beweise zeigen, dass die Ausführung der n-back-Aufgabe das fronto-parietale Exekutivkontrollnetzwerk 28,48,66,67 rekrutiert, das gleiche neuronale Netzwerk, das auch an der Änderungserkennungsaufgabe beteiligt ist 56 . Darüber hinaus weisen neuere metaanalytische Erkenntnisse darauf hin, dass ein substantiellerer Transfer nur dann stattfinden kann, wenn die trainierte Aufgabe und die Transferaufgabe das gleiche Aufgabenparadigma teilen 22,68 . Bei der n-back-Aufgabe werden die zu erinnernden Elemente in einem kontinuierlichen Strom präsentiert, und die Teilnehmer müssen je nach Aufgabenbelastung schnell auf wiederholte Ziele reagieren. RT steht für die Verarbeitungsgeschwindigkeit, die eine der Verarbeitungskapazitäten ist, die durch prozessbasiertes Training verbessert werden sollen 15,27 . Das Training kann die Effizienz dieses Prozesses erhöhen, indem die Reaktionen auf wiederholte Zielversuche beschleunigt werden. Somit kann eine trainingsinduzierte Verbesserung der potentiellen Fähigkeit auf eine andere Fähigkeit übertragen werden, wiederholte Objekte in einer Änderungserkennungsaufgabe zu erkennen, die eine ähnliche Aufgabenanforderung mit einer n-zurück-Aufgabe beinhalten. Diese beiden Arten von Aufgaben haben nachweislich viel gemeinsam, entweder in Bezug auf das Aufgabenparadigma oder das neuronale Substrat, an dem sie beteiligt sind.

Umgekehrt wurde das Loci-Verfahren am häufigsten mit der episodischen Speicherdomäne in Verbindung gebracht, wo die Leistung durch Erleichtern der Codierung und des Abrufens von Informationen von nicht verwandten Wortpaaren 48 verbessert wird. Daher kann das Fehlen eines positiven Transfers zu reduzierter RT auf die Spezifität dieser mnemonischen Strategie mit begrenzter Anwendbarkeit auf andere fähigkeitsbezogene Domänen einschließlich der Verarbeitungsgeschwindigkeit zurückzuführen sein. Reboket al. 47 fassten in ihrem Papier auch zusammen, dass die Trainingsergebnisse sehr spezifisch für die Fähigkeit der trainierten mnemonischen Strategien sind. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass der limitierende Effekt des mnemonischen Strategietrainings mit dem Alter zusammenhängt, mit weniger trainingsinduzierten Veränderungen bei älteren Erwachsenen als bei jüngeren 46,69 . Gerade ältere Menschen haben in der Regel große Schwierigkeiten, Gedächtnisstrategien in ihrem täglichen Leben anzuwenden 15 .

Im Allgemeinen stimmen unsere Ergebnisse mit unserer Erwartung überein, dass das n-Rücken-Training im Vergleich zur Loci-Methode relativ deutliche Transfereffekte auf die untrainierten Aufgaben erzeugt. Diese Ergebnisse können jedoch zum Teil auf die Möglichkeit zurückzuführen sein, dass die beiden untrainierten Aufgaben, die eine als Maß für die WM-Kapazität und die andere als Maß für die Verarbeitungsgeschwindigkeit ausgewählt haben, stärker in den gemeinsamen Verarbeitungsmechanismus eingebunden sind als zentraler Bestandteil des prozessorientierten WM-Trainings zu betrachten. Mehr noch, in unserer Studie scheinen die beiden untrainierten Messaufgaben der dualen n-back-Aufgabe auf Paradigmenform ähnlicher zu sein. Wenn die vorstehenden Argumente stichhaltig sind, kann dies auch eine wesentliche Einschränkung unserer Studie aufdecken, nämlich dass die Ergebnismessungen auf eine einzelne Trainingstechnik verzerrt sein könnten. Daher sollten die zukünftigen Studien den möglichen Einfluss verzerrter Messaufgaben berücksichtigen, um eindeutig festzustellen, ob die Trainingstechniken die WM-Leistung erfolgreich verbessern. Um die Trainingseffekte der beiden Gedächtnistechniken in Zukunft zu untersuchen, sollten eher umfassende Assessments, die beide Trainingsdomänen abdecken, optimal eingesetzt werden. Andererseits kann die mnemonische Strategie der Loci-Methode tatsächlich eine Einschränkung haben, die sich auf andere Situationen überträgt, die relevante Fähigkeiten teilen. Obwohl frühere Ergebnisse zum Gedächtnistraining bei älteren Erwachsenen darauf hindeuten, dass strategiebasiertes Training im Vergleich zu prozessbasierter Trainingstechnik möglicherweise weniger effektiv ist 15 . Daher sind möglicherweise mehr Evidenz, einschließlich breiterer Altersbereiche, erforderlich, bevor eine allgemeine Schlussfolgerung zur Wirksamkeit dieser beiden Trainingstechniken gezogen wird. Wichtig ist, dass in der vorliegenden Studie nur zwei der am häufigsten angewandten Trainingstechniken ausgewählt wurden, um die Wirkung des prozessbasierten Trainings mit der des strategiebasierten Trainings umfassend vergleichen zu können. Daher empfehlen wir auch, eine Vielzahl von Trainingsmethoden, die sich sowohl aus prozessbasierten als auch aus strategiebasierten Trainingstechniken ableiten, für Trainingsexperimente in zukünftigen Studien zu rekrutieren.

Zusammenfassend rekrutierte die aktuelle Studie drei Gruppen von Teilnehmern, um den Effekt des Gedächtnistrainings zu untersuchen, und beide Trainingsgruppen führten zu einer großen Verbesserung der MW-Kapazität. Insbesondere führte das n-back-Training zu einer deutlicheren Übertragung von Trainingsgewinnen auf untrainierte Aufgaben als das Training der Loci-Methode. Daher kann ein prozessbasiertes Training für Teilnehmer mit multiplen kognitiven Defiziten oder Personen, die eine Verbesserung der kognitiven Funktionen benötigen, empfohlen werden.


Lernen durch Chunking

Wie also kannst du Chunking in dein Studium integrieren?

Chunking an sich ist keine eigenständige Lerntechnik – mit anderen Worten, Sie können heute Abend nicht nach Hause gehen und eine Stunde qualitativ hochwertiges Chunking erledigen!

Betrachten Sie es eher als nützliche Ergänzung Ihres Toolkits für Lernstrategien und setzen Sie es ein, wann immer Sie Möglichkeiten sehen, komplexe Informationen zu vereinfachen und leichter zu merken.

Aber Vorsicht: Achten Sie auf Zeiten, in denen Ihre Chunking-Strategie dem Lernen „im Wege steht“.

Wenn das von Ihnen verwendete Chunking besonders komplex oder aufwendig ist, können Sie feststellen, dass Sie sich das Leben schwerer machen, es könnte tatsächlich einfacher sein, es zu entfernen und nur die zugrunde liegenden Informationen zu lernen.

Ich habe zum Beispiel eine Strategie erwähnt, um verwandte Daten „aufzuteilen“: Einige Leute (mich eingeschlossen) finden es relativ einfach, Muster in Zahlen zu erkennen.

Aber wenn Sie in Mathematik sehr unsicher sind und das Addieren und Subtrahieren eine echte Herausforderung darstellt, ziehen Sie es vielleicht vor, die Daten separat zu lernen, anstatt sich Gedanken darüber zu machen, wie sie mathematisch zusammenhängen.

Retrieval-Übung und Abstand

Unabhängig davon, ob Sie Chunking verwenden oder nicht, sollte jede gute Lernroutine auf Retrieval-Übungen basieren – eine äußerst leistungsstarke Technik zum Lernen durch Üben des Erinnerns von Informationen – während Sie Ihre Arbeit aufteilen, indem Sie ein Thema an mehreren verschiedenen Tagen wiederholen, anstatt nur alles zu pauken Ihre Zeit zu diesem Thema an einem einzigen Tag.

Chunking funktioniert sehr gut mit Retrieval-Praxis und Spaced Learning: Sobald Sie sich entschieden haben, wie Sie die Informationen aufteilen möchten, üben Sie, sich diese Informationen mithilfe Ihrer Chunking-Strategie (Retrieval-Übung) an mehreren verschiedenen Tagen (spaced Learning) zu merken, die durch Zeitintervalle getrennt sind .

Sie werden oft das Gefühl haben, sich in zwei Phasen zu erinnern.

  • Schritt 1 erinnert sich an das „große Bild“: zurück zum Beispiel „Länder der Europäischen Union“, das würde sich an die Kategorien (z. B. „AHN-BIGS“ in unserem Sprachgruppenbeispiel) und die Zahlen in jeder Kategorie erinnern (1234567).
  • Schritt 2 erinnert sich an die Details: die einzelnen Länder unter jeder Überschrift.

Üben Sie unbedingt beide Schritte und diagnostizieren Sie, welche Teile des Rückrufprozesses für Sie am schwierigsten sind.

Vielleicht haben Sie Probleme mit Schritt 1 (sich an die Kategorien selbst zu erinnern) oder vielleicht haben Sie mehr Probleme mit Schritt 2, z. B. Probleme, sich an alle 7 „slawischen“ Länder zu erinnern. Konzentrieren Sie Ihre Bemühungen auf die Bereiche, mit denen Sie am meisten zu kämpfen haben, und suchen Sie nach Möglichkeiten zur Gruppierung und Vereinfachung, falls erforderlich.

Es kann schwierig sein, sich die Informationen genau zu merken, wenn Sie zum ersten Mal ein Zeitintervall von einigen Tagen verlassen, bevor Sie versuchen, das Abrufen zu üben – selbst wenn Sie Chunking verwenden.

Machen Sie sich keine Sorgen: Das liegt einfach an der Natur der „Vergessenskurve“, und deshalb ist räumliches Lernen so eine gute Idee. Nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um Ihr Gedächtnis an die Informationen aufzufrischen, und versuchen Sie es erneut. Wiederholen Sie dies, bis es anfängt zu kleben, und Sie können sich zuverlässig daran erinnern, nachdem Sie es einige Tage lang nicht angesehen haben.

Viel Spaß mit Deinen Chunking-Strategien und werde kreativ: Viel Glück!

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Methoden

Der vorliegende Mapping-Review ist so gestaltet, wie es von Grant und Booth [24] befürwortet wird, und präsentiert Konzepte und Hypothesen, die auf Theorien basieren, die aus zuvor veröffentlichten Reviews stammen [25, 26]. Wir verwendeten einen pragmatischen Ansatz mit iterativer Suche, einer kritischen interpretativen Synthese und einem kausalen Mapping-Verfahren ähnlich dem Mapping-Review von Lorenc et al. (2012) [25]. Eine kritische Interpretationssynthese war erforderlich, da das Hauptziel des Reviews darin bestand, Hypothesen auf der Grundlage von Theorien zu entwickeln, die in den in den Review eingeschlossenen Studien begründet wurden [27]. Um die Literatur zu kartieren, Hypothesen zu generieren und Evidenzlücken zu schließen [27], haben wir Übersichtsartikel und Primärstudien eingeschlossen, um die potenziellen physiologischen Mechanismen zu verstehen, die den mutmaßlichen Auswirkungen des Aufbrechens des Sitzens auf die Verbesserung der kognitiven Funktion zugrunde liegen. Da unser Ziel darin besteht, mit bestehenden Erkenntnissen und Theorien in Einklang zu stehen, Konzepte und Hypothesen zu entwickeln und auch den Bedarf an Primärstudien zu ermitteln, die den Zusammenhang zwischen längerem Sitzen und kognitiver Funktion untersuchen, wurde ein Mapping-Review als die am besten geeignete Methode identifiziert.

Vier Datenbanken (PubMed, Cumulative Index to Nursing and Allied Health Literature (CINAHL), Ovid Medline, Embase) wurden von ihrer Einführung bis zum 12. Aktivität oder sitzendes Verhalten, entweder subjektiv oder objektiv. Die Suchbegriffe wie „sitzendes Verhalten“, „sitzend“, „verlängertes Sitzen“, „ununterbrochenes Sitzen“, „Bewegungspausen, „Mikropausen“, „unterbrochenes Sitzen“, „sitzen ersetzen oder neu zuordnen“, „Arbeitsplatzsitzen“ , „Beschäftigungssitzen“, „Bürositzverhalten?r“, „kognitive Leistung“, „kogniti*“, „kognitive Funktion“, „Gedächtnis“, „Führungsfunktion*“, „Reaktionszeiten“, „Genauigkeit“, „Aufmerksamkeit“ “, „kognitive Flexibilität“, „kognitive Hemmung“, „Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit“, „Gehirnstoffwechsel“ wurden für jede durchsuchte Datenbank spezifisch angepasst. Eine Beispielsuchstrategie wird als zusätzliche Datei bereitgestellt 1.

Wir recherchierten in der einschlägigen Literatur und kartierten die physiologischen Mechanismen, die den Auswirkungen einer Unterbrechung des längeren Sitzens auf die Kognition zugrunde liegen, in drei Schritten. Zunächst stellen wir vor, wie langes Sitzen das Risiko von Hyperglykämie, autonomer Instabilität, Entzündung, nachteiligen hormonellen Veränderungen und Einschränkungen des zerebralen Blutflusses (CBF) erhöht, die die kognitive Funktion des Individuums verändern könnten. Zweitens erläutern wir die direkten und indirekten Auswirkungen einer Unterbrechung des Sitzens auf die Umkehrung der negativen Auswirkungen, die mit längerem Sitzen verbunden sind. Drittens schlagen wir eine Prämisse vor, dass das Aufbrechen längerer Sitzzeiten einen Rückgang der kognitiven Leistung durch Beeinflussung der glykämischen Variabilität, der autonomen Stabilität, der Hormone (hirngeleiteter neurotropher Faktor, Dopamin, Serotonin), der Gefäßfunktionen und des CBF verhindern kann.

Wir fanden eine beträchtliche Menge an Evidenz, die die physiologischen Auswirkungen von sitzendem Verhalten (übermäßiges Sitzen) und körperlicher Aktivität auf die kognitive Funktion untersucht. Wir haben die vorhandene Literatur in der logischen Reihenfolge und iterativen Herangehensweise für die plausiblen physiologischen Mechanismen präsentiert, die das lange Sitzen und seine Unterbrechungen der kognitiven Leistung steuern. Die iterativen Schritte, die in der vorliegenden Mapping-Überprüfung befolgt werden, werden in einem Flussdiagramm (zusätzliche Datei: 2) bereitgestellt.

Die gegenwärtigen Public-Health-Ansätze konzentrieren sich auf Strategien zur Verbesserung der moderaten bis starken körperlichen Aktivität eines großen Teils der Menschen (Abb. 1). Strategien zur Reduzierung und Unterbrechung der Sitzzeit sind gerade erst entstanden, die das Potenzial haben, die kognitive Funktion und die Gesundheit des Gehirns einer Person zu verbessern. Die vorliegende Kartierungsübersicht wird auch die plausiblen direkten und indirekten hypothetischen Mechanismen beleuchten, die mit dem Aufbrechen von längerem Sitzen auf kognitive Funktionen wie Gedächtnis, Aufmerksamkeit, visuell-räumliche Fähigkeiten und exekutive Funktionen bei sitzenden Erwachsenen verbunden sind.

Der hypothetische Rahmen des vorliegenden Mapping-Reviews. Es gibt umfangreiche Beweise dafür, dass moderate bis starke körperliche Aktivität (MVPA) die kognitiven Funktionen beeinflusst. Es gibt immer mehr Beweise, die die Auswirkungen einer Reduzierung des sitzenden Verhaltens und einer Unterbrechung der Sitzzeit auf die kognitiven Funktionen belegen. Abkürzungen: BDNF – vom Gehirn abgeleiteter neurotropher Faktor DOPA – Dihydroxyphenylalanin PA – körperliche Aktivität

Übermäßiges Sitzen und veränderte kognitive Funktionen

In modernen computergestützten Arbeitsplatzumgebungen hängt die Arbeitsproduktivität von folgenden kognitiven Komponenten ab: Kompetenzerwerb, Lernen, Aufmerksamkeit, Arbeitsgedächtnis, exekutive Funktionen und Entscheidungsfindung [28]. Es gibt einige vorläufige, wenn auch widersprüchliche Hinweise auf direkte und indirekte physiologische Mechanismen, die längeres Sitzen mit negativen kognitiven Ergebnissen in Verbindung bringen [12, 13, 29]. Einige der vorgeschlagenen Mechanismen umfassen eine unzureichende zerebrale Glukoseverwertung aufgrund einer veränderten postprandialen Hyperglykämie [21], eine veränderte kortikale Hypoxämie aufgrund eines beeinträchtigten Atemvolumens und peripherer Gefäßdysfunktionen [12], eine schlechte Erregung aufgrund einer unzureichenden Versorgung mit Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) [30] und interagierende Hormone wie Cortisol und Dihydroxyphenylalanin (DOPA) [13, 29]. Darüber hinaus könnte ein schlechter Gehirnstoffwechsel reaktive Sauerstoffspezies und Interleukine erhöhen, die die Müdigkeit verstärken und die synaptische Plastizität und das Gedächtnis reduzieren können [31]. Die physiologischen Mechanismen, die kognitiven Funktionen übermäßigem Sitzen zugrunde liegen, werden im Folgenden erläutert.

Wie langes Sitzen könnte den Glukosestoffwechsel des Gehirns beeinflussen?

Glukose ist die primäre Energiequelle für den Stoffwechsel und die Funktion des Gehirns. Der Blutzuckertransport im Gehirn und die neuronale Aktivität sind nach Exposition gegenüber postprandialer Hyperglykämie signifikant reduziert [32]. Weiterhin sind Hyperglykämie und Insulinresistenz als Ursachen für schlechte kognitive Fähigkeiten zu erwarten. Es wurde festgestellt, dass Hyperglykämie und Insulinresistenz bei Personen ohne klinisch erkennbaren Diabetes mit reduzierten kognitiven Fähigkeiten mit einer Atrophie des Hippocampus verbunden sind [33]. Zeitgenössische Beweise behaupten, dass längeres ununterbrochenes Sitzen die postprandiale Hyperglykämie, die proportionale Hyperinsulinämie und die nachfolgende Insulinresistenz erhöht [34]. Dennoch wirken sich die oben genannten Stoffwechselstörungen negativ auf den Glukosestoffwechsel im Gehirn aus, was zu einer verringerten kognitiven Leistung (Gedächtnisbeeinträchtigung) und einem kognitiven Rückgang führen würde [21], wie in Abb. 2 dargestellt.

Mögliche Auswirkungen von längerem Sitzen auf den Glukosestoffwechsel im Gehirn. Experimentelle Studien haben einen signifikanten Anstieg der postprandialen Hyperglykämie, Insulinämie und Insulinresistenz bei Personen gezeigt, die längere Zeit sitzen. Dies kann den Glukosestoffwechsel und die kognitiven Funktionen des Gehirns erheblich reduzieren

Wie langes Sitzen kann die Gehirnstruktur und -aktivität beeinflussen?

Explizites episodisches Gedächtnis und Aufmerksamkeit sind mit der Aktivität des medialen Temporallappens (MTL) verbunden [35]. Darüber hinaus korreliert eine verminderte Aktivität des posterioren Cingulums und des Precuneus mit einem besseren episodischen Gedächtnis [35]. Angesichts der Tatsache, dass die MTL, insbesondere der Hippocampus, eines der primären Ziele von körperlichen Aktivitätseffekten im Gehirn von Nagetieren [36, 37] und altersbedingter Neurodegeneration (und Alzheimer-Krankheit) beim Menschen [38, 39] ist, wird über längeres Sitzen spekuliert um die MTL-Dichte und -Aktivität zu reduzieren [40]. Abbildung 3. zeigt die kortikalen Regionen (medialer Temporallappen, hinterer cingulärer Kortex und hinterer Präcuneus), die mit Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis verbunden sind und durch sitzendes Verhalten beeinflusst werden könnten.

Kortikale Regionen im Zusammenhang mit Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis im Zusammenhang mit sitzendem Verhalten

Sitzendes Verhalten wurde mit einer geringen Dichte des Gyrus cinguli posterior und dem medialen Temporallappen (MTL) und dem zukünftigen Risiko neurodegenerativer Erkrankungen in Verbindung gebracht [41]. In einer relativ neuen Querschnittsstudie haben Siddharth et al. (2018) fanden eine inverse Korrelation zwischen Sitzstunden/Tag und MTL-Dicke (parahippocampal [R = − 0.45, P = 0,007], entorhinal [R = − 0.33, P = 0,05] und Subiculum [R = − 0.36, P = .04] Regionen), die kognitive Funktionen negativ beeinflussen können [40]. In einer relativ neuen randomisierten kontrollierten Studie (Inphact Treadmill-Studie) haben Bergman et al. verglichen Langzeiteffekte von Laufband-Schreibtischen in einer Gruppe von 40 übergewichtigen und adipösen Büroangestellten mit konventioneller Ausbildung allein auf die Magnetresonanztomographie des Gehirnvolumens über 13 Monate [42]. Die Längsmediationsanalyse ergab eine nicht signifikante Reduktion des Hippocampusvolumens (– 33 mm 3 ) und des vorderen cingulären Kortex (– 0,02 mm) in der Kontrollgruppe im Vergleich zur Laufband-Schreibtischgruppe nach 13 Monaten. Das weitere Hippocampusvolumen war positiv mit der Gehzeit korreliert [β = 1,448] und negativ korreliert mit der Gesamtsitzzeit [β = − 0,462] [42]. Daher kann übermäßiges Sitzen schädlich für den medialen Temporallappen, den posterioren Precuneus und die posteriore cinguläre Kortexdichte sein, was aufgrund einer verminderten neuronalen Potenzierung, des zerebralen Blutflusses und der synaptischen Plastizität vermutet werden kann. Diese Verringerung der strukturellen kortikalen Dichte wird auf den frühen kognitiven Verfall und das Demenzrisiko postuliert [43].

Wie langes Sitzen könnte die Gehirn- und peripheren Gefäßfunktionen beeinflussen?

Eine Abnahme der peripheren arteriellen Funktion (vorwiegend endotheliale Scherung und flussvermittelte Dilatation) wird als Beeinträchtigung der kardiovaskulären Funktion und als Veränderung der kortikalen Hämodynamik wahrgenommen. Es wird spekuliert, dass übermäßiges Sitzen die Anatomie der Arterien der unteren Gliedmaßen verändern und beispiellose Veränderungen der Hämodynamik bewirken kann (z. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass übermäßiges Sitzen für > 6 Stunden mit einer verringerten Scherbelastung in den Blutgefäßen der unteren Extremitäten einhergeht, die die endotheliale Integrität verändern und konsekutiv zu einer endothelialen Dysfunktion in den unteren Extremitäten führen kann [45]. Venöse Ansammlung, Verlust der endothelialen Integrität und viskoser Blutfluss in den unteren Extremitäten können die zentrale Hämodynamik und den kortikalen Kreislauf beeinträchtigen [46]. Kürzlich haben Paterson et al. (2020) untersuchten systematisch 17 Studien, die die Auswirkungen von längerem Sitzen im Vergleich zu unterbrochenen Sitzstrategien (Steh, Gehen oder Gymnastik) auf die peripheren Gefäßfunktionen bei Erwachsenen untersuchten [47]. Es wurde festgestellt, dass die durchflussvermittelte Dilatation der unteren Gliedmaßen um 2,12 % (95 % CI – 2,66 bis – 1,59) während des Sitzens von mehr als 1 Stunde reduziert wurde [47]. Ein weiterer spekulativer Mechanismus für eine zerebrale Hypoperfusion ist Hyperglykämie, die Endothelschäden verursacht und Scherspannungen reduziert, jedoch gibt es solche Beweise basierend auf der jüngsten Überprüfung nur für Tiermodelle [21]. Daher kann eine längere schlechte zerebrale Perfusion die Sauerstoffversorgung des Gehirns reduzieren und den neuronalen Stoffwechsel stören sowie Astrozyten und Mikrogliazellen schädigen, was zu einer Beeinträchtigung des Lern- und Arbeitsgedächtnisses führt [48].

Wie langes Sitzen könnte die Atemfunktionen beeinflussen?

Beeinträchtigte Atemfunktionen können die optimale alveoläre Rekrutierung und den verfügbaren alveolären Sauerstoff (PEINÖ2), die für die kortikale Oxygenierung notwendig sind und nach längerem Sitzen die kognitive Funktion beeinträchtigen [49]. Es wurde festgestellt, dass längeres Sitzen für mehr als eine Stunde die krumme Haltung und das Vorwärtsbeugen erhöht, was bei Büroangestellten zu Ermüdung in den M. rectus abdominis, intern schräg, transversus abdominis und iliocostalis führt [50]. Die Ermüdung der thorakolumbalen Kernmuskulatur kann wiederum das Lungenvolumen und die Lungenkapazität reduzieren [51], was zu einer verminderten alveolären Ventilation führt. Die obige Spekulation kann durch die Ergebnisse einer relativ neuen systematischen Übersichtsarbeit von Katz et al. (2018) [52]. Die Autoren fanden eine durchschnittliche Zunahme des forcierten Exspirationsvolumens um 0,21 l in 1 Sekunde (FEV1) und forcierte Vitalkapazität (FVC) im Stehen als im Sitzen aus einer gepoolten Analyse von 43 Studien mit nur 26 Studien mit gesunden Teilnehmern [52]. In einer großen stratifizierten Studie mit 51.338 kanadischen gesunden Erwachsenen und Patienten mit Lungenerkrankung war die Sitzzeit negativ mit FEV . assoziiert1 und FVC (β = − 0,32, KI: − 0,2, − 0,54) [53]. Darüber hinaus reduzierte die sitzende Haltung die Vitalkapazität, die funktionelle Residualkapazität und den Peak Exspiratory Flow (PEF) im Vergleich zur stehenden Haltung bei Blechbläsern [54]. In einer anderen Studie wurde bei 24 koreanischen Erwachsenen festgestellt, dass längeres Sitzen für 1 Stunde auf einem Stuhl mit Rückenlehne im Vergleich zu einem ohne Rückenlehne das dynamische Lungenvolumen (PEF = − 0,29 l/min FEV1 = − 0,15 l FVC = − 0,10 l) signifikant reduziert [55]. Somit kann eine Verringerung des dynamischen Lungenvolumens beim Sitzen die alveoläre Rekrutierung und die Verfügbarkeit einer kontinuierlichen Sauerstoffversorgung des Gehirns verringern.

Wie langes Sitzen kann die Hormonfunktion beeinflussen?

Hormone wie Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF), Dihydroxy Phenyl Alanin (DOPA) und Dihydroxy Phenyl Glycol (DHPG) verbessern die sympathische Aktivität, was zu höheren Frontallappenfunktionen führt [56]. In einer experimentellen Studie haben Wennberg et al. (2016) zeigten, dass erhöhte Müdigkeit mit einer Abnahme der Herzfrequenz einhergeht (R = − 0.60, P = 0,007) und Plasmaspiegel von DOPA (R = − 0.59, P = 0,009) und ein erhöhter Plasmaspiegel von Dihydroxyphenylglykol (DHPG R = 0.73, P < 0,001) zu den ersten 4 Stunden ununterbrochenen Sitzens [13] bei 19 australischen Arbeitern mit sitzendem Schreibtisch. Die zentrale Fatigue aufgrund erhöhter Cortisolspiegel scheint negativ mit kognitiven Funktionen (vor allem exekutiven Funktionen) assoziiert zu sein [13]. Im Gegensatz dazu haben Sperlich et al. (2018) fanden bei 12 jungen Erwachsenen keinen Unterschied im Plasmacortisolspiegel zwischen längerem Sitzen für 3 h und Sitzen, das mit hochintensivem Intervalltraining für 6 min nach 1 h Sitzen unterbrochen wurde [30]. Daher gibt es widersprüchliche Ergebnisse, die belegen, dass längeres Sitzen das Speichelkortisol und die Stresshormone beeinflusst.

Basierend auf den oben vorgestellten physiologischen Mechanismen gehen wir davon aus, dass längeres Sitzen wahrscheinlich die kognitiven Funktionen beeinflusst. Abbildung 4 zeigt das hypothetische Modell möglicher Wechselwirkungen der physiologischen Mechanismen im Zusammenhang mit übermäßigem Sitzen. Daher wird die Unterbrechung des längeren Sitzens als eine zwingende Strategie zur Verbesserung der kognitiven Funktionen angesehen.

Längeres Sitzen wird als Risikofaktor für schlechte kognitive Funktionen aufgrund abnormaler physiologischer Veränderungen im kardiovaskulären, pulmonalen und metabolischen System angesehen. Schlechte kognitive Funktionen können mit längerem Sitzen während der Arbeitszeit in Verbindung gebracht werden und sich als Teufelskreis negativ auf die Arbeitsproduktivität auswirken. Hinweis: ++ bezeichnet etablierte Beweise aus experimentellen Studien. stellt eine hypothetische Verbindung dar BDNF – Vom Gehirn abgeleiteter neurotropher Faktor

Auswirkungen von Sitzpausen auf die kognitive Leistungsfähigkeit

Das Aufbrechen von längerem Sitzen mit Stehen oder Trainingspausen mit geringer bis mäßiger Intensität ist eine wirksame Intervention, um Veränderungen in den physiologischen Systemen herbeizuführen [57,58,59]. Die vorgeschlagenen physiologischen Mechanismen sind miteinander verknüpft, die kognitive Funktionen beeinflussen könnten. Wir schlagen vor, dass die Unterbrechung des längeren Sitzens direkte und indirekte Auswirkungen auf die kognitiven Funktionen hat.

Direkte Auswirkungen einer Unterbrechung des längeren Sitzens auf die kognitiven Funktionen

Neuere Beweise behaupten, dass der direkte Einfluss einer Unterbrechung des längeren Sitzens widersprüchlich erscheint. In einer experimentellen Studie haben Schwartz et al. (2017) untersuchten die Reaktionszeit (Stroop-Test), Arbeitsgeschwindigkeit (Textbearbeitungsaufgabe) und Aufmerksamkeit (d2R-Aufmerksamkeitstest) bei 45 Studierenden (Alter 25,4 ± 3,3 Jahre) in zwei alternierenden Körperhaltungen (sitzend und stehend) [16]. Die Autoren fanden keinen signifikanten Unterschied in den kognitiven Funktionen zwischen sitzender und stehender Körperhaltung. In ähnlicher Weise wurde eine kürzlich durchgeführte experimentelle Crossover-Studie von Vincent et al. (2018) untersuchten die Auswirkungen von längerem Sitzen und Sitzunterbrechungen bei sechs Männern an drei aufeinanderfolgenden schlafbeschränkten Tagen [60]. Die durchschnittliche Reaktionszeit beim psychomotorischen Vigilanztest und beim digitalen Symbolersatz-Test unterschied sich nicht zwischen längerem Sitzen und mit Pausen unterbrochenem Sitzen. Eine weitere Crossover-Studie von Christmas et al. (2019) verglichen Aufmerksamkeit, episodisches Gedächtnis und exekutive Funktionen zwischen den Bedingungen des Aufbrechens des Sitzens (3 min Laufen auf dem Laufband alle 30 min für 5 h) und des ununterbrochenen Sitzens (5 h) bei 11 sitzenden katarischen Frauen [12]. Die Autoren fanden schnellere Reaktionszeiten (

210 ms) im Stroop-Inkongruenten-Aufgabentest nach Aufbrechen des Sitzens im Vergleich zu ununterbrochenem Sitzen [12]. Darüber hinaus haben Wheeler et al. (2019) verabreichten drei Verhaltensinterventionen: 1) ununterbrochen (SIT) 2) moderate Bewegung für 1 Stunde vor dem ununterbrochenen Sitzen (SIT+Ex) und 3) kombinierte Bewegung und geplante Pausen alle 30 Minuten (SIT+Pause) in 67 australischen Gemeinschaftswohnungen Erwachsene und fanden eine signifikante Verbesserung des Arbeitsgedächtnisses und der exekutiven Funktionen in SIT+Break und SIT+Ex als in SIT-Gruppen [61].

Indirekte, aber miteinander verbundene Mechanismen, um längeres Sitzen auf kognitive Funktionen zu unterbrechen

Das Aufbrechen von längerem Sitzen scheint bestimmte indirekte physiologische Mechanismen zu verbessern oder zu regulieren, die die Kognition beeinflussen könnten. Die plausiblen physiologischen Mechanismen modulieren: 1) kardiometabolische Risikomarker, 2) Glukosestoffwechsel, 3) Fettgewebestoffwechsel, 4) Energieverbrauch und Stoffwechselpräferenz, 5) neuroendokrine Funktionen, 6) Muskelsystem und 7) zentrale und periphere Gefäßfunktionen. Abbildung 5. zeigt die direkten und indirekten Auswirkungen einer Unterbrechung des Sitzens auf die kognitiven Funktionen.

Physiologisches Veränderungsrad, das den Einfluss einer Unterbrechung des Sitzens mit körperlicher Aktivität am Arbeitsplatz auf plausible physiologische Systeme und kognitive Funktionen aufzeigt. DOPA – Dihydroxy phenylalanin DHPG – Dihydroxy phenylglycol, erhöhen abnehmen

Auswirkungen von längerem Sitzen auf das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Das Aufbrechen von längerem Sitzen kann postprandiale Hyperglykämie, Insulinresistenz und Endothelschäden reduzieren und dadurch die Hämodynamik und die kardiovaskuläre Gesundheit verbessern [18]. Eine aktuelle Metaanalyse von Hadgraft et al. (2020) von ≤33 Studien zeigten eine signifikante Veränderung sowohl der anthropometrischen Maße (Gewicht [− 0,6 kg], Taillenumfang [− 0,7 cm] und Körperfettanteil [− 0,3%]) als auch der kardiometabolischen Risikofaktoren (Blutdruck [− 1,1 .). mmHg], Plasmainsulin [− 1,4 pM] und erhöhtes High-Density-Lipoprotein-Cholesterin [+ 0,04 mM]) nach Interventionen zur Reduktion des sitzenden Verhaltens mit oder ohne Steigerung der körperlichen Aktivität [18]. Eine weitere Metaanalyse (von ≤24 Studien) von Mulchandani et al. (2019) fanden heraus, dass arbeitsplatzbasierte körperliche Aktivitätsinterventionen (Unterbrechung des längeren Sitzens) das Körpergewicht (− 2,61 kg), den BMI (− 0,42 kg/m 2 ) und den Taillenumfang (− 1,92 cm) signifikant reduziert haben, die Analyse ergab jedoch keine eine signifikante Veränderung des Blutdrucks, des Lipidprofils und des Blutzuckerspiegels [62]. Die signifikante Reduktion von Lipidprofil und Blutzucker im Review von Hadgraft et al. (2020) können auf strenge Suchkriterien, größere Studienzahlen und Sensitivitätsanalysen zurückzuführen sein. Es könnte die Hypothese aufgestellt werden, dass das Aufbrechen von Sitzanfällen den postprandialen Glukosestoffwechsel, die Insulinresistenz, das Lipidprofil und andere kardiometabolische Risikobiomarker wie Entzündungsmarker verbessern kann. Obwohl die Verringerung kardiometabolischer Risikofaktoren, die mit dem Aufbrechen von sitzendem Verhalten verbunden sind, angenommen wird, dass sie die endotheliale Integrität und die kortikale Perfusion regulieren und somit die kognitiven Funktionen verbessern können [21], konnten frühe experimentelle mechanistische Studien den Zusammenhang zwischen kardiometabolischen Risikofaktoren, Endothelfunktionen und kognitiven Funktionen [63, 64].

Auswirkungen von längerem Sitzen auf den kortikalen und peripheren Glukosestoffwechsel

Der Gehirnstoffwechsel hängt mit 100–150 mg/Tag vollständig von Glukose als Energiequelle ab, die fast 20 % der Glukosespeicher des Körpers ausmacht, obwohl das Gehirn nur 2 % des Körpergewichts ausmacht [65]. Glukosetransporter 1 (GLUT1) in den luminalen und abluminalen Oberflächen der Blut-Hirn-Schranke sind für den aktiven Transport von Glukosemolekülen durch die enge Blut-Hirn-Schranke und die kortikale Blutglukoseverwertung durch die Parenchymzellen verantwortlich, die durch den Konzentrationsgradienten erleichtert wird [65]. Sitzendes Verhalten, einschließlich übermäßigem Sitzen, kann zu einem verringerten Konzentrationsgradienten führen, und eine Plasmahyperglykämie kann die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke verändern und die Empfindlichkeit von GLUT1-Transportern verringern, was zu einer Hypoglykämie des Gehirns führen kann [21]. Daher kann das Abbrechen des Sitzens als eine zwingende Lösung zur Verbesserung der GLUT1-Sensibilisierung angesehen werden, um den Glukosetransport durch die Blut-Hirn-Schranke zu verbessern, was wiederum die zentrale Verwendung von Glukose und spekuliert, um kognitive Funktionen zu verbessern. Es wurde angenommen, dass ein erhöhter Muskelkontraktions-vermittelter Glukosestoffwechsel mit akutem Stehen [66] oder Gehen [67] den Glukosestoffwechsel im Gehirn und die kognitiven Funktionen verbessert [21, 61].

Länger andauernde sesshafte Anfälle können mit zerebraler Hypoperfusion verbunden sein, die wiederum mit Neuroglykopenie, neuralen Astrozyten- und Mikroglia-Schäden einhergeht, was zu schlechten kognitiven Funktionen führt [68]. Es wurde festgestellt, dass intermittierendes Stehen (z. B. alle 20 min) postprandiale Glukose und Insulin durch Hochregulierung von Glukosetransportern (GLUT1 und Glukosetransporter 2 im Gehirn Glukosetransporter 4 im Muskel) reduziert [20, 21]. Eine aktuelle systematische Übersichtsarbeit von Loh et al. (2020) fanden eine signifikante Glukosereduktion (Effektstärke, d = − 0,56 95 KI -0,70, − 0,30) und Insulin (d = − 0,56 95 % KI − 0,74, − 0,38) nach körperlicher Aktivität bei 40–70 % VO2max oder selbstgewählten Gehpausen alle 30 min bis 1 h für 2 min bis 30 min über 7–9 h typische Arbeitszeit [19] . Eine weitere systematische Übersichtsarbeit von Sauders et al. (2018) fanden heraus, dass das Aufbrechen von längerem Sitzen den postprandialen Glukose- (d = – 0,36) und den Insulinspiegel (d = – 0,37), jedoch nicht den Plasma-Triglyceridspiegel (d = 0,06) reduziert hat [69]. Daher postulieren wir, dass eine Unterbrechung des längeren Sitzens den Glukosestoffwechsel erleichtern und dem Gehirn ausreichend Glukose zuführen und anschließend die kognitiven Funktionen verbessern kann [70]. Somit können eine verbesserte kortikale Glukoseverwertung und periphere Glukoseregulierung mit den Mikropausen als zwingende Mechanismen zur Verbesserung der kognitiven Funktionen angesehen werden.

Auswirkungen von längerem Sitzen auf Fettgewebe und Entzündungsmarker

In einer Crossover-Studie mit Gegengewicht wurde die Hypothese aufgestellt, dass eine perivaskuläre Fettgewebeentzündung mit der Inzidenz von Gefäßerkrankungen in Zusammenhang steht [71]. Die Studie fand eine signifikante Verringerung der mRNA-Expression im Fettgewebe für mehrere Entzündungsgene, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Interleukin 6, Leptin, Adiponektin, Pyruvat-Dehydrogenase-Kinase und Insulinrezeptor [71]. In einer randomisierten kontrollierten Studie haben Grace et al. (2019) zeigten die metabolischen Auswirkungen des Aufbrechens von längerem Sitzen auf die Transkriptionsveränderungen des Fettgewebes [72]. Es wurde festgestellt, dass das Aufbrechen von längerem Sitzen positiv mit der Regulierung des Fettstoffwechsels und der Entzündungswege [72], einer erhöhten Insulinsignalisierung und der Regulierung des Adipozyten-Zellzyklus verbunden ist [18]. Die oben genannten physiologischen Veränderungen können mit einer Verringerung von Entzündungsmarkern wie Interleukin-6 (IL-6) und freien Radikalen verbunden sein. Daher könnte das Aufbrechen des Sitzens die proinflammatorischen Zytokine wie Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) und IL-6 signifikant reduzieren, was wiederum die Makrophagenbildung im subendothelialen Raum, die Bildung von Schaumzellen, und die daraus resultierende Atherogenese und zerebrale Gefäßfunktionen reduzieren kann [73]. Weitere Studien, die auf robusten randomisierten klinischen Studien basieren, sind jedoch gerechtfertigt, um die langfristigen Auswirkungen einer Sitzunterbrechung mit geeigneten Interventionen auf Entzündungen oder Gefäßfunktionen zu bewerten [18].

Auswirkungen von längerem Sitzen auf den Energieverbrauch

Der Hirnstoffwechsel macht 20 % des gesamten Ruhestoffwechsels des Körpers aus [21]. Dynamische Veränderungen des Glukosestoffwechsels im Gehirn sind von größter Bedeutung für die neuronale Aktivierung, neuronale Plastizität und kognitive Funktionen [21]. Während des Denkprozesses hängt eine Zunahme des neuronalen Stoffwechsels von der Verfügbarkeit von Substraten und dem gesamten Glukosestoffwechsel des Körpers ab. Auch die zerebrale mitochondriale Funktion hängt von der zerebralen Glukose und der neurometabolisch-vaskulären Kopplung ab [48].

Oxidativer Stress ist mit Überernährung, Fettleibigkeit und reduziertem Energieverbrauch verbunden [74]. Ein verringerter Energieverbrauch ist mit Veränderungen des zellulären oxidativen Zustands (mitochondriale Enzyme und Veränderungen des glykolytischen Stoffwechselwegs) verbunden, insbesondere eine Zunahme reaktiver Sauerstoffspezies oder Hypoxie, die zellulären Stress und Zellschäden induzieren [74]. Darüber hinaus erhöht Orexin, ein erregendes hypothalamisches Neuropeptid, das mit freiwilliger körperlicher Aktivität zunimmt, den Gehirnstoffwechsel, erleichtert die Serotoninsekretion aus dem Hirnstamm und verbessert die Wachheit am Tag [75]. Es wird argumentiert, dass Orexin bei fettleibigen und älteren Bevölkerungsgruppen reduziert ist und mit schlechten kognitiven Funktionen in Verbindung gebracht wird, was in Abb. 6 dargestellt ist.

Der Energieverbrauch, der durch das Aufbrechen von längerem Sitzen entsteht, kann den Gehirnstoffwechsel durch die Erhöhung der Orexine (Neuropeptide) und die Verbesserung der kortikalen Durchblutung erhöhen. Die Orexine wiederum können motorische Erregungssysteme (Noradrenalin, Serotonine) und Erregungsstimulanzien (Monoamine, Acetylcholin) stimulieren.

Es wird argumentiert, dass ein reduzierter Energieverbrauch negativ mit kognitiven Funktionen assoziiert ist [76]. Es wurde festgestellt, dass Personen mit Adipositas/Übergewicht im Vergleich zu ihren schlanken Kollegen schlechtere kognitive Ergebnisse aufweisen, hauptsächlich solche im Zusammenhang mit exekutiven Funktionen [77]. Middletonet al. (2013) untersuchten in einer prospektiven Kohortenstudie die Beziehung zwischen kognitiven Funktionen (basierend auf einer Mini-Mental-State-Untersuchung) und dem Energieverbrauch (geschätzt durch Double-Labeled-Water-Technik) bei 323 älteren Erwachsenen, die in einer Gemeinde wohnten [78]. Die älteren Erwachsenen mit einem hohen Energieverbrauch hatten eine geringere Wahrscheinlichkeit einer kognitiven Beeinträchtigung (Odds Ratio [OR]: 0,09 95 % CI 0,01–0,79) im Vergleich zu denen mit einem niedrigen Energieverbrauch. In einer anderen (Querschnitts-)Studie an 123 nicht-dementen Erwachsenen in Gemeinschaftswohnungen machte der Energieverbrauch unabhängig voneinander eine Varianz von 2% beim verbalen Lernen und der verzögerten verbalen Erinnerung beim Rey Auditory Verbal Learning Test aus [76]. Daher könnte spekuliert werden, dass ein erhöhter Energieverbrauch und ein verbesserter Glukosestoffwechsel die exekutiven Funktionen wie Reaktionshemmung und Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit bei Erwachsenen verbessern [58], aber die überzeugenden Beweise müssen noch untersucht werden.

Auswirkungen des Brechens des Sitzens auf die neuroendokrinen Funktionen

Obwohl die Förderung des sympathischen Nervensystems und neuronaler Hormone wie Adrenalin und Noradrenalin während der Haltungsänderung seit Jahrzehnten untersucht werden [79], ist ihre Rolle bei Erregungs- und kognitiven Funktionen nicht belegt. Chronische Müdigkeit nach übermäßigem Sitzen kann mit beeinträchtigten Funktionen des autonomen Nervensystems einhergehen [13]. In einer Crossover-Studie wurde festgestellt, dass intermittierendes Gehen die Ermüdung (visuelle Analogskala – VAS-F) und die kognitiven Funktionen – episodisches Gedächtnis (Gesichtsnamen-Assoziationstest), Hemmung (Eriksen-Flanker- und Stroop-Test) und Aktualisierung der Exekutivfunktion verbessert ( n-Rücken- und Buchstabengedächtnistest) im Vergleich zu ununterbrochenem Sitzen in einer 7-stündigen Versuchsbedingung [13]. Der wahrscheinliche ursächliche Mechanismus, durch den das Aufbrechen längerer Sitzstrategien die Ermüdung reduziert, ist die Regulation des autonomen Nervensystems. Es wird angenommen, dass eine erhöhte Erleichterung des sympathischen Nervensystems, eine erhöhte Freisetzung von Adrenalin, Noradrenalin und ein erhöhter Stoffwechsel sowie eine kontinuierliche Glukoseversorgung des Gehirns die zentrale Müdigkeit reduzieren und die Kognition verbessern [13].

Das Aufbrechen von längerem Sitzen oder Sport kann den Dopamin- und Katecholaminspiegel im Gehirn erhöhen [59].Folglich könnten die Katecholamine des Gehirns die Erregung erhöhen, indem sie die Formatio reticularis aktivieren [80]. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Interaktion zwischen den Hormonen der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA) und BDNF signifikant mit kognitiven Funktionen assoziiert ist [80]. Obwohl das Gehirn die Hauptquelle für BDNF ist, wird postuliert, dass die von den Muskeln sezernierten Kreislaufenzyme wie Irisin, Cathepsin B oder aus der Leber stammendes β-Hydroxybutyrat während körperlicher Aktivität/körperlicher Aktivität auch BDNF positiv beeinflussen, was mit dem Lernen in Verbindung gebracht wird und gedächtnisbezogene kognitive Funktionen [61].

In einem Pilot-Crossover-Versuch von Wennberg et al. (2016) wurden die Teilnehmer entweder 7 h ununterbrochen im Sitzen oder 2 Tage lang mit einem 3-minütigen Spaziergang alle 30 min unterbrochen mit einer Wash-out-Periode von 6 Tagen dazwischen [13]. Die Autoren fanden eine signifikante Verringerung des Müdigkeitsniveaus und eine Verbesserung der zusammengesetzten kognitiven Werte aus der Face-Name Association, dem Eriksen Flanker-Test, dem Stroop-Farbtest, dem N-Rücken- und Buchstabengedächtnistest nach 4 h und 7 h Sitzen. Außerdem korrelierten die Fatigue-Scores im Laufe der Zeit mit einer Abnahme der Herzfrequenz und des Plasma-DOPA und einem Anstieg des Plasma-DHPG [13]. In der dreiarmigen Crossover-Studie von Wheeler et al. (2020) wurde 8-h-Serum-BDNF an zwei Interventionstagen bei 65 australischen Büroangestellten mit sitzender Fettleibigkeit signifikant höher gefunden [61]. Ihre Teilnehmer erhielten Morgengymnastik mit Pausen alle 30 min (EX+BR) oder ohne Pause für die nächsten 6,5 Stunden (EX+SIT) [171 (− 449 bis + 791) ng/ml·Stunde] im Vergleich zu ununterbrochenem Sitzen (SIT) Tag für 8 h [− 227 (− 851 bis + 396) ng/mL·Stunde] [61]. Die Autoren fanden jedoch keinen signifikanten Unterschied zwischen den Interventionsgruppen, weder EX+SIT noch EX+Pause [61]. Trotz der zunehmenden anekdotischen Evidenz scheint die empirische Evidenz bezüglich der positiven Auswirkungen einer Unterbrechung des längeren Sitzens auf die neuroendokrinen Funktionen unklar zu bleiben.

Auswirkungen des Aufbrechens von längerem Sitzen auf die Muskulatur

Es wird postuliert, dass die monotone Muskelaktivität mit geplanten Pausen unterbrochen wird, um das isokinetische Spitzendrehmoment und die Leistung zu regulieren. Es wird angenommen, dass diese physiologischen Veränderungen die reduzierte Potenzierung der motorischen Einheiten und die neuromuskuläre Ermüdung, die mit längerem Sitzen verbunden sind, rückgängig machen (Abb. 5) [14]. Die gegenwärtige empirische Evidenz spricht jedoch nicht für die (neuromuskulären) Auswirkungen des Aufbrechens des Sitzens, insbesondere auf die Amplitude der Skelettmuskelzucken und die Ermüdung, die während der typischen Arbeitszeiten entstanden sind [81].

Auswirkungen einer Unterbrechung des längeren Sitzens auf die zerebrale und periphere Gefäßdynamik

Es wird postuliert, dass das Aufbrechen von Sitzanfällen mit kurzen körperlichen Aktivitätsphasen die Endothelfunktionen verbessert, den peripheren, zerebralen Blutfluss reguliert, den venösen Rückfluss verbessert (Abb. 7) und als prophylaktische Strategie angesehen wird, um beeinträchtigte kognitive Funktionen im Zusammenhang mit längerem Sitzen zu mildern [57] . In einer aktuellen systematischen Übersichtsarbeit haben Paterson et al. (2020) analysierten die Auswirkungen von unterbrochenen Kämpfen mit Aerobic, Widerstandsübungen oder Stehen auf die flussvermittelte Dilatation von Brachial-, Femoral- und Posterior-Tibial-Arterien aus 6 Studien [47]. Der Review fand eine signifikant höhere durchflussvermittelte Dilatation (1,91% 95% CI 0,40–3,42%) während unterbrochener Sitzphasen im Vergleich zu ununterbrochenem Sitzen [47]. Die Dosis-Wirkungs-Beziehung der Interventionen zur Reduzierung des Sitzens oder zur Verbesserung der körperlichen Aktivität auf die zerebrale Strömungsgeschwindigkeit bleibt jedoch unklar.

Es wird postuliert, dass das Brechen des Sitzens mit körperlicher Aktivität geringer bis mäßiger Intensität die Gefäßfunktionen durch Verbesserung des venösen Rückflusses verbessert. Diese Verbesserung kann auf die Rationalisierung des Blutflusses, die durchflussvermittelte Dilatation und die endotheliale Scherbelastung zurückzuführen sein, die den venösen Rückfluss und die verbesserte kortikale Perfusion erhöhen

In einem Crossover-Versuch wurden 15 Erwachsene mittleren Alters drei Interventionen unterzogen: 4 h ununterbrochenes Sitzen, alle 30 min das Sitzen mit 2-min-Gehen unterbrochen und alle 2 h sitzen mit 8-min-Gehen [57]. Die Studie fand einen signifikanten Rückgang der zerebralen Flussgeschwindigkeit bei ununterbrochenem Sitzen (− 3,2 ± 1,2 cm/s) im Vergleich zu 2-minütigen Gehpausen (0,6 ± 1,5 cm/s), jedoch nicht zu 8-minütigen Gehpausen (− 1,2 ± 1,0 cm .). /S). Im Gegensatz zu früheren Studien haben Maasakkers et al. (2020) konnten bei 22 älteren Erwachsenen keinen signifikanten Unterschied in der zerebralen Flussgeschwindigkeit oder zerebralen vasomotorischen Funktionen zwischen ununterbrochenen (3 h) und unterbrochenen Sitzübungen (2 min Gehpause alle 30 min für 3 h) in Kombination mit oder ohne mentalen Aufgaben feststellen ( 78 Jahre) [63]. Die oben erwähnten widersprüchlichen Befunde zu den Auswirkungen unterbrochener Sitzphasen auf die zerebrale Fließgeschwindigkeit und Perfusion erschweren eine Extrapolation der Auswirkungen solcher Interventionen auf kognitive Funktionen.

Nur wenigen vielversprechenden kontrollierten Studien ist es gelungen, eine Veränderung der Scherbelastung der peripheren Blutgefäße und des flussvermittelten Dilatationsprozentsatzes nach einer akuten Exposition durch das Aufbrechen des Sitzens mit unterschiedlichen Dosierungen körperlicher Aktivität (Gehen mit geringer Intensität bis zu Übungen mit mittlerer Intensität) zu beobachten [82, 83]. Thosar et al. (2015) unterbrachen 3 h Sitzen mit aktiven Pausen, was bei 12 nicht adipösen Männern einen Rückgang der oberflächlichen Femoralarteriendilatation (0,24–1,74 % gegenüber dem Ausgangswert) ohne Verringerung der Scherraten verhinderte [82]. Darüber hinaus haben Carter et al. (2019) untersuchten in einer experimentellen Studie die Auswirkungen von zwei unterschiedlichen Pausenstrategien (2-minütige Gehpausen alle 30 min Sitzen und 8-minütige Gehpausen alle 2 h) auf die Endothelfunktion der oberflächlichen Oberschenkelarterie bei 15 gesunden Büroangestellten . Sie fanden einen Anstieg des SFA-Blutflusses (um 0,45 ± 17,7 ml·min) nach 8-minütigen Pausen im Vergleich zu 2-minütigen Pausen [83]. Die beobachtete Erhöhung des Blutflusses und der arteriellen Dilatation wird als notwendiger Mechanismus zur Verringerung des Risikos von Arteriosklerose und zukünftigen Herz-Kreislauf-Erkrankungen angesehen [44]. Diese verbesserte Vasodilatation ist wahrscheinlich auf verbessertes Stickoxid (Endothel-derived Relaxing Factor), Prostaglandin und einen erhöhten venösen Rückfluss zurückzuführen, was wiederum die kortikale Perfusion verbessern kann [84]. In einer aktuellen Studie haben Carter et al. (2020) untersuchten unter anderem die Auswirkungen einer E-Health-Intervention auf die Gefäßfunktion bei 14 gesunden Büroangestellten für 8 Wochen. Trotz der wahrgenommenen Unterbrechung des routinemäßigen Arbeitsablaufs verbesserten sich die Gefäßfunktionen (d = 0,88) und die tägliche Gesamtsitzzeit (d = 0,92) nahm mit den geplanten Pausen durch die E-Health-Intervention ab [85].

Zusammenfassung der Hypothese

Längeres (übermäßiges) Sitzen am Arbeitsplatz führt zu vaskulären und kardiometabolischen Veränderungen, die sowohl zu peripheren als auch zentralen vaskulären Entzündungen prädisponieren, und eine schlechte kortikale Durchblutung kann zu einer schlechten kognitiven Funktion führen. Bei einer Vielzahl von Nebenwirkungen, die mit übermäßigem Sitzen verbunden sind, muss das Abbrechen oder Reduzieren des Sitzens als notwendige Maßnahme zur Minderung kardiovaskulärer/metabolischer Risiken und schlechter kognitiver Funktionen visualisiert werden.

Exekutive Funktionen sind entscheidend für die Verbesserung der Arbeitsproduktivität. Daher kann die Unterbrechung des längeren Sitzens die Arbeitsproduktivität bei sitzenden Büroangestellten durch verschiedene physiologische Mechanismen indirekt beeinflussen (Abb. 4.), für die sich die Evidenz noch entwickelt.

Berufliche Interventionen, u. a. die Verwendung höhenverstellbarer Schreibtische, Teilnahme an Steh-/Geh-Meetings, Umweltrestrukturierung (z. B. Treppenhäuser), Einschränkung der Aufzugsnutzung, aktives Pendeln zur Arbeit und Bewegungsberatung sind einige Versuche, berufsbedingtes sitzendes Verhalten zu reduzieren [86,87,88,89]. Aktuelle Belege belegen, dass digitale Interventionen am Arbeitsplatz wie E-Health das Risiko kardiometabolischer Erkrankungen, insbesondere den mittleren arteriellen Druck (MAP) beeinflussen können [90, 91]. Es wurde festgestellt, dass eine 12-monatige E-Health-Intervention den MAP (3,6–4,0 mmHg) im Vergleich zum Ausgangswert signifikant reduzierte. Es gibt eine Fülle von Evidenz, um die Effekte uni- oder multimodaler Verhaltensinterventionen zu betonen, um das sitzende Verhalten zu verbessern und übermäßiges Sitzen während der Arbeitszeit zu minimieren [87, 89]. Trotz dieser zunehmenden Evidenz für positive Auswirkungen der Reduzierung von längerem Sitzen auf die gesundheitlichen Ergebnisse scheint das Sitzverhalten weltweit immer häufiger vorzuherrschen [92]. Die Befürwortung von 1 Stunde moderater bis intensiver körperlicher Aktivität in Fitnessstudios für Büroangestellte (mehr als 6 Stunden Sitzen pro Tag) scheint weniger machbar. Eher häufige Aktivitäten mit Lichtintensität während der typischen Arbeitszeiten könnten befürwortet werden, um die nachteiligen Auswirkungen zu mildern, die mit längerem Sitzen verbunden sind.

Stärken und Grenzen der Studie

Die vorliegende Mapping-Überprüfung präsentiert Konzepte und Hypothesen, die auf Theorien basieren, die aus den verfügbaren Beweisen stammen, die die physiologischen Auswirkungen des Aufbrechens des Sitzens auf die kognitive Leistung untermauern. Die Ergebnisse können die Interessenträger über die Formulierung von Forschungsfragen und die Durchführung von Primärstudien informieren, um die Evidenzlücke in diesem Bereich zu schließen und auch die Notwendigkeit aufzuzeigen, die kognitive Leistung in den bestehenden Leitlinien für körperliche Aktivität zu berücksichtigen. Mit einer pragmatischen Suche und einer kritischen interpretativen Synthese haben wir Reviews und Primärstudien basierend auf ihrer Relevanz für unsere Forschungsfrage recherchiert, identifiziert und eingeschlossen. Graue Literatur und nicht-englische Studien wurden nicht eingeschlossen. Dennoch erwarten wir im Gegensatz zu systematischen Übersichtsarbeiten zur Wirksamkeit von Interventionen, dass das Hinzufügen einiger weiterer Studien weniger wahrscheinlich die abgebildeten Konzepte und physiologischen Mechanismen ändert. Darüber hinaus haben wir die methodische Qualität (Risiko für Verzerrungen) der eingeschlossenen Studien nicht bewertet, da sie für Mapping-Reviews nicht befürwortet wird. Diese methodischen Überlegungen sollten bei der Interpretation der Ergebnisse der Kartierungsüberprüfung beachtet werden.

Forschungsimplikationen

Obwohl die Hypothese zur Untersuchung der Auswirkungen einer Unterbrechung des längeren Sitzens auf die kognitiven Funktionen basierend auf diesem Mapping-Review gut zu gedeihen scheint, steckt die Evidenz, die die hypothetischen physiologischen Mechanismen untermauert, noch in den Kinderschuhen. Dennoch bleiben einige Fragen unbeantwortet: 1) Dosis-Wirkung (Häufigkeit, Intensität und Dauer) von geplanten Pausen der kognitiven Funktionen ist noch unklar 2) die molekularen Mechanismen, durch die das Aufbrechen von längerem Sitzen mit oder ohne Bewegung/körperlicher Aktivität die kognitiven . verbessert Funktion bleibt mehrdeutig 3) Die Alters- und Geschlechtsunterschiede bei der Reaktion auf das Auflösen von längerem Sitzen müssen weiter untersucht werden.


Verbesserung Ihres Arbeitsgedächtnisses

Es gibt einige Hinweise darauf, dass es möglich ist, Ihr Arbeitsgedächtnis mit interaktiven Aufgaben zu trainieren, wie z. B. einfachen Spielen für Kinder, die die Gedächtnisfähigkeit erfordern. Es wurde vorgeschlagen, dass dieses Training dazu beitragen kann, die Punktzahl bei anderen Arten von Aufgaben zu verbessern, z. B. bei denen, die Wortschatz und Mathematik beinhalten. Es gibt auch einige Hinweise darauf, dass ein Training zur Stärkung des Arbeitsgedächtnisses die Leistung von Kindern mit bestimmten Erkrankungen wie ADHS verbessern kann. Forschungsreviews kommen jedoch häufig zu dem Schluss, dass der Nutzen nur von kurzer Dauer und spezifisch für die trainierte Aufgabe ist.

Darüber hinaus könnten die in einigen dieser Studien gefundenen Verbesserungen darauf zurückzuführen sein, dass gelernt wurde, wie man die Ressourcen des Arbeitsgedächtnisses effizienter nutzt, anstatt seine Kapazität zu erhöhen. Die Hoffnung für diese Art von Training ist, dass wir relativ einfache Aufgaben finden, die sowohl die Leistung nicht nur bei der Aufgabe selbst verbessern, sondern auch auf eine Reihe anderer Anwendungen übertragen werden.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.

ÜBER DIE AUTOREN)

Alex Burmester ist wissenschaftlicher Mitarbeiter für Wahrnehmung und Gedächtnis an der New York University.


3. Verknüpfen Sie neue Informationen mit Dingen, die Sie bereits kennen

Anstatt Prüfungsnotizen durchzusehen, versuchen Sie, jemandem ohne Kenntnis des Inhalts zu erklären, was Sie gelernt haben. Wenn Sie in der Lage sind, jemanden effektiv zu unterrichten, bedeutet dies, dass Sie selbst ein solides Verständnis haben.

Ihr Langzeitgedächtnis hat im Allgemeinen eine unendliche Kapazität, aber es ist nur eine Speicherstruktur. Nur weil Sie dort etwas gespeichert haben, heißt das nicht, dass Sie es effektiv und effizient abrufen können.

Die meisten von uns haben die Erfahrung gemacht, zu studieren, aber dann nicht in der Lage zu sein, die Informationen, die wir gelernt haben, abzurufen. Oder wir haben die Informationen falsch abgerufen, was bedeutet, dass wir die falsche Antwort erhalten haben.

Dies kann daran liegen, dass wir das Material auf einer flachen Ebene gelernt haben, im Gegensatz zu einer tieferen Verarbeitungsebene. Rotes Lernmaterial am Vorabend bedeutet, dass wir die Informationen nicht mit der etablierten Wissensstruktur verknüpft haben.

Sie können sich selbst helfen, indem Sie neue Informationen mit alten Informationen verknüpfen, die Sie bereits in Ihrem Langzeitgedächtnis gespeichert haben, indem Sie beispielsweise eine Analogie zwischen dem Neuen und etwas bereits Bekanntem ziehen.

Wenn Sie all dies über das Gedächtnis wissen, können Sie verstehen, warum einige Lernmethoden mehr oder weniger effektiv sind als andere. Ob für Prüfungen oder nicht, es ist wichtig, dass wir darüber nachdenken, wie unser Gehirn funktioniert und wie wir als Individuen am besten lernen.


Methode

Die naive Strategie der n-Updates versus die effiziente Strategie von 1-Update

Naive Teilnehmer können in der Regel gut mit n = 1 und n = 2, aber finde n ≥ 3 extrem anspruchsvoll. Der Grund, warum die Aufgabe schwierig wird n ≥ 3 ist, dass die Teilnehmer den Inhalt von aktualisieren müssen n Positionen (Slots) im WM nach jeder Artikelpräsentation. Die Abbildungen 1 und 2 veranschaulichen diese naive n-Update-Strategie (in der mittleren Spalte dargestellt) für zwei Arten von n-Rückenaufgaben – Buchstaben (Abb. 1) und räumliche Positionen (Abb. 2). Mit dieser Strategie ist die letzte n Artikel werden immer in der Reihenfolge ihrer Präsentation im WM abgelegt. Wenn ein neuer Stimulus präsentiert wird, wird er mit dem ältesten Item verglichen (präsentiert n Reize früher). Die Teilnehmer werden gebeten, einen Knopf zu drücken, wenn sie das Spiel erkennen – Reizwiederholung mit einem Intervall von n (in den Bildern 1 und 2 gelb gekennzeichnet). Nach jedem Vergleich müssen die Teilnehmer alle WM-Slots aktualisieren – alle n(+1) Items werden um eine Position nach hinten „verschoben“ (links in Abb. 1), sodass die „neueste“ Position das zuletzt präsentierte Item enthält und die „ älteste“ Position enthält das Ziel der nächsten Stimulus-Präsentation. Wenn es sich beispielsweise um Buchstaben handelt, n = 3, die Darstellung in WM ist D, S, R, und der nächste Buchstabe ist B (siehe Abb. 1, Mitte, Zeile 3) – dies B wird mit dem Artikel im Slot verglichen, der den ältesten Artikel in WM enthält.D (Mitte, beiliegender Buchstabe) und dann WM am neuesten Slot hinzugefügt – nachfolgend R. Dann wird der Inhalt belegter Slots im WM aktualisiert – nach hinten verschoben, so dass D wird weggelassen, wobei die verschobene Drei-Buchstaben-Darstellung beibehalten wird—S, R, B. Daher erfordert die naive Strategie eine Aktualisierung des Inhalts aller WM-Slots – eine Verschiebung der Slots aller n Elemente im Gedächtnis bei jeder Stimulus-Präsentation.

Eine Veranschaulichung der beiden Strategien für n-Rückseite mit Buchstaben: naiv n-Updates (Mitte) und ein effizientes 1-Update (rechts), ähnlich dem von Laine et al. (2018), n = 3. Die Buchstabenfolge wird in der linken Spalte angezeigt. Jedes horizontale Buchstabentripel repräsentiert die Informationen, die während dieses Versuchs in WM gespeichert wurden, bevor der Buchstabe links präsentiert wird (nachdem der obige Buchstabe präsentiert wurde). Der letzte Buchstabe in jedem Versuch ist rot gekennzeichnet. Der Slot, der den Inhalt speichert, der mit dem eingehenden Brief verglichen wird, ist durch einen fetten Rahmen hervorgehoben. Zielstimuli, die mit einem Intervall von 3 wiederholt werden, sind gelb hervorgehoben. Die naive Strategie speichert die Buchstaben im WM in der Reihenfolge ihrer Präsentation, und jeder neue Buchstabe wird mit dem Buchstaben verglichen, der im frühesten Speicherplatz gespeichert ist. Nach jedem Vergleich werden alle drei Buchstaben, die im WM gespeichert sind, um einen Slot nach hinten verschoben (der älteste Buchstabe wird verworfen) und der neue Buchstabe wird in den neuesten WM-Slot eingefügt. Daher erfordert jeder Schritt das Aktualisieren des Inhalts von drei Slots, wie bei einem Basisstapel. Im Gegensatz dazu wird bei der effizienten 1-Update-Strategie nur der besuchte Slot nach jedem neuen Stimulus aktualisiert, unabhängig davon n. Die besetzte Position wird bei jedem Schritt verschoben, der Inhalt der unbeaufsichtigten Positionen ändert sich jedoch nicht. (Farbabbildung online)

Eine Veranschaulichung von zwei Strategien für räumliche n-Rückseite: naiv n-Updates (Mitte) und effizientes 1-Update (rechts), n = 3. Die Reihenfolge der Reize ist in der linken Spalte dargestellt. Jedes Kreistriplett repräsentiert die Informationen, die während eines Versuchs in WM gespeichert werden, wenn ein neuer Kreis präsentiert wird. Verblasste rote Kreise stellen den Ort des ältesten Stimulus in MW dar, der bald gelöscht wird. Die Pfeile stellen Aktualisierungen von Standorten in WM dar. Wiederholungen mit n = 3 (Ziele) sind gelb markiert. In der naiven Strategie werden Orte in der Reihenfolge ihrer Darstellung im WM gespeichert. Der „Älteste“ (vorgestellt n Intervalle früher) Item mit dem neu präsentierten Item verglichen, und alle drei Slots im WM werden aktualisiert, jeder mit dem Inhalt eines neueren Slots – wie bei einem Basic-Stack. Bei der effizienten 1-Update-Strategie wird nur ein WM-Slot verglichen und aktualisiert. Was sich ändert, ist der besuchte (und aktualisierte) Slot im WM. Zunehmend n (siehe Abb. 5) erhöht die verfolgte Schleife mit der Anzahl der beibehaltenen Positionen, jedoch nicht die Anzahl der Aktualisierungen pro Stimulus-Präsentation. (Farbabbildung online)

Die von Laine et al. (2018) für Buchstaben (siehe Abb. 1, rechte Spalte) und dessen Parallele für die von uns abgeleitete Raumaufgabe (siehe Abb. 2, rechte Spalte) keine Verschiebungen in der WM-Darstellung. Anstatt die Elemente in WM-Slots zu verschieben, verschiebt es den Slot, dem die Aufmerksamkeit in der gegebenen WM-Darstellung zugeteilt wird. Die Verschiebung des besuchten Slots in WM belastet WM nicht (Myers, Chekroud, Stokes, & Nobre, 2018). Entscheidend ist, dass in jedem Test nur das Element im beaufsichtigten Slot aktualisiert wird (wenn es vom erwarteten Ziel abweicht). Somit erfordert die Strategie höchstens die Aktualisierung des Inhalts eines WM-Slots (im Vergleich zu n Slots in der naiven Strategie), den Überblick darüber zu behalten, welche Position jetzt relevant ist, und eine Aufmerksamkeitsverschiebung, die keine zusätzlichen WM-Ressourcen beansprucht (Myers et al., 2018). Zum Beispiel für Buchstaben und n = 3 (siehe Abb. 1, rechts), wenn die Darstellung in WM D, S, R, dann B ist der neue Buchstabe und die besetzte Stelle ist die erste (Zeile 3), nur diese Stelle wird aktualisiert, damit die neue Darstellung im WM wird B, S, R. Wenn der nächste Stimulus präsentiert wird (Zeile 4), wird die Aufmerksamkeit auf die zweite Position gelenkt und der neue Stimulus wird mit verglichen S, die aktualisiert wird, wenn es keine Übereinstimmung gibt. Also, wenn das neue Element ist n, wird die aktualisierte WM-Sequenz B, N, R. Als nächstes wird die dritte Position belegt und dann wieder die erste (wenn n = 4, hat diese Schleife vier Positionen, wie in Fig. 5 dargestellt).

Der Unterschied zwischen dem für jede Strategie erforderlichen Aktualisierungsbetrag kann leicht erkannt werden, wenn die Ähnlichkeit zwischen aufeinanderfolgenden WM-Darstellungen untersucht wird, die in aufeinanderfolgenden Zeilen in Abb. 1 gezeigt sind aufeinanderfolgender Schritte): D, S, R ist viel ähnlicher B, S, R (effiziente 1-Update-Strategie) als zu S, R, B (naive Strategie), da im ersteren der Inhalt nur eines Slots modifiziert wird, im Gegensatz zu drei Slots im letzteren.

Die obige Beschreibung konzentriert sich auf Buchstaben. Wir haben jetzt dieselbe konzeptionelle Strategie auf andere Stimuli ausgedehnt (obwohl die Analogie für die Teilnehmer möglicherweise nicht transparent ist). Wenn die Aufgabe räumlich ist (siehe Abb. 2), müssen die räumlichen Orte der Reize im WM beibehalten werden. Also das gleiche n-Updates versus 1-Update-Strategie gilt für die räumliche Aufgabe. Bei der naiven Strategie vergleichen die Teilnehmer konsequent das Element im ersten (ältesten) Slot und aktualisieren dann den gesamten Satz von Slots, indem sie sie nach hinten schieben und den „ältesten“ Slot aus dem Speicher entfernen (wie in Abb. 2 links dargestellt). Bei der effizienten Strategie wird nur ein Slot aktualisiert. Dieser Slot – der besuchte und aktualisierte – ändert sich mit der Präsentation jedes Stimulus in einer Schleife mit einer Länge von n (zum n Produkte). Auch hier ergibt sich Effizienz aus der Lösung der Aufgabe mit der 1-Update-Strategie (in jedem Schritt von Abb. 2, rechts wird nur ein WM-Slot aktualisiert) und der Übersicht, welcher Artikel als nächstes bearbeitet werden muss. Wie bei Briefen reduziert das Umschalten der Strategie von der Aktualisierung aller Slots auf die Aktualisierung nur der beaufsichtigten Slots, wobei der Index die Anzahl der Elemente durchläuft – zuerst – zweite – dritte – zuerst – die WM-Ressourcen, die zum Erreichen des gleichen Erfolgsniveaus erforderlich sind.

In dieser Studie haben wir uns für eine räumliche n-Rückenaufgabe in der Vergangenheit hatten wir eine Gruppe von Teilnehmern mit dieser Aufgabe ohne explizite Strategieanweisungen 40 Sitzungen lang trainiert (Jakoby et al., 2019). Die meisten dieser Teilnehmer verbesserten sich in dieser Aufgabe deutlich, zeigten jedoch keinen Übergang zu anderen WM-Aufgaben. Wir fragten nun, was diese Teilnehmer in diesem Training tatsächlich gelernt haben und ob ein ähnlicher Verbesserungsgrad in kürzerer Zeit erreicht werden kann, wenn den Teilnehmern explizit die effiziente 1-Update-Strategie vermittelt wird.

Experimentelles Design und Teilnehmer

In dieser Arbeit haben wir die Daten der beiden folgenden Gruppen verglichen:

Die Strategie-Unterrichtsgruppe (n = 14), die drei Trainingseinheiten erhielten – eine naive Sitzung ohne Strategieanweisungen und zwei darauffolgende Sitzungen. Zu Beginn jeder dieser beiden Sitzungen sahen sie sich einen detaillierten 8-minütigen Videoclip mit Strategieanweisungen auf Hebräisch an (die englische Version dieses Videoclips finden Sie hier [https://youtu.be/-21tuZQNMMQ]). Dann zeigte ein Experimentator dem Teilnehmer eine Sequenz von sechs Reizen und bat ihn, die Repräsentation in den Schritten 4–6 im Gedächtnis zu beschreiben, wenn n = 3. Das Verständniskriterium waren strategiekorrekte Antworten für alle drei Schritte und wurde von allen Teilnehmern erfüllt. Die Teilnehmer wurden dann gebeten, die Aufgabe gemäß der im Videoclip vorgestellten Strategie durchzuführen. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Sitzungen betrug 1-8 Tage. Den Teilnehmern wurde gesagt, dass das Ziel der Studie darin besteht, zu beurteilen, wie sich die Anwendung dieser spezifischen Strategie auf ihre Ausführung der Aufgabe auswirkt. Die Daten für diese Gruppe wurden speziell für diese Studie gesammelt.

Die unterrichtslose Gruppe, die 40 Sitzungen ohne explizite Strategieanweisungen trainierte (fünfmal pro Woche für 2 Monate). Die Daten dieser Gruppe wurden zuvor in einer Studie veröffentlicht, die darauf abzielte, die Übertragung auf andere WM-Aufgaben zu bewerten, die keine Übertragung fand (Jakoby et al., 2019). Den Teilnehmern wurde gesagt, dass das Ziel der Studie darin besteht, zu beurteilen, wie das Training für eine Aufgabe ihre Leistung bei der trainierten Aufgabe und bei anderen gedächtnisfordernden Aufgaben verbessert. Beide Gruppen beantworteten die unten aufgeführten Fragebögen, in denen sie ihre Strategie zur Durchführung der Aufgabe erläuterten.

Die Auswahl von 14 Teilnehmern in der Strategie-Instruktions-Gruppe sollte der Anzahl der Teilnehmer entsprechen, die zuvor die No-Instruction-Gruppe gebildet hatten. Im Kontext dieser Studie ist die relevante Effektstärke das Ausmaß der Verbesserung der trainierten Aufgabe. Da die Verbesserung größer als drei Standardabweichungen war (Jakoby et al., 2019), waren sowohl in der zuvor untersuchten Gruppe (ohne Instruktion) als auch in der neu hinzugekommenen (Strategie-Instruktionsgruppe) 14 Teilnehmer pro Gruppe ausreichend. Eine statistische Power-Analyse zeigt, dass, basierend auf den Ergebnissen der ersten und der letzten Sitzung der Gruppe ohne Instruktion (Jakoby et al., 2019), mindestens 10 Teilnehmer pro Gruppe benötigt werden, um die Potenz von 0,9 mit α = 0,01 zu erhalten (Tabelle 1).

Alle Teilnehmenden erhielten für ihre Teilnahme eine monetäre Entschädigung bzw. Kursgutschrift (für eine detaillierte Beschreibung der monetären Entschädigung der unterrichtslosen Gruppe siehe Jakoby et al., 2019). Die Daten einer Teilnehmerin aus der unterrichtslosen Gruppe wurden aus der Analyse ausgeschlossen (Daten von 14 Teilnehmern werden berichtet), da ihre Leistung bei der Aufgabe vor dem Training ein extremer Ausreißer war (z Punktzahl von über 2,5 in jeder Sitzung). Ihr erster Selbstbericht weist auf die Entdeckung der effizienten Strategie hin. Wir glauben, dass sie die Strategie früh in der ersten Sitzung entdeckt hatte. Wichtig ist, dass alle berichteten Ergebnisse statistisch signifikant bleiben, wenn dieser Teilnehmer eingeschlossen wird.

Räumlich n-Rückenaufgabe

Beide Gruppen erhielten die gleichen räumlichen n-Back-Protokoll (Jakoby et al., 2019). In diesem Protokoll werden rote Kreise nacheinander dargestellt, ein Kreis alle 2 Sekunden (Stimulusdauer 500 ms Interstimulusintervall 1.500 ms), in einer von acht Positionen auf einem virtuellen Rechteck auf einem Computerbildschirm. Die Teilnehmer antworten, indem sie mit dem Zeigefinger eine Leertaste drücken, wenn die Position eines neu präsentierten Kreises mit der Position des präsentierten Kreises übereinstimmt n Schritte zurück (Ziel). Für Nichtziele ist keine Antwort erforderlich. Die Teilnehmer werden über die relevanten n am Anfang jedes Blocks. Jeder Block umfasst n+20 Schritte (Stimuli) und umfasst sechs Ziele. Besonders verwirrende Reize sind Köder: Wiederholungen mit einem etwas anderen Intervall als n—ein Kreis erscheint an einer vorherigen Position (Wiederholung), aber mit einem Intervall von (n − 1) oder (n + 1), wie in Abb. 3 dargestellt. Die Unterscheidung von Ködern von Zielen ist schwierig – die Teilnehmer neigen dazu, den Knopf zu drücken, wenn sie eine Wiederholung erkennen, selbst mit unterschiedlichen Intervallen (Duncan, 2003). In unserem Experiment haben wir drei mögliche Schwierigkeitsgrade für Köder eingeschlossen: einfach – keine Köder, mittel – vier Köder pro Block (zwei von jedem Typ) und am schwierigsten – acht Köder pro Block (vier von jedem Typ). Wir haben Köder eingeschlossen, weil zuvor gezeigt wurde, dass Köder die WM-Belastung und die Anforderungen an die kognitive Kontrolle erhöhen (z. B. Redick & Lindsey, 2013 Szmalec, Verbruggen & Kemps, 2011). Der Schwierigkeitsgrad jedes Blocks wurde wie folgt bestimmt: War die Leistung des Teilnehmers zu 85% richtig oder höher (berechnet als Trefferquote minus Fehlalarm), wurde der Schwierigkeitsgrad für den folgenden Block durch Hinzufügen von vier weiteren Ködern erhöht. Nach Erreichen eines Levels von acht Ködern in einem Block erhöht sich das Erreichen des 85% Genauigkeitskriteriums n einzeln. Wenn die Leistung zu 65 % korrekt oder darunter war, wurde die Anzahl der Köder von acht auf vier auf null reduziert und schließlich n wurde um eins verringert (und der nächste Block, mit dem kleineren n, würde acht Köder enthalten). Der Schwierigkeitsgrad wurde ansonsten nicht geändert. Jede Sitzung dauerte

30 min und bestand aus 25 Blöcken mit kurzen Pausen dazwischen. Die ersten beiden Sitzungen begannen mit n = 2 und vier Köder pro Block für alle Teilnehmer. Nachfolgende Sitzungen begannen für jeden Teilnehmer mit dem Schwierigkeitsgrad, den sie im letzten Block der vorherigen Sitzung erreicht hatten. Das gleiche Protokoll wurde beiden Gruppen verabreicht.

Eine Illustration von fünf aufeinanderfolgenden Schritten in einem Block des räumlichen n-Rückenaufgabe, n = 3

Fragebögen

Beide Gruppen beantworteten Fragebögen zu den Strategien, die sie zur Durchführung der Aufgabe verwendet hatten. In der Strategie-Instruktions-Gruppe füllten die Teilnehmer erst am Ende der dritten Sitzung Fragebögen aus. Zuerst wurden sie gebeten, ihre Strategie in eigenen Worten zu beschreiben (d. h. zu erklären, was sie getan haben und die Effizienz ihrer Strategie zu bewerten). Dann wurden ihnen Illustrationen von zwei Strategien präsentiert – der naiven n-Updates-Strategie und die effiziente 1-Update-Strategie – und wurden gebeten anzugeben, welche ihrer eigenen Strategie (sofern vorhanden) näher kam. Dieser Fragebogen hatte zwei Ziele: (1) sicherzustellen, dass die Teilnehmer der Strategie-Instruktionsgruppe tatsächlich die explizit vermittelte Strategie verwendet hatten (2) zu sehen, ob andere Methoden von den Teilnehmern entwickelt und verwendet wurden.

In der unterrichtslosen Gruppe beantwortete jeder Teilnehmer am Ende jeder Trainingswoche (fünf Trainingseinheiten) einen Fragebogen. Derselbe Fragebogen wurde jede Woche durchgeführt. Der Fragebogen beinhaltete zwei offene Fragen zur Strategieverwendung („Könnten Sie im Allgemeinen Ihre Strategie zur Durchführung der Trainingsaufgabe beschreiben?“ und „Ist es eine andere Strategie als die, die Sie in der letzten Trainingswoche verwendet haben?“). Die Fragen waren offen und unspezifisch, sodass keine bestimmte Strategie impliziert und keine versehentliche Anleitung gegeben wurde. Die Antworten auf alle Fragebögen wurden erst nach Ende des Experiments gelesen und analysiert, damit die Teilnehmer nicht von den Erwartungen der Experimentatoren beeinflusst wurden. Um zu entscheiden, welche Strategie verwendet wurde und ob sie durch das Training modifiziert wurde, baten wir vier unabhängige Gutachter, die mit der Aufgabe vertraut waren, aber die Leistung der Teilnehmer nicht kennen, anhand der wöchentlichen Antworten jedes Teilnehmers zu bewerten, ob er oder sie verwendet hatte die effiziente 1-Update-Strategie, und wenn ja.


Arbeitsgedächtnis: Was ist das, warum ist es wichtig und wie kann man es verbessern?

Wenn Sie sich eine Telefonnummer, eine Einkaufsliste oder eine Anleitung merken müssen, verlassen Sie sich auf das, was Psychologen und Neurowissenschaftler als Arbeitsgedächtnis bezeichnen. Es ist die Fähigkeit, Informationen in kurzen Abständen im Gedächtnis zu behalten und zu manipulieren. Es ist für Dinge, die Ihnen im gegenwärtigen Moment wichtig sind, aber nicht in 20 Jahren.

Forscher glauben, dass das Arbeitsgedächtnis von zentraler Bedeutung für das Funktionieren des Geistes ist. Es korreliert mit vielen weiteren allgemeinen Fähigkeiten und Ergebnissen&mdashdings wie Intelligenz und schulischer Leistung&mdashand ist mit grundlegenden sensorischen Prozessen verbunden.

Angesichts seiner zentralen Rolle in unserem Seelenleben und der Tatsache, dass wir uns zumindest eines Teils seiner Inhalte bewusst sind, kann das Arbeitsgedächtnis für unser Bestreben, das Bewusstsein selbst zu verstehen, wichtig werden. Psychologen und Neurowissenschaftler konzentrieren sich bei der Untersuchung des Arbeitsgedächtnisses auf verschiedene Aspekte: Psychologen versuchen, die Funktionen des Systems abzubilden, während Neurowissenschaftler sich mehr auf die neuronalen Grundlagen konzentrieren. Hier ist eine Momentaufnahme, wo die Forschung derzeit steht.

Wie viel Arbeitsgedächtnis haben wir?

Die Kapazität ist begrenzt und wir können immer nur eine bestimmte Menge an Informationen "im Gedächtnis" behalten. Aber Forscher diskutieren die Natur dieser Grenze.

Viele schlagen vor, dass das Arbeitsgedächtnis eine begrenzte Anzahl von "Elementen" oder "Stücken" von Informationen speichern kann. Dies können Ziffern, Buchstaben, Wörter oder andere Einheiten sein. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Anzahl der Bits, die im Speicher gehalten werden können, von der Art des Artikels und den angebotenen Eissorten im Vergleich zu den Ziffern von pi abhängen kann.

Eine alternative Theorie besagt, dass das Arbeitsgedächtnis als kontinuierliche Ressource fungiert, die von allen erinnerten Informationen geteilt wird. Abhängig von Ihren Zielen können verschiedene Teile der gespeicherten Informationen unterschiedliche Mengen an Ressourcen erhalten. Neurowissenschaftler haben vorgeschlagen, dass diese Ressource neuronale Aktivität sein könnte, wobei verschiedenen Teilen der erinnerten Informationen je nach aktuellen Prioritäten unterschiedliche Aktivitäten gewidmet sind.

Ein anderer theoretischer Ansatz argumentiert stattdessen, dass die Kapazitätsgrenze dadurch entsteht, dass sich verschiedene Elemente im Gedächtnis gegenseitig stören.

Und natürlich zerfallen Erinnerungen mit der Zeit, obwohl das Einstudieren der Informationen, die sich im Arbeitsgedächtnis befinden, diesen Prozess zu mildern scheint. Was Forscher als Wartungsprobe bezeichnen, beinhaltet das mentale Wiederholen der Informationen ohne Rücksicht auf ihre Bedeutung, zum Beispiel, eine Einkaufsliste durchzugehen und sich die Gegenstände als Wörter zu merken, ohne Rücksicht auf die Mahlzeit, die sie werden werden.

Im Gegensatz dazu geht es bei der elaborativen Probe darum, den Informationen eine Bedeutung zu geben und sie mit anderen Informationen zu verknüpfen. Zum Beispiel erleichtern Mnemonik das ausführliche Üben, indem sie den Anfangsbuchstaben jedes Elements einer Liste mit anderen Informationen, die bereits im Gedächtnis gespeichert sind, in Verbindung bringt. Es scheint, dass nur aufwendige Proben helfen können, die Informationen aus dem Arbeitsgedächtnis in eine dauerhaftere Form zu konsolidieren, die als Langzeitgedächtnis bezeichnet wird.

Im visuellen Bereich kann die Probe Augenbewegungen beinhalten, wobei visuelle Informationen an die räumliche Position gebunden sind. Mit anderen Worten, die Leute können sich den Ort der erinnerten Information ansehen, nachdem sie verschwunden ist, um sie daran zu erinnern, wo sie sich befand.

Arbeitsgedächtnis versus Langzeitgedächtnis

Das Langzeitgedächtnis zeichnet sich durch eine viel größere Speicherkapazität aus. Die darin enthaltenen Informationen sind auch langlebiger und stabiler. Langzeitgedächtnisse können Informationen über Episoden im Leben, Semantik oder Wissen einer Person sowie implizitere Arten von Informationen enthalten, wie z. B. wie man Gegenstände benutzt oder den Körper auf bestimmte Weise bewegt (motorische Fähigkeiten).

Forscher betrachten das Arbeitsgedächtnis seit langem als Tor zur Langzeitspeicherung. Wenn Sie Informationen im Arbeitsgedächtnis genug einstudieren, kann das Gedächtnis dauerhafter werden.

Die Neurowissenschaften unterscheiden klar zwischen den beiden. Es besagt, dass das Arbeitsgedächtnis mit der vorübergehenden Aktivierung von Neuronen im Gehirn zusammenhängt. Im Gegensatz dazu wird angenommen, dass das Langzeitgedächtnis mit physischen Veränderungen an Neuronen und ihren Verbindungen zusammenhängt. Dies kann den Kurzzeitcharakter des Arbeitsgedächtnisses sowie seine größere Anfälligkeit für Unterbrechungen oder körperliche Erschütterungen erklären.

Wie verändert sich das Arbeitsgedächtnis im Laufe des Lebens?

Die Leistung bei Tests des Arbeitsgedächtnisses verbessert sich im Laufe der Kindheit. Seine Kapazität ist eine wichtige Triebkraft der kognitiven Entwicklung. Die Leistungen bei Einstufungstests nehmen im Säuglings-, Kindheits- und Teenagerjahr stetig zu. Im jungen Erwachsenenalter erreicht die Leistung dann einen Höhepunkt. Auf der anderen Seite ist das Arbeitsgedächtnis eine der altersempfindlichsten kognitiven Fähigkeiten, und die Leistung bei diesen Tests lässt im Alter nach.

Es wird angenommen, dass der Anstieg und Abfall der Arbeitsgedächtniskapazität im Laufe eines Lebens mit der normalen Entwicklung und dem Abbau des präfrontalen Kortex im Gehirn zusammenhängt, einem Bereich, der für höhere kognitive Funktionen verantwortlich ist.

Wir wissen, dass eine Schädigung des präfrontalen Kortex (zusammen mit vielen anderen Veränderungen) zu Defiziten im Arbeitsgedächtnis führt. Und Aufzeichnungen der neuronalen Aktivität im präfrontalen Kortex zeigen, dass dieser Bereich während der "Verzögerungsperiode" zwischen der Präsentation eines Reizes einem Beobachter und dem Zeitpunkt, zu dem er eine Antwort geben muss, aktiv ist, das heißt, während der Zeit, in der er versucht, sich an die Informationen zu erinnern.

Mehrere psychische Erkrankungen, einschließlich Schizophrenie und Depression, sind mit einer verminderten Funktion des präfrontalen Kortex verbunden, die durch Neuroimaging aufgedeckt werden kann. Aus dem gleichen Grund sind diese Erkrankungen auch mit einem verminderten Arbeitsgedächtnis verbunden. Interessanterweise tritt dieses Defizit bei schizophrenen Patienten eher bei visuellen als bei verbalen Arbeitsgedächtnisaufgaben auf. Im Kindesalter sind Defizite im Arbeitsgedächtnis mit Aufmerksamkeits-, Lese- und Sprachschwierigkeiten verbunden.

Arbeitsgedächtnis und andere kognitive Funktionen

Der präfrontale Kortex ist mit einer Vielzahl anderer wichtiger Funktionen verbunden, darunter Persönlichkeit, Planung und Entscheidungsfindung. Jede Abnahme der Funktionsfähigkeit dieses Bereichs hat wahrscheinlich Auswirkungen auf viele verschiedene Aspekte der Kognition, der Emotionen und des Verhaltens.

Entscheidend ist, dass viele dieser präfrontalen Funktionen eng mit dem Arbeitsgedächtnis verbunden und möglicherweise davon abhängig sind. Planung und Entscheidungsfindung erfordern beispielsweise, dass wir die relevanten Informationen bereits „im Kopf“ haben, um eine Vorgehensweise zu formulieren.

Eine Theorie der kognitiven Architektur, die als Global Workspace Theory bezeichnet wird, beruht auf dem Arbeitsgedächtnis. Es legt nahe, dass Informationen, die temporär "im Gedächtnis" gehalten werden, Teil eines "globalen Arbeitsbereichs" im Geist sind, der mit vielen anderen kognitiven Prozessen verbunden ist und auch bestimmt, was wir uns in jedem Moment bewusst sind. Angesichts der Tatsache, dass diese Theorie besagt, dass das Arbeitsgedächtnis bestimmt, was wir uns bewusst sind, kann ein besseres Verständnis darüber ein wichtiger Teil der Lösung des Mysteriums des Bewusstseins werden.

Verbesserung Ihres Arbeitsgedächtnisses

Es gibt einige Hinweise darauf, dass es möglich ist, Ihr Arbeitsgedächtnis mit interaktiven Aufgaben zu trainieren, wie z. B. einfachen Spielen für Kinder, die die Gedächtnisfähigkeit erfordern. Es wurde vorgeschlagen, dass dieses Training dazu beitragen kann, die Punktzahl bei anderen Arten von Aufgaben zu verbessern, z. B. bei denen, die Wortschatz und Mathematik beinhalten. Es gibt auch einige Hinweise darauf, dass ein Training zur Stärkung des Arbeitsgedächtnisses die Leistung von Kindern mit bestimmten Erkrankungen wie ADHS verbessern kann. Forschungsreviews kommen jedoch oft zu dem Schluss, dass der Nutzen nur von kurzer Dauer und spezifisch für die trainierte Aufgabe ist.

Darüber hinaus könnten die in einigen dieser Studien gefundenen Verbesserungen darauf zurückzuführen sein, dass man lernt, die Ressourcen des Arbeitsgedächtnisses effizienter zu nutzen, anstatt seine Kapazität zu erhöhen. Die Hoffnung für diese Art von Training ist, dass wir relativ einfache Aufgaben finden, die sowohl die Leistung nicht nur bei der Aufgabe selbst verbessern, sondern auch auf eine Reihe anderer Anwendungen übertragen werden.

Alex Burmester ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in Wahrnehmung und Gedächtnis an der New York University.