Impliciet en expliciet motorisch leren bij te vroeg geboren kinderen.

Motorische vaardigheden kunnen impliciet en expliciet geleerd worden. Impliciet
leren is de bekwaamheid om een nieuwe vaardigheid te leren door deze uit te
voeren terwijl men zich niet bewust is van de regelmaat en de volgorde in de
taak. De verworven procedurele kennis is moeilijk of zelfs onmogelijk bewust te
reproduceren. Het vermogen om impliciet te leren is relatief onafhankelijk van
leeftijd (Meulemans et al., 1998) en IQ (Reber et al., 1991). Bij het expliciet
leren daarentegen wordt declaratieve kennis gebruikt om een set van
uitvoeringsregels vast te leggen die de motorische uitvoering sturen. Berry and
Broadbent (1988) toonden aan dat het toepassen van declaratieve kennis de
beschikbaarheid van een werkgeheugen vereist terwijl dit bij het toepassen van
procedurele kennis niet het geval is.
Talrijke studies over impliciet en expliciet leren bij individuen met een
intact zenuwstelsel veronderstellen dat expliciet leren alleen mogelijk is met
een intact werkgeheugen (Maxwell et al., 2003). In dit project zullen we het
motorisch leren bij te vroeg geboren kinderen onderzoeken. Van deze kinderen is
bekend dat zij mogelijk problemen hebben met het werkgeheugen, ondanks dat bij
lang niet alle kinderen neurologische afwijkingen zijn aangetoond (Stewart et
al., 1999). Bovendien weten we dat deze kinderen een verhoogd risico hebben op
motorische problemen en leerproblemen (Evensen et al., 2004; De Kleine et al.,
2006). Er zijn geen studies bekend bij te vroeg geboren kinderen die direct een
relatie leggen tussen problemen met het werkgeheugen en motorisch leren,
ondanks de theoretische relevantie voor het begrijpen van de rol van cognitie
en geheugen bij het herstel en het aanbieden van
revalidatieprogramma's(Krakauer, 2006).

Het eerste doel van deze studie is om bij te vroeg geboren kinderen in de
populatie zelf te meten wat de veronderstelde rol is van het werkgeheugen bij
het (expliciet) motorisch leren.

Het tweede doel is om te relatie tussen impliciet en expliciet leren te testen
bij te vroeg geboren kinderen. Dit is met name relevant, omdat de potentiële
mediërende rol van het werkgeheugen bij expliciet leren en de interactie met
impliciet leren kan worden ontrafeld. Als het werkgeheugen inderdaad een
belangrijke mediërende factor (faciliterend of inhiberend) is, dan verwachten
we in de groep te vroeg geboren kinderen met problemen in het werkgeheugen geen
interactie effecten zoals deze wel gevonden zijn in voorgaande studies bij
normale proefpersonen. Als we de afwezigheid van dergelijke interference bij te
vroeg geboren kinderen met een probleem in het werkgeheugen kunnen aantonen,
dan biedt dat de gelegenheid om meer specifieke deducties te maken ten aanzien
van de cognitieve substructuren van belang bij motorisch leren.

Het derde doel is om te onderzoeken op welke wijze de geheugen representaties
zich vormen, die ten grondslag liggen aan het expliciet en impliciet leren. Tot
op heden zijn deze niet systematisch bestudeerd bij te vroeg geboren kinderen.
Het is een open vraag in hoeverre een afwijkend werkgeheugen de aard van de
geheugen representaties, die aan beide typen van leren ten grondslag liggen,
beïnvloeden. Men zou kunnen veronderstellen dat de geheugen representaties die
ten grondslag liggen aan het expliciet leren bij prematuren incompleet zijn of
zelfs niet tot stand komen als gevolg van een defect in het werkgeheugen met
als consequentie dat deze kinderen hun toevlucht moeten nemen tot geheugen
representaties die gebaseerd zijn op de uitvoering.

Een gerandomiseerd experimenteel design met twee *experimentele* groepen en één
controle groep in dezelfde leeftijdsgroep (5-8 jaar), waardoor drie groepen
betrokken zijn: -1- te vroeg geboren kinderen zonder (of milde) problemen in
het werkgeheugen, -2- te vroeg geboren kinderen met ernstige problemen in het
werkgeheugen -3- kinderen met een normale ontwikkeling gematcht op leeftijd en
IQ.
Deze drie groepen maken het mogelijk om relevante vergelijkingen te maken van
belang voor de onderzoeksvragen, terwijl tegelijkertijd gecontroleerd wordt
voor het effect van vroeggeboorte op het leren (toevoeging van groep 2).
Impliciet en expliciet leren worden in de drie groepen afzonderlijk getest met
twee onderscheidende taken, welke gemodificeerde versies zijn van de Serial
Response Time Task (SRT). De eerste taak zal uitgevoerd worden op een digitizer
tablet, de tweede taak zal uitgevoerd worden op een voor dit experiment
gebouwde toetsenbord. De keuze is allereerst gemaakt omdat de SRT taak het
meest robuuste paradigma is om impliciet and expliciet leren te testen en omdat
deze taak al met succes is toegepast bij klinische groepen en ten tweede omdat
het gebruik van kinematische data van penverplaatsingen het ons mogelijk maakt
om toegevoegde analyses te doen van multipele variabelen om zo te analyseren op
welke verschillende niveaus het leren mogelijk effectief is (planning of
uitvoering).

In de basisvorm van de SRT taken wordt de deelnemer gevraagd om zo snel
mogelijk te reageren op stimuli zichtbaar op de computer monitor door of de pen
zo snel mogelijk naar het bijbehorende doel te bewegen op de digitizer, of door
de bij behorende toets op het toetsenbord in te drukken.
Tijdens de impliciete leer trials worden de stimuli aangeboden in een vast
patroon of volledig random. Trials met een vaste volgorde worden afgewisseld
met trials met random volgordes, dit om te voorkomen dat de deelnemer de vaste
volgorde bewust ontdekt.
Tijdens de expliciete leer trials worden de kinderen geïnformeerd over de
sequentiële volgorde van de stimuli, mondeling (bv. door de stimuli van nummers
te voorzien) of visueel (door het figuur dat ze gaan tekenen bekend te maken)

Doel #1: In de eerste serie experimenten zullen we de veronderstelde rol van
het werkgeheugen bij het leren (met name het expliciet leren) onderzoeken bij
te vroeg geboren kinderen. De kinderen in elk van de drie groepen zullen random
worden verdeeld over twee subgroepen die de taken in verschillende volgorde
krijgen aangeboden. In totaal zijn er dus 6 groepen (n=15 in elke groep). Alle
kinderen leren beide taken: de ene impliciet en de andere expliciet, waarbij de
volgorde van de taken (eerst tekenen dan de toetsentaak, of andersom) wordt
afgewisseld tussen de groepen. De kinderen leren beide taken in 2 opeenvolgende
dagen. Omdat expliciete kennis over de taken het impliciete leren verstoord,
starten alle kinderen bij het leren iedere dag in een impliciete conditie. Na
een pauze van 1 maand (bedoeld om het mogelijk carry-over effect van de ene
taak op de andere taak uit te wissen), leren de kinderen opnieuw in 2
opeenvolgende dagen de twee taken in een andere conditie als de eerste 2 dagen.
Op dag 2 in de eerste serie en dag 4 in de tweede serie voeren de deelnemers
een test sessie uit na een pauze van een half uur.

In deze test sessie, herhalen de deelnemers eerst beide taken op te testen wat
er geleerd is in de impliciete en expliciete condities. Om dit goed te kunnen
meten moeten de deelnemers beide taken ook uitvoeren onder een conditie met
extra taakbelasting (bv. tellen) om zo te testen of de aanname dat impliciet
geleerde kennis meer robuust is dan expliciete kennis. Dit kan als deze
gereproduceerd moet worden in condities met een extra taak.

Doel #2: In de tweede serie experimenten onderzoeken we de interactie tussen
impliciet en expliciet leren en dan met name het effect van expliciete kennis
op impliciete leerprocessen. Dit wordt getoetst met behulp van een van beide
bovengenoemde taken, waarbij de keuze afhankelijk is van de resultaten van de
eerste serie experimenten. Opnieuw worden de drie experimentele groepen random
opgesplitst in 2 subgroepen met als resultaat 6 groepen (n=15). Deelnemers
worden random toebedeeld aan óf een groep die *puur* impliciet leert (controle
groepen), óf een groep die impliciet leert, maar ook expliciete leertrials
krijgt aangeboden(experimentele groepen). Voor alle groepen vinden de
leertrials plaats op 3 opeenvolgende dagen. Op dag 2 en 3, krijgen de kinderen
in de experimentele groepen expliciete informatie over de taak. Met name worden
ze mondeling geïnformeerd over de herhaalde volgorde in een aantal trials, of
krijgen ze een schematische tekening te zien van het figuur dat in de volgorde
zit. De kinderen in de controle groep gaan gewoon door met impliciet leren op
dag 2 en 3. Aan het eind van dag 3, wordt een testsessie uitgevoerd op dezelfde
manier als in experiment 1 (Aim #1). Na 1 week, wordt op dag 4 nog een
retentietest uitgevoerd bij alle deelnemers.

Doel #3: In de derde serie experimenten, onderzoeken we de aard van de geheugen
representaties die ten grondslag liggen aan het impliciet en expliciet leren.
Voor dit doel wordt de toetsentaak gebruikt. Op dezelfde wijze als in beide
vorige experimenten worden de deelnemers random ingedeeld in een van de
groepen, die impliciet of expliciet gaan leren. De kinderen leren toetsen aan
te slaan in een bepaalde volgorde op 3 opeenvolgende dagen. Een van de cruciale
metingen in deze derde serie experimenten is de transfer test die gemeten wordt
op dag 1,2, 3 en 4. Met name de transfer van leren van de ene conditie in een
nieuwe conditie wordt dan geëvalueerd volgens de methode als reeds uitgevoerd
door Bapi et al. (2000). Deze transfer testen geven ons de gelegenheid inzicht
te krijgen in de geheugenrepresentaties omdat getest wordt of deze gecodeerd
zijn in spatiële of motorische coördinaten.

Er worden drie series van experimenten uitgevoerd, waarbij voor elke serie
nieuwe kinderen worden benaderd. Dit betekent dat elk individueel kind
participeert voor maximaal 4 dagen aan een experiment. Hoewel de pauzetijd
verschilt tussen de experimenten is in alle experimenten de duur van de sessie
30-45 minuten en dat betekent dat de kinderen in totaal 2-3 uur deelnemen.
De taken zijn niet risicovol of belastend: ze zijn leeftijd gerelateerd en
kinderen vinden het leuk om computertaken te leren.
Er is wel belasting voor de ouders, die de kinderen moeten halen en brengen of
ruimte in hun planning moeten maken voor een bezoek.
Deze belasting weegt echter niet op tegen de waardevolle informatie die dit
onderzoek oplevert: inzicht in leerprocessen dat in de toekomst een
waardevolle bijdrage levert aan het inrichten en onderbouwen van interventie
programma's.

De controle kinderen worden op school getest. Deze kinderen moeten nog wel wat
neuropsychologische testen doen (2 uur ongeveer). Ook deze zijn niet risicovol
of belastend. Ook voor deze kinderen geldt dat ze het vaak leuk vonden en in
dit geval is er geen belasting voor de ouders. Wel kan er interferentie met het
schoolse leren ontstaan, maar in gezamenlijk overleg met ouders en leerkracht
zullen we de organisatie van het onderzoek zo regelen dat er zo min mogelijk
overlast ontstaat.