De invloed van dopaminetoediening
op de leesvaardigheid van studenten
Pedagogische Wetenschappen, afdeling leerproblemen
Faculteit der Sociale Wetenschappen, Universiteit Leiden, Nederland
L.F. Voorn 1292269
Onder begeleiding van E.K. Swart
21 juli 2015
1 Inhoudsopgave Samenvatting 2 Introductie 3 Methode 8 Resultaten 12 Conclusie en Discussie 14 Literatuurlijst 21
2
Samenvatting
Leesvaardigheid is van belang om te kunnen functioneren in de hedendaagse maatschappij. Het is echter gebleken dat veel studenten moeite hebben met tekstbegrip. Het doel van deze studie is te onderzoeken of er een verband bestaat tussen dopaminetoediening en de
leesvaardigheid van studenten met verschillende DRD4-genotypen. Daarnaast is onderzocht of er differentiële ontvankelijkheid lijkt te bestaan met betrekking tot het DRD4-genotype. Aan de studie namen zeven rechtshandige, vrouwelijke studenten met een gemiddelde leeftijd van 20,43 jaar deel. Deze studenten kregen één keer na toediening van Sinemet, wat
dopamine bevat, en één keer na toediening van een placebo tekstfragmenten die pseudo-woorden bevatten te lezen. Achteraf maakten zij tekstbegrip- en pseudo-woordenschattaken. Er is geen verschil gevonden tussen de scores voor tekstbegrip en expressieve en receptieve woordenschat na toediening van Sinemet en het placebo. Ook bleken de verschilscores op de tekstbegrip- en woordenschattaken tussen de Sinemet-conditie en de placebo-conditie van dragers van het DRD4-7R allel en dragers van andere varianten van het DRD4-gen niet van elkaar te verschillen. Er lijkt dus geen relatie te bestaan tussen het kunstmatig verhogen van de dopamineafgifte en de leesvaardigheid van studenten, ook lijkt er bij hen geen sprake te zijn van differentiële ontvankelijkheid met betrekking tot het DRD4-genotype. De analyses moeten echter opnieuw worden uitgevoerd op de data van een grotere steekproef voor een betrouwbaarder resultaat. Vervolgonderzoek moet zich richten op het effect van het daadwerkelijk geven van feedback en van de verschillende aspecten van feedback op leesvaardigheid.
3
Introductie
Al bij jonge kinderen wordt er aandacht besteed aan leren lezen. In de kleuterklas is er aandacht voor ontluikende geletterdheid en vanaf groep 3 krijgt het leesonderwijs een
structurele plaats in de dagelijkse schoolactiviteiten (Aarnoutse, van Leeuwe, & Verhoeven, 2007). Leesvaardig zijn is van belang om in de hedendaagse samenleving te kunnen
functioneren (Boonstra, 2008). Er kunnen twee soorten leesvaardigheid worden
onderscheiden. De eerste is technisch lezen, dit is de vaardigheid om letters en woorden om te kunnen zetten in klanken (van den Bos & Nicolay, 2005). De tweede soort is begrijpend lezen, dit is de vaardigheid om de inhoud van een tekst te kunnen begrijpen. Technisch leesvaardig zijn is een voorwaarde voor begrijpend lezen (Ahlers, 2010). Begrijpend kunnen lezen is van groot belang. Deze vaardigheid beïnvloedt namelijk niet alleen het schoolse leren maar in een later stadium ook maatschappelijke carrières (Louisse, 2013). Om nieuwe kennis op te doen is goed tekstbegrip noodzakelijk (Hall, Maltby, Filik, & Paterson, 2014).
Woordenschat is een belangrijke component van tekstbegrip. In het bezit zijn van een grote woordenschat vergemakkelijkt het begrijpen van de inhoud van een tekst (Coady, 1993). Bovendien groeit de woordenschat door te lezen. Er kunnen twee soorten woordenschat worden onderscheiden. Onder receptieve woordenschat valt het aantal woorden waarvan men de betekenis kan herkennen (Huizenga & Robbe, 2005). Het aantal woorden dat men zelf actief in de juiste context kan gebruiken vorm de expressieve woordenschat.
Leesvaardigheid is niet alleen bij jonge kinderen, voor het schoolse leren, van belang maar ook op latere leeftijd. Van Houtven, Peters en El Morabit (2010) stelden vast dat veel studenten, ondanks het belang van tekstbegrip, moeite hebben met het begrijpen van de inhoud van teksten. Vooral het aanduiden van hoofdlijnen en het zien van verbanden in teksten, wat van groot belang is voor tekstbegrip, bleek problematisch te zijn. Kegel, Bus en van IJzendoorn (2011) vonden dat het geven van feedback, waarbij er in de hersenen
4
dopamine wordt afgegeven, bij kleuters en kinderen uit groep drie een effectieve methode was om de ontluikende geletterdheid te verbeteren. Kegel en Bus (2013) vonden daarnaast dat de variaties in het genotype dat onder andere codeert voor de efficiëntie van de dopamineafgifte (DRD4) bij kinderen van deze leeftijd samenhangt met alfabetische vaardigheden. Dit verband werd gemedieerd door het executief functioneren (EF).
In de huidige studie is onderzocht of er bij studenten een soortgelijk verband kan worden gevonden tussen dopaminetoediening en leesvaardigheid, waaronder tekstbegrip en het leren van nieuwe woorden uit een tekst worden verstaan.
Dopamine
Dopamine is een hormoon dat zich in het centrale zenuwstelsel bevindt en werkt als neurotransmitter in het beloningssysteem van de mens (Pivonello, 2005). Dopamine komt onder andere vrij als reactie op beloningen en feedback (Kortekaas, 2007). Wanneer vrijgekomen dopamine zich hecht aan een dopaminereceptor wordt er in de hersenen een signaal afgegeven dat een positief gevoel als gevolg heeft (Pivonello, 2005).
Het dopamine D4 receptorgen (DRD4) speelt een grote rol in het dopaminesysteem. Het reguleert de afgifte van dopamine, onder andere in de prefrontale cortex (Posner &
Rothbart, 2007). Op deze manier beïnvloedt het gen EF (Faraone, Doyle, Mick, & Biederman, 2001). EF omvat de processen die bewust en doelgericht gedrag mogelijk maken, zoals zelfregulatie, inhibitie en het richten van aandacht(Anderson, 2002). Deze mentale processen zijn van groot belang voor schoolse/academische vaardigheden zoals lezen (Cartwright, 2012). EF speelt niet alleen een rol bij technisch lezen, maar ook bij het begrijpen van teksten (Cartwright, 2009). EF is noodzakelijk om alle losse elementen in een tekst te kunnen
integreren tot een geheel om zo een mentale representatie van de inhoud van een tekst te kunnen maken (Cartwright, 2009).
5
Er bestaan verschillende genetische varianten van het DRD4-gen ( Tripp & Wickens, 2008). Het DRD4 7-repeat allel (DRD4-7R) en het DRD4 4-repeat allel (DRD4-4R) zijn de twee meest voorkomende genotypen. 26% Van de mensen is drager van tenminste één DRD4-7R allel, 42% is drager van tenminste één DRD4-4R allel (Bau, Roman, Almeida, & Hutz, 1999). Bij dragers van het DRD4-7R allel, het lange allel, vindt dopamineafgifte minder efficiënt plaats dan bij dragers van andere, kortere varianten van het DRD4-gen, waaronder het DRD4-4R allel (Robbins & Everitt, 1999). De dragers van het DRD4-7R allel hebben hierdoor onder andere vaak meer moeite met EF en meer problemen met academische vaardigheden (Robbins & Everitt, 1999).
Eerder onderzoek naar dopamine en lezen
De dopamineafgifte beïnvloedt dus EF doordat vrijgekomen dopamine zich hecht aan dopaminereceptoren in de prefrontale cortex. EF beïnvloedt vervolgens zowel de technische leesvaardigheid als het begrijpend lezen (Cartwright, 2009). Bij kleuters werd ook het leren van nieuwe woorden na het voorgelezen krijgen van een boek beïnvloed door EF (Hoepman, 2013). Er zou dus een verband tussen enerzijds de dopamineafgifte en de efficiëntie hiervan en anderzijds tekstbegrip en het leren van nieuwe woorden uit een tekst verwacht kunnen worden.
Bij kleuters en kinderen uit groep 3 is getoetst of het DRD4-genotype, en dus de efficiëntie van de dopamineafgifte, samenhangt met alfabetische vaardigheden zoals
woordherkenning, spelling en kennis van letters (Kegel & Bus, 2013). Kinderen die dragers zijn van het DRD4-4R allel, het korte allel, werden vergeleken met kinderen die dragers zijn van het DRD4-7R allel, het lange allel, waarbij dopamineafgifte minder efficiënt plaatsvindt. Kinderen met het lange allel scoorden lager dan kinderen met het korte allel op taken die alfabetische vaardigheden maten. Dit verband tussen dopamineafgifte en leesvaardigheid werd gemedieerd door executieve aandacht. Executieve aandacht is een executieve functie die
6
het vermogen omvat om een dominante respons te kunnen onderdrukken om zo een sub-dominantie actie te kunnen uitvoeren die bijdraagt aan het bereiken van een gesteld doel (Posner & Rothbart, 2000). Een minder efficiënte dopamineafgifte ging samen met minder goede executieve aandacht, wat zorgde voor slechtere prestaties op taken die alfabetische vaardigheden maten.
In een onderzoek van Kegel, Bus en van IJzendoorn (2011) maakten kleuters die dragers waren van het DRD4-4R allel en het DRD4-7R allel gebruik van een
computerprogramma dat de vroege geletterdheid traint. Van dit programma waren twee versies, een versie met en een versie zonder feedback. Gemiddeld werd er door alle kinderen na afloop van de interventie hoger gescoord op de vroege geletterdheid wanneer er gebruik werd gemaakt van de versie van het computerprogramma waarbij er feedback werd gegeven, waarbij dus dopamine vrijkwam in de hersenen. Uit dit onderzoek bleek ook dat er
differentiële ontvankelijkheid bestaat me betrekking tot het DRD4-genotype. Differentiële ontvankelijkheid houdt in dat bepaalde eigenschappen in het temperament of de genen iemand meer of minder ontvankelijk maken voor omgevingsinvloeden (Belsky,
Bakermans-Kranenbug, & van IJzendoorn, 2011). Na afloop van de interventie scoorden kinderen met het lange allel lager dan kinderen met het korte allel op de computertaken wanneer zij geen feedback kregen. Wanneer zij wel feedback kregen, waarop als reactie dopamine werd afgegeven, scoorden zij op dezelfde taken hoger dan de kinderen met het korte allel (Kegel, Bus, & van IJzendoorn, 2011). Kinderen met het lange allel lijken dus ontvankelijker te zijn voor feedback. Het DRD4-genotype correleert bij hen met het effect van de interventie op leesvaardigheid.
Bij jonge kinderen lijkt er dus een verband te bestaan tussen dopamineafgifte en leesvaardigheid. De dopamineafgifte beïnvloedt de leesvaardigheid via het executief functioneren.
7
Huidige studie
Vanwege het belang van goed tekstbegrip en een grote woordenschat zal in de huidige studie worden onderzocht of er bij studenten samenhang lijkt te bestaan tussen
dopaminetoediening en tekstbegrip en het leren van onbekende woorden uit een tekst. Ook zal worden onderzocht of de toediening van dopamine hetzelfde effect heeft op studenten die wel en geen drager zijn van het DRD4-7R allel, oftewel of er bij studenten differentiële
ontvankelijkheid lijkt te bestaan met betrekking tot het DRD4-genotype.
Er wordt verondersteld dat wat er in de hersenen gebeurt na de toediening van dopamine vergelijkbaar is met wat er gebeurt na het geven van feedback. Als reactie op feedback komt dopamine vrij dat zich hecht aan dopaminereceptoren. Hierdoor wordt er een signaal afgegeven in de hersenen dat onder andere EF beïnvloedt. Omdat executieve functies belangrijk zijn bij zowel vroege leesvaardigheid als bij tekstbegrip (Cartwright, 2009) en het leren van nieuwe woorden uit een tekst (Hoepman, 2003) zouden het geven van feedback en ook de toediening van dopamine de leesvaardigheid van studenten positief kunnen
beïnvloeden. Wanneer de toediening van dopamine een positief effect blijkt te hebben op het tekstbegrip en de toename van de woordenschat, is dit een aanwijzing voor het belang van dopamine en mogelijk dus ook van het geven van feedback bij ervaren lezers voor hun leesvaardigheid.
Het doel van deze studie is te onderzoeken of er een relatie bestaat tussen de
toediening van dopamine en het tekstbegrip en de woordenschat van studenten. Hiervoor is de volgende onderzoeksvraag geformuleerd: Heeft het toedienen van dopamine bij studenten met verschillende DRD4-genotypen invloed op hun leesvaardigheid?
De eerste hypothese is dat er een verband bestaat tussen de toediening van dopamine en de score voor begripsvragen over tekstfragmenten. Een efficiëntere dopamineafgifte gaat bij jonge kinderen samen met hogere scores op taken die vroege alfabetische vaardigheden
8
meten. Voor deze taken is EF van belang (Kegel & Bus, 2013), evenals voor tekstbegrip (Cartwright, 2009). Er wordt dus verwacht dat studenten na toediening van dopamine hoger scoren op begripsvragen dan na toediening van een placebo.
Een tweede verwachting is dat er een verband bestaat tussen de toediening van dopamine en de scores op woordenschattaken. Dopamine beïnvloedt EF, wat ook voor het leren van nieuwe woorden uit een tekst van belang is (Hoepman, 2013). Er is bovendien gevonden dat een efficiëntere dopamineafgifte bij jonge kinderen samengaat met hogere scores op woordenschattaken (Kegel & Bus, 2013). Er wordt dus verwacht dat studenten na toediening van dopamine meer onbekende woorden uit een tekst leren.
Ten slotte wordt er verwacht dat er een verschil is in de mate waarin dopamine
samenhangt met scores op tekstbegrip en woordenschat tussen dragers van het DRD4-7R allel en studenten die dragers zijn van andere varianten van het DRD4-gen. Uit eerder onderzoek (Kegel, Bus, & van IJzendoorn, 2011) is gebleken dat er differentiële ontvankelijkheid bestaat met betrekking tot het DRD4-genotype. Kinderen die drager waren van het DRD4-7R allel scoorden lager dan kinderen die drager waren van het DRD4-4R allel op taken die
ontluikende geletterdheid meten. Wanneer zij feedback ontvingen scoorden zij echter hoger dan de kinderen die drager waren van het DRD4-4R allel. Dragers van het DRD4-7R allel profiteren dus meer van feedback. Er wordt verwacht dat er bij studenten eenzelfde patroon bestaat bij de toediening van dopamine.
Methoden Design
De studie was onderdeel van het onderzoek ‘Dopamine en Lezen’. Dit onderzoek bestond uit twee fases en had een gerandomiseerd, dubbelblind, placebo-gecontroleerd, within-subject design. In de eerste fase van het onderzoek vond genotypering plaats. Aan de
9
hand van deze genotypering werden random veertig dragers van het DRD4-7R allel en veertig proefpersonen die dragers waren van andere varianten van het DRD4-gen geselecteerd voor de tweede fase van het onderzoek. Deze in totaal tachtig participanten namen zowel aan de experimentele conditie als aan de controleconditie deel. Bij de eerste testsessie werden zij willekeurig toegewezen aan de experimentele conditie, waarin Sinemet 125 werd toegediend, wat dopamine bevat, of de controle conditie, waarin een placebo werd toegediend. De
onderzoeker en de participant wisten beide niet welk medicijn er in elke testsessie werd toegediend. Het onderzoek als zodanig is goedgekeurd door de Medisch Ethische Toetsingscommissie.
Sample
De steekproef van het onderzoek ‘Dopamine en lezen’ bestond uit 120 rechtshandige, vrouwelijke studenten aan Nederlandse hogescholen en universiteiten. Deze participanten hadden geen ernstige leesproblemen, hart- en vaatziekten, neurologische aandoeningen, depressie, schildklierproblemen, glaucoom of allergieën voor bepaalde medicijnen en gebruikten geen medicatie of drugs in de twee weken voorafgaand aan het onderzoek. Daarnaast waren zij niet zwanger en gaven zij in de periode van het onderzoek geen borstvoeding. In deze studie is een subsample (N=7) van de totale groep proefpersonen gebruikt. De gemiddelde leeftijd van deze participanten was 20,43 jaar (SD=1,72).
Procedure
Participanten voor het onderzoek werden geworven met behulp van het proefpersonenwervingssysteem van de Faculteit der Sociale Wetenschappen van de Universiteit Leiden. In dit systeem konden studenten zich online inschrijven voor het onderzoek. Daarnaast heeft er werving plaatsgevonden via oproepen op social media en bij colleges van de studierichtingen Pedagogische Wetenschappen, Culturele Antropologie en
10
Politicologie. Middels toestemmingsformulieren die werden uitgedeeld en/of konden worden opgehaald bij de onderzoekers konden participanten zich inschrijven voor het onderzoek.
In de eerste fase van het onderzoek vond genotypering plaats. Met behulp van een wattenstaafje werd hiervoor wangslijm afgenomen. Naar aanleiding van de genotypering werden willekeurig veertig dragers van het DRD4-7R allel en veertig proefpersonen die dragers waren van andere varianten van het DRD4-gen geselecteerd. Deze tachtig
participanten kwamen voor twee testsessies naar het laboratorium op de Faculteit der Sociale Wetenschappen te Leiden. Voorafgaand aan de testsessies werd Sinemet 125 of een placebo toegediend in de vorm van een tablet. Tijdens de sessies werden er vragenlijsten afgenomen, werd er een EEG-meting gedaan tijdens het lezen van een tekstfragment en werden er een aantal taken met betrekking tot tekstbegrip en woordenschat afgenomen. In deze studie zijn de scores voor tekstbegrip en expressieve en receptieve woordenschat gebruikt.
Als dank voor hun deelname hebben de participanten die alleen aan de eerste fase van het onderzoek deelnamen €3,50 ontvangen. Participanten die ook aan de tweede fase van het onderzoek deelnamen ontvingen
€25,-Materialen
Tijdens de twee testsessies lazen participanten twee verschillende tekstfragmenten uit het boek ‘A Clockwork Orange’ (Burgess, 2001). Beide fragmenten waren circa 4000 woorden lang en bevatten pseudo-woorden. Dit waren onbestaande woorden waarvan de betekenis uit de context van de tekst moest worden opgemaakt. Beide fragmenten bevatten verschillende pseudo-woorden om testeffecten na het lezen van het eerste fragment te voorkomen.
Meetinstrumenten
Het tekstbegrip van de participanten werd gemeten aan de hand van hun antwoorden op begripsvragen over gebeurtenissen en personen in de tekstfragmenten. Deze antwoorden
11
werden gescoord op basis van juiste elementen die deze bevatten. Voor de begripsvragen over tekstfragment A kon een maximumscore van 28,5 behaald worden, voor de begripsvragen over tekstfragment B kon een maximumscore van 24 behaald worden. De antwoorden op de vragen werden door twee onafhankelijke codeurs gescoord. De intercodeursbetrouwbaarheid had een correlatie van r = 0,96 .
De kennis van de participanten over de pseudo-woorden uit de tekstfragmenten werd gemeten met behulp van vier verschillende woordenschattaken. Deze taken werden in een vaste volgorde afgenomen om testeffecten te voorkomen. In dit onderzoek zijn de scores op twee van deze taken gebruikt. De eerste taak was een woordbetekenis-taak. Hierbij moesten synoniemen van de pseudo-woorden uit de tekstfragmenten worden gegeven. Het aantal juist gegeven synoniemen werd gescoord. Aan de hand van deze taak werd de grootte van de expressieve woordenschat gemeten. De tweede taak was een taak waarmee de omvang van de receptieve woordenschat werd gemeten. Hierbij moest de juiste betekenis van
pseudo-woorden uit de tekstfragmenten worden gegeven, waarbij uit drie verschillende
antwoordopties kon worden gekozen. Het aantal juist gekozen betekenissen werd gescoord. Op beide woordenschattaken kon een maximumscore van 30 punten worden behaald. Ook deze taken werden door twee onafhankelijke codeurs gescoord. De
intercodeurbetrouwbaarheid voor de taak die receptieve woordenschat mat had een correlatie van r = 0,99. De intercodeurbetrouwbaarheid voor de taak die expressieve woordenschat mat had eveneens een correlatie van r = 0,99. Dit houdt in dat er een bijna perfecte overeenkomst bestond tussen de scores gegeven door beide codeurs.
Voor de tekstfragmenten A en B zijn totaalscores berekend voor tekstbegrip en receptieve en expressieve woordenschat door de scores op alle individuele items bij elkaar op te tellen. Omdat de maximumscores voor de begripsvragen over de tekstfragmenten A en B verschilden zijn de totaalscores op tekstbegrip gedeeld door de maximumscores om
12
percentages te berekenen. Deze totaalscores voor tekstbegrip en woordenschat zijn omgezet in scores per conditie (Sinemet of placebo).
Data-analyse
Om te onderzoeken of er een verschil bestond tussen de scores voor tekstbegrip, receptieve woordenschat en expressieve woordenschat in de Sinemet-conditie en de placebo-conditie zijn drie gepaarde t-toetsen uitgevoerd.
Er zijn verschilscores tussen de Sinemet-conditie en de placebo-conditie voor tekstbegrip en woordenschat berekend door per taak de scores in de placebo-conditie af te trekken van de scores in de Sinemet-conditie. Om te onderzoeken of de invloed van de toediening van dopamine verschilt voor studenten die drager zijn van het DRD4-7R allel en studenten die drager zijn van een andere variant van het DRD4-gen is een onafhankelijke t-toets uitgevoerd. Hiermee werd onderzocht of de verschilscores van studenten met
verschillende genotypen significant van elkaar verschilden.
Resultaten Descriptieve resultaten
De dataset bestond uit de gegevens van zeven proefpersonen waarvan er drie dragers waren van het DRD4-7R allel. De overige vier proefpersonen waren dragers van een andere variant van het DRD4 gen. De belangrijkste uitkomstvariabelen in deze studie waren de totaalscores voor tekstbegrip, receptieve woordenschat en expressieve woordenschat.
Proefpersonen scoorden gemiddeld 35,1% van het totaal te behalen punten voor tekstbegrip in de Sinemet-conditie en 31,6% in de placebo-conditie. Voor de receptieve woordenschattaak scoorden proefpersonen gemiddeld 13,14 punten in de Sinemet-conditie en 14,29 punten in de placebo-conditie. De gemiddelde score voor expressieve woordenschat was 1,71 in de Sinemet-conditie en 1,14 in de placebo-conditie.
13
Uit de histogrammen en q-plots bleek dat deze variabelen bij benadering normaal verdeeld waren. Er zijn geen uitbijters en missende waarden gevonden.
Tekstbegrip
De scores voor de begripsvragen in de Sinemet-conditie en de placebo-conditie bleken niet significant van elkaar te verschillen (Tabel 1). Dit houdt in dat er geen verschillen
bestonden in de scores op tekstbegrip na toediening van Sinemet en het placebo. Het tekstbegrip van studenten werd dus niet beïnvloed door de toediening van dopamine.
Woordenschat
De scores voor de woordenschattaken in de Sinemet-conditie en de placebo-conditie bleken ook niet significant van elkaar te verschillen (Tabel 1). Dit houdt in dat er geen
verschillen lijken te bestaan in de mate waarin studenten nieuwe woorden uit een tekst leerden na toediening van Sinemet of het placebo. De toediening van dopamine heeft dus geen
invloed op de groei van zowel de receptieve als de expressieve woordenschat van studenten na het lezen van een tekst.
Tabel 1
Statistische gegevens en t- en p-waarden van de gepaarde t-toets vergelijking Sinemet en placebo M Sinemet (SD) M Placebo (SD) t p Tekstbegrip 35,13 (25,03) 31,59 (14,57) 0,36 0,73 Receptieve Woordenschat 13,14 (3,98) 14,29 (1,89) -0,92 0,39 Expressieve Woordenschat 1,71 (1,38) 1,14 (0,90) 1.08 0,32 *: p < 0.05, **: p < 0.01 Differentiële ontvankelijkheid
De verschilscores tussen de Sinemet-conditie en de placebo-conditie op de
tekstbegrip- en woordenschattaken van de dragers van het DRD4-7R allel en de dragers van andere varianten van het DRD4-gen bleken niet significant van elkaar te verschillen (Tabel 2).
14
Dit houdt in dat er geen verschil bestaat in de mate waarin de toediening van dopamine tekstbegrip en de receptieve en expressieve woordenschat beïnvloedt bij studenten die wel en geen drager zijn van het DRD4-7R allel. Er is dus geen aanwijzing gevonden voor
differentiële ontvankelijkheid met betrekking tot het DRD4-gen bij studenten.
Tabel 2
Statistische gegevens en t-waarden van de onafhankelijke t-toets verschilscores dragers van DRD4-7R en dragers van ander allel
M DRD4-7R aanwezig (SD) M DRD4-7R afwezig (SD) t p Tekstbegrip -12,97 (26,81) 15,93 (20,34) 1,64 0,16 Receptieve Woordenschat -3,00 (3,61) 0,25 (2,63) 1,39 0,22 Expressieve Woordenschat 0,33 (1,53) 0,75 (1,50) 0,36 0,73 *: p < 0.05, **: P < 0.01 Conclusie en Discussie
Het doel van de studie was het onderzoeken van de relatie tussen de toediening van dopamine en de leesvaardigheid van studenten. De onderzoeksvraag hierbij was: Heeft het toedienen van dopamine bij studenten met verschillende DRD4-genotypen invloed op hun
leesvaardigheid?
De eerste hypothese was dat er een verband zou bestaan tussen de toediening van dopamine en de score voor tekstbegrip. De verwachting was dat er gemiddeld een hoger percentage begripsvragen goed beantwoord zou worden na toediening van Sinemet dan na toediening van het placebo. Jonge kinderen scoorden namelijk beter op vroege geletterdheid nadat zij een interventie hadden gekregen waarbij feedback werd gegeven, waarbij dopamine vrijkomt, dan wanneer zij in deze interventie geen feedback kregen (Kegel, Bus, & van IJzendoorn, 2011). Daarnaast ging een efficiëntere dopamineafgifte bij kinderen samen met hogere scores op taken die alfabetische vaardigheden meten (Kegel & Bus 2013). Dit verband
15
tussen de efficiëntie van dopamineafgifte en leesvaardigheid werd gemedieerd door EF (Kegel & Bus, 2013). Ook voor tekstbegrip is EF van belang (Hall, Maltby, Filik, & Paterson, 2014). Er werd dus verwacht dat studenten na toediening van dopamine hoger zouden scoren op begripsvragen doordat hun executief functioneren verbetert.
De tweede hypothese van het onderzoek was dat er een verband zou bestaan tussen de toediening van dopamine en het aantal woorden dat studenten leren door het lezen van een tekst. De verwachting was dat er hoger gescoord zou worden op woordenschattaken na
toediening van dopamine dan na toediening van het placebo. Een efficiëntere dopamineafgifte gaat bij jonge kinderen namelijk samen met hogere scores op woordenschattaken (Kegel & Bus, 2013). Dit verband werd gemedieerd door EF. Ook is bekend dat kleuters met betere executieve functies meer nieuwe woorden leren als ze worden voorgelezen dan kinderen met minder goede executieve functies (Hoepman, 2013). Er werd dus verwacht dat studenten na toediening van dopamine meer woorden leren uit een tekst doordat hun executief functioneren verbetert.
Er werd gevonden dat er geen verschil was tussen de scores op tekstbegrip en
receptieve en expressieve woordenschat in de Sinemet-conditie en de placebo-conditie. Deze resultaten waren niet in lijn met de hypothesen.
Een mogelijke verklaring hiervoor is dat de kunstmatige toediening van dopamine niet hetzelfde effect heeft als het op natuurlijke wijze vrijkomen van dopamine, bijvoorbeeld als reactie op het ontvangen van feedback. Het zou dus kunnen dat tekstbegrip en woordenschat na toediening van dopamine niet of op een andere manier beïnvloed worden dan door het op natuurlijke wijze vrijkomen van dopamine.
Een andere mogelijke verklaring is het verschil in het functioneren van de hersenen tussen jonge kinderen en studenten. Bij jonge kinderen werd het verband tussen de efficiëntie van de dopamineafgifte en de leesvaardigheid gemedieerd door EF (Kegel & Bus, 2013). De
16
prefrontale cortex, het hersengebied dat verantwoordelijk is voor de executieve functies, ontwikkelt zich pas laat (Casey, Tottenham, Liston, & Durston, 2005). Mede hierdoor is het executief functioneren van jonge kinderen minder goed dan dat van volwassenen (Casey, Tottenham, Liston, & Durston, 2005). Hierdoor zouden dopamine en de efficiëntie van de afgifte hiervan een ander effect kunnen hebben op het executief functioneren van jonge kinderen dan op het executief functioneren van studenten, en daarmee op de leesvaardigheid.
Een mogelijke verklaring voor het feit dat studenten tegen de verwachting in niet meer nieuwe woorden leerden na de toediening van dopamine dan na toediening van een placebo is dat in eerder onderzoek de scores op verschillende woordenschattaken, zoals
woordherkenning en woordspelling, samen werden genomen in één uitkomstmaat (Kegel & Bus, 2013). In het huidige onderzoek werd het effect van dopamine op de expressieve en receptieve woordenschat apart van elkaar onderzocht. Het is mogelijk dat het vrijkomen van dopamine in eerder onderzoek de totale score voor woordenschat beïnvloedde doordat het bijvoorbeeld de score op woordspelling beïnvloedde en niet doordat het effect had op de expressieve en/of receptieve woordenschat. Voor woordspelling en het leren van nieuwe woorden zijn verschillende vaardigheden van belang. Bij woordspelling spelen geheugen en
het toepassen van spellingsregels een rol. Bij het leren van nieuwe woorden uit een tekst speelt tekstbegrip een grote rol om de betekenis van woorden uit de context van de tekst op te kunnen maken. Wanneer dopamine wel de functies die belangrijk zijn voor spelling maar niet het tekstbegrip beïnvloedt kan dit verklaren waarom in eerder onderzoek wel een verband werd gevonden tussen dopamineafgifte en woordenschat maar in de huidige studie niet. Bovendien lag de focus in eerder onderzoek op de algemene woordenschat, waar de focus in het huidige onderzoek alleen lag op de toename van de woordenschat na het lezen van een tekst.
17
De derde hypothese was dat er differentiële ontvankelijkheid zou bestaan met betrekking tot het DRD4-gen. Er werd verwacht dat dragers van het DRD4-7R allel meer zouden profiteren van de toediening van dopamine dan dragers van andere varianten van het DRD4-gen. Uit eerder onderzoek (Kegel, Bus & Van IJzendoorn, 2011) is gebleken dat er bij jonge kinderen differentiële ontvankelijkheid bestaat met betrekking tot het DRD4 gen. Dragers van het 7R allel profiteerden meer van feedback dan dragers van het DRD4-4R allel. Er werd dus verwacht dat in het huidige onderzoek de scores in de Sinemet-conditie en de placebo-conditie van dragers van het DRD4-7R allel meer van elkaar zouden
verschillen dan de scores van dragers van andere varianten van het DRD4-gen. De
verschilscores tussen de Sinemet-conditie en de placebo-conditie van dragers van DRD4-7R en dragers van andere varianten van het DRD4-gen bleken echter niet significant van elkaar te verschillen. Er leek geen sprake te zijn van differentiële ontvankelijkheid op basis van het DRD4-gen. Dit resultaat was dus wederom niet in lijn met de hypothese.
Mogelijk valt het verschil in ontvankelijkheid bij jonge kinderen door een ander aspect van feedback te verklaren. Het ontvangen van feedback kan naast het vrijkomen van
dopamine ook andere effecten hebben. Feedback geeft bijvoorbeeld inhoudelijke suggesties voor het leesproces en beïnvloedt de motivatie (Dale, 2007). Mogelijk heeft een van deze aspecten van feedback er in eerder onderzoek voor gezorgd dat dragers van het DRD4-7R allel meer vooruitgingen op het gebied van ontluikende geletterdheid dan dragers van andere varianten van het DRD4-gen wanneer zij feedback ontvingen.
Een andere mogelijke verklaring is dat het effect van het toedienen van dopamine niet vergelijkbaar is met het effect van het vrijkomen van dopamine als gevolg van het ontvangen van feedback. In dat geval kan het dus wel zo zijn dat er differentiële ontvankelijkheid bestaat met betrekking tot het DRD4-gen voor het effect van feedback, maar niet voor de toediening van dopamine.
18
Een laatste mogelijke verklaring voor het feit dat er bij jonge kinderen wel
differentiële ontvankelijkheid met betrekking tot het DRD4-gen lijkt te bestaan is het verschil in de hersenontwikkeling en –functie tussen jonge kinderen en studenten. Bij jonge kinderen zijn de hersenen nog minder ver ontwikkeld. In het bijzonder de prefrontale cortex, het gebied dat verantwoordelijk is voor het executief functioneren, ontwikkelt zich relatief laat (Casey, Tottenham, Liston, & Durston, 2005). Het kan zijn dat jonge kinderen die drager zijn van het DRD4-7R allel extra moeite hebben met EF en hierbij dus extra profiteren van het vrijkomen van dopamine als reactie op het ontvangen van feedback.
Conclusie
Er lijkt dus geen relatie te bestaan tussen de toediening van dopamine en de
leesvaardigheid van studenten. Ondanks dat uit eerder onderzoek is gebleken dat het geven van feedback, waarbij er dopamine vrijkomt, wel een positief effect heeft op de
leesvaardigheid van jonge kinderen, lijkt het kunstmatig verhogen van de dopamineafgifte geen invloed te hebben op zowel tekstbegrip als het leren van nieuwe woorden uit een tekst door studenten.
Beperkingen
Er moet worden opgemerkt dat deze resultaten zijn voortgekomen uit de data van een steekproef die uit slechts zeven proefpersonen bestond. Voor een betrouwbaarder resultaat moeten de uitgevoerde data-analyses worden herhaald op de data van een grotere steekproef. Wanneer de dataverzameling van het onderzoek, waarvan voor deze studie een subsample is gebruikt, is afgerond kunnen de resultaten van het huidige onderzoek worden bevestigd of ontkracht.
Daarnaast was een zwak punt van het onderzoek dat de steekproef zeer eenzijdig was, deze bestond enkel uit rechtshandige, vrouwelijke studenten aan de universiteit. Bovendien konden deze vrouwen zichzelf aanmelden, zij werden niet willekeurig uit de populatie
19
gekozen. Deze personen wisten van tevoren dat het onderzoek waaraan zij deel zouden nemen een leesonderzoek betrof. Mogelijk bestaat de steekproef dus voor een groot deel uit
studenten die veel leesmotivatie hadden, dit beïnvloedt de leesprestaties.
De gevonden resultaten zijn dus niet generaliseerbaar naar de gehele populatie Nederlandse studenten. Voor betrouwbaardere informatie over de invloed van
dopaminetoediening op de leesvaardigheid van studenten moet soortgelijk onderzoek uitgevoerd worden bij een steekproef die bestaat uit zowel mannelijke als vrouwelijke studenten met verschillende opleidingsniveaus die willekeurig is geselecteerd uit de gehele populatie Nederlandse studenten.
Aanbevelingen voor vervolgonderzoek
Vervolgonderzoek moet zich richten op het effect van het daadwerkelijk geven van feedback aan studenten bij het lezen. Er werd in het huidige onderzoek verwacht dat het kunstmatig verhogen van de dopamineafgifte hetzelfde effect zou hebben als het vrijkomen van dopamine in de hersenen als gevolg van het ontvangen van feedback. Dit is echter niet aangetoond. Het is daarnaast zeer aannemelijk dat in eerder onderzoek, waarin wel het belang van het geven van feedback voor de leesvaardigheid werd aangetoond, andere factoren van feedback werkzaam waren. Naast dat het ervoor zorgt dat er dopamine wordt afgegeven in de hersenen heeft het geven van feedback nog andere effecten. Feedback kan ten eerste
inhoudelijke suggesties geven voor de verbetering van het leerproces (Dale, 2007). Op basis van deze suggesties kunnen handelingen worden aangepast, waardoor prestaties kunnen verbeteren. Daarnaast bevordert feedback de motivatie van studenten (Dale, 2007), wat een grote rol speelt bij leesvaardigheid. Er is vervolgonderzoek nodig om te achterhalen wat het effectieve aspect van feedback is voor de leesvaardigheid.
Een ander aspect waar vervolgonderzoek zich op kan richten is hersenactiviteit. Een mogelijke verklaring voor het feit dat er bij kleuters en kinderen uit groep drie wel een
20
verband werd gevonden tussen dopamine en leesvaardigheid en bij oudere studenten niet is een verschil in de hersenactiviteit tussen beide doelgroepen. Doordat de hersenen van jonge kinderen nog niet volledig zijn ontwikkeld functioneren deze anders dan de hersenen van studenten. De prefrontale cortex, het gebied dat verantwoordelijk is voor EF, ontwikkelt zich pas relatief laat (Casey, Tottenham, Liston, & Durston, 2005). Hierdoor kan het zo zijn dat het vrijkomen van dopamine een ander effect heeft op het executief functioneren van jonge
kinderen dan op het executief functioneren van studenten, bij wie de prefrontale cortex al wel volledig is ontwikkeld. Het onderzoek, waarvan voor de huidige studie een subsample is gebruikt, bestond voor een deel uit EEG-onderzoeken tijdens het lezen van tekstfragmenten. Wanneer er bij jonge kinderen soortgelijk hersenonderzoek wordt uitgevoerd na de toediening van dopamine of het geven van feedback kan de hersenactiviteit van de verschillende groepen tijdens het lezen van een tekst worden vergeleken om zo mogelijke verschillen in de
21
Literatuur
Aarnoutse, C., van Leeuwe, J., & Verhoeven, L. (2007). Early Literacy From a Longitudinal Perspective. Educational Research and Evaluation, 11(3), 253-275. doi:
10.1080/08993400500101054
Ahlers, A. (2010). Voortgezet technisch lezen: Omgaan met verschillen ter voorkoming van leesproblemen. Nederland, Amersfoort: Drukkerij Wilco.
Anderson, P. (2002). Assessment and development of executive function (EF) during childhood. Child Neuropsychology, 8 (2), 71-82. doi: 10.1076/chin.8.2.71.8724. Bau, C.H.D., Roman, T., Almeida, S., & Hutz, M.H. (1999). Dopamine D4 receptor gene and
Personality dimensions in Brazilian male alcoholics. Psychiatric Genetics, 9, 139-143. Verkregen via http://journals.lww.com/psychgenetics/Abstract/1999/09000/ Dopamine_D4_receptor_gene_and_personality.5.aspx
Belsky, J., Bakermans-Kranenburg, M.J., & van IJzendoorn, M.H. (2007). For better and for worse: Differential susceptibility to environmental influences. Current Directions in Psychological Science, 16, 300-304. doi: 10.111/j.1467-8721.2007.00525.x.
Boonstra, O. (2008). Functioneel analfabetisme in Nederland, 1775-1900. In I. Maas, M. H. D. van Leeuwen, & K. Mandemakers (Red.), Honderdvijftig Jaar Levenslopen: De Historische Steekproef Nederlandse Bevolking (p. 127-148). Amsterdam, Nederland: Amsterdam University Press.
Burgess, A. (2001). A clockwork orange. New York: Norton.
Cartwright, K.B. (2009). The role of cognitive flexibility in reading comprehension: Past, present and future. In S. E. Israel & G. Duffy (Red.), Handbook of research on reading comprehension. (p. 115-139). New York, NY: Routledge.
22
Cartwright, K.B. (2012). Insights from cognitive neuroscience: The importance of executive Function for early reading development and education. Early Education and
Development, 23(1), 24-36. doi: 10.1080/10409289.2011.615025
Casey, B. J., Tottenham, N., Liston, C., & Durston, S. (2005). Imaging the developing brain: what have we learned about cognitive development? Trends in Cognitive Science, 9(3), 104-110. doi: 10.1016/j.tics.2005.01.011
Coady, J. (1993). Research on ESL/EFL vocabulary acquisition: putting in context. In T. Huckin, M. Haines & J. Coady (Red.), Second language reading and vocabulary
Learning (p. 3-23). Norwood, NJ: Ablex Publishing.
Dale, L. (2007). De bijdrage van feedback aan het leren van studenten. In M. Snoek, S. Verbraekenie & D. Weverink (Red.), Eigenaar van kwaliteit: veranderingsbekwame leraren en het publieke onderwijsdebat (p. 43-52). Verkregen via
http://kennisbank.hva.nl/document/477386
Faraone, S.V., Doyle, A.E., Mick, E., & Biederman, J. (2001). Meta-analysis of the association between the 7-repeat allele of the dopamine D4 receptor gene and attention deficit hyperactivity disorder. American Journal of Psychiatry, 158, 1052-1057. doi: 10.1176/appi.ajp.158.7.1052
Hall, S.S., Maltby, J., Filik, R., & Paterson, K.B. (2014). Key skills for science learning: the importance of text cohesion and reading ability. Educational Psychology ,1, 1-25. doi: 10.1080/01443410.2014.926313.
Hoepman, A. M. (2013). Prentenboeken op het smartboard: De invloed van executieve functies op woordenschat en printkennis (Bachelor scriptie, Universiteit van Leiden). Verkregen via https://openaccess.leidenuniv.nl/bitstream/handle/1887/27007/
bachelorscriptie_A.M.Hoepman_1069519_PrentenboekenOpHetSmartboard.pdf?sequ ence=1
23
Huizenga, H., & Robbe, R. (2005). Competentiegericht taalonderwijs. Groningen, Nederland:Wolters Noordhoff.
Kegel, C.A.T., & Bus, A.G. (2013). Links between DRD4, executive attention, and alphabetic skills in a nonclinical sample. The Journal of Child Psychology and Psychiatry, 53(3), 305-312. doi: 10.1111/j.1469-7610.2012.02604.x
Kegel, C. A. T., Bus, A. G., & van IJzendoorn, M. H. (2011). Differential susceptibility in early literacy instruction through computer games: The role of the Dopamine D4 Receptor gene (DRD4). Mind, Brain, and Education, 5, 71-78. doi: 10.1111/j.1751-228X.2011.01112.x
Kortekaas, R. (2007). Het beloningssysteem in de hersenen: weten, meten en ingrijpen. Neuropraxis, 11(2), 38-42. doi: 10.1007/BF03079122
Louisse, E. (2013). Wie leest leert! Over leesstimulering, leesproces en leesprofijt. In J. van Wijk (Red.), Het Voertuig; onderzoeksverslag lectoraat Engels Literatuuronderzoek (p. 26-37). Verkregen via: http://www.driestar-educatief.nl /medialibrary/ Driestar/ Kennisontwikkeling/ Lectoraat%20Engels/Documenten/6-Het-voertuig.pdf#page=27 Pivonello, R. (2005). Dopamine receptor expression and function in the normal and
pathological hypothalamus-pituitary-adrenal axis (Doctoraal proefschrift). Erasmus Medisch Centrum Rotterdam. Erasmus Universiteit.
Posner, M.I., & Rothbart, M.K. (2000). Developing mechanisms of self-regulation. Development and psychopathology, 12, 427-441. Verkregen via:
http://journals.cambridge.org.ezproxy.leidenuniv.nl:2048/action/displayFulltext?type= 1&fid=55134&jid=DPP&volumeId=12&issueId=03&aid=55133&bodyId=&members hipNumber=&societyETOCSession=
(2007). Educating the human brain. Washington, DC: American Psychological Association.
24
Robbins, T.W., & Everitt, B.J. (1999). Drug addiction: Bad habbits add up. Nature, 398, 567- 570. doi:10.1038/19208.
Tripp, G., & Wickens J.R. (2008). Research Review: Dopamine transfer deficit: a
neurobiological theory of altered reinforcement mechanisms in ADHD. Journal of Child Psychology and Psychiatry, 49(7), 691-704. doi:
10.1111/j.14697610.2007.01851.x
van Houtven, T., Peters, E., & El Morabit, Z. (2010). Hoe staat het met de taal van studenten? Exploratieve studie naar begrijpend lezen en samenvatten bij instromende studenten in het Vlaamse hoger onderwijs. Levende Talen Tijdschrift, 3, 28-44. Verkregen via: http://www.lt-tijdschriften.nl/ojs/index.php/ltt/article/view/85/83
van den Bos, K. P., & Nicolay, P.G. (2005). Kan de vaardigheid van begrijpend lezen bij volwassenen met een verstandelijke beperking verbeterd worden? In B. F. van der Meulen, C. Vlaskamp, & K. P. van den Bos (red.), Interventies in de
