Welke executieve functies spelen een belangrijke rol bij de ontwikkeling van hypothesen toetsen?

Welke executieve functies spelen een belangrijke rol

bij de ontwikkeling van hypothesen toetsen?

Regi Hermina

Universiteit van Amsterdam Studentennummer: 10322477 Begeleider: Maartje Raijmakers. Bachelor project 2014-2015

1 Abstract

Kinderen tussen de 4 en 12 jaar blijken moeite te hebben met het bedenken en toetsen van hypothesen. Er zijn ook grote individuele verschillen te vinden onder de kinderen. In dit onderzoek wordt gekeken of de ontwikkeling van specifieke

executieve functies bij een jong kind als een verklaring kan dienen voor het ervaren moeite met hypotheses toetsen. Er werd bij 92 kinderen een categorisatie leertaak afgenomen. Tevens zijn de executieve functies inhibitie, werkgeheugenspan en cognitieve flexibiliteit gemeten bij de kinderen. Uit dit onderzoek bleek dat inhibitie als enige executieve functie gerelateerd is aan de prestatie bij categorisatie leertaken. De overige executieve functies bleken hier geen relatie mee te hebben. Deze

2 Welke executieve functies spelen een belangrijke rol bij de ontwikkeling van

hypothesen toetsen? Introductie

Categoriseren is een algemene vaardigheid om objecten in te delen en te ordenen op bepaalde kenmerken (Huang-Pollock, Maddox en Karalunas, 2011). Bij categorisatie is het van belang dat men kenmerken duidelijk kan onderscheiden. Een manier om de relevantie van verschillende kenmerken te leren is hypothesen toetsen. Een voorbeeld hiervan is wanneer een jong kind dat net heeft geleerd hoe een hond eruitziet, vraagt of een kat ook een hond is. Een kat komt op zekere kenmerken overeen met een hond, maar niet op alle. Beide dieren lopen bijvoorbeeld op vier poten, maar honden produceren andere geluiden dan katten. Het kind vraagt of er een onderscheid tussen beide dieren gemaakt moet worden of niet. Het kind is dus aan het toetsen of een kat voldoet aan dezelfde kenmerken als een hond. Het leren van hypothesen toetsen kent 3 aspecten: Er moet een hypothese geformuleerd worden, gebaseerd op observaties die gemaakt zijn. Vervolgens wordt de

geformuleerde hypothese getoetst door een regel toe te toepassen. Tenslotte wordt een toegepaste regel geëvalueerd aan de hand van feedback, en zo nodig aangepast.

De ontwikkeling van het toetsen van hypothesen bij kinderen is veel onderzocht aan de hand van categorisatie leertaken. Categorisatie leertaken zijn taken waar deelnemers objecten in categorieën moeten verdelen gebaseerd op bepaalde regels. Uit het onderzoek van Rabi en Minda(2014) bleek dat kinderen tussen 3 en 5 jaar minder goed leren categoriseren via het toetsen van hypothesen. In dit onderzoek werd de prestatie op categoriseren vergeleken tussen volwassenen en kinderen tussen 4 en 11 jaar. Prestatie bij categoriseren werd gemeten aan de hand van een taak waarbij kinderen door trial-en-error stimuli moesten leren classificeren in twee categorieën. Uit het onderzoek bleek de prestatie te verbeteren met de leeftijd, en bleken kinderen andere strategieën te hanteren om stimuli te

3 niveau en bleken moeite te hebben met het onderscheiden van stimuli en het efficiënt toetsen van hypothesen. Deze leeftijdsgroep bleef constant fouten maken. Kinderen van 10 jaar presteerden echter net zo goed als volwassenen. De verschillen bij het leren van categoriseren konden deels verklaard worden door executieve functies. Executieve functies zijn hogere controlefuncties van het brein, die een grote rol spelen bij vele gedragingen, waaronder concentreren en aandacht schenken (Diamond, 2013). De executieve functies werden apart gemeten aan de hand van hiervoor bestemde taken, zoals een digit span taak voor het meten van het korte termijn geheugen (zie materialen). Er werd een positieve samenhang gevonden tussen prestatie op categorisatie taken en de ontwikkeling van executieve functies. Een soortgelijke samenhang, tussen de ontwikkeling van executieve functies en het toetsen van hypothesen, werd ook gevonden in het onderzoek van Schmittmann, Visser en Raijmakers ( 2006). In dit onderzoek worden daarnaast nog andere mogelijke variabelen ter suggestie gegeven, die de prestatie op categorisatie taken die gebaseerd zijn op regels, zouden kunnen beïnvloeden. Namelijk het aantal onderscheidende dimensies, stimuli en de structuur van de regels die geleerd moesten worden. Zowel executieve functies, leeftijd en de vorm van de stimuli zouden dus invloed op de prestatie van kinderen op categorisatie leertaken kunnen hebben.

In deze introductie zal besproken worden wat de relatie is tussen executive functies en categorisatieleren. Vervolgens wordt de ontwikkeling van de

afzonderlijke executieve functies beschreven. Tenslotte zullen de onderzoeksvragen beschreven worden en de opzet van het onderzoek.

Executieve functies

Huang-Pollock Maddox en Karalunas (2011) laten zien dat studenten sneller leren dan kinderen op meerdere categorisatie-paradigma’s. In het onderzoek werden de leerprestaties van kinderen en studenten vergeleken bij categorisatie taken. De taak was door middel van het toetsen van hypothesen de correcte categorisatie regel

4 te vinden, die steeds op één stimuluskenmerk gebaseerd was zoals bijvoorbeeld kleur of vorm. Uit het onderzoek kwam naar voren dat het vermogen om irrelevante stimuluskenmerken te inhiberen een mogelijke verklaring is voor het gevonden verschil tussen kinderen en studenten. In onderzoek van Huang-Pollock et al. (2011) werd ook een relatie gevonden tussen categorisatie-leren en executieve functies. De specifieke executieve functies die een belangrijke rol leken te spelen verschilden echter sterk in de onderzoeken van Huang-Pollock et al. (2011) en Rabi en Minda (2014). De inconsistentie betreffende de hoofdvoorspellers bij de resultaten van eerder genoemde onderzoeken roept de volgende vraag op, welke cognitieve processen zijn daadwerkelijk het meest bepalend voor hypothese toetsing.

De ontwikkeling van executieve functies

De prefrontale cortex (PFC) ondergaat belangrijke veranderingen van de kindertijd tot jonge volwassenheid (Bunge & Zelazo, 2006). De ontwikkeling van de PFC heeft invloed op de cognitieve processen die ten grondslag liggen aan

categorisatie. In het onderzoek van Duijvenvoorde, Zanolie, Rombouts, Raijmakers en Crone (2008) is hier evidentie voor gevonden. Zo bleek dat kinderen naarmate ze ouder werden meer gebruik gingen maken van hun PFC bij hypothese toetsing.

Hiermee lijken de cognitieve processen gerelateerd te zijn aan de prestatie op categorisatie taken. Het is van belang dat achterhaald wordt welke vermogens

bepalend zijn voor categorisatie en hypothese toetsing. Hiermee zou een beter begrip kunnen ontstaan ten aanzien van de ontwikkeling van executieve functies en de PFC. En ten aanzien van de vraag waarom kinderen naarmate ze ouder worden steeds beter presteren op categorisatie taken en hypothese toetsing (Huizinga, Dolan & van der Molen. 2006). Een wetenschappelijke discussie is gaande over welke executieve functies onderscheiden moeten worden. In dit onderzoek is ervoor gekozen om de benadering van Diamond (2013) te volgen. Diamond onderscheidt de volgende executieve functies: werkgeheugen, inhibitie en cognitieve flexibiliteit. In het artikel

5 van Rabi en Minda (2014) wordt er gesproken over inhibitie en werkgeheugen als mogelijke onderliggende processen bij hypothesetoetsing. Vooral werkgeheugen leek hier sterk in te mediëren. Alle drie lijken ze in zekere mate een rol te spelen bij

categoriseren en hypothesetoetsing. Het is echter nog niet bekend of alle executieve functies een even grote rol spelen of dat de één een grotere rol speelt dan de ander. Onderzoek is hier tegenstrijdig over, zoals gezien bij Rabi en Minda (2014), Huang-Pollock et al. (2011) en Schmittmann et al. (2006). Dit onderzoek heeft dan ook als doel antwoord te geven op de volgende vraag: ‚Welke executieve functies zijn bepalend bij hypothesetoetsing?‛

Inhibitie.

Inhibitie is het vermogen om aandacht, gedrag, gedachten en emoties te kunnen beheersen en te onderdrukken en gepast gedrag uit te voeren in plaats van toegeven aan een interne of externe drang (Diamond, 2013). Inhibitievermogen geeft ons de mogelijkheid om in zekere mate ons gedrag opzettelijk te controleren. Er worden verschillende typen inhibities onderscheiden, waaronder aandacht inhibitie en cognitieve inhibitie. Aandacht inhibitie is het vermogen om selectief de aandacht te richten op een gekozen stimuli en aandacht voor overige stimuli te onderdrukken. Cognitieve inhibitie is een vaardigheid om selectief mentale representaties te

onderdrukken, zoals ongewenste gedachtes en herinneringen. Inhibitie ontwikkelt zich geleidelijk tot na de adolescentie, waarna het weer geleidelijk afneemt (Hasher & Zacks, 1988). Kleine kinderen zijn vaak geneigd direct af te gaan op wat het eerste in hen opkomt. Zo blijken jonge kinderen van 6 tot 12 maanden geneigd om direct op een zichtbare beloning af te gaan, ook al verstoort een transparante barrière hun route. Als de barrière echter ondoorzichtig wordt, is die drang er niet meer en gaan de kleintjes om de barrière heen. Cognitieve inhibitie is belangrijk bij categorisatie. Kinderen zijn geneigd hun eerste ingeving vast te houden. Afhankelijk van hun vermogen tot cognitieve inhibitie ervaren zij weinig tot veel moeite met het

6 ingeving moeilijker maakt. Uit het onderzoek van Rabi en Minda (2014) bleek dat hogere scores op cognitieve inhibitie gerelateerd zijn aan betere prestaties bij

categorisatietaken. Echter, de score op cognitieve inhibitie verklaarde de prestatie op categorisatie leertaken slechts voor een klein gedeelte.

Werkgeheugen capaciteit.

Werkgeheugen capaciteit (WG) bepaalt de vaardigheid om informatie tijdelijk op te kunnen slaan en mentaal te kunnen bewerken (Diamond, 2013). Het kunnen manipuleren van de opgeslagen informatie, is het grootste verschil met het korte termijn geheugen. Werkgeheugen capaciteit wordt onderverdeeld in twee

categorieën die gebaseerd zijn op de context van de stimuli. Zo bestaat er het verbaal werkgeheugen en het non-verbaal (visio spatiale) werkgeheugen. Het kunnen

onthouden van informatie ontwikkelt zich al op een jonge leeftijd; zelfs kinderen jonger dan 12 maanden kunnen één of twee dingen voor een langere tijd onthouden. (Diamond, 2013). Het ontwikkelingsproces om veel informatie te kunnen onthouden en verwerken, verloopt langzaam en duurt relatief lang (Davidson et al., 2006). Werkgeheugen zou belangrijk kunnen zijn bij categorisatie vanwege de noodzaak om een hypothese te kunnen opslaan en aan te passen waar nodig, om door middel van toetsing te achterhalen of iets klopt of niet. In het onderzoek van Rabi en Minda (2014) en Schmittmann et al. (2012) bleek er een positieve relatie te zijn gevonden tussen de capaciteit van het werkgeheugen en prestatie op categorisatie. De verhoogde prestatie op categorisatie taken bij toenemende leeftijd bleek deels gemediëerd te worden door werkgeheugen.

Cognitieve flexibiliteit.

Cognitieve flexibiliteit (CF) is de derde executieve functie en bouwt voort op de eerste twee. Het ontwikkelt zich veel later bij kinderen dan de eerste twee

7 Cognitieve flexibiliteit houdt onder andere in het vermogen om stimuli vanuit

verschillende standpunten te bekijken (Diamond, 2013). Twee voorbeelden hiervan zijn spatiaal- en interpersoonlijke standpunten. Bij een spatiaal standpunt wordt een object vanuit een ander perspectief mentaal gereproduceerd. Bij een interpersoonlijk standpunt gaat het om het perspectief van de ander, men kan zich bijvoorbeeld afvragen hoe iemand iets beleefd. Om iets vanuit een ander perspectief te kunnen zien, is inhibitie nodig om onze eigen perceptie te onderdrukken en WG om een nieuw perspectief te activeren. Een ander aspect van CF is het kunnen aanpassen van de denkwijze, bijvoorbeeld bij een raadsel. Als de eerste ingeving onjuist blijkt te zijn, vraagt dat om een andere visie of aanpak. Het kunnen switchen tussen twee objecten ontwikkelt zich al rond de vier tot zes maanden, en met de tijd ontwikkelen kinderen ook de vaardigheid om te kunnen switchen tussen interne representaties, en stimuli uit de omgeving (Rothbart & Posner, 2001). Een simpele vorm van een switch bij CF is de dimensie switchen. Bijvoorbeeld als bij een taak links wordt geassocieerd met een vierkant en rechts met een cirkel. Als er opeens van een deelnemer wordt gevraagd links te associëren met een driehoek, dan heet dit within dimension

switching. Kinderen van 2,5 jaar kunnen al presteren op zulke taken (Perner & Lang, 2002). Het vermogen voor within dimension switching ontwikkelt zich eerder dan het vermogen om van stimulus dimensie te veranderen, extra-dimensioneel switchen, wat inhoudt van een stimulus als kleur te wisselen naar een stimulus als vorm. Dit ontwikkelt zich meestal rond het vierde of vijfde levensjaar. Het kunnen wisselen van stimulus dimensie, en het kunnen onderscheiden wat veranderd moet worden aan de hypothesen om ze kloppend te maken zou belangrijk kunnen zijn bij

categorisatie. Als een deelnemer zijn aandacht niet van de ene dimensie kan

omzetten naar een andere dimensie zal hij/zij een foute hypothese blijven maken. Er is weinig onderzoek gedaan naar het directe effect van cognitieve flexibiliteit op categorisatie. Kharitonova & Munakata (2011) vonden in hun onderzoek dat

8 kinderen die sterk waren in switchen een relatief hoger IQ hadden, maar dat dit IQ niet relateerde aan prestatie op andere taken.

Deze studie

In het huidige onderzoek is bekeken welke executieve functies een belangrijke rol spelen bij hypothese toetsing om door middel van verschillende regels te leren categoriseren. Verder werd onderzocht of het leren van een categorisatie waarbij feedback ambigukan zijn, moeilijker is dan een categorisatie waarbij de feedback nooit ambigu is(zie materialen). Naast het laten uitvoeren van een categorisatietaak werden bij een grote groep kinderen (tussen 4 en 12 jaar oud) de drie kern executieve functies inhibitie, cognitieve flexibiliteit en werkgeheugen capaciteit apart gemeten.

Methode Deelnemers

Er deden 92 kinderen mee tussen de 4 en 12 jaar. De verhouding tussen mannelijke deelnemers (54) en vrouwelijke deelnemers (38) was relatief gelijk. Van de 92 kinderen hadden 6 kinderen niet alle taken afgemaakt. Deze zijn niet

meegenomen in de resultaten. Kinderen zijn geworven in science center NEMO, en vanuit twee basisscholen. De eerste basisschool is gelegen in de omgeving

Amsterdam, de tweede basisschool is gelegen in omgeving Utrecht. De kinderen werden alleen gematched op leeftijd. Het inclusie-criterium was leeftijd (niet jonger dan 4 jaar en niet ouder dan 12). Het onderzoek is goedgekeurd door de ethische commissie van de Universiteit van Amsterdam. Het informed consent is actief bij Nemo verzameld. Bij de basisscholen is er gebruik gemaakt van passieve

toestemming. Voor deelname aan het onderzoek kregen de deelnemers geen vergoeding.

9 Het onderzoek vond plaats op meerdere locaties, te weten op science center

Nemo en twee basisscholen. In science center Nemo verliep het onderzoek als volgt: kinderen werden gevraagd mee te doen door hun ouders aan te spreken en om toestemming te vragen. Er konden twee kinderen tegelijk getest worden. Als de ouders en kinderen mee wilden doen, werden ze uitgenodigd naar een kamer waar de laptops en taken al klaar stonden. De ouders tekenden een actieve toestemming. Bij de basisscholen werden de kinderen in tweetallen uit de klas opgehaald om mee te doen met de taken. Aan de kinderen werd verteld dat ze spelletjes gingen spelen, waarvan een aantal op de computer. De taken werden altijd in deze volgorde

afgenomen:

 leertaak

 switch taak

 werkgeheugentaak

 flankers

Aan het begin van elke taak werd mondeling en met visuele ondersteuning uitgelegd wat de bedoeling was. Eerst werd de leertaak, daarna de switch taak afgenomen op de computer. De taken waren zodanig geprogrammeerd dat wanneer de deelnemer klaar was met de leertaak, de switchtaak automatisch volgde. Na de switchtaak werden de laptops even opzij gezet, werden de blokjes en het boekje van de werkgeheugentaak erbij gepakt en werd aan de deelnemer uitgelegd wat de

bedoeling was van de taak. De deelnemers kregen steeds vijf seconden lang plaatjes in een bepaalde volgorde te zien, die daarna in omgekeerde volgorde neergelegd moesten worden. Als een deelnemer drie keer achter elkaar een fout maakte, werd de taak stop gezet. Na de werkgeheugentaak gingen de deelnemers weer verder op de laptop voor de flankers taak. Deze taak werd uitgelegd en er werd aan de

deelnemers gevraagd zo snel en zo goed mogelijk de taak te volbrengen. Tenslotte werd een taak afgenomen die niet relevant is voor dit onderzoek en werden de kinderen afhankelijk van de locatie weer terug gebracht naar het klaslokaal of

10 opgehaald door hun ouders bij science center Nemo. Het gehele proces duurde

ongeveer 20-40 minuten, afhankelijk van de deelnemer. Materiaal

In deze deels correlationele/experimentele studie werd gebruik gemaakt van cognitieve taken op de computer en van materialen.

Leertaak. De leertaak was een discrimination learning task. Om hypothese toetsing te meten, is er in dit onderzoek gebruik gemaakt van een aangepaste versie van een leertaak, zoals gebruikt in Schmittmann et al. (2012). Het houdt in dat bij iedere trial het kind steeds twee figuren krijgt te zien, waarvan het er één moet kiezen. Na de keuze krijgt het kind te zien of het gekozen plaatje correct is. De leertaak werd onderverdeeld in een conditie met ambigue en niet-ambigue stimuli. Ieder kind maakte één leertaak uit één van de twee condities. In de conditie met ambigue stimuli is het mogelijk dat een deelnemer een regel correct denkt te hebben (bijvoorbeeld ‚rood is goed‛) en het antwoord goed heeft, zonder dat hij/zij de juiste regel (bijvoorbeeld ‚slakken zijn goed‛) heeft gevonden. De kinderen krijgen twee plaatjes te zien van een blauwe kikker of een rode slak en een geel konijn of groene kip. Een van de twee plaatjes is steeds het goede plaatje. Bij een niet-ambigue stimulus kan de deelnemer geen algemene regels hebben die te gebruiken zijn voor alle stimuli. Er moeten twee regels onthouden worden, bijvoorbeeld ‚geel is goed‛ of ‚rood is goed‛ en ‚slak is goed‛ of ‚konijn is goed‛. De taak begon met 6 blanco

trials, waarmee stimulus-voorkeuren gemeten konden worden. Bij de zes blanco

trials werd geen feedback gegeven. Op basis van de antwoorden op de blanco trials werd de regel geselecteerd waarop de kinderen moesten leren categoriseren. Als de voorkeur gebaseerd was op kleur, werd de correcte regel gebaseerd op vorm en vice versa. Bij de daarop volgende 32 trials werd feedback gegeven door middel van een gele lachende emoticon bij een goed antwoord, en een rode verdrietige emoticon bij een fout antwoord. De uitkomstmaat is: de proportie correct bij vier

11 Een voorbeeld van de aangeboden stimuli in de ambigue conditie is te zien in figuur 1. In de niet-ambigue conditie moesten de kinderen steeds kiezen tussen een blauwe kikker en rode slak of tussen een geel konijn en een groene kip.

Figuur 1. Voorbeeldstimuli van de ambigue leertaak

De leertaak werd afgenomen op een Touch screen laptop waarop de deelnemers hun keuze moesten aantikken.

Cognitieve flexibiliteit. Cognitieve flexibiliteit werd gemeten met een

gecomputeriseerde switch taak. Bij deze taak werd eerst kort een abstracte dimensie aangeboden, zoals een kleur of een dier. Hierop volgden twee gelijksoortige stimuli met verschillende dimensies en moest de deelnemer de stimulus kiezen die overeen kwam met de eerst vertoonde stimulus. Een voorbeeld is te zien in figuur 2. Er waren in totaal drie blokken van acht trials waar de deelnemers steeds expliciet de regel te zien kregen waar op gesorteerd moest worden; vorm of kleur. De regels voor het switchen werden door de onderzoeker uitgelegd. De uitkomstmaat is de

reactietijd bij het wisselen van regels tijdens de drie achtereenvolgende blokken van ieder 8 trials. Er werd hier geen feedback gegeven. De taak werd afgenomen op een Touch screen laptop waar de deelnemers hun keuze moesten aantikken

12

Figuur 2. Switchtaak: Het linker plaatje is een voorbeeld van een abstracte dimensie

(in dit voorbeeld de kleur oranje). In het rechter plaatje moest een deelnemer kiezen tussen de foutieve paarse vis of het correcte oranje varken.

Flankers. De flankers taak is gebaseerd op de Eriksen flanker taak om inhibitie te meten, zoals gebruikt in Huizinga et al. (2006). Er waren 36 trials. Deelnemers kregen een rij van 5 visjes te zien. En moesten aangeven welke kant het middelste visje opzwom. De stimulus was congruent of incongruent. Als het middelste visje in dezelfde richting zwom als de overige vier visjes, dan was de stimulus congruent. Als het middelste visje in de tegenovergestelde richting zwom van de overige vier visjes, dan was de stimulus incongruent. De kinderen moesten hun antwoord geven door op een toetsenbord op een knop te drukken om een richting aan te geven, ‘Z’ voor links en ‘/’ voor rechts. Figuur 3 toont een illustratie. De uitkomstmaat is de reactietijd van het richting aangeven bij alle 36 trials. De taak werd afgenomen op een laptop, waarbij de deelnemers hun keuze moesten geven via een keyboard.

Figuur 3. Zowel congruente als niet congruente stimuli van de flankers.

Werkgeheugentaak.Tenslotte werd de geheugentest van de Rakit gebruikt

(Bleichrodt, Drenth, Zaal & Resing, 1984). Er is alleen gebruikt gemaakt van de backward span om werkgeheugen te meten. De deelnemers kregen een oplopende reeks van plaatjes te zien voor gedurende 5 seconden, tot een maximum van 9 verschillende plaatjes. De plaatjes werden gepresenteerd vanuit een boekje. De deelnemers moesten de onthouden stimuli presenteren met blokjes die identieke plaatjes bevatten als die in het boekje. De deelnemer werd gevraagd om de stimulus

13 te onthouden en in omgekeerde volgorde te reproduceren. Dit is geïllustreerd in figuur 4. De drie stimuli boven zijn de plaatjes die de deelnemer moest onthouden, en de drie stimuli onder zijn hetgeen wat verwacht werd van de deelnemer om te reproduceren. De Rakit ging door totdat de deelnemer drie achtereenvolgende fouten maakte of totdat er negen plaatjes tegelijkertijd werden vertoond en correct gereproduceerd. Kinderen tussen de 4 jaar en 6 jaar en 10 maanden begonnen met 2 plaatjes, kinderen boven 6 jaar en 10 maanden begonnen met 3 plaatjes. De plaatjes werden tweemaal gepresenteerd in verschillende volgorde voordat er een plaatje werd toegevoegd. De uitkomstmaat is het bereikte niveau van het aantal plaatjes dat goed werd gereproduceerd.

Figuur 4. de drie stimuli boven is hetgeen de deelnemer moest onthouden, en de drie

stimuli onder is hetgeen wat verwacht werd van de deelnemer om te reproduceren. Resultaten

De data werd op de volgende wijze geanalyseerd: ten eerste werden er frequentie- en correlatieanalyses uitgevoerd om te controleren voor mogelijke confounds. De

correlaties tussen leeftijd en de executieve functies zijn geïllustreerd in tabel 1.

Tabel 1

correlaties van leeftijd met de executieve functietaken.

Correlaties Flankers reactietijd Switchtaak Werkgeheuge n taak Leertaak Pearson Correlatie(leeft -0,238 -0,246 0,575 -,166

14 ijd) Significantie (p) ,006 ,004 ,000 ,051 Aantal deelnemers 131 138 138 138

Zoals geïllustreerd in tabel 1. blijkt dat leeftijd significant correleerde met de reactietijd van de flankers, de switch taak en de werkgeheugen taak. Tevens correleert het marginaal met de leertaak. Verder blijkt alleen geheugenspan een positief gemiddelde correlatie te hebben met R = 0.575 p = < .001. De overige taken hadden een lage negatieve correlatie. Dit was conform verwachting.

Ten tweede is er om het daadwerkelijke leerproces van de leertaken te analyseren, gebruikt gemaakt van een repeated measure anova. Mauchly’s test liet blijken dat sphericiteit was geschonden x2_{(5) = 37.7, p = <.001. Om die reden zijn de} vrijheidsgraden gecorrigeerd door middel van de Huynh-Feldt schatting van

sphericiteit (.866). Uit de analyse bleek het leerproces alleen kwadratisch significant gerelateerd aan leeftijd F(3, 264) = 3.344, p = 0.026. Het leerproces wordt zowel voor de ambigue als non ambigue conditie geïllustreerd in Figuren 1 en 2, respectievelijk voor kinderen onder 7 jaar (jong) en ouder dan 7 jaar (oud).

15

Figuur 1. Ontwikkeling Niet ambigu voor kinderen jonger en ouder dan 7 jaar.

Figuur 2. Ontwikkeling Ambigu conditie voor deelnemers jonger en ouder dan 7 jaar

Tenslotte is er als hoofdanalyse een multinomiale logistische regressie analyse met de leertaak als afhankelijke maat. De uitkomst maten van de taken zoals reactie tijd van de flankers en score op werkgeheugen taak en switchtaak werden

geïmplementeerd als co- variaten, en de condities (ambigu/niet ambigu) dienden als factoren. De analyse werd uitgevoerd om te achterhalen welke executieve functie de prestatie op de taak het beste verklaarde.

16 In tabel 2 worden de resultaten van de analyse weergeven. Hieruit blijkt dat conditie x2_{(2) = (9.352, p = 0.009), leeftijd x}2_{(2) = (6.123, p = 0.047) en een interactie tussen de} reactietijd van de flankers en de conditie x2_{(2) = (14.292, p = 0.001) een voorspellende} waarde hadden voor de prestatie van de leer taak. De overige variabelen hadden geen significante bijdrage. Het interactie-effect tussen de reactietijd van de flankers en de conditie is geïllustreerd in figuur 5.

Tabel 2

Relatie tussen variabelen

Chi-Square (x2_{) Significantie (p)} werkgeheugentaak ,100 ,951 switchtaak 1,172 ,556 Flankers reactietijd 0,000 leeftijd 6,123 ,047 conditie 9,352 ,009 Interactie flankersreactietijd*conditie 14,292 ,001

17

Figuur 5: Het interactie-effect tussen de reactietijd van de flankers en de conditie

verdeeld over deelnemers met een hoog en laag inhibitie vermogen. Hoge en lage inhibitie is berekend door de mediaan te nemen als ‚cutoff‛ waarde.

Conclusie/Discussie

In dit onderzoek zijn de drie belangrijkste executieve functies, te weten

inhibitie, cognitieve flexibiliteit en werkgeheugen capaciteit, apart getest bij kinderen tussen 4 en 12 jaar, en is er onderzocht welke executieve functies een belangrijke rol spelen bij hypothese toetsen om een regel-gebaseerde classificatie te leren. Verder is er ook onderzocht of het type regel dat geleerd moet worden, gerelateerd was aan de prestatie op de taken. Uit het onderzoek bleek er een verschil te zijn in het leerproces tussen de ambigue en niet-ambigue leertaken. Alle kinderen leerden uiteindelijk de regel bij beide taken. Bij de niet-ambigue leertaak werd de regel relatief snel geleerd. Echter bleken kinderen bij de ambigue leertaak een stroevere leercurve te hebben en

75,0% 38,1% 81,0% _{76,9% 78%} 60% 12,5% 28,6% 14,3% 0,0% 13% 13% 12,5% 33,3% 4,7% 23,1% 9% 28% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 1(hoog inhibitie) 2(zwak inhibitie) 1(hoog inhibitie) 2(zwak inhibitie) 1(hoog inhibitie) 2(zwak inhibitie)

Ambigu niet ambigu Totaal

learn category 3 learn category 2 learn category 1

18 leerden zij de regel langzamer in vergelijking met de kinderen bij de niet-ambigue leertaken. Deze leercurve uitte zich bij zowel oudere (7+) als jongere (7-) kinderen, echter met een verminderd effect bij de oudere deelnemers.

Er is een interactie gevonden tussen de beide leertaken en inhibitie-vermogen. Deze interactie lijkt de snelheid waarmee de taken geleerd worden te verklaren. Van de drie onderzochte executieve functies bleek inhibitie het meest bepalend. Zowel cognitieve flexibiliteit als werkgeheugenspan bleken beiden, geen significante relatie te hebben met hypothese toetsing. Leeftijd bleek wel een significante relatie te

hebben met hypothese toetsing. De resultaten van dit onderzoek stroken niet met de uitkomsten van eerder onderzoek. Rabi en Minda (2014) vonden dat werkgeheugen sterk medieerde met de prestatie op leertaken. In dit onderzoek is die bevinding echter niet gerepliceerd. Een mogelijke verklaring voor de gevonden verschillen tussen dit onderzoek en het onderzoek van Rabi en Minda (2014) is het verschil in gebruikte taken voor werkgeheugen. Er is in het onderzoek van Rabi en Minda(2014) gebruik gemaakt van zowel een forward als een backward digit span, en deze werd auditief gepresenteerd. In het huidige onderzoek is er gebruik gemaakt van een visuele presentatie en is er in verband met tijdgebrek bewust gekozen om geen forward span af te nemen. In beide onderzoeken is er een effect gevonden bij

inhibitie. In het onderzoek van Rabi en Minda(2014) bleek inhibitie zwak te mediëren op de prestatie van leertaken. In dit onderzoek bleek inhibitie de prestatie op de leertaken juist het meest te bepalen van alle onderzochte executieve functies. Een mogelijke verklaring voor het gevonden verschil is de gebruikte uitkomstmaat. Er is in dit onderzoek gekozen om gebruik te maken van de reactietijd, in plaats van prestatie zoals bij Rabi en Minda(2014). De reden om reactietijd in plaats van prestatie te gebruiken wordt later toegelicht.

Tenslotte blijkt dat het type regel dat geleerd moest worden effect heeft op de prestatie van de taken. Kinderen in de niet- ambigue conditie leerden de taken

19 verklaring hiervoor wordt verderop ingegaan. Het gevonden verschil met betrekking tot het leerproces tussen ambigu en niet- ambigu ondersteunt de hypothesen uit het onderzoek van Schmittmann et al. (2006), waarin wordt gesuggereerd dat het aantal dimensies en stimuli, de prestatie op leertaken kunnen beïnvloeden. De invloed op de taken in het huidige onderzoek was echter tegen verwachting in. Er werd

verwacht dat de ambigue stimuli die minder dimensies bevatten makkelijker te interpreteren en te leren zouden zijn voor kinderen. Echter blijkt uit de resultaten van dit onderzoek dat kinderen regels bij niet ambigue stimuli sneller doorhadden.

Bij het interpreteren van de resultaten zijn er echter alternatieve verklaringen die overwogen moeten worden. Ten eerste is het mogelijk dat de gebruikte taak om inhibitie te meten, namelijk de flankers taak, niet uitdagend genoeg was voor de deelnemers. Er zijn namelijk relatief weinig fouten gemaakt. De correlatie met leeftijd is mogelijk lager, omdat er weinig fouten gemaakt zijn. Er was namelijk weinig tijdsdruk voor de deelnemers. De goede prestatie op de flankers taak zou het effect van inhibitie te sterk kunnen representeren. Er zou dan mogelijk sprake kunnen zijn van een plafond- effect. Om een plafond- effect te vermijden, is naar reactietijd en aantal correcte antwoorden gekeken. Bij vervolgonderzoek is het geschikter een flankers taak af te stemmen op de leeftijd van het kind, bijvoorbeeld door tijdsdruk toe te voegen, of een ander taak te gebruiken om inhibitie te meten. Verder is er een mogelijkheid dat de deelnemers verveeld zijn geraakt tijdens het afnemen van de taken. Het onderzoek werd gehouden onder jonge kinderen met een beperkte

concentratieboog. Tijdens de afname van de taken bleek dat vooral de 4- en 5 jarigen lang over de taak deden (tot wel 45 minuten). Het is mogelijk te veel gevraagd voor kinderen van 4 of 5 jaar om 45 minuten lang geconcentreerd taken uit te voeren. Dit zou de lage correlatie met leeftijd op de executieve functies (met werkgeheugen als uitzondering) kunnen verklaren. De kinderen waren mogelijk al moe van de leertaak voordat ze aan de executieve functies begonnen, omdat het allemaal zo lang duurde. Een andere mogelijkheid is dat deelnemers besloten te gokken om de taken sneller af

20 te maken. Dit kan de data negatief hebben beïnvloed, omdat er dan een onjuiste meting heeft plaatsgevonden. Een derde discussiepunt is of de switchmaat wel een goede keuze was. Er is geen correlatie met leeftijd gevonden, wat tegen de

verwachting ingaat. Eerder onderzoek toont aan dat naarmate deelnemers ouder worden, ze beter presteren op executieve functie taken (Huizinga et al., 2006). Er zou tenminste een zwakke correlatie verwacht worden. Dat er helemaal geen correlatie is gevonden, doet de gekozen switchmaat in twijfel trekken. Het was de eerste taak na de leertaak. Mogelijk waren veel kinderen al moe van de leertaak. Dit heeft als gevolg dat cognitieve flexibiliteit mogelijk niet voldoende gerepresenteerd is in dit onderzoek. Dit kan inhouden dat het niet zeker is of cognitieve flexibiliteit wel of niet een belangrijke rol speelt bij hypothese toesing. Verder onderzoek zal nodig zijn om dit te bevestigen, met eventueel een andere taak om cognitieve flexibiliteit te meten.

Verder is er een hoofdeffect gevonden bij conditie. De prestaties op de

leertaken bleken ongeveer met elkaar overeen te komen. Dit is tegen de verwachting in. Men zou denken dat een ambigue regel makkelijker te vinden is, omdat er slechts sprake is van één dimensie. Uit dit onderzoek blijkt dat deze echter moeilijker wordt gevonden dan niet-ambigue regels. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat

kinderen vaak teveel blijven hangen bij de goede feedback die zo nu en dan wordt gegeven (Huizinga et al., 2006). Dit zou het leren van regels moeilijker kunnen maken. Meer onderzoek is nodig om te achterhalen of de hypothesen van Huizinga daadwerkelijk dit effect kan verklaren, en of er geen alternatieve verklaringen hiervoor gevonden kunnen worden.

Tenslotte is er bij de flankersreactietijd een significant hoofdeffect gevonden en een interactie- effect tussen conditie en de flankers reactietijd. Het blijkt dat de deelnemers die goed presteerden op de flankers (dus een hoge reactietijd hadden en goede antwoorden gaf) ook goed presteerden op de leertaken. Vooral bij de ambigue leertaak is het verschil in prestatie erg groot tussen de deelnemers met een hoge en lage inhibitie. Deze bevinding lijkt de hypothese dat inhibitie een grote rol speelt bij

21 hypothese toetsing te ondersteunen. Het zou interessant zijn om te kunnen

achterhalen in hoeverre inhibitie bepalend is bij categorisatie en of er ook

uitzonderingen zijn, zoals dat mogelijk het geval is bij abstracte stimuli. Hiernaar kan vervolgonderzoek worden verricht. Uit dit onderzoek blijkt dat van alle executive functies, er maar één echt bepalend is voor de prestatie op leertaken, namelijk inhibitie.

22 Referenties

Bleichrodt, N., Drenth, P. J. D., Zaal, J. N., & Resing, W. C. M. (1984). Revisie Amsterdamse Kinder Intelligentie Test, RAKIT.

Bunge, S. A., & Zelazo, P. D. (2006). A brain-based account of the development of rule use in childhood. Current Directions in Psychological Science, 15(3), 118-121. doi:

10.1111/j.0963-7214.2006.00419.x

Davidson, M. C., Amso, D., Anderson, L. C., & Diamond, A. (2006). Development of cognitive control and executive functions from 4 to 13 years: Evidence from

manipulations of memory, inhibition, and task switching. Neuropsychologia, 44(11), 2037-2078. doi:10.1016/j.neuropsychologia.2006.02.006

Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual review of psychology, 64, 135. doi: 10.1146/annurev-psych-113011-143750

Huang-Pollock, C. L., Maddox, W. T., & Karalunas, S. L. (2011). Development of implicit and explicit categorisatie. Journal of experimental child psychology, 109, 321-335.

doi:10.1016/j.jecp.2011.02.002

Huizinga, M., Dolan, C. V., & van der Molen, M. W. (2006). Age-related change in executive function: Developmental trends and a latent variable analysis. Neuropsychologia, 44(11), 2017-2036. doi:10.1016/j.neuropsychologia.2006.01.010

Kharitonova, M., & Munakata, Y. (2011). The role of representations in executive function: investigating a developmental link between flexibility and abstraction. Frontiers in psychology, 2. doi: 10.3389/fpsyg.2011.00347

Perner, J., & Lang, B. (2002). What causes 3‐year‐olds' difficulty on the dimensional change card sorting task?. Infant and child development, 11(2), 93-105. doi: 10.1002/icd.299

Rabi, R., & Minda, J. P. (2014). Rule-based category learning in children: the role of age and executive functioning. PloS one, 9(1), e85316.doi:10.1371/journal.pone.0085316

Rothbart, M. K., Ahadi, S. A., Hershey, K. L., & Fisher, P. (2001). Investigations of

temperament at three to seven years: The Children's Behavior Questionnaire. Child development, 72(5), 1394-1408. doi: 10.1111/1467-8624.00355

23

Schmittmann, V. D., Visser, I., & Raijmakers, M. E. (2006). Multiple learning modes in the development of performance on a rule-based category-learning task.

Neuropsychologia, 44(11), 2079-2091. doi:10.1016/j.neuropsychologia.2005.12.011

Van Duijvenvoorde, A. C., Zanolie, K., Rombouts, S. A., Raijmakers, M. E., & Crone, E. A. (2008). Evaluating the negative or valuing the positive? Neural mechanisms supporting feedback-based learning across development. The Journal of Neuroscience, 28(38), 9495-9503. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1485-08.2008

Zacks, R. T. (1989). Working memory, comprehension, and aging: A review and a new view. Psychology of learning and motivation, 22(22), 193-225.