TY - JOUR A1 - Heinzel, Stephan A1 - Lorenz, Robert C. A1 - Brockhaus, Wolf-Ruediger A1 - Wuestenberg, Torsten A1 - Kathmann, Norbert A1 - Heinz, Andreas A1 - Rapp, Michael A. T1 - Working memory load-dependent brain response predicts behavioral training gains in older adults JF - The journal of neuroscience N2 - In the domain of working memory (WM), a sigmoid-shaped relationship between WM load and brain activation patterns has been demonstrated in younger adults. It has been suggested that age-related alterations of this pattern are associated with changes in neural efficiency and capacity. At the same time, WM training studies have shown that some older adults are able to increase their WM performance through training. In this study, functional magnetic resonance imaging during an n-back WM task at different WM load levels was applied to compare blood oxygen level-dependent (BOLD) responses between younger and older participants and to predict gains in WM performance after a subsequent 12-session WM training procedure in older adults. We show that increased neural efficiency and capacity, as reflected by more "youth-like" brain response patterns in regions of interest of the frontoparietal WM network, were associated with better behavioral training outcome beyond the effects of age, sex, education, gray matter volume, and baseline WM performance. Furthermore, at low difficulty levels, decreases in BOLD response were found after WM training. Results indicate that both neural efficiency (i. e., decreased activation at comparable performance levels) and capacity (i. e., increasing activation with increasing WM load) of a WM-related network predict plasticity of the WM system, whereas WM training may specifically increase neural efficiency in older adults. KW - aging KW - fMRI KW - neuroimaging KW - plasticity KW - training KW - working memory Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2463-13.2014 SN - 0270-6474 VL - 34 IS - 4 SP - 1224 EP - 1233 PB - Society for Neuroscience CY - Washington ER - TY - JOUR A1 - Pliatsikas, Christos A1 - Verissimo, Joao Marques A1 - Babcock, Laura A1 - Pullman, Mariel Y. A1 - Glei, Dana A. A1 - Weinstein, Maxine A1 - Goldman, Noreen A1 - Ullman, Michael T. T1 - Working memory in older adults declines with age, but is modulated by sex and education JF - The quarterly journal of experimental psychology N2 - Working memory (WM), which underlies the temporary storage and manipulation of information, is critical for multiple aspects of cognition and everyday life. Nevertheless, research examining WM specifically in older adults remains limited, despite the global rapid increase in human life expectancy. We examined WM in a large sample (N=754) of healthy older adults (aged 58-89) in a non-Western population (Chinese speakers) in Taiwan, on a digit n-back task. We tested not only the influence of age itself and of load (1-back vs. 2-back) but also the effects of both sex and education, which have been shown to modulate WM abilities. Mixed-effects regression revealed that, within older adulthood, age negatively impacted WM abilities (with linear, not nonlinear, effects), as did load (worse performance at 2-back). In contrast, education level was positively associated with WM. Moreover, both age and education interacted with sex. With increasing age, males showed a steeper WM decline than females; with increasing education, females showed greater WM gains than males. Together with other findings, the evidence suggests that age, sex, and education all impact WM in older adults, but interact in particular ways. The results have both basic research and translational implications and are consistent with particular benefits from increased education for women. KW - Ageing KW - sex differences KW - education KW - working memory KW - n back Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1177/1747021818791994 SN - 1747-0218 SN - 1747-0226 VL - 72 IS - 6 SP - 1308 EP - 1327 PB - Routledge, Taylor & Francis Group CY - Abingdon ER - TY - JOUR A1 - Soemer, Alexander A1 - Schiefele, Ulrich T1 - Working memory capacity and (in)voluntary mind wandering JF - Psychonomic bulletin & review : a journal of the Psychonomic Society N2 - According to influential accounts of mind wandering (MW), working memory capacity (WMC) plays a key role in controlling the amount of off-task thought during the execution of a demanding task. Whereas WMC has primarily been associated with reduced levels of involuntarily occurring MW episodes in prior research, here we demonstrate for the first time that high-WMC individuals exhibit lower levels of voluntary MW. One hundred and eighty participants carried out a demanding reading task and reported their attentional state in response to random thought probes. In addition, participants' WMC was measured with two common complex span tasks (operation span and symmetry span). As a result, WMC was negatively related to both voluntary and involuntary MW, and the two forms of MW partially mediated the positive effect of WMC on reading performance. Furthermore, the negative relation between voluntary WM and reading remained significant after controlling for interest. Thus, in contrast to prior research suggesting that voluntary MW might be more closely related to motivation rather than WMC, the present results demonstrate that high-WMC individuals tend to limit both involuntary and voluntary MW more strictly than low-WMC individuals. KW - mind wandering KW - intention KW - working memory KW - executive control Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.3758/s13423-020-01737-4 SN - 1069-9384 SN - 1531-5320 VL - 27 IS - 4 SP - 758 EP - 767 PB - Springer CY - New York ER - TY - THES A1 - Jäger, Lena Ann T1 - Working memory and prediction in human sentence parsing T1 - Arbeitsgedächtnis und Vorhersagbarkeit in der menschlichen Satzverarbeitung BT - cross-linguistic evidence from anaphoric dependencies and relative clauses BT - neue Erkenntnisse durch cross-linguistische Untersuchungen zu anaphorischen Dependenzen und Relativsätzen N2 - This dissertation investigates the working memory mechanism subserving human sentence processing and its relative contribution to processing difficulty as compared to syntactic prediction. Within the last decades, evidence for a content-addressable memory system underlying human cognition in general has accumulated (e.g., Anderson et al., 2004). In sentence processing research, it has been proposed that this general content-addressable architecture is also used for language processing (e.g., McElree, 2000). Although there is a growing body of evidence from various kinds of linguistic dependencies that is consistent with a general content-addressable memory subserving sentence processing (e.g., McElree et al., 2003; VanDyke2006), the case of reflexive-antecedent dependencies has challenged this view. It has been proposed that in the processing of reflexive-antecedent dependencies, a syntactic-structure based memory access is used rather than cue-based retrieval within a content-addressable framework (e.g., Sturt, 2003). Two eye-tracking experiments on Chinese reflexives were designed to tease apart accounts assuming a syntactic-structure based memory access mechanism from cue-based retrieval (implemented in ACT-R as proposed by Lewis and Vasishth (2005). In both experiments, interference effects were observed from noun phrases which syntactically do not qualify as the reflexive's antecedent but match the animacy requirement the reflexive imposes on its antecedent. These results are interpreted as evidence against a purely syntactic-structure based memory access. However, the exact pattern of effects observed in the data is only partially compatible with the Lewis and Vasishth cue-based parsing model. Therefore, an extension of the Lewis and Vasishth model is proposed. Two principles are added to the original model, namely 'cue confusion' and 'distractor prominence'. Although interference effects are generally interpreted in favor of a content-addressable memory architecture, an alternative explanation for interference effects in reflexive processing has been proposed which, crucially, might reconcile interference effects with a structure-based account. It has been argued that interference effects do not necessarily reflect cue-based retrieval interference in a content-addressable memory but might equally well be accounted for by interference effects which have already occurred at the moment of encoding the antecedent in memory (Dillon, 2011). Three experiments (eye-tracking and self-paced reading) on German reflexives and Swedish possessives were designed to tease apart cue-based retrieval interference from encoding interference. The results of all three experiments suggest that there is no evidence that encoding interference affects the retrieval of a reflexive's antecedent. Taken together, these findings suggest that the processing of reflexives can be explained with the same cue-based retrieval mechanism that has been invoked to explain syntactic dependency resolution in a range of other structures. This supports the view that the language processing system is located within a general cognitive architecture, with a general-purpose content-addressable working memory system operating on linguistic expressions. Finally, two experiments (self-paced reading and eye-tracking) using Chinese relative clauses were conducted to determine the relative contribution to sentence processing difficulty of working-memory processes as compared to syntactic prediction during incremental parsing. Chinese has the cross-linguistically rare property of being a language with subject-verb-object word order and pre-nominal relative clauses. This property leads to opposing predictions of expectation-based accounts and memory-based accounts with respect to the relative processing difficulty of subject vs. object relatives. Previous studies showed contradictory results, which has been attributed to different kinds local ambiguities confounding the materials (Lin and Bever, 2011). The two experiments presented are the first to compare Chinese relatives clauses in syntactically unambiguous contexts. The results of both experiments were consistent with the predictions of the expectation-based account of sentence processing but not with the memory-based account. From these findings, I conclude that any theory of human sentence processing needs to take into account the power of predictive processes unfolding in the human mind. N2 - Diese Dissertation untersucht die der menschlichen Satzverarbeitung zugrunde liegenden Mechanismen des Arbeitsgedächtnisses sowie deren Bedeutung für die Verarbeitungskomplexität im Vergleich zu dem Einfluss syntaktischer Erwartung. Vor dem Hintergrund der in den vergangenen Jahrzehnten angewachsenen empirischen Evidenz für ein assoziatives Gedächtnissystem als Grundlage der menschlichen Kognition im Allgemeinen (z.B. Anderson et al., 2004) wurde u.a. von McElree (2000) vorgeschlagen, dass dieses assoziative Gedächtnissystem auch der Sprachverarbeitung im Besonderen dient (z.B. McElree, 2000) und die Sprachverarbeitung folglich nicht etwa als ein von anderen kognitiven Fähigkeiten weitgehend losgelöstes Modul (z.B. Frazier, 1979) zu begreifen ist. Obwohl sich die Evidenz für ein assoziatives Gedächtnis in der Sprachverarbeitung stetig mehrt (z.B. McElree et al., 2003; VanDyke2006), werden Daten zur Verarbeitung von Reflexivpronomen als Argument gegen ein assoziatives Gedächtnis herangezogen. So schlug beispielsweise Sturt (2003) vor, dass der Gedächtniszugriff in der Verarbeitung von Reflexivpronomen-Antezedens-Dependenzen nicht assoziativer Natur ist, sondern rein syntaktisch gesteuert ist (z.B., Sturt, 2003). Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit werden zwei Leseexperimente (Eyetracking) vorgestellt, welche die Verarbeitung des chinesischen Reflexivpronomens 'ziji' testen und die darauf ausgelegt sind, Theorien, die einen syntaktisch gesteuerten Gedächtniszugriff annehmen, von Theorien, die einen assoziativen Gedächtniszugriff, wie er beispielsweise in dem ACTR-basierten Modell von Lewis and Vasishth (2005) implementiert wurde, zu unterscheiden. In beiden Experimenten wurden Interferenzeffekte von Nominalphrasen beobachtet, die syntaktisch nicht als Antezedens des Reflexivpronomens in Frage kommen, aber das Belebtheitskriterium, das 'ziji' an seinen Antezedens stellt, erfüllen. Diese Ergebnisse werden als Evidenz gegen einen rein syntaktisch gesteuerten Gedächtniszugriff interpretiert. Jedoch sind diese Ergebnisse auch mit dem assoziativen Modell von Lewis und Vasishth (2005) nicht vollkommen vereinbar. Daher wird in der vorliegenden Arbeit eine Erweiterung des Modells von Lewis und Vasishth entwickelt. Zwei neue Prinzipien, 'cue confusion' und 'distractor prominence’, werden dem Originalmodell hinzugefügt und deren Auswirkungen auf die Vorhersagen des Modells diskutiert. Wenngleich Interferenzeffekte im Allgemeinen als Evidenz für ein assoziatives Gedächtnis herangezogen werden, argumentierte Dillon (2011), dass die empirisch beobachteten Interferenzeffekte nicht notwendigerweise Interferenzen im Moment eines assoziativen Gedächtniszugriffs reflektieren, sondern gleichermaßen Interferenzen widerspiegeln können, die bereits bei der Abspeicherung des entsprechenden Elements (z.B. des Antezedens in Reflexiv-Antezedens-Dependenzen) im Gedächtnis stattgefunden haben. Dies würde Interferenzeffekte mit einem nicht-assoziativen Gedächtnismodell vereinbar machen. Im zweiten Teil dieser Dissertation werden drei Experimente (selbst-gesteuertes Lesen und Eyetracking) vorgestellt, die deutsche Reflexivpronomen sowie schwedische Possessivpronomen testen und darauf abzielen, Rückschlüsse über den Moment der Interferenz (Interferenz beim Gedächtniszugriff im Gegensatz zu Interferenz bei der Speicherung) zu ziehen. Die Ergebnisse aller drei Experimente zeigen, dass etwaige Interferenzen beim Abspeichern eines Nomens keinen Einfluss auf dessen späteren Zugriff haben. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse dieser Experimente zum Chinesischen, Deutschen und Schwedischen, dass die Verarbeitung von Reflexivpronomen mit demselben assoziativen Gedächtniszugriff erklärt werden kann, von dem angenommen wird, dass er der Verarbeitung einer Reihe anderer syntaktischer Dependenzen zugrunde liegt. Darüber hinaus sind die hier vorgestellten Ergebnisse im Einklang mit einer generellen Theorie über die menschliche Kognition, die das Sprachverarbeitungssystem als Bestandteil einer allgemeinen kognitiven Architektur begreift, in welcher ein allgemeines assoziatives Gedächtnissystem auf sprachlichen Repräsentationen operiert. Im dritten Teil dieser Dissertation werden zwei weitere Leseexperimente (selbst-gesteuertes Lesen und Eyetracking) vorgestellt, in denen anhand chinesischer Relativsätze die Wirkung von Arbeitsgedächtnisprozessen im Vergleich zu der Wirkung syntaktischer Erwartung auf die Komplexität der inkrementellen Satzverarbeitung untersucht wird. Chinesisch ist cross-linguistisch insofern eine außergewöhnliche Sprache, als dass es eine Subjekt-Verb-Objekt-Wortstellung mit pränominalen Relativsätzen vereint. Die Kombination dieser Eigenschaften führt dazu, dass Theorien, die Satzverarbeitungskomplexität primär Arbeitsgedächtnisprozessen zuschreiben (z.B. Gibson, 2000), und erwartungsbasierte Theorien, welche die Satzverarbeitungskomplexität dem Erfüllen bzw. dem Brechen syntaktischer oder lexikalischer Erwartungen zuschreiben (z.B. Hale, 2001; Levy, 2008), gegensätzliche Vorhersagen machen. Bisherige Studien zu chinesischen Relativsätzen zeigten widersprüchliche Ergebnisse, was mit dem Vorhandensein konfundierender lokaler syntaktischer Ambiguitäten in den Stimuli erklärt wurde (Lin und Bever, 2011). Die beiden in dieser Arbeit vorgestellten Experimente testen erstmals chinesische Relativsätze anhand von Materialien, die frei von syntaktischen Ambiguitäten sind. Die Ergebnisse beider Experimente sind vereinbar mit erwartungsbasierten Theorien, aber nicht mit Theorien, die Satzverarbeitungskomplexität allein mit Arbeitsgedächtnisprozessen erklären. Diese Ergebnisse zeigen, dass jede umfassende Theorie der Satzverarbeitung erwartungsgesteuerten kognitiven Prozessen einen wichtigen Stellenwert einräumen muss. KW - working memory KW - Arbeitsgedächtnis KW - sentence processing KW - Satzverarbeitung KW - cognitive modeling KW - kognitive Modellierung KW - psycholinguistics KW - Psycholinguistik KW - ACT-R KW - Chinese KW - Chinesisch KW - reflexives KW - Reflexivpronomen KW - relative clauses KW - Relativsätze KW - linguistics KW - Linguistik KW - German KW - Deutsch KW - prediction KW - syntactic expectation KW - content-addressable memory Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82517 ER - TY - THES A1 - Vockenberg, Kerstin T1 - Updating of representations in working memory T1 - Aktualisierung von Arbeitsgedächtnisrepräsentationen N2 - The limited capacity of working memory forces people to update its contents continuously. Two aspects of the updating process were investigated in the present experimental series. The first series concerned the question if it is possible to update several representations in parallel. Similar results were obtained for the updating of object features as well as for the updating of whole objects, participants were able to update representations in parallel. The second experimental series addressed the question if working memory representations which were replaced in an updating disappear directly or interfere with the new representations. Evidence for the existence of old representations was found under working memory conditions and under conditions exceeding working memory capacity. These results contradict the hypothesis that working memory contents are protected from proactive interference of long-term memory contents. N2 - Aufgrund der begrenzten Kapazität des Arbeitsgedächtnisses müssen seine Inhalte ständig aktualisiert werden. Zwei Aspekte des Aktualisierungsprozesses wurden in Experimentalserien untersucht. Die erste Serie betraf die Frage, ob es möglich ist, mehrere Repräsentationen gleichzeitig zu aktualisieren. Ähnliche Ergebnisse ergaben sich sowohl für das Aktualisieren von Objektmerkmalen als auch für das Aktualisieren von ganzen Objekten, die Versuchsteilnehmer konnten Repräsentationen gleichzeitig aktualisieren. In der zweiten Experimentalserie wurde die Frage untersucht, ob Arbeitsgedächtnisrepräsentationen, die bei einer Aktualisierung ersetzt worden sind, sofort verschwinden oder mit den neuen Repräsentationen interferieren. Evidenz für das Vorhandensein alter Repräsentationen wurde unter Arbeitsgedächtnisbedingungen und unter Bedingungen, bei denen die Arbeitsgedächtniskapazität überschritten wird, gefunden. Diese Ergebnisse widersprechen der Hypothese, dass Arbeitsgedächtnisinhalte vor proaktiver Interferenz aus dem Langzeitgedächtnis geschützt sind. KW - Aktualisierung KW - Arbeitsgedächtnis KW - proaktive Interferenz KW - parallele Aktualisierung KW - updating KW - working memory KW - proactive interference KW - parallel updating Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-11767 ER - TY - GEN A1 - Heinzel, Stephan A1 - Rimpel, Jérôme A1 - Stelzel, Christine A1 - Rapp, Michael A. T1 - Transfer Effects to a Multimodal Dual-Task after Working Memory Training and Associated Neural Correlates in Older Adults BT - A Pilot Study N2 - Working memory (WM) performance declines with age. However, several studies have shown that WM training may lead to performance increases not only in the trained task, but also in untrained cognitive transfer tasks. It has been suggested that transfer effects occur if training task and transfer task share specific processing components that are supposedly processed in the same brain areas. In the current study, we investigated whether single-task WM training and training-related alterations in neural activity might support performance in a dual-task setting, thus assessing transfer effects to higher-order control processes in the context of dual-task coordination. A sample of older adults (age 60–72) was assigned to either a training or control group. The training group participated in 12 sessions of an adaptive n-back training. At pre and post-measurement, a multimodal dual-task was performed in all participants to assess transfer effects. This task consisted of two simultaneous delayed match to sample WM tasks using two different stimulus modalities (visual and auditory) that were performed either in isolation (single-task) or in conjunction (dual-task). A subgroup also participated in functional magnetic resonance imaging (fMRI) during the performance of the n-back task before and after training. While no transfer to single-task performance was found, dual-task costs in both the visual modality (p < 0.05) and the auditory modality (p < 0.05) decreased at post-measurement in the training but not in the control group. In the fMRI subgroup of the training participants, neural activity changes in left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) during one-back predicted post-training auditory dual-task costs, while neural activity changes in right DLPFC during three-back predicted visual dual-task costs. Results might indicate an improvement in central executive processing that could facilitate both WM and dual-task coordination. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 343 KW - aging KW - cognitive training KW - dual-task KW - fMRI KW - modality KW - neuroimaging KW - transfer KW - working memory Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401921 ER - TY - JOUR A1 - Heinzel, Stephan A1 - Rimpel, Jérôme A1 - Stelzel, Christine A1 - Rapp, Michael A. T1 - Transfer Effects to a Multimodal Dual-Task after Working Memory Training and Associated Neural Correlates in Older Adults BT - A Pilot Study JF - Frontiers in human neuroscience N2 - Working memory (WM) performance declines with age. However, several studies have shown that WM training may lead to performance increases not only in the trained task, but also in untrained cognitive transfer tasks. It has been suggested that transfer effects occur if training task and transfer task share specific processing components that are supposedly processed in the same brain areas. In the current study, we investigated whether single-task WM training and training-related alterations in neural activity might support performance in a dual-task setting, thus assessing transfer effects to higher-order control processes in the context of dual-task coordination. A sample of older adults (age 60–72) was assigned to either a training or control group. The training group participated in 12 sessions of an adaptive n-back training. At pre and post-measurement, a multimodal dual-task was performed in all participants to assess transfer effects. This task consisted of two simultaneous delayed match to sample WM tasks using two different stimulus modalities (visual and auditory) that were performed either in isolation (single-task) or in conjunction (dual-task). A subgroup also participated in functional magnetic resonance imaging (fMRI) during the performance of the n-back task before and after training. While no transfer to single-task performance was found, dual-task costs in both the visual modality (p < 0.05) and the auditory modality (p < 0.05) decreased at post-measurement in the training but not in the control group. In the fMRI subgroup of the training participants, neural activity changes in left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) during one-back predicted post-training auditory dual-task costs, while neural activity changes in right DLPFC during three-back predicted visual dual-task costs. Results might indicate an improvement in central executive processing that could facilitate both WM and dual-task coordination. KW - working memory KW - cognitive training KW - modality KW - dual-task KW - aging KW - transfer KW - fMRI KW - neuroimaging Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.3389/fnhum.2017.00085 VL - 11 PB - Frontiers Research Foundation CY - Lausanne ER - TY - THES A1 - Zakariás, Lilla T1 - Transfer effects after working memory training in post-stroke aphasia T1 - Transfereffekte nach Arbeitsgedächtnistraining bei Aphasie nach Schlaganfall N2 - Background: Individuals with aphasia after stroke (IWA) often present with working memory (WM) deficits. Research investigating the relationship between WM and language abilities has led to the promising hypothesis that treatments of WM could lead to improvements in language, a phenomenon known as transfer. Although recent treatment protocols have been successful in improving WM, the evidence to date is scarce and the extent to which improvements in trained tasks of WM transfer to untrained memory tasks, spoken sentence comprehension, and functional communication is yet poorly understood. Aims: We aimed at (a) investigating whether WM can be improved through an adaptive n-back training in IWA (Study 1–3); (b) testing whether WM training leads to near transfer to unpracticed WM tasks (Study 1–3), and far transfer to spoken sentence comprehension (Study 1–3), functional communication (Study 2–3), and memory in daily life in IWA (Study 2–3); and (c) evaluating the methodological quality of existing WM treatments in IWA (Study 3). To address these goals, we conducted two empirical studies – a case-controls study with Hungarian speaking IWA (Study 1) and a multiple baseline study with German speaking IWA (Study 2) – and a systematic review (Study 3). Methods: In Study 1 and 2 participants with chronic, post-stroke aphasia performed an adaptive, computerized n-back training. ‘Adaptivity’ was implemented by adjusting the tasks’ difficulty level according to the participants’ performance, ensuring that they always practiced at an optimal level of difficulty. To assess the specificity of transfer effects and to better understand the underlying mechanisms of transfer on spoken sentence comprehension, we included an outcome measure testing specific syntactic structures that have been proposed to involve WM processes (e.g., non-canonical structures with varying complexity). Results: We detected a mixed pattern of training and transfer effects across individuals: five participants out of six significantly improved in the n-back training. Our most important finding is that all six participants improved significantly in spoken sentence comprehension (i.e., far transfer effects). In addition, we also found far transfer to functional communication (in two participants out of three in Study 2) and everyday memory functioning (in all three participants in Study 2), and near transfer to unpracticed n-back tasks (in four participants out of six). Pooled data analysis of Study 1 and 2 showed a significant negative relationship between initial spoken sentence comprehension and the amount of improvement in this ability, suggesting that the more severe the participants’ spoken sentence comprehension deficit was at the beginning of training, the more they improved after training. Taken together, we detected both near far and transfer effects in our studies, but the effects varied across participants. The systematic review evaluating the methodological quality of existing WM treatments in stroke IWA (Study 3) showed poor internal and external validity across the included 17 studies. Poor internal validity was mainly due to use of inappropriate design, lack of randomization of study phases, lack of blinding of participants and/or assessors, and insufficient sampling. Low external validity was mainly related to incomplete information on the setting, lack of use of appropriate analysis or justification for the suitability of the analysis procedure used, and lack of replication across participants and/or behaviors. Results in terms of WM, spoken sentence comprehension, and reading are promising, but further studies with more rigorous methodology and stronger experimental control are needed to determine the beneficial effects of WM intervention. Conclusions: Results of the empirical studies suggest that WM can be improved with a computerized and adaptive WM training, and improvements can lead to transfer effects to spoken sentence comprehension and functional communication in some individuals with chronic post-stroke aphasia. The fact that improvements were not specific to certain syntactic structures (i.e., non-canonical complex sentences) in spoken sentence comprehension suggest that WM is not involved in the online, automatic processing of syntactic information (i.e., parsing and interpretation), but plays a more general role in the later stage of spoken sentence comprehension (i.e., post-interpretive comprehension). The individual differences in treatment outcomes call for future research to clarify how far these results are generalizable to the population level of IWA. Future studies are needed to identify a few mechanisms that may generalize to at least a subpopulation of IWA as well as to investigate baseline non-linguistic cognitive and language abilities that may play a role in transfer effects and the maintenance of such effects. These may require larger yet homogenous samples. N2 - Patienten mit einer Aphasie nach einem Schlaganfall weisen häufig auch Beeinträchtigungen des Arbeitsgedächtnisses auf. Studien, die das Zusammenspiel von Arbeitsgedächtnis und Sprachfähigkeit untersuchen führten zu der Hypothese, dass ein Training des Arbeitsgedächtnisses auch zu Verbesserungen der Sprache führen könnten (sogenannte Transfer-Effekte). Obwohl jüngste Therapiestudien nachweislich die Leistung des Arbeitsgedächtnisses verbessern konnten, gibt es derzeitig nur wenig Evidenzen, ob und in welchem Ausmaß sich Verbesserungen des Arbeitsgedächtnisses auch auf ungeübte Gedächtnisaufgaben, das auditive Satzverständnis und die Kommunikationsfähigkeit im Alltag auswirken können. Das vorliegende Dissertationsprojekt untersucht, ob (a) das Arbeitsgedächtnis bei Patienten mit einer Aphasie über ein adaptiertes N-Back-Training verbessert werden kann (Studie 1–3) und (b) das Arbeitsgedächtnistraining zu einem nahen Transfer auf ungeübte Arbeitsgedächtnisaufgaben (Studie 1–3) und zu einem weiten Transfer auf auditive Satzverständnisaufgaben (Studie 1–3), auf die Alltagskommunikation (Studie 2–3) und auf das Alltagsgedächtnis (Studie 2–3) bei Patienten mit einer Aphasie führt. Zudem evaluiert das vorliegende Projekt (c) die methodische Qualität bereits existierender Arbeitsgedächtnistrainings bei Patienten mit einer Aphasie (Studie 3). Zur Beantwortung der vorliegenden Studienfragen wurden zwei empirische Studien (Studie 1 und 2) sowie ein systematisches Review (Studie 3) durchgeführt. In Studie 1 und 2 durchliefen Studienteilnehmer mit einer chronischen Aphasie nach einem Schlaganfall ein adaptiertes N-Back-Training. Es zeigte sich ein sehr gemischtes Trainingsmuster und Transfereffekte bei den Studienteilnehmern: Fünf von sechs Probanden verbesserten sich signifikant beim N-Back-Training. Alle sechs Probanden zeigten zudem signifikante weite Transfereffekte auf das auditive Satzverständnis. Darüber hinaus konnte ein weiter Transfereffekt auf die Kommunikationsfähigkeit und das Gedächtnis im Alltag sowie ein naher Transfer auf ungeübte N-Back-Aufgaben nachgewiesen werden. Allerdings schwankte das Transferverhalten innerhalb der Probanden stark. Das systematische Review (Studie 3) zeigte eine schwache interne und externe Validität über die 17 eingeschlossenen Studien. Obwohl die Ergebnisse bezüglich des Arbeitsgedächtnisses, des auditiven Satzverständnisses und des Lesens trotz der methodischen Einschränkungen der untersuchten Studien vielversprechend sind, sollten Schlussfolgerungen über die positiven Transfereffekte von Arbeitsgedächtnistrainings dennoch mit Vorsicht betrachtet werden. Die Ergebnisse der empirischen Studien zeigten, dass sich mit Hilfe eines computergestützten und adaptiven Trainings das Arbeitsgedächtnis verbessert und zudem ein Transfer auf das auditive Satzverständnis und die Kommunikationsfähigkeit im Alltag bei einigen Patienten mit einer chronischen Aphasie nach einem Schlaganfall erzielt werden konnte. Es sind jedoch weitere Studien notwendig, um den Einfluss individueller Unterschiede auf die individuellen Transfermaße aufzudecken und eine Generalisierbarkeit der Ergebnisse auf Untergruppen aphasischer Teilnehmer zu beleuchten. Darüber hinaus werden zukünftige Studien benötigt, die die Rolle der Baseline nicht-linguistischer kognitiver Fähigkeiten und der Sprachproduktion sowie die Aufrechterhaltung von Transfereffekte weiter untersuchen. KW - aphasia KW - working memory KW - treatment KW - Aphasie KW - Arbeitsgedächtnis KW - Therapie Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-423600 ER - TY - THES A1 - Engelmann, Felix T1 - Toward an integrated model of sentence processing in reading T1 - Grundlage eines integrierten Modells der Satzverarbeitung beim Lesen N2 - In experiments investigating sentence processing, eye movement measures such as fixation durations and regression proportions while reading are commonly used to draw conclusions about processing difficulties. However, these measures are the result of an interaction of multiple cognitive levels and processing strategies and thus are only indirect indicators of processing difficulty. In order to properly interpret an eye movement response, one has to understand the underlying principles of adaptive processing such as trade-off mechanisms between reading speed and depth of comprehension that interact with task demands and individual differences. Therefore, it is necessary to establish explicit models of the respective mechanisms as well as their causal relationship with observable behavior. There are models of lexical processing and eye movement control on the one side and models on sentence parsing and memory processes on the other. However, no model so far combines both sides with explicitly defined linking assumptions. In this thesis, a model is developed that integrates oculomotor control with a parsing mechanism and a theory of cue-based memory retrieval. On the basis of previous empirical findings and independently motivated principles, adaptive, resource-preserving mechanisms of underspecification are proposed both on the level of memory access and on the level of syntactic parsing. The thesis first investigates the model of cue-based retrieval in sentence comprehension of Lewis & Vasishth (2005) with a comprehensive literature review and computational modeling of retrieval interference in dependency processing. The results reveal a great variability in the data that is not explained by the theory. Therefore, two principles, 'distractor prominence' and 'cue confusion', are proposed as an extension to the theory, thus providing a more adequate description of systematic variance in empirical results as a consequence of experimental design, linguistic environment, and individual differences. In the remainder of the thesis, four interfaces between parsing and eye movement control are defined: Time Out, Reanalysis, Underspecification, and Subvocalization. By comparing computationally derived predictions with experimental results from the literature, it is investigated to what extent these four interfaces constitute an appropriate elementary set of assumptions for explaining specific eye movement patterns during sentence processing. Through simulations, it is shown how this system of in itself simple assumptions results in predictions of complex, adaptive behavior. In conclusion, it is argued that, on all levels, the sentence comprehension mechanism seeks a balance between necessary processing effort and reading speed on the basis of experience, task demands, and resource limitations. Theories of linguistic processing therefore need to be explicitly defined and implemented, in particular with respect to linking assumptions between observable behavior and underlying cognitive processes. The comprehensive model developed here integrates multiple levels of sentence processing that hitherto have only been studied in isolation. The model is made publicly available as an expandable framework for future studies of the interactions between parsing, memory access, and eye movement control. N2 - In experimentellen Studien zur Satzverarbeitung werden für gewöhnlich Blickbewegungsmaße wie Fixationsdauern oder Regressionshäufigkeiten beim Lesen herangezogen, um auf Verarbeitungsschwierigkeiten zu schließen. Jedoch resultieren diese Signale aus der Interaktion mehrerer kognitiver Ebenen und Verarbeitungsstrategien und sind daher nur indirekte Indikatoren von Verarbeitungsschwierigkeit. Um ein Blickbewegungssignal richtig zu interpretieren, müssen die zugrundeliegenden Prinzipien adaptiver Verarbeitungsprozesse verstanden werden, wie zum Beispiel Ausgleichmechanismen zwischen Lesegeschwindigkeit und Verarbeitungstiefe, welche mit der gegenwärtigen Verarbeitungsanforderung und individuellen Unterschieden interagieren. Es ist daher notwendig, explizite Modelle dieser Mechanismen und ihrer kausalen Beziehung zu behavioralen Signalen wie Blickbewegungen zu etablieren. Es existieren Modelle der lexikalischen Verarbeitung und Blicksteuerung auf der einen Seite und Modelle der Satzverarbeitung und Gedächtnismechanismen auf der anderen. Jedoch existiert noch kein Modell, welches beide Seiten durch explizit formulierte Annahmen verbindet. In der vorliegenden Dissertation wird ein Modell entwickelt, welches Okulomotorik mit Satzverarbeitungsmechanismen und einer Theorie des assoziativen Gedächtniszugriffs integriert. Auf der Grundlage bisheriger empirischer Ergebnisse und unabhängig motivierter Prinzipien werden adaptive ressourcenschonende Mechanismen der Unterspezifikation sowohl auf der Ebene des Gedächtniszugriffs als auch auf der Ebene der syntaktischen Verarbeitung vorgeschlagen. Die Dissertation untersucht zunächst das Modell des assoziativen Gedächtniszugriffs bei der Satzverarbeitung von Lewis & Vasishth (2005) mithilfe eines umfassenden Literaturreviews sowie Computermodellierung von Interferenzeffekten im Gedächtniszugriff während der Verarbeitung syntaktischer Abhängigkeiten. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Variabilität der Daten auf, die von der Theorie nicht erklärt werden kann. Daher werden zwei Prinzipien, ‘distractor prominence’ und ‘cue confusion’, als Erweiterung des Modells vorgeschlagen, wodurch eine genauere Vorhersage systematischer Varianz als Folge von Experimentaldesign, linguistischer Umgebung und individuellen Unterschieden erreicht wird. Im verbleibenden Teil der Dissertation werden vier Schnittstellen zwischen linguistischer Verarbeitung und Blicksteuerung definiert: Time Out, Reanalyse, Unterspezifikation und Subvokalisation. Durch Vergleich von computational hergeleiteten Vorhersagen und experimentellen Ergebnissen aus der Literatur wird der Frage nachgegangen, inwieweit diese vier Mechanismen ein angemessenes elementares System von Annahmen darstellen, welches spezifische Blickbewegungsmuster während der Satzverarbeitung erklären kann. Durch Simulationen wird gezeigt, wie dieses System aus für sich genommen simplen Annahmen im Ergebnis komplexes und adaptives Verhalten vorhersagt. In Konklusion wird argumentiert, dass der Satzverarbeitungsapparat auf allen Ebenen eine Balance zwischen notwendigem Verarbeitungsaufwand und Lesegeschwindigkeit auf der Basis von Erfahrung, Anforderung und limitierten Ressourcen anstrebt. Deshalb sollten Theorien der Sprachverarbeitung explizit formuliert und implementiert werden, insbesondere in Bezug auf die kausale Verbindung zwischen experimentell beobachtbarem Verhalten und den zugrundeliegenden kognitiven Prozessen. Das hier entwickelte Modell integriert mehrere Ebenen der Satzverarbeitung, die bisher ausschließlich unabhängig voneinander untersucht wurden. Das Modell steht öffentlich als erweiterungsfähiges Framework für zukünftige Studien der Interaktion zwischen Sprachverarbeitung, Gedächtniszugriff und Blickbewegung zur Verfügung. KW - working memory KW - sentence processing KW - cue confusion KW - cognitive modeling KW - psycholinguistics KW - eye movement control KW - ACT-R KW - cue-based retrieval KW - underspecification KW - dependency resolution KW - Satzverarbeitung KW - Arbeitsgedächtnis KW - Blickbewegungen KW - kognitive Modellierung KW - Lesen KW - reading KW - Unterspezifikation KW - retrieval interference KW - adaptive processing KW - adaptive Verarbeitung Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100864 ER - TY - JOUR A1 - Ehlert, Antje A1 - Poltz, Nadine A1 - Quandte, Sabine A1 - Kohn-Henkel, Juliane A1 - Kucian, Karin A1 - Aster, Michael von A1 - Esser, Günter T1 - Taking a closer look: The relationship between pre-school domain general cognition and school mathematics achievement when controlling for intelligence JF - Journal of Intelligence N2 - Intelligence, as well as working memory and attention, affect the acquisition of mathematical competencies. This paper aimed to examine the influence of working memory and attention when taking different mathematical skills into account as a function of children’s intellectual ability. Overall, intelligence, working memory, attention and numerical skills were assessed twice in 1868 German pre-school children (t1, t2) and again at 2nd grade (t3). We defined three intellectual ability groups based on the results of intellectual assessment at t1 and t2. Group comparisons revealed significant differences between the three intellectual ability groups. Over time, children with low intellectual ability showed the lowest achievement in domain-general and numerical and mathematical skills compared to children of average intellectual ability. The highest achievement on the aforementioned variables was found for children of high intellectual ability. Additionally, path modelling revealed that, depending on the intellectual ability, different models of varying complexity could be generated. These models differed with regard to the relevance of the predictors (t2) and the future mathematical skills (t3). Causes and conclusions of these findings are discussed. KW - intellectual ability KW - intelligence KW - pre-school KW - mathematical development KW - school mathematics KW - longitudinal KW - numerical skills KW - working memory KW - attention Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.3390/jintelligence10030070 SN - 2079-3200 VL - 10 SP - 1 EP - 23 PB - MDPI CY - Basel, Schweiz ET - 3 ER -