Säuglings- und Kinderlabore

SÄUGLINGS- UND KINDERSTUDIEN

In unseren Studien möchten wir herausfinden, wie Kinder und Säuglinge ihre Umwelt wahrnehmen und was ihr Handeln, Denken und Fühlen beeinflusst. Um dies zu erfassen, wenden wir in unseren Laboren verschiedene Methoden an. Neben der klassischen systematischen Verhaltensbeobachtung stehen uns in unseren Laboren auch mehr oder weniger komplexe technische Verfahren zur Verfügung, die die klassischen Methoden gut ergänzen. In den folgenden Abschnitten möchten wir Ihnen einen Überblick über die verschiedenen Methoden geben.

• Verhaltensstudien

In unseren Verhaltensstudien beobachten wir verschiedene Aspekte kindlichen Verhaltens als Reaktion auf Informationen, die wir ihnen systematisch präsentieren. Das erfasste Verhalten kann dabei ganz unterschiedlich sein - dabei kann es um Blickdauern, Greifpräferenzen oder auch Auswahlentscheidungen gehen, je nachdem was genau oder welche Altersgruppe man untersuchen möchte. Während man ältere Kinder leicht befragen kann oder ihnen sprachliche Aufgaben stellen kann, ist es weitaus schwieriger, das Wahrnehmen und Denken von Säuglingen zu untersuchen. Deswegen gibt es altersangepasste Methoden, wie beispielsweise Habituations- und Familiarisierungsverfahren für Säuglinge. Hierbei werden die Säuglinge über mehrere Durchgänge hinweg mit einem Objekt, einem Gesicht oder einem Ablauf vertraut gemacht, bzw. daran gewöhnt. Anhand der Blickzeiten kann man feststellen, wann die Gewöhnung stattgefunden hat, nämlich wenn die Blickzeit abgenommen hat und sich die Kinder offenkundig „langweilen“. Wenn man ihnen anschließend ein neues Objekt präsentiert und sie dieses als neu erkennen, kann man einen Anstieg der Blickzeit feststellen. So kann man herausfinden, welche Unterschiede zwischen Objekten Kinder wahrnehmen können, bzw. auf welche Aspekte sie besonders achten.

Ältere Kinder und Erwachsene können wir direkt anweisen, komplexe Aufgaben auszuführen und auf bestimmte Fragen zu antworten. Ein gängiger Ansatz ist hierbei die "Two-Alternate-Forced-Choice"-Aufgabe. Dabei wird den Teilnehmern eine bestimmte Frage zu einem visuellen Reiz (z. B. einem Foto oder Objekt) gestellt und sie können eine von zwei Antwortmöglichkeiten wählen. Zum Beispiel zeigt man den Teilnehmern nacheinander verschiedene Gesichter und sie sollen für jedes Gesicht entscheiden, ob es eine positive oder eine negative Emotion zeigt. Alternativ können die Teilnehmer auch gebeten werden einen Stimulus auf einer Skala zu bewerten. Beispielsweise soll eingeschätzt werden, wie vertrauenswürdig ein Gesicht auf einer Skala von 1 (nicht sehr vertrauenswürdig) bis 5 (sehr vertrauenswürdig) erscheint. Ein weiterer gängiger Ansatz sind Go-/No-Go-Aufgaben. Hierbei werden die Teilnehmer gebeten einen einzelnen Knopf nur dann zu drücken, wenn sie einen bestimmten Reiz (z.B. ein Objekt) sehen. Dabei sind in einer gezeigten Abfolge von Objekten auch andere Objekte vorhanden, auf die nicht reagiert werden soll. Ein Beispiel könnte sein, dass man den Teilnehmern mehrere Sekunden lang eine Reihe verschiedenfarbiger Formen zeigt und sie bittet, nur dann eine Taste zu drücken, wenn sie eine bestimmte Form oder Farbe sehen. Uns interessiert bei solchen Aufgaben, wie oft die Teilnehmer richtig geantwortet haben. Außerdem interessiert uns die Geschwindigkeit, mit der sie richtige Antworten gegeben haben. Diese beiden Maße sind äußerst nützlich, um zu messen, ob die Teilnehmer zu Gunsten bestimmter Antworten voreingenommen sind und ob sie bei der mentalen Verarbeitung bestimmter Arten von Reizen effizienter sind.

• Studien mit dem Bewegungsanalysesystem „Vicon“

Wenn gesunde Erwachsene nach einem Gegenstand greifen, tun sie dies auf eine vorausschauende Weise. Sie drehen beispielsweise ihre Hand entsprechend der Orientierung des Gegenstands und passen ihre Handöffnung an die Größe des Gegenstands an noch bevor sie diesen ergreifen. Das zeigt, dass die meisten Aspekte von Handlungen vorausgeplant sind. In verschiedenen Projekten befassen wir uns mit der Frage, ob solches vorausschauendes Planen oder andere Aspekte der Handlungsanpassung bereits bei jungen Kindern und Säuglingen auftreten. Da solche Anpassungsleistungen mit bloßem Auge und einer Videokamera nur sehr schwer zu messen sind, verwenden wir für solche detaillierten Fragestellungen ein komplexes Bewegungsanalysesystem. Dieses besteht aus mehreren Infrarotkameras, welche die Positionen und Bewegungen von Körperteilen aus verschiedenen Perspektiven erfassen können. Damit können wir beispielsweise berechnen, wie schnell Kinder ihre Hand bewegen oder wie sich die Gelenkwinkel während einer Greifbewegung ändern. Um solche Aufnahmen von den Bewegungen der Kinder machen zu können, kleben wir den Kindern vor der Untersuchung kleine reflektierende Markierungskügelchen mit einem Klebeband an verschiedene Körperteile (z.B. an das Handgelenk). Die Infrarotkameras können die Reflexion dieser Kügelchen registrieren und somit die Bewegung aufnehmen.

• Studien zur Erfassung von Gehirnströmen mittels Elektroenzephalografie (EEG)

EEG ist die Abkürzung für Elektroenzephalografie, was aus sich aus den altgriechischen Worten enképhalos (deutsch: Gehirn) und gráphein (deutsch: schreiben) zusammensetzt. Umgangssprachlich ist es auch bekannt als Messen der Gehirnströme. Mithilfe von Elektroden (sensible Sensoren zur Ableitung der Gehirnströme) wird die spontane elektrische Aktivität des Gehirns unter verschiedenen Bedingungen (z.B. beim Betrachten von Bildern) an der Kopfoberfläche gemessen. Dazu werden den Kindern spezielle Hauben aufgesetzt, an denen die Elektroden befestigt sind. Diese Elektroden können Spannungsunterschiede an der Kopfoberfläche „ablesen“ wie beispielweise ein Thermometer die Körpertemperatur ablesen kann, ohne in körperliche Prozesse einzugreifen. Die erfassten Daten können anschließend mit dem beobachtbaren Verhalten in Bezug gesetzt werden, wodurch es möglich ist, die neuronalen Grundlagen für Denken und Handeln besser zu verstehen. Gerade in der Entwicklungspsychologie ist dieses harmlose Verfahren sehr hilfreich, um Erkenntnisse über die spezifische Funktionsweise des menschlichen Gehirns zu gewinnen. Das EEG kann in allen Altersgruppen, selbst bei Neugeborenen, auf völlig unbedenkliche Art durchgeführt werden. Das Hauptziel unserer EEG-Studien ist es, einen Beitrag zum Verständnis hirnphysiologischer Grundlagen und Veränderungen während der Entwicklung von Wahrnehmung und Handlung zu leisten.

• Studien zur stationären Blickbewegungsanalyse (Eye-Tracking)

Unsere Abteilung besitzt mehrere Eye-Tracking-Systeme, die mithilfe von Infrarot-Kameras und Computern die Position der Pupillen einer Person verfolgen. Anhand dieser Informationen kann z.B. berechnet werden, wo ein/e Studienteilnehmer/in auf dem Bildschirm hinblickt während bestimmte Aufgaben durchgeführt werden. Außerdem können wir messen, wie lange und in welcher Reihenfolge zu bestimmten Bereichen geschaut wird, und spezielle Muster im Blickverhalten erkennen. Das Blickverhalten beinhaltet z.B. die Fixation (Fokussieren auf einen bestimmten Punkt), Sakkaden (sprunghafte Augenbewegungen von einem Bereich zu einem anderen) sowie glatte Augenfolgebewegungen (Augenbewegungen, um einen sich bewegenden Objekt mit den Blicken zu folgen). Diese Art von Messungen kann uns Aufschluss darüber geben, wie Menschen visuelle Reize verarbeiten. Beispielsweise können wir herausfinden, welche Teile eines Objekts besonders wichtig sind, um es zu identifizieren, welche Objekte visuell besonders ansprechend sind oder in welcher Reihenfolge Bilder visuell verarbeitet werden.

• Studien zur mobilen Blickbewegungsanalyse (mobiles Eye-Tracking)

Bei der Verwendung eines stationären Eye-Trackers können die Augenbewegungen nur in einer Ruheposition aufgezeichnet werden. Eine innovative Weiterentwicklung stellt das mobile Eye-Tracking dar. Mit einem mobilen Eye-Tracker ist es möglich die Augenbewegungen aufzuzeichnen, während die Person sich bewegt, wodurch auch Studien im natürlichen Umfeld durchgeführt werden können.  Die Funktionsweise ist vergleichbar, mit dem stationären Eye-Tracker, nämlich durch Infrarot-Kameras, welche die Pupillenbewegung aufzeichnen. In unserer Abteilung verwenden wir ein Modell der Firma Positive Science, welches speziell auf die Bedürfnisse von Babys und Kleinkindern angepasst ist. An einem weichen Stirnband ist der Eye-Tracker befestigt, der die Bewegung des rechten Auges aufzeichnet. In der Mitte des Stirnbands ist eine kleine Kamera, die sogenannte Szenenkamera befestigt, um die Umgebung zu filmen, in die das Baby/Kind gerade blickt. Auch hier werden die Daten direkt an einen Computer übermittelt und man kann sich live, während die Blickbewegungen aufgezeichnet werden, schon ansehen, wo das Baby/Kind gerade hinsieht als auch später, wenn die Daten ausgewertet werden sollen. Durch diesen sehr kleinen und leichten Eye-Tracker sind die Babys in ihrer Bewegung nicht eingeschränkt, was uns z.B. ermöglicht, zu erforschen, wo Babys eigentlich hinblicken, wenn sie einen unbekannten Raum erkunden.

• Studien zur Erfassung der Muskelaktivität mittels Oberflächen-Elektromyographie (EMG)

Wenn wir einen Muskel anspannen, werden kleine elektrische Impulse zwischen unserem Gehirn und unserer Muskulatur hin und her gesendet. Diese elektrischen Aktivitäten können mithilfe der Elektromyographie (EMG) erfasst werden. Dadurch erhalten wir Informationen darüber, wann und wie stark verschiedene Muskeln aktiv sind. Wir nutzen in unserer Abteilung ausschließlich ein Oberflächen-EMG, bei dem kleine Elektroden auf die Haut aufgeklebt werden. Dies ähnelt dem Anbringen von kleinen Pflastern und ist komplikationslos und ungefährlich. Wir nutzen hautfreundliche Klebeelektroden und reinigen die Haut vor dem Anbringen mit Alkoholpads, damit die Signale möglichst ohne Störungen erfasst werden können. Das EMG erlaubt beispielsweise eine Aktivitätsmessung verschiedener Gesichtsmuskeln, die zum Beispiel für ein Lächeln oder ein Stirnrunzeln zuständig sind. Diese mimischen Veränderungen treten teilweise in sehr geringer Aktivität auf, sodass sie für unser bloßes Auge nicht erkennbar sind. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn wir eine andere Person betrachten – wenn sie lächelt, so ist auch unser Lachmuskel in der Wange aktiv, jedoch nur so gering, dass wir es nicht merken oder sehen können. Das EMG kann diese geringe Aktivität jedoch erfassen und ermöglicht uns einen Einblick in neurophysiologische Prozesse.

• Studien in unserem mobilen Labor „Mobilab“

Neben unseren zahlreichen Studien innerhalb den Räumlichkeiten unserer Abteilung finden einzelne Studien in unserem mobilen Forschungsfahrzeug “Mobilab” statt. Das gibt uns die Möglichkeit auch Familien zuhause zu besuchen. Wir haben beispielsweise Studien zur motorischen Entwicklung von Kindern mit angeborenem Klumpfuß durchgeführt, wofür wir mit dem Mobilab deutschlandweit Familien besucht haben.