Kan barn med utviklingshemming forbedre sine kognitive funksjoner med systematisk trening?

Det har i de siste årene stadig vært fokusert i media og i faglitteraturen på at hjernen er mer plastisk enn man tidligere har trodd. Dette skaper en blanding av nysgjerrighet og forventning. Hvilke muligheter ligger det i den videre utviklingen på dette området? Denne artikkelen tar for seg spørsmålet om det er mulig å forbedre kognitive funksjoner hos barn med utviklingshemming ved hjelp av systematisk trening.

Ved Habiliteringsavdelingen i Vestre Viken Helseforetak følger vi jevnlig med på utviklingen innen nevrologi, nevropsykologi og nevropedagogikk for å fange opp det som kunne komme våre pasienter til gode. En av våre største målgrupper er personer med psykisk utviklingshemming. Særtrekket ved denne gruppen er nettopp at de kognitive funksjonene er betydelig nedsatt. Et av  hovedkriteriene som psykologer støtter seg til når diagnosen psykisk utviklingshemming skal stilles, er om resultatene på intelligenstestene ligger under det nivået som anses som normalt. I tillegg skal også de såkalte adaptive ferdighetene vurderes. Dette omfatter nyttige områder i hverdagen som kommunikative evner, selvhjulpenhet og sosial væremåte.

I vårt kompliserte samfunn blir intelligensen sett på som en svært viktig forutsetning for å kunne fungere relativt hensiktsmessig og selvstendig. Dette betyr at personer med lav intelligens har behov for mye hjelp og støtte til mange av hverdagslivets funksjoner. Et nærliggende  spørsmål blir derfor: Kan man ut fra dette tenke seg at en persons bistandsbehov vil bli redusert og livskvaliteten bli bedre dersom intelligensen kan trenes opp?

Ved gjentatte anledninger har vi sett at det er to områder innenfor de kognitive funksjonene hvor det er stor forskningsaktivitet for tiden: arbeidsminnet og den flytende intelligensen. Vi har også sett at det foregår mye forskning med fokus på trening av disse funksjonene hos barn. For å få et bedre bilde av om slike opplegg kunne være til nytte for barn med psykisk utviklingshemming, kontaktet vi for noen år siden forskjellige fagmiljøer. Vi endte opp med et samarbeid med professor Torkel Klingberg ved Institutionen för neurovetenskap, Karolinska institutet i Stockholm. Han var opptatt av de samme spørsmålene som oss og ønsket å sette i gang et forskningsprosjekt med en av sine doktorgradsstipendiater, Stina Söderqvist. Dette la grunnlaget for et samarbeidsprosjekt hvor vi ønsket å finne ut om barn med lett og moderat psykisk utviklingshemming kunne trene opp arbeidsminnet og den flytende intelligensen. Karolinska institutet bidro med sin vitenskapelige spisskompetanse, og vi hadde tilgang til aktuelle deltakere i en systematisk utprøving av et nytt treningsprogram som er under utvikling.

En mer detaljert metodisk redegjørelse av prosjektet er beskrevet i artikkelen fra Karolinska institutet (Söderqvist, 2012).

Arbeidsminnet

Arbeidsminnet kan beskrives som evnen til å holde informasjon i bevisstheten samtidig som  man  aktivt  bruker den når man resonnerer. Informasjonen kan være i form av språk og/eller av visuell karakter. Klingberg (2011) definerer arbeidsminnet slik: Arbetsminne håller informationen aktuell just när vi behöver den, och relevant information «i huvudet» när vi ska lösa ett problem. Og videre: Vi håller information i arbetsminnet genom att ständigt koncentrera oss på den. Vi bruker arbeidsminnet i alle handlinger som innebærer mer enn å følge rene rutiner, enten det gjelder å fjerne en vanskelig flis fra fingeren, finne fram på ukjente steder eller undervise en klasse.

Det foreligger en del anerkjent forskning som peker på at arbeidsminnet er viktig for alle former for akademisk læring (Gathercole & Alloway, 2008). Videre er det påvist at dysfunksjon innen arbeidsminnet har sammenheng både med ADHD (Westerberg et al., 2004; Rapport et al., 2008) og andre former for lærevansker (Henry et al., 2002; Alloway et al., 2006; Van der Molen et al., 2007).

Mange forskningsprosjekter peker på at det er mulig å trene opp arbeidsminnet med datamaskinbaserte treningsprogrammer (Diamond & Lee, 2011; Klingberg et al., 2005; Klingberg, 2010; Løhaugen, 2011; Morrison & Chein, 2011).

Flytende intelligens

I nyere intelligensforskning er det blitt stadig mer vanlig å dele intelligens inn i flytende og krystallisert intelligens etter en modell utviklet av Cattell (Horn & Catell, 1966). Flytende intelligens er evnen til problemløsing overfor nye og ukjente oppgaver og situasjoner, uavhengig av tidligere erfaringer. Den omfatter logisk resonnering, abstrakt tenkeevne  og visuospatiale evner. Krystallisert intelligens er evnen til å løse nye problemer på bakgrunn av tidligere kunnskap og innsikt. Her er språkfunksjonene sentrale. Flytende intelligens blir først og fremst målt med oppgaver hvor man skal resonnere rundt sammenhengen mellom visuelle mønstre, som for eksempel i Ravens matriser. Tradisjonelt ble flytende intelligens sett på som en evne som var medfødt og ikke lot seg trene opp. Men denne sannheten er blitt utfordret i nyere forskning (Jaeggi et al., 2008) hvor man mente å påvise at trening av arbeidsminnet faktisk kan føre til bedre resultater nettopp på Ravens matriser.

Mind Trainer

På denne bakgrunn utarbeidet firmaet Cogmed en prøveversjon av et nytt datamaskinbasert treningsprogram som ble kalt Mind Trainer. Det inneholder to typer oppgaver. Noen trener opp arbeidsminnet, andre flytende intelligens. For begge oppgavetypene var det lagt inn en funksjon som avpasset vanskegraden slik at den alltid lå på det nivået som barnet bare så vidt mestret. Programmet ble først prøvd ut for 4 år gamle barn og viste seg å ha en positiv effekt (Bergmann et al., 2011).

Vårt prosjekt

Det vi ønsket å prøve ut, var om barn med lett og moderat psykisk utviklingshemming også kunne ha positivt utbytte av en slik trening. Det vitenskapelige miljøet på Karolinska institutet avgjorde hvordan utprøvingen skulle foregå slik at vi kunne ivareta de høye evidenskravene som stilles til et slikt forskningsprosjekt. Prosjektet startet høsten 2009. Vi rekrutterte 62 deltakere i alder 6 til 12 ½ år og en anslått mental alder på omkring 4 til 8 år. De ble delt i to grupper med omtrent lik fordeling av kronologisk alder, kjønn og funksjonsnivå. Den ene gruppen fikk såkalt høyintensiv trening, det vil si med en kontinuerlig tilpassing av vanskegraden ut fra hvilke oppgaver barnet mestret. Den andre gruppen fikk lavintensiv trening, det vil si at vanskegraden var uforandret. Begge gruppene hadde trening i 20–25 økter av 15–20 minutters varighet i løpet av fem til syv uker. Foreldrene og barna fikk vite at det var to grupper som hadde forskjellige program, men de visste ikke hvilken gruppe de selv tilhørte. Treningen foregikk for det meste hjemme, men også noe på skolen. Det var lagt inn flere belønningssystemer for å holde motivasjonen oppe. Underveis i treningen registrerte foreldre og lærere motivasjon og arbeidsmåte. Samtidig ble resultatene for høyintensivgruppen kontinuerlig registrert for å se utviklingen av vanskegrad på oppgavene. Før treningen begynte, gjennomførte barna kognitive tester ved Habiliteringsavdelingen (delprøver fra WPPSI, NEPSY og AWMA). Skolene kartla ferdighetene deres i matematikk (Alle teller) og rettskrivning (Aston Index).  

…alle deltakerne hadde en viss framgang på treningen, selv om effekten viste seg å være av tidsavgrenset varighet.
Vi bruker arbeidsminnet i alle handlinger som innebærer mer enn å følge rene rutiner.

De som foretok testingen og kartleggingen, visste heller ikke hvilken gruppe hvert barn tilhørte. I tillegg fylte foreldrene ut skjemaer som beskriver konsentrasjon og aktivitetsnivå (DSM IV-kriteriene for ADHD), samt problematferd, emosjonelle vansker, forhold til venner og sosiale ressurser (Strengths and Difficulties Questionaire). Etter at treningen var gjennomført, ble barna testet på nytt samtidig som foreldrene fylte ut atferdsskjemaene. Et år etter gjennomført trening ble det foretatt ny kognitiv testing og ny utfylling av foreldreskjemaer. I tillegg foretok skolene de samme kartleggingene som før treningen. Underveis var det en del deltakere som falt fra av ulike årsaker. Hovedårsakene var at oppgavene var for vanskelige eller det var for krevende å gjennomføre dem i en travel hverdag.

Resultater

Den kognitive testingen rett etter at treningen var gjennomført, viste at den gruppen som hadde fått høyintensiv trening, hadde større framgang på testene enn den lavintensive gruppen. Dette stemte godt overens med den grunnleggende hypotesen som tilsa at treningen må være på et tilpasset og utfordrende nivå for at treningen skal ha effekt. Men når det gjelder foreldrenes vurdering av barnas væremåte (DSM IV og SDQ), var det ingen forskjell mellom de to gruppene. Samtidig kom det tydelig fram at det var stor variasjon innen høyintensivgruppen. På oppgavene for flytende intelligens hadde noen av deltakerne nesten ingen framgang på selve treningen, mens andre avanserte til et mye høyere nivå enn de startet på. Den samme forskjellen kom fram på den kognitive testingen etter treningen, noe som tilsier at treningseffekten hadde overføringsverdi til andre oppgaver enn de som det ble trent direkte på. På oppgavene for trening av arbeidsminnet var det også en stor variasjon på mestringsnivået på forskjellige dager. Dette tolket vi som utslag av varierende motivasjon som slo spesielt ut på disse oppgavene som stilte store krav både til fokusert oppmerksomhet og til utholdenhet.

Men var det mulig å finne ut hvem som hadde utbytte av treningen? De statistiske beregningene antydet at det var de med de beste resultatene på arbeidsminnetestene før treningen som hadde best utbytte av treningen i flytende intelligens. Samtidig så man en tendens til at de som hadde best resultater på delprøven klossemønster på WPPSI, hadde minst utbytte av arbeidsminnetreningen. Kanskje treningen i dette programmet var for enkelt for dem, slik at de burde hatt et enda mer utfordrende opplegg.

Ett år etterpå

Den kognitive testingen ett år etter at treningen var ferdig, viste at forskjellen mellom den høyintensive og den lavintensive gruppen var borte. Det var heller ingen forskjell på foreldrenes vurdering av barnas væremåte eller på skolenes måling av barnas framgang i matematikk og rettskrivning. Dette må kunne tolkes dit at den treningseffekten som man så rett etter treningen er blitt borte, og at den forskjellen som man oppnådde i en viss periode, ikke hadde noen vesentlig effekt på læringsevne og væremåte på lengre sikt.

Diskusjon

Hvordan skal man da tolke dette? Det man i det minste må kunne si, er at disse resultatene ikke viser en klar sammenheng mellom forbedrete resultater fra databasert trening til framgang i funksjonelle ferdigheter i skole og fritid. Vi så en viss bedring av arbeidsminnet i etterkant av treningen, men denne bedringen så ikke ut til ha noen praktisk betydning for barnet. Dette kan gi grunnlag for å stille flere spørsmål.

Har ikke arbeidsminnet noen sentral plass i læringsprosessen hos barn med utviklingshemming?

Som nevnt tidligere i denne artikkelen, foreligger det et stort antall forskningsartikler som viser til arbeidsminnetsbetydning for læringsprosessen hos barn med ulikt kognitivt utgangspunkt. Noe forskning tyder også på at arbeidsminnekapasiteten er enda mer avgjørende for skoleprestasjonene enn det generelle intelligensnivået for barn med mildere former for utviklingshemming (Van der Molen et al., 2009). Det virker derfor lite sannsynlig at arbeidsminnet er mindre avgjørende for læring for barn med utviklingshemming enn for andre barn.

Dersom arbeidsminnetrening er et blindspor, finnes det alternativer?

Treningen var krevende både med hensyn til tiden som gikk med og innsatsen den krevde fra barnet selv og de voksne som hjalp til. Man kan derfor vurdere om resultatet kan rettferdiggjøre en så omfattende innsats. Alternativet vil være å se om det finnes gode strategier som kan kompensere for et svakt arbeidsminne. Pedagogisk litteratur gir mange eksempler på at dette kan gjøres gjennom at omgivelsene passer på å tilpasse mengden med informasjon til barnets minnekapasitet. Gjennomgang av nytt lærestoff deles opp i mindre porsjoner, det gis korte beskjeder og instruksjoner, og arbeidsoppgaver avgrenses. I tillegg brukes bilder, symboler eller skrift konsekvent som støtte til alt som formidles muntlig. På den måten kan instruksjoner og arbeidsplaner gjøres mer omfattende og inneholde flere ledd (Gathercole & Alloway, 2008).

Har ikke treningen ført til store nok forbedringer av arbeidsminne og flytende intelligens til at det gir utslag på annen type læring?

Høyintensivtreningen førte til bedre treningsresultater og bedre resultater på de kognitive testene. Disse testene var ikke identiske med, men relativt like, de oppgavene som lå i programmet. Det vil si at det foreligger en viss generalisering av ferdigheter fra treningen til testene. Det vil være nærliggende å trekke en tilsvarende slutning som sier at skoleferdigheter og sosial væremåte er såpass forskjellig fra treningsoppgavene at en generalisering blir vanskeligere.

Kanskje ville vi funnet en generaliseringseffekt dersom vi hadde testet andre typer ferdigheter som har flere felles elementer med oppgavene i programmet. Vi kunne da for eksempel ha benyttet dataspill eller Kims lek. En bedret funksjon på disse områdene vil også kunne gi økt opplevelse av mestring og dermed gitt et lite bidrag til bedre livskvalitet.

En annen hypotese vil være at ferdighetene barna trente på, ikke er godt nok etablert til at de kan generaliseres. Kanskje forbedringen av arbeidsminnet ikke er blitt godt nok etablert til at barnet kan dra nytte av den i situasjoner som er mindre strukturert enn tilfellet er under trening eller testing. I så tilfelle vil utfordringen videre bli å legge opp en mer omfattende eller mer effektiv trening av arbeidsminnet for å styrke evnen til å lære de funksjonelle ferdigheter som vi hadde håpet på.

Finnes det helt andre måter å trene på?

Litteraturen beskriver alternative tilnærminger til tilrettelegging av trening for å forbedre arbeidsminne og flytende intelligens. Noen foreslår at mye av denne treningen kan legges til naturlige aktiviteter. Man kan bevisst legge inn hukommelsesleker som Memory, Kims lek og lignende. Og man kan utfordre barnet ved å passe på å gi beskjeder, instruksjoner og forklaringer som er akkurat så lange og kompliserte at barnet må anstrenge seg litt for å få med seg alt. Dette forutsetter at lærere og foreldre i utgangspunktet har et rimelig klart bilde av hva barnet kan mestre, slik at man finner et riktig tilpasset nivå (Gathercole & Alloway, 2008). I tillegg er det mye som tyder på at aktiviteter som å lære å spille et instrument (Klingberg, 2011) eller delta i enkelte kampsporter (Diamond & Lee, 2011) utvikler konsentrasjon og utfordrer arbeidsminnet.

Foreløpig konklusjon

Selv om det finnes flere motforestillinger, mener vi at det vil være altfor tidlig å forkaste de mulighetene som ligger i de databaserte treningsprogrammene.  

Underveis i treningen registrerte foreldre og lærere motivasjon og arbeidsmåte.

For det første var tilbakemeldingene fra foreldre og lærere positive når det gjelder barnas motivasjon. Måten programmet var bygget opp på og de ekstra belønningspunktene som var lagt inn underveis, gjorde at de fleste barna i stor grad beholdt motivasjonen gjennom hele treningen. Samtidig så vi i prosjektet vårt at alle deltakerne hadde en viss framgang på treningen, selv om effekten viste seg å være av tidsavgrenset varighet. Noen hadde et tydelig utbytte, andre hadde atskillig mindre framgang.

Det vil derfor være nærliggende å se på muligheten til å tilrettelegge en trening som gir en større effekt for alle. Den første faktoren som det vil være naturlig å tenke på, er omfanget av treningen. Det trekket som er felles for alle personer med psykisk utviklingshemming, er at de utvikler seg langsommere. Det vil si at læring ikke foregår like lett. De trenger langsommere progresjon og flere repetisjoner enn de fleste andre på sin alder. Det vil si at barn med psykisk utviklingshemming kanskje trenger dobbelt så mange repetisjoner på trening av arbeidsminne og flytende intelligens som jevnaldrende uten utviklingshemming.

Og kanskje de er mer avhengige av en form for vedlikeholdstrening for å opprettholde det nivået de er kommet på. Det har vært forsket lite på den varige effekten av arbeidsminnetrening for andre grupper. Det har vært oppfølgingsstudier på 3 til 6 måneder, og da har man fremdeles sett en viss effekt. Men det kan være naturlig å tenke at effekten av trening av arbeidsminnet og flytende intelligens krever vedlikehold på samme måte som trening av muskelstyrke og kondisjon.

Uansett er det ennå mange ubesvarte spørsmål. I solidaritet med alle de som har en utviklingshemming, vil det være viktig å gå videre i arbeidet med å få større innsikt på dette området. Her er det behov for mer forskning.

Forfatterbilde

Katja Maria Grill

Katja Maria Grill arbeider ved Habiliteringssenteret Vestre Viken HF.

Forfatterbilde

Jon Ottersen

Jon Ottersen arbeider ved Habiliteringssenteret Vestre Viken HF.

Litteraturhenvisninger

Alloway, T.P. & Temple; K.J. (2006). A comparison of working memory skills and learning in children with developmental coordination disorders and moderate learning difficulties. Applied Cognitive Psychology, 21, 473–487.

Bergmann Nutley, S.M., Söderqvist, S., Bryde, S., Thorell, L.B., Humphreys, K. & Klingberg, T. (2011). Gains in fluid intelligence after training non-verbal reasoning in 4-year-old children: a controlled, randomized study. Developmental Science, 14 (3), s. 591–601.

Diamond, A. & Lee, K. (2011). Interventions shown to aid executive function development in children 4 to 12 years old. Science 333 (6045),959–964.

Gathercole, S.E. & Alloway, T.P. (2008). Working memory and Learning: A practical guide for teachers. Sage Publications.

Henry, L.A. & Maclean, M. (2002). Working memory performance in children with and without intellectual disabilities. American Journal on Mental Retardation, 107, 421–432.

Horn, J. L. & Cattell, R. B. (1966). «Refinement and test of the theory of fluid and crystallized intelligence.» Journal of Educational Psychology, 57(5), 253–270.

Jaeggi, S.M, Buschkuehl, M., Jonides, J. & Perrig, W.J. (2008). Improving fluid intelligence with training on working memory. PNAS Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Vol. 105 (19), s. 6829–6833.

Klingberg, T., Frenell, E., Olesen, P.J., Johnson, M., Gustavfsson, P., Dahlström, K., Gillberg, C.G., Forssberg H. & Westerberg H. (2005). Computerized training of working memory in children with ADHD–a randomized, controlled trial. Journal of American Academy of Child and Adolescent Psychiatry, 44, 177–186.

Klingberg, T. (2010). Training and plasticity of working memory. Trends in Cognitive Sciences. Vol. 14(7), Jul 2010, 317–324.

Klingberg, T. (2011). Den Lärande Hjärnan. Natur & Kultur.

Løhaugen, G.C.C., Antonsen, I., Håberg, A., Gramstad, A., Vik, T., Brubakk, A.-M. & Skranes, J. (2011). Computerized Working Memory Training Improves Function in Adolescents Born at Extremely Low Birth Weight. The Journal of Pediatrics, 154 (4), 555–561.

Morrison, A.B. & Chein, J.M. (2011). Does working memory training work? The promise and challenges of enhancing cognition by training working memory. Psychonomic Bulletin & Review. Vol. 18(1), Feb. 2011, 46–60.

Rapport,  M.D.,  Alderson,  R.M.,  Kofler,  M.J.,  Sarver  D.E., Bolden J. & Sims V. (2008) Working memory deficits in boys with attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD): The contribution of ventral executive and subsystem processes. Journal of Abnormal Child Psychology, 36, 825–837.

Söderqvist, S., Ottersen, J., Grill, K.M. & Klingberg, T. (2012) Computerized training of non-verbal reasoning and working memory in children with mental retardation. Frontiers in Human Neuroscience, Vol. 6, article 271. doi: 10.3389/fnhum.2012.00271.

Van Der Molen, M., Van Luit, E.H., Jongmans, M.J. & Van Der Molen, M.W. (2009). Memory profiles in children with mild intellectual disabilities: strengths and weaknesses. Research in Developmental Disabilities, 30 (6), 1237–1247.

Van Der Molen, M., Van Luit, E.H., Jongmans, M.J. & Van Der Molen, M.W. (2007). Verbal working memory in children with intellectual disabilities. Journal of Intellectual Disability Research, 51, 162–169.

Westerberg, H., Hirvikoski T., Forssberg H. & Klingberg, T. (2004). Visuo-Spatial Working Memory Span: A Sensitive Measure of Cognitive Deficits in Children With ADHD. Child Neuropsychology, 10 (3), 155–161.