La memoria di lavoro prevede una notevole quantità di varianza per una varietà di compiti cognitivi, tra cui parlare, leggere e scrivere. Tuttavia, pochi strumenti sono disponibili per valutare la memoria di lavoro nei bambini. Presentiamo un'innovativa batteria basata su computer che valuta in modo completo i diversi componenti della memoria di lavoro nei bambini in età scolare.
La batteria di valutazione completa per i bambini – Memoria di lavoro (CABC-WM) è una batteria basata su computer progettata per valutare diversi componenti della memoria di lavoro nei bambini di età scolare. Sono stati individuati deficit di memoria di lavoro nei bambini con disabilità di apprendimento basate sulla lingua, incluse la dislessia 1 , 2 e la disabilità linguistica 3 , 4 , ma non è chiaro se questi bambini presentano disavanzi nei sottocomponenti della memoria di lavoro, come la memoria di lavoro visuospaziale o fonologica . Il CABC-WM viene somministrato su un computer desktop con un'interfaccia touchscreen ed è stato specificatamente sviluppato per essere coinvolgente e motivante per i bambini. Anche se l'obiettivo a lungo termine del CABC-WM è quello di fornire profili di memoria di lavoro individuali nei bambini, il presente studio si concentra sul successo iniziale e l'utilità del CABC-WM per misurare l'esecutore centraleLoop fonologico, visuospaziale, e costruttivo di legame nei bambini con uno sviluppo tipico. I prossimi passi immediati sono quello di amministrare il CABC-WM a bambini con specifici disturbi della lingua, dislessia e disturbi specifici della lingua e della dislessia.
La memoria di lavoro è il sistema di capacità limitata che consente a un individuo di mantenere mentalmente e di manipolare le informazioni in ingresso durante l'esecuzione di attività cognitive 5 , 6 . Le differenze individuali nella memoria di lavoro influenzano le prestazioni cognitive, scolastiche e professionali negli adulti 7 , 8 e bambini 9 , 10 . Nonostante la connessione tra la memoria di lavoro e l'apprendimento, pochi strumenti diagnostici sono disponibili per valutare in modo completo la memoria di lavoro nei bambini 11 , 12 .
La batteria di valutazione completa per i bambini – Memory Working (CABC-WM) è stata progettata per valutare la memoria di lavoro al suo livello più elementare, come previsto da diversi modelli di memoria di lavoro prominente, inclusi quelli proposti da Baddeley e colleghi= "Xref"> 5 , 13 , 14 e Cowan e colleghi 15 , 16 , 17 . Baddeley 14 propone quattro componenti di memoria di lavoro separati: un central executive / controller di attenzione che mette a fuoco, commuta e divide l'attenzione e collega la memoria a lungo termine e di lavoro; Un sketchpad visuospaziale che contiene informazioni visive e spaziali; Un anello fonologico che tiene informazioni basate su discorsi e altre informazioni acustiche; E un buffer episodico che forma un'interfaccia tra i componenti della memoria di lavoro e lega informazioni provenienti dai sottosistemi e dalla memoria a lungo termine. Dall'altro lato, Cowan afferma che la memoria di lavoro può essere parte di un più grande e costruttivo unitario guidato in primo luogo dalla messa a fuoco dell'attenzione, oltre agli sottosistemi centrali esecutivi e fonologici di stoccaggio e di prove 15 , 16 </ Sup> , 17 . Il CABC-WM include 13 attività di memoria di lavoro che misurano gli sottosistemi centrali della memoria di lavoro esecutivo (o focus di attenzione), visuospatiali, fonologici e legati. Abbiamo puntato su tre misure di ogni costrutto per supportare l'uso di variabili latenti. Molte delle attività incluse nel CABC-WM sono state modellate dopo attività originariamente progettate per gli adulti che hanno tipicamente una tolleranza superiore ai bambini per compiti complessi. Abbiamo adattato i compiti per renderli motivati per i bambini presentandoli in un gioco computerizzato a tema pirata con grafica visiva-affascinante, premi virtuali e un'interfaccia touch-screen. Abbiamo anche limitato il numero di compiti presentati in una singola sessione di ricerca e il numero di prove in ciascuna attività per diminuire la probabilità di affaticamento. Infine, per aumentare l'affidabilità della batteria, i compiti sono stati progettati per essere facile da amministrare e punteggio. Tutti i compiti includevano istruzioni standardizzate presentate dal calcoloR come parte di ogni gioco. La maggior parte delle attività ha un punteggio automatizzato che riduce l'opportunità di errore umano durante l'elaborazione dati. I dettagli dei compiti possono essere trovati nella tabella 1 e sono descritti di seguito.
Compiti esecutivi centrali
Le attività di auditivo , visivo N-back e di aggiornamento di numeri N-back valutano la funzione esecutiva centrale. L'attività N-back è un compito di aggiornamento che presenta una sequenza di stimoli, dopo di che i soggetti sono invitati a giudicare se uno stimolo è lo stesso o diverso rispetto allo stimolo precedente. L'attività uditiva N-back viene presentata nel contesto di una banda di robot che suona diversi strumenti con toni diversi. I bambini ascoltano i toni in sequenza. Dopo che ogni tono viene sentito, il bambino decide se il nuovo tono è lo stesso o diverso dal tono precedente e risponde premendo gli stessi tasti / tasti diversi sulla tastiera. I dati pilota mostrarono che aIl compito 1-back è stato eseguito da bambini di età elementare. L'attività visiva N-back viene presentata nel contesto di robot che giocano un gioco con pezzi di gioco modellati. Ogni pezzo di gioco è una piazza nera con diversi modelli di punti bianchi. I bambini vedono una serie di singoli pezzi di gioco. Dopo che ciascun pezzo è mostrato, decidono se il modello è uguale o diverso dal precedente pezzo e mostrare la loro risposta premendo etichettati stessi / diversi tasti sulla tastiera. Ancora una volta, i dati pilota hanno mostrato che solo un compito di 1 volta era al livello appropriato per i bambini piccoli che completano questa batteria. L'attività di aggiornamento del numero valuta la capacità del bambino di mantenere le informazioni nella memoria di lavoro e di aggiornarlo quando vengono fornite ulteriori informazioni. Questo compito è presentato nel contesto di una fabbrica di giocattoli dove il compito del bambino è quello di tenere traccia del totale in esecuzione di yoyos e orsacchiotti fabbricati. Inizialmente, i bambini sono visualizzati due cifre da ricordare, una cifra per il numeroDi yoyos e l'altro per il numero di orsacchiotti. I bambini vengono quindi mostrati un'operazione di aggiunta ( ad esempio, +1, +2, ecc. ) Per una delle cifre che utilizzano per aggiornare la cifra totale. I bambini ricevono cinque operazioni in sequenza prima che i numeri vengano ripristinati e ricominciano.
Memoria di lavoro fonologica
La "memoria fonologica di lavoro" è responsabile della tenuta mentale e della manipolazione di informazioni acustiche e basate su discorsi. La memoria di lavoro fonologica viene valutata utilizzando le funzioni di "digit span", "digit span-running" e "non-repeating". L'attività di "cifre digitali" richiede che i bambini ripetano le liste che variano di lunghezza da 2-8 cifre. Questo compito viene presentato ai bambini nel contesto di una riproduzione di copycat con un robot. Il bambino ripete ciò che dice il robot, cercando di ricordare tante cifre nella sequenza possibile. Viene presentato il compito di "digit span-running"Nel contesto di una partita di copycat con mostri marini che leggono elenchi di numeri di lunghezza di 7-10 cifre; Tuttavia, i bambini non sanno quante cifre saranno presentate in un elenco. Quando l'elenco è completato, il bambino viene richiesto di richiamare il numero più cifre possibile, in ordine di avanzamento, dalla fine dell'elenco. Nel compito di ripetizione non parole, i bambini ripetono parole nuove ( ad esempio , "genfad" e "yitvodgoom"), che aiutano il pirata a costruire un ponte di caramelle su un fiume.
Memoria di lavoro visuospaziale
"Memoria di lavoro spaziale" è il componente della memoria di lavoro che tiene mentalmente e manipola le informazioni visive e spaziali. La memoria di lavoro visuospaziale viene valutata con i compiti di "span di posizione", "span-running di posizione", "span visuale" e di "visual span-running". L'attività di spianatura di località richiede che i bambini ricordino la posizione dell'endpoint di una serie di frecce che dirigonoUn pirata a tesoro sepolto. Le posizioni vengono visualizzate in una matrice di otto punti che irradiano dal centro dello schermo ad angoli equidistanti. Dopo che i bambini vedono la serie, fanno riferimento a tante posizioni che possono ricordarsi in sequenza. L'attività di "span-running di posizione" è uguale all'attività di span di posizione, a meno che i bambini non sappiano quanti percorsi verranno presentati. L'attività di "visual span" è simile all'attività di "span di posizione". I bambini vedono una serie di 1-6 singoli poligoni neri ( cioè "gemme" nel contesto del gioco) appaiono sullo schermo, una alla volta. Dopo aver visto ogni serie, sei righe vengono visualizzate in una riga sullo schermo. I bambini selezionano l'ordine in cui sono comparsi, utilizzando il touchscreen. L'attività di "visual span-running" è simile al compito visivo, salvo che i bambini non sanno quanti poligoni appaiono. Alla fine della sequenza, i bambini ricordano i poligoni in fOrdine oro. Le lunghezze di span possono variare da 3 a 6 poligoni.
Compiti legati
I "compiti legati" si riferiscono al componente della memoria di lavoro che forma un'interfaccia temporanea tra i diversi componenti della memoria di lavoro ( ad es. , Fonologici e visuospatiali) e lega le informazioni all'interno di questi sottosistemi e lungo la memoria a lungo termine. Le attività obbligatorie includono "fascio di legame fonologico", "fascia di legame visivo" e "legame crossmodale". Il compito di "fasciamento fonologico" richiede che i bambini imparino accoppiamenti di suoni non vocali ( ad esempio , segnali acustici e toni) con parole non singole ( ad esempio , vope e meck). Questo compito è presentato nel contesto di robot che parlano un linguaggio robotico speciale per ordinare caramelle in un negozio di caramelle. I bambini iniziano a sentire un suono con una nonword in una sequenza, ma il compito aumenta in difficoltà fino a quando non sente fino a quattro accoppiamenti audio-non-vocali in unsequenza. L'attività di "visuale vincolante" richiede che i bambini ricordino due pezzi di informazioni visive accoppiate, ad esempio dove si trovano poligoni individuali in una griglia 4 x 4. La lunghezza della girata aumenta da 1 a 6 poligoni. Dopo che è stato visualizzato l'ultimo poligono di ogni prova, sullo schermo compare una griglia identica, vuota di 4 x 4 accanto ad un campo dei sei poligoni facoltativi. I bambini utilizzano il touchscreen per selezionare e trascinare i poligoni nella posizione corretta all'interno della griglia. I bambini sono autorizzati a spostare poligoni intorno alla griglia finché non saranno soddisfatti della loro selezione. Il "legame cross-modale" richiede l'associazione di parole non auditive ( ad esempio , koov e geem) con forme poligonali nere. Questo compito è presentato nel contesto dell'apprendimento del nome dei pezzi di gioco. Poiché ogni singolo poligono è mostrato al centro dello schermo, i bambini sentono una nonword associata a una sillaba accoppiata con quel poligono. Ogni prova varia in base al numero di coppie presentate, che vanno da 1 a 6Viene presentata l'ultima coppia, appare una schermata di selezione che mostra il campo di sei poligoni. I bambini sentono ogni non parola, uno alla volta, e usano il touchscreen per indicare il poligono che va con quella nonword. Le non parole non vengono riprodotte nell'ordine in cui sono state presentate.
Amministrazione e risultati CABC-WM
Il protocollo per la gestione del CABC-WM è descritto di seguito. Successivamente, i risultati delle misure CABC-WM e l'affidabilità dei compiti segnalati sono fornite per un campione di bambini tipicamente in via di sviluppo. La batteria CABC-WM presentata viene somministrata su un computer desktop con un monitor touchscreen che utilizza un contesto a tema pirata per i giochi. Il bambino siede direttamente davanti allo schermo tattile. Un assistente di ricerca siede accanto al bambino per controllare l'attenzione del bambino o la necessità di interruzioni. L'assistente registra anche i dati per le attività che non vengono registrate automaticamente dal programma di computer (vedere sotto). Alla conclusioneDi ogni attività, il CABC-WM richiede al bambino di selezionare l'attività successiva. Dopo che l'ultimo lavoro è stato completato nella sessione di ricerca, il CABC-WM conclude permettendo al bambino di acquistare oggetti per il suo avatar pirata in un negozio virtuale.
Tutti i compiti iniziano con una serie di prove di addestramento che il bambino deve passare prima di procedere alle prove di prova. Se un bambino non può passare le prove di allenamento dopo cinque tentativi, l'attività viene interrotta. Si prega di vedere la tabella 1 per i singoli dettagli delle attività, tra cui: stimoli utilizzati, condizioni, numero di prove di addestramento e prove di lavoro, lunghezza media delle attività e variabili dipendenti.
Il CABC-WM è stato sviluppato per valutare la memoria di lavoro nei bambini in base a teorie importanti della memoria di lavoro. Più compiti valutano l'esecutivo centrale, la memoria di lavoro fonologica, la memoria di lavoro visuospaziale e le funzioni di rilegatura.
Attualmente il CABC-WM sta subendo ulteriori raffinatezza e test. In alcuni casi, l'assistente di ricerca può incontrare problemi tecnici con l'interfaccia CABC-WM a causa di problemi di programmazione o errori di computer. Il team di ricerca fornisce a tutti gli assistenti un manuale di risoluzione dei problemi per affrontare problemi conosciuti ( ad esempio, il programma potrebbe bloccarsi su uno schermo e richiedere un avanzamento manuale), nonché un'estesa formazione per quanto riguarda l'adesione al protocollo di risoluzione dei problemi. A causa della durata delle sessioni di ricerca, i partecipanti al bambino possono diventare annoiati o frustrati con il programma. Gli assistenti di ricerca sono formati per ospitare il bambino con interruzioni necessarie per mantenere la motivazione eAttenzione ai compiti. In rare occasioni, il programma per computer è noto per richiedere un riavvio per continuare. In quei casi, se l'amministrazione è stata interrotta a metà attività, l'attività non viene ripristinata e che i dati vengono persi. Il team di ricerca sta lavorando diligentemente per minimizzare questi eventi.
Per ora, l'intera batteria di ricerca dovrebbe essere somministrata, perché le prestazioni dei bambini sulle attività individuali presentate al di fuori dell'ambiente di gioco non sono state valutate. Stiamo conducendo studi per ridurre il numero di articoli nella batteria, per valutare la validità e per determinare come i bambini elementari più anziani eseguono su queste misure. La versione di ricerca del CABC-WM richiede cinque sessioni da 30 a 45 minuti da completare. Ciò fornisce una valutazione completa della memoria di lavoro per i giovani scolari elementari che potrebbero interessare i ricercatori, ma nella sua forma attuale la batteria non è pratica per i professionisti. La validità di lavorarmiI modelli mory e l'affidabilità dei task sono stati segnalati per i secondi classificatori negli Stati Uniti. I passi successivi sono la prova della batteria in una fascia di età espansa dei bambini, per ridurre il numero di compiti nella batteria e per verificare la validità concorrente.
Ci sono solo due valutazioni specifiche appositamente progettate per misurare la memoria di lavoro attualmente disponibile per i bambini 11 , 12 . Il CABC-WM rappresenta un'alternativa più completa a queste misure, somministrate in un contesto adeguato ai bambini ( ad esempio, un gioco per computer) per aumentare la motivazione. I risultati suggeriscono che le attività CABC-WM sono affidabili quando vengono somministrate ai secondi gradi con uno sviluppo tipico.
I risultati del campione iniziale di bambini di secondo grado vengono utilizzati per raffinare la batteria CABC-WM. I passi successivi sono di valutare l'affidabilità e la validità della batteria in una fascia di età più larga di bambini. Gli obiettivi a lungo termineDi questa ricerca sono aiutare gli educatori e le famiglie a comprendere i punti di forza e le debolezze della memoria di lavoro individuale dei bambini per sostenere le istruzioni differenziate e aiutare ogni bambino a capire il loro profilo di memoria di lavoro per potenziare la loro auto-advocacy e l'uso di strategie per aumentare il conseguimento accademico.
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato sostenuto da finanziamenti da parte dell'Istituto Nazionale di Salute NIDCD Grant # R01 DC010784. Siamo profondamente grati al personale, ai ricercatori, agli amministratori scolastici, agli insegnanti, ai bambini e alle famiglie che hanno partecipato. Personale chiave incluso (in ordine alfabetico) Gary Carstensen, Cecilia Figueroa, Karen Guilmette, Trudy Kuo, Bjorg LeSueur, Annelise Pesch e Jean Zimmer. Molti studenti hanno anche contribuito a questo lavoro, tra cui Genesis Arizmendi, Lauren Baron, Alexander Brown, Nora Schlesinger, Nisha Talanki e Hui-Chun Yang.
21.5-inch touchscreen computer with standard keyboard and 10-key number pad and mouse | Toshiba | DZ125-S2101 | This desktop touchscreen PC is used to administer the Comprehensive Assessment Battery for Children – Working Memory (CABC-WM). |
Binaural headphones with microphone – child | Sennheiser | PC-150 | This mic/headphone combination set deliver audio content and record verbal responses from participants while completing the CABC-WM |
Headphones – adult | Sennheiser | HD 280 PRO | These headphones are worn by the assistant to monitor administration of the CABC-WM |
Comprehensive Assessment Battery for Children – Working Memory (CABC-WM) | in-house | Reference: Gray, S., Alt, M., Hogan, T.P., Green, S., & Cowan, N. (n.d.). Comprehensive assessment battery for children – Working memory. Unpublished measure under development. | This program has been designed using Adobe Flash by our research team. We are refining and developing the program as described in the manuscript for consumer use. It is not yet available to the public, although it is a primary goal to prepare the CABC-WM for practitioner use. |