Werkgeheugentraining voor oudere deelnemers: een trainingsregime voor controlegroep en initiële beoordeling van intellectueel functioneren
Summary
Een cognitieve trainingsinterventie bij ouderen samen met de beoordeling van de cognitieve vaardigheden voor de training wordt gepresenteerd. We tonen twee versies van training – experimentele en actieve controle – en demonstreren hun effecten op de reeks cognitieve tests.
Abstract
De effectiviteit van cognitieve trainingsinterventies wordt onlangs sterk besproken. Er is geen consensus over wat voor soort opleidingsregime het meest effectief is. Ook worden individuele kenmerken als voorspellers van trainingsresultaten nog onderzocht. In dit artikel laten we de poging zien om dit probleem aan te pakken door niet alleen de impact van wm-training (Working Memory) op cognitieve effectiviteit bij oudere volwassenen te onderzoeken, maar ook de invloed van de initiële WM-capaciteit (WMC) op de uitkomst van de training. We beschrijven in detail hoe je 5 weken adaptieve dual n-back training uitvoert met een actieve controlegroep (geheugenquiz). We richten ons hier op technische aspecten van de training en op de eerste beoordeling van het WMC van de deelnemers. De evaluatie van pre- en posttrainingsprestaties van andere cognitieve dimensies was gebaseerd op de resultaten van tests van geheugenupdates, remming, aandachtsverschuiving, kortetermijngeheugen (STM) en redeneren. We hebben vastgesteld dat het initiële niveau van WMC de efficiëntie van de n-back trainingsinterventie voorspelt. We hebben ook de verbetering na de training opgemerkt in bijna alle aspecten van cognitief functioneren die we hebben gemeten, maar die effecten waren meestal interventieonafhankelijk.
Introduction
In veel cognitieve trainingsstudies wordt de dual n-back taak gebruikt als een methode van werkgeheugen (WM) training. WM is een gemeenschappelijk doelwit van cognitieve interventies vanwege het belang ervan voor andere intellectuele functies op een hoger niveau1. Er is echter veel gediscussieerd over de doeltreffendheid van een dergelijke opleiding en het potentieel ervan voor het creëren van een meer algemene verbetering van de cognitie (voor meta-analyse, zie2,3,4,5,6,7,14 en voor beoordelingen, zie4,8,9,10,11,12,13). Terwijl sommige onderzoekers beweren dat ”… er was geen overtuigend bewijs van de veralgemening van werkgeheugentraining naar andere vaardigheden.”4, anderen presenteren meta-analytische gegevens, die zeer significante effecten van WM-training laten zien2,3,5,6,11. Het afzonderlijke probleem is de effectiviteit van WM bij ouderen. Verschillende WM-opleidingsstudies rapporteerden grotere voordelen bij jongere volwassenen in vergelijking met oudere volwassenen15,16,17,18,19,20, terwijl andere aantonen dat vergelijkbare effecten kunnen worden waargenomen in beide leeftijdsgroepen21,22,23,24,25.
Er wordt aangenomen dat verschillende elementen de voordelen van geheugentrainingvoorspellen 26. Sommige van deze factoren lijken potentiële moderators van WM-trainingseffectiviteit21te zijn . Mentale capaciteit, die wordt beschreven als de basis cognitieve capaciteit of algemene cognitieve hulpbron, lijkt een van de sterkste keuzes voor deze positie. Om de rol van het initiële intellectuele niveau te beoordelen, leggen we een speciale nadruk (de hier beschreven methode) op het meten van de cognitieve capaciteit voordat we een trainingsregime toepassen. Het werd gedicteerd door de gegevens waaruit bleek dat deelnemers, die worden gekenmerkt door een hogere cognitieve capaciteit aan het begin van de training, aanzienlijk betere trainingsresultaten bereikten in vergelijking met die met lagere niveaus van initiële cognitieve functie27. Een soortgelijk fenomeen wordt waargenomen in onderwijsonderzoek, waar het wordt aangeduid als het Matthew-effect28, een observatie dat mensen met aanvankelijk betere vaardigheden nog meer verbeteren in vergelijking met mensen met een voorlopig lager niveau in kwestie.
Het is echter tot nadenken stemmend dat er niet zo veel verslagen over dit onderwerp zijn gepubliceerd21,29. Bovendien worden zelfs aanzienlijke individuele verschillen, vooral als het gaat om de oudere bevolking, vaak onbeheerd gelaten tijdens gegevensanalyse en interpretatie30. In deze studie onderzoeken we de impact van het initiële niveau van werkgeheugencapaciteit op het succes van WM-trainingen in de groep gezonde oudere volwassenen. Om elk element van de opleidingsregimes tussen experimentele en controlegroepen zo gelijk mogelijk te houden, hebben we een actief ontwerp van de controlegroep gebruikt. Daarom bleef de trainingsinhoud (WM versus semantisch geheugen) de enige cruciale factor die het verwachte verschil in de trainingsresultaten bepaalt. Beide groepen voerden geautomatiseerde, thuistrainingen uit. Leden van de experimentele groep werden toegewezen aan een adaptief dubbel n-back trainingsprogramma en een actieve controlegroep getraind met een taak op basis van een semantische geheugenquiz. Nieuw in de aanpak hierbij is de nadruk op de eerste evaluatie van het cognitieve niveau van de deelnemers door het beoordelen van hun werkgeheugencapaciteit (WMC). Bovendien is de methode voor het beoordelen van het initiële WMC-niveau dat we in dit artikel presenteren, een effectief hulpmiddel gebleken om onderscheid te maken tussen mensen die wel en niet succesvol zullen zijn tijdens de daaropvolgende training in het werkgeheugen. We hebben eerder de resultaten van deze studie beschreven en gepubliceerd44. Daarom richten we ons in dit artikel op een gedetailleerde beschrijving van het protocol dat we hebben gebruikt.
Protocol
Representative Results
Discussion
In de hier gepresenteerde studie hebben we onderzocht of oudere volwassenen baat zouden kunnen hebben bij werkgeheugentraining en of het verband houdt met het beginniveau van hun basiscognitie. We gebruikten een n-back taak als een experimentele interventie en werkgeheugencapaciteit (gemeten met de OSPAN-taak) was de methode om het initiële niveau van intellectueel functioneren van deelnemers te onderzoeken. We hadden twee kritieke stappen in het protocol. De eerste en belangrijkste was de beoordeling van het initiële …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De beschreven resultaten worden verkregen uit het project dat wordt ondersteund door het Nationaal Wetenschapscentrum in Polen in het kader van subsidienr. 2014/13/B/HS6/03155.
Materials
| GEx | n/a | authorial online platform: used for N-back training, Quiz |
|
| IBM SPSS Statistics 26.0 | IBM Corporation | SPSS software was used to compute statistical analysis. | |
| Inquisit version 4.0.8.0 | Millisecond Software | software: tool for designing and administering experiments used for: The Sternberg Task, The Linear Syllogism Task and presenting the instructions for baseline EEG recording |
|
| MATLAB R2018b | The MathWorks, Inc | MATLAB software was used to compute statistics and to export databases and visualisation of the results | |
| PsychoPy version 2 v.1.83.04 | Jonathan Peirce; supported by University of Nottingham | open-source software used for: Go/no Go Task, The Switching Task, Running Memory Span Taskckage based on Python |
|
| Sublime Text (version 2.0.2) | n/a | open-source software: HTML editor used for: online OSPAN Task |
References
- Baddeley, A. Working memory: Looking back and looking forward. Nature Reviews Neuroscience. , (2003).
- Au, J. Improving fluid intelligence with training on working memory: a meta-analysis. Psychonomic Bulletin and Review. 22, 366-377 (2015).
- Karbach, J., Verhaeghen, P. Making working memory work: A meta-analysis of executive control and working memory training in younger and older adults. Psychological Science. 25, 11-2027 (2014).
- Melby-Lervåg, M., Hulme, C. Is working memory training effective? A meta-analytic review. Developmental Psychology. , (2013).
- Melby-Lervåg, M., Redick, T. S., Hulme, C. Working Memory Training Does Not Improve Performance on Measures of Intelligence or Other Measures of "Far Transfer": Evidence From a Meta-Analytic Review. Perspectives on Psychological Science. , (2016).
- Schwaighofer, M., Fischer, F., Bühner, M. Does Working Memory Training Transfer? A Meta-Analysis Including Training Conditions as Moderators. Educational Psychologist. , (2015).
- Soveri, A., Antfolk, J., Karlsson, L., Salo, B., Laine, M. Working memory training revisited: A multi-level meta-analysis of n-back training studies. Psychonomic Bulletin and Review. , (2017).
- Au, J., Buschkuehl, M., Duncan, G. J., Jaeggi, S. M. There is no convincing evidence that working memory training is NOT effective: A reply to Melby-Lervåg and Hulme (2015). Psychonomic Bulletin and Review. , (2016).
- Dougherty, M. R., Hamovitz, T., Tidwell, J. W. Reevaluating the effectiveness of n-back training on transfer through the Bayesian lens: Support for the null. Psychonomic Bulletin and Review. , (2016).
- Lövdén, M., Bäckman, L., Lindenberger, U., Schaefer, S., Schmiedek, F. . A Theoretical Framework for the Study of Adult Cognitive Plasticity. , (2010).
- Shinaver, C. S., Entwistle, P. C., Söderqvist, S. Cogmed WM Training: Reviewing the Reviews. Applied Neuropsychology: Child. , (2014).
- Shipstead, Z., Redick, T. S., Engle, R. W. Does working memory training generalize?. Psychologica Belgica. , (2010).
- Shipstead, Z., Redick, T. S., Engle, R. W. Is working memory training effective?. Psychological Bulletin. 138 (4), 628-654 (2012).
- Weicker, J., Villringer, A., Thöne-Otto, A. Can impaired working memory functioning be improved by training? A meta-analysis with a special focus on brain injured patients. Neuropsychology. , (2016).
- Brehmer, Y., Westerberg, H., Bäckman, L. Working-memory training in younger and older adults: Training gains, transfer, and maintenance. Frontiers in Human Neuroscience. , (2012).
- Dahlin, E., Neely, A. S., Larsson, A., Bäckman, L., Nyberg, L. . Transfer of learning after updating training mediated by the striatum. , (2008).
- Dorbath, L., Hasselhorn, M., Titz, C. Aging and executive functioning: A training study on focus-switching. Frontiers in Psychology. , (2011).
- Heinzel, S. Working memory training improvements and gains in non-trained cognitive tasks in young and older adults. Aging, Neuropsychology, and Cognition. , (2014).
- Schmiedek, F., Lövdén, M., Lindenberger, U. Hundred days of cognitive training enhance broad cognitive abilities in adulthood: Findings from the COGITO study. Frontiers in Aging Neuroscience. , (2010).
- Zinke, K. Working memory training and transfer in older adults: Effects of age, baseline performance, and training gains. Developmental Psychology. 50 (1), 304-315 (2014).
- Bürki, C. N., Ludwig, C., Chicherio, C., de Ribaupierre, A. Individual differences in cognitive plasticity: an investigation of training curves in younger and older adults. Psychological Research. , (2014).
- Li, S. C. Working Memory Plasticity in Old Age: Practice Gain, Transfer, and Maintenance . Psychology and Aging. , (2008).
- Richmond, L. L., Morrison, A. B., Chein, J. M., Olson, I. R. Working memory training and transfer in older adults. Psychology and Aging. 26 (4), 813-822 (2011).
- von Bastian, C. C., Oberauer, K. Effects and mechanisms of working memory training: a review. Psychological Research. 78 (6), 803-820 (2014).
- Zając-Lamparska, L., Trempała, J. Effects of working memory and attentional control training and their transfer onto fluid intelligence in early and late adulthood. Health Psychology Report. 4 (1), 41-53 (2016).
- Verhaeghen, P., Marcoen, A. On the mechanisms of plasticity in young and older adults after instruction in the method of loci: Evidence for an amplification model. Psychology and Aging. , (1996).
- Borella, E., Carbone, E., Pastore, M., De Beni, R., Carretti, B. Working memory training for healthy older adults: The role of individual characteristics in explaining short- and long-term gains. Frontiers in Human Neuroscience. , (2017).
- Bakermans-Kranenburg, M. J., Van Uzendoorn, M. H., Bradley, R. H. Those who have, receive: The matthew effect in early childhood intervention in the home environment. Review of Educational Research. , (2005).
- Foster, J. L. Do the effects of working memory training depend on baseline ability level?. Journal of Experimental Psychology: Learning Memory and Cognition. 43 (11), 1677-1689 (2017).
- Kliegel, M., Bürki, C. Memory training interventions require a tailor-made approach: Commentary on McDaniel and Bugg. Journal of Applied Research in Memory and Cognition. , (2012).
- Sternberg, S. Memory-scanning: mental processes revealed by reaction-time experiments. American Scientist. , (1969).
- Folstein, M. F., Folstein, S. E., McHugh, P. R. Mini-mental status. A practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician. Journal of Psychiatric Research. 12 (3), 189-198 (1975).
- Jaeggi, S. M., Buschkuehl, M., Jonides, J., Perrig, W. J. Improving fluid intelligence with training on working memory. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2008).
- Bolger, N., Laurenceau, J. P. . Methodology in the Social Sciences. , (2013).
- Kwok, O. M. Analyzing Longitudinal Data With Multilevel Models: An Example With Individuals Living With Lower Extremity Intra-Articular Fractures. Rehabilitation Psychology. , (2008).
- Bissig, D., Lustig, C. Who benefits from memory training?. Psychological Science. , (2007).
- Borella, E., Carretti, B., Riboldi, F., De Beni, R. Working Memory Training in Older Adults: Evidence of Transfer and Maintenance Effects. Psychology and Aging. , (2010).
- Kraemer, K. R., Enam, T., McDonough, I. M. Cognitive reserve moderates older adults’ memory errors in an autobiographical reality monitoring task. Psychology and Neuroscience. , (2019).
- López-Higes, R. Efficacy of cognitive training in older adults with and without subjective cognitive decline is associated with inhibition efficiency and working memory span, not with cognitive reserve. Frontiers in Aging Neuroscience. , (2018).
- Mill, J. S. . A system of logic, ratiocinative and inductive: Being a connected view of the principles of evidence, and the methods of scientific investigation. 1, (1875).
- Redick, T. S. Working memory training and interpreting interactions in intelligence interventions. Intelligence. , (2015).
- Guiney, H., Machado, L. Volunteering in the Community: Potential Benefits for Cognitive Aging. Journals of Gerontology – Series B Psychological Sciences and Social Sciences. , (2018).
- Proulx, C. M., Curl, A. L., Ermer, A. E. Longitudinal Associations between Formal Volunteering and Cognitive Functioning. Journals of Gerontology – Series B Psychological Sciences and Social Sciences. , (2018).
- Matysiak, O., Kroemeke, A., Brzezicka, A. Working Memory Capacity as a Predictor of Cognitive Training Efficacy in the Elderly Population. Frontiers in Aging Neuroscience. 11, 126 (2019).
