Summary
Se presenta una intervención de entrenamiento cognitivo en la población de edad avanzada junto con la evaluación de las capacidades cognitivas previas al entrenamiento. Mostramos dos versiones de entrenamiento - control experimental y activo - y demostramos sus efectos en la variedad de pruebas cognitivas.
Abstract
La eficacia de las intervenciones de entrenamiento cognitivo es recientemente muy debatida. No hay consenso sobre qué tipo de régimen de formación es el más eficaz. Además, todavía se están investigando las características individuales como predictores del resultado de la capacitación. En este artículo, mostramos el intento de abordar este problema examinando no sólo el impacto del entrenamiento de memoria de trabajo (WM) en la eficacia cognitiva en adultos mayores, sino también la influencia de la capacidad inicial de WM (WMC) en el resultado de la formación. Describimos en detalle cómo realizar 5 semanas de un entrenamiento adaptativo de doble espalda con un grupo de control activo (prueba de memoria). Nos centramos aquí en los aspectos técnicos de la capacitación, así como en la evaluación inicial del CMMC de los participantes. La evaluación del rendimiento previo y posterior al entrenamiento de otras dimensiones cognitivas se basó en los resultados de las pruebas de actualización de memoria, inhibición, cambio de atención, memoria a corto plazo (STM) y razonamiento. Hemos encontrado que el nivel inicial del CMMC predice la eficiencia de la intervención de entrenamiento n-back. También hemos notado la mejora posterior al entrenamiento en casi todos los aspectos del funcionamiento cognitivo que medimos, pero esos efectos fueron en su mayoría independientes de la intervención.
Introduction
En muchos estudios de entrenamientos cognitivos, la tarea dual n-back se utiliza como un método de entrenamiento de memoria de trabajo (WM). Wm es un objetivo común de las intervenciones cognitivas debido a su importancia para otras funciones intelectuales de nivel superior1. Sin embargo, la eficacia de dicha formación y su potencial para crear una mejora más general de la cognición, ha sido muy debatida (para el metanálisis, véase2,3,4,5,6,7,14 y para las revisiones,véanse 4,8,9,10,11,12,13). Mientras que algunos investigadores afirman que ''... no hubo pruebas convincentes de la generalización de la formación en memoria de trabajo a otras habilidades''4, otros presentan datos meta-analíticos, que muestran efectos muy significativos de la formación wm2,3,5,6,11. El problema separado es la eficacia de las armas de destrucción masiva en la población de edad avanzada. Varios estudios de formación wm reportaron mayores beneficios en adultos más jóvenes en comparación con los adultos mayoresde 15,16,17,18,19,20,mientras que otros muestran que se pueden observar efectos similares en ambos grupos de edad21,22,23,24,25.
Se cree que varios elementos pronostican los beneficios de la formación en memoria26. Algunos de esos factores parecen ser moderadores potenciales de la eficacia de la formación wm21. La capacidad mental, que se describe como la capacidad cognitiva basal o el recurso cognitivo general, parece ser una de las opciones más fuertes para esta posición. Con el fin de evaluar el papel del nivel intelectual inicial, ponemos un énfasis especial (el método descrito aquí) en la medición de la capacidad cognitiva antes de aplicar un régimen de entrenamiento. Fue dictado por los datos que muestran que los participantes, que se caracterizan por una mayor capacidad cognitiva al comienzo del entrenamiento, lograron sustancialmente mejores resultados de entrenamiento en comparación con aquellos con niveles más bajos de funcionamiento cognitivo inicial27. Un fenómeno similar se observa en la investigación educativa, donde se conoce como el efecto Mateo28, una observación de que las personas con inicialmente mejor habilidad mejoran aún más en comparación con aquellos con un nivel preliminar inferior de capacidad en cuestión.
Sin embargo, es estimulante que no se hayan publicado tantos informes sobre este tema21,29. Además, incluso las diferencias individuales sustanciales, especialmente cuando se trata de la población de edad avanzada, a menudo se dejan desatendidas durante el análisis de datos y la interpretación30. En el presente estudio, examinamos el impacto del nivel inicial de capacidad de memoria de trabajo en el éxito del entrenamiento wm en el grupo de adultos mayores sanos. Con el fin de mantener cada elemento de los regímenes de formación lo más similar posible entre los grupos experimentales y de control, empleamos un diseño de grupo de control activo. Por lo tanto, el contenido de entrenamiento (WM versus memoria semántica) siguió siendo el único factor crucial que determinaba la diferencia esperada en los resultados de entrenamiento. Ambos grupos realizaron entrenamientos computarizados y basados en el hogar. Los miembros del grupo experimental fueron asignados a un programa de entrenamiento n-back dual adaptativo y a un grupo de control activo entrenado con una tarea basada en un cuestionario de memoria semántica. Lo nuevo en el enfoque aquí es el énfasis en la evaluación inicial del nivel cognitivo de los participantes mediante la evaluación de su capacidad de memoria de trabajo (CMMC). Además, el método de evaluación del nivel inicial del CMMC que presentamos en este artículo ha demostrado ser una herramienta eficaz para distinguir entre las personas que tendrán éxito y no tendrán éxito durante la capacitación posterior en memoria de trabajo. Hemos descrito y publicado previamente los resultados de este estudio44. Por lo tanto, en este artículo nos estamos centrando en una descripción detallada del protocolo que usamos.
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Protocol
El Comité de Ética de la Universidad swps de ciencias sociales y humanidades evaluó el protocolo descrito aquí. Se obtuvo un consentimiento informado por escrito de conformidad con la Declaración de Helsinki de cada participante.
1. Reclutamiento de participantes
- Reclutar al menos 36 voluntarios para cada grupo de capacitación. Este número fue evidenciado como suficiente para observar los efectos entre grupos por la investigación previa de los autores y también en la literatura sobre el tema. Los tamaños de efecto típicos en los estudios de entrenamientos de memoria de trabajo oscilan entre d=0,6 y 0,8 dependiendo del tipo de entrenamiento o grupo objetivo. Sobre la base de estos valores y apuntando a una potencia estadística decente de 0,8 con alfa en 0,05, un tamaño mínimo de muestra en este tipo de investigación (calculado según una fórmula propuesta por Soper45)es 36 (preferiblemente más).
- Utilice los siguientes criterios de inclusión: mayores de 55 años, sin antecedentes de trastornos neurológicos o psiquiátricos, con habilidades motoras preservadas de las extremidades superiores, sin ceguera ni pérdida auditiva, que actualmente no participan en ningún otro entrenamiento cognitivo (especialmente la memoria).
- Reclutar participantes utilizando diversos métodos: anuncios en línea publicados en perfiles de redes sociales, plataformas de investigación y trabajo o grupos de discusión, así como anuncios en persona en universidades de una tercera edad o durante eventos que involucren a audiencias mayores como picnics para personas mayores (también con el uso de carteles y folletos) para obtener certeza de que las personas que son reclutadas no son sólo usuarios de Internet.
- Recuerde describir adecuadamente en el anuncio qué tipo de participantes está buscando.
2. La evaluación del Comité de Ética
- Antes de iniciar el estudio, obtenga el formulario de evaluación de su Comité de Ética local, incluyendo el permiso para: a) Interacciones consistentes en intervención activa en el comportamiento humano, destinadas a cambiar este comportamiento, sin interferir directamente con el cerebro, por ejemplo, entrenamiento cognitivo, psicoterapia, etc. (esto también se aplica a la intervención destinada a beneficiar al encuestado, por ejemplo, mejorar su memoria), b) recopilar y procesar los datos personales de los participantes , en particular los datos que permiten identificar a los sujetos.
3. Proyección inicial
- Comience con una breve entrevista informando detalladamente al participante sobre el objetivo del proyecto, la posibilidad de retirada y la protección de datos personales.
- Asegúrese de que el participante no toma medicamentos o nunca ha sufrido de ninguna enfermedad que pueda afectar el funcionamiento del sistema nervioso central. Del mismo modo, controlar la ingesta de medicamentos no relacionados con enfermedades neurológicas que afectan el funcionamiento cognitivo. Si el examen reveló alguna información no deseada, excluya al voluntario del estudio.
- Después de la proyección exitosa, presente el formulario de consentimiento informado por escrito al participante y pídales que lo lean. El consentimiento informado por escrito debe implicar información de la siguiente manera: a) las bases legales para la recopilación y el procesamiento de datos específicos para un país determinado, b) información sobre los derechos del titular de los datos (por ejemplo, el acceso a los datos personales, la posibilidad de complementar datos personales incompletos, la eliminación de datos o las restricciones de procesamiento).
- Pida al participante que firme el consentimiento informado.
- Llevar a cabo el Mini Examen de Estado Mental (MMSE)32 para asegurarse de que el participante no muestra signos de deterioro cognitivo leve - se necesitan al menos 27 puntos para entrar en las siguientes etapas de un estudio.
- Lea el script introductorio del MMSE al participante y, a continuación, haga preguntas de acuerdo con el guión del examen.
- Comience con una evaluación de la orientación para colocar y el tiempo haciendo una serie de preguntas: ¿Cuál es la fecha completa de hoy? ¿Qué día de la semana es hoy? ¿Dónde estamos (qué ciudad, nombremos el edificio, qué piso)?
- Siga con la prueba de memoria: pida al participante que memorice tres objetos que fue leído en voz alta por usted; pasar por la serie de siete tareas que evalúan la atención, la concentración y el cálculo, y al final pida al participante que recuerde los tres objetos previamente aprendidos.
- Por último, pruebe el nombre, la repetición y la comprensión de acuerdo con el guión del examen.
- Respuestas de puntuación de la siguiente manera: 0 = incorrecta o falta de respuesta, 1 = respuesta correcta.
- No tome más de 10 minutos para la administración de la prueba MMSE.
- Si una persona no alcanza el umbral requerido (27 puntos), infórmese del resultado. Si existe alguna sospecha de un nivel clínicamente reducido de funcionamiento cognitivo, derive a esa persona a una unidad especializada (por ejemplo, un psicólogo certificado en un centro neurológico).
- Almacenar documentación de manera que cumpla con la ley y/o el Reglamento General de Protección de Datos del país local.
4. Asignación de grupo de capacitación
- Asigne aleatoriamente participantes a un grupo experimental o de control ( Figura 1). Para garantizar la aleatoriedad del proceso, genere una lista de 50 nombres en clave (Figura 2)asignados a unos y dos (grupos de entrenamiento) y conecte a cada participante en orden de reclutamiento con esos códigos (guardados en un archivo independiente). A partir de ahora, reemplace los datos de los participantes por nombres en clave.
Figura 1. Estudie el diseño con ejemplos de tareas de formación. Los participantes se sometieron a dos sesiones de medición, antes y después de un protocolo de entrenamiento de 5 semanas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- Asegúrese de que la asignación grupal no esté sesgada en términos de edad, género o nivel de educación. Asigne previamente la edad, el sexo y el grupo educativo a la lista de nombres en clave para cada grupo de formación (1 y 2), tal como se presenta en la Figura 2. Ajuste a cada voluntario en la mesa en función de sus características.
Figura 2. El ejemplo de formulario de codificación sugerido para la asignación de grupo.
5. Evaluación inicial del funcionamiento cognitivo
- Ponga énfasis en dar instrucciones muy claras y detalladas a los participantes sobre cómo pasar por cada tarea al comienzo de cada procedimiento. Ejecute el "bloque de entrenamiento" antes de cada tarea (que sea idéntico a la tarea de entrenamiento) y observe al participante si sus respuestas indican que entienden las instrucciones.
NOTA: La inclusión de estos bloques se describe al principio de la descripción de cada tarea siguiente. - Después de presentar la parte de instrucción y práctica de cada tarea y antes de iniciar la parte principal del procedimiento, pregunte una vez más si el participante entiende los requisitos del procedimiento.
- Asegúrese de que cada participante realizará el conjunto completo de las siguientes tareas.
- La tarea de intervalo de operación (OSPAN)
- Ejecute un bloque de entrenamiento para estimar el tiempo individual necesario para que cada participante calcule una ecuación matemática simple (suma, resta, división y multiplicación de dígitos individuales , no números más altos).
- En el centro de la pantalla blanca mostrar la ecuación al participante. Indique al participante que piense en el resultado y luego presione una flecha que conduce a la siguiente pantalla, donde se presenta el resultado de la ecuación. Deje que el participante dé una respuesta pulsando el botón Verdadero o Falso.
- Cuente el tiempo necesario para resolver la ecuación. Utilice el tiempo medio necesario en un bloque final como tiempo para mostrar la ecuación en la parte principal de la tarea. Tener un límite de tiempo fijo impuesto para estimar la corrección del resultado de la ecuación: 5 s.
- En el siguiente bloque de entrenamiento mostrar letras en la pantalla - uno por uno, para 500 ms cada uno, e instruir al participante a recordarlos. Después de un conjunto completo (3 a 9 letras), presente la matriz de 12 letras al participante y pida marcar las letras memorizadas en un orden correcto. No dé un límite de tiempo para la respuesta. Registre la corrección.
- Ejecute una parte principal de la tarea. En el bloque final, mezcle dos bloques de entrenamiento antes mencionados: después de cada parte con la ecuación (¡recuerde los límites de tiempo!) presente una letra para recordar. Mostrar de 2 a 5 pares de 'ecuación + letra' y luego, después de presentar toda la secuencia de pares 'ecuación + letra', mostrar la matriz de letras para que el participante marque letras memorizadas en un orden correcto. Registre la corrección de la parte matemática y de memoria.
NOTA: Con esta prueba se evalúa el intervalo operativo de memoria de trabajo (procesamiento del tipo de información mientras se recuerda al otro).
- La tarea sternberg
- Presentar una secuencia aleatoria de dígitos (2 a 5 en un solo conjunto) en fuente blanca en pantalla negra, para 500 ms cada uno, con el intervalo que va de 2500 a 3000 ms.
- Mostrar una cruz de fijación para 2500 ms.
- Al final de la secuencia presentada, muestre un dígito de destino en una fuente amarilla durante 500 ms.
- Deje que el participante decida si el dígito amarillo apareció entre el conjunto anterior presentado de dígitos blancos pulsando los botones Sí/No. Si el participante no da una respuesta dentro de 3000 ms, vaya a la pantalla con el punto de fijación e inicie la siguiente prueba. Cuente este intento como una respuesta equivocada.
- Repita los pasos del 5,5,1 al 5,5,4 120 veces (ensayos) con el 50% de las sondas que contienen el dígito objetivo en la secuencia y el 50% no (al azar).
- Registre la corrección y el tiempo de reacción para cada ensayo.
NOTA: Esta tarea prueba la velocidad de búsqueda de la información en la memoria. El aumento del tiempo de reacción acompaña a la ampliación del conjunto, que se explica como el proceso de búsqueda en serie del contenido de la memoria.
- La tarea de lapso de memoria en ejecución
- En la pantalla, presente información sobre el número de letras a recordar (3, 4, 5 o 6 letras dependiendo del nivel de dificultad de un bloque) y pida al participante que vaya a la siguiente pantalla pulsando una tecla.
- Presentar una secuencia de letras, una por una, en fuente negra en el centro de una pantalla blanca, para 0,25 s cada una.
- Pida al participante que reproduzca un número fijo de las últimas letras de la secuencia: fijo no: 4; secuencia; K U J D S T W A; letras para memorizar: S T W A.
- Para recibir la respuesta del participante, muestre en la pantalla una matriz de 9 letras (3x3) y pida al participante que marque las letras apropiadas (en orden en que aparecieron las letras) con el ratón. No dé un límite de tiempo para la respuesta.
- Registre la corrección (tenga en cuenta los errores de secuencia).
NOTA: Esta prueba mide la capacidad de la memoria de trabajo con el uso de la distracción adicional en forma de incapacidad para predecir qué letras de la lista sería la parte a recordar.
- Prueba Go-No Go
- En la pantalla blanca se muestran ensayos compuestos por: a) 250 ms - un punto de fijación (cruz blanca), b) 1250 ms - los estímulos (una letra), c) 2000 ms - un intervalo interestimulante fijo.
- Pida al participante que reaccione presionando una tecla lo más rápido posible, cuando aparezca un estímulo objetivo - letra X - en la pantalla.
- Registre el tiempo de reacción y la corrección de las respuestas.
NOTA: La prueba mide la eficiencia de la inhibición en dos condiciones: en condiciones más fáciles la letra X se presenta en la proporción 50/50 a otras letras y en la condición más difícil el estímulo objetivo se muestra en proporción 70/30 a otras letras.
- La tarea de conmutación
- Divida la pantalla en dos partes utilizando una línea horizontal. Presente cuadrados rojos o rectángulos compuestos de cuadrados o rectángulos más pequeños por encima o por debajo de esta línea.
- Aplique dos reglas diferentes para que el participante reaccione, dependiendo de dónde aparecerán las cifras- "preste atención a las pequeñas figuras" (locales) para una parte superior de la pantalla y "preste atención a toda la figura compuesta a partir de figuras más pequeñas" (global) para una parte inferior de la pantalla. Pida al participante que reaccione de acuerdo con la parte de la pantalla donde aparecieron los estímulos.
- Agregue una indicación que indique a qué dimensión (global o local) deben responder los participantes. Las señales relacionadas con la dimensión local deben consistir en un pequeño cuadrado rojo, presentado a un lado del estímulo objetivo, y un pequeño rectángulo rojo, que se muestra al otro lado del estímulo objetivo. En consecuencia, las señales relacionadas con la dimensión global deben consistir en un gran cuadrado rojo, presentado a un lado del estímulo objetivo, y un gran rectángulo rojo, que se muestra al otro lado del estímulo objetivo.
- Mostrar las figuras por encima o por debajo de la línea central en orden aleatorio.
- Pida al participante que reaccione de acuerdo con las reglas presentadas anteriormente: responder "rectángulo" usando el botón izquierdo y respondiendo "cuadrado" pulsando el correcto.
- Registre los tiempos de reacción y la corrección de las respuestas.
NOTA: El tiempo para la respuesta debe fijarse en 3500 ms. El intervalo de tiempo entre la señal y el estímulo objetivo debe ser de 500 ms. El intervalo entre la respuesta y la presentación de la señal debe ser de 1000 ms. Cada figura y cada señal deben presentarse durante todo el tiempo necesario para que el participante reaccione presionando una de las teclas. La tarea de conmutación mide la fluidez cognitiva, ya que requiere un cambio rápido de atención entre los elementos respectivos.
- La tarea de silogismo lineal
- Mostrar en la pantalla un conjunto de tres 'premisas' que juntos constituyen una cadena lógica de relaciones: pares de letras con información sobre una relación entre ellas: A > B, B > C y C > D. Cada premisa debe ser visible en la pantalla durante 1500 ms e intervalo entre ellos debe durar 3000, 3500 o 4000 ms (al azar). Una representación de modelo mental integrada32 de este conjunto de pares siempre estará en el orden lineal "A > B > C > D".
- Incluya tres pares de posibles relaciones entre locales en ensayos separados: 1) A > B, B > C, C > D (pares adyacentes, exactamente los mismos que se habían visto en la fase de aprendizaje), 2) A > C, B > D (relaciones de dos pasos, no vistos antes y que requieren integración de información), 3) A > D (relación de punto final, no visto antes y que requiere integración de información).
- Construya la tarea para que contenga dos condiciones: una condición fácil, donde las instalaciones deben mostrarse una tras otra en el orden en que forman una cadena lógica (por ejemplo, cadena: Q>W>E>R>T, orden local: Q>W, W>E, E>R, R>T); una condición difícil, el orden de las instalaciones debe ser alterado (por ejemplo, orden local: W>E, Q>W, R>T, E>R).
- Pruebe al participante inmediatamente después de la presentación de las instalaciones mostrando instrucciones (por 1500 ms cada una) que el participante necesita evaluar como verdadera (respuesta: botón derecho) o falsa (respuesta: botón izquierdo), lo más rápido posible. Establezca el límite de tiempo para la respuesta - 6000 ms, y después de cada respuesta dada espere 1000 ms adicionales antes de mostrar la siguiente pregunta. Cada instrucción debe consistir en un solo par de letras y relación entre ellas ('<' o '>') en una configuración correcta (por ejemplo, "W > E?") o falsa (por ejemplo, "E > W?").
- Aleatorizar la disposición de las letras con el fin de minimizar la posible interferencia inducida por el orden alfabético implícito de las letras.
- Utilice mayúsculas como estímulos en lugar de oraciones enteras para evitar connotaciones lingüísticas y el símbolo ">" para indicar la relación entre elementos.
- Recopile los datos sobre la precisión y el tiempo de reacción de la respuesta para cada pregunta.
NOTA: Las preguntas sobre los pares adyacentes se utilizan para estimar la memoria y se piden preguntas sobre las premisas presentadas en un orden mixto, y a los que se preguntan sobre la relación entre los elementos lejanos de las secuencias lógicas se les pide que mida la capacidad de integración de la información.
6. Protocolos de formación
- Tanto para los entrenamientos experimentales (n-back) como para los de control (Quiz) proporcionan a los participantes el acceso a la plataforma de Internet (inicios de sesión y contraseñas) - que les permitía entrar en el sitio cada 24 horas, para evitar situaciones en las que el participante entrena más de una vez al día.
- Asegúrese de que el participante entienda la tarea, así como el régimen de capacitación.
- Instruya al participante a entrenar en condiciones similares cada vez, en un lugar tranquilo y tranquilo con un nivel posiblemente bajo de distractores externos.
- Formación experimental: paradigma de la memoria de trabajo
NOTA: Una tarea adaptativa de doble espalda sirvió como un programa de entrenamiento de memoria de trabajo. Esta tarea fue introducida por Jaeggi et al.33 y al mismo tiempo recluta procesos de atención auditiva y visual, mantenimiento y actualización.- Indique al participante sobre la tarea en el nivel N=2 (véase la Figura 1B).
- Utilice las letras del alfabeto como estímulos auditivos y cuadrados verdes, presentados en uno de los nueve lugares en una matriz 3x3, como estímulos visuales.
- Presentar un único elemento para 500 ms seguido de 2500 ms intervalo, durante el cual se supone que los participantes deben responder. Los estímulos actuales pueden coincidir con el objeto visual objetivo (respuesta con mano izquierda) o estímulo auditivo (respuesta con mano derecha) o ambos (respuesta con ambas manos simultáneamente).
- Sesión única del entrenamiento de n-back
- Establezca el nivel de N en 2, en el primer bloque de la tarea. Después de cada bloque, evalúe la corrección de las respuestas y, sobre esta base, ajuste el nivel N en el siguiente bloque. Si la precisión superó el 85%, el nivel de dificultad debe aumentarse (en 1 punto), si la precisión cae por debajo del 60%, baje el nivel de dificultad. En otros casos, la N permanece sin cambios.
- Para el primer bloque, corrija el nivel de tarea n-back en N=2. Más adelante, determine el nivel N para el bloque actual en función de la corrección de las respuestas en el bloque anterior. Si la precisión supera el 85%, aumente el nivel de dificultad. Si la precisión está por debajo del 60%, el nivel de dificultad debe reducirse. En otros casos, el nivel N debe permanecer sin cambios.
- Establezca una sola sesión doble de n-back para 15 rondas (15 bloques de tareas), cada una con 20 + N pruebas y todo el conjunto de entrenamiento para 25 sesiones.
- Registre los tiempos de reacción (RTs) y las medidas de precisión (ACC) para cada ensayo.
- Entrenamiento de control: paradigma de memoria episódica
- Recoger material de Internet con el fin de construir la tarea quiz que involucra la memoria semántica (por ejemplo, ¿cuál es la capital de Hungría?).
- Presente 15 preguntas en cada sesión de capacitación de La tarea del cuestionario (a partir de la segunda sesión 5 preguntas provienen de la sesión anterior y 10 deben ser nuevas) sin límite de tiempo para leerla. Indique al participante que después de seleccionar el botón "respuesta" tienen que elegir una de las cuatro posibilidades dadas en un plazo de 40 segundos. Proporcione los comentarios para la corrección de las respuestas.
- Establece toda la formación para 25 sesiones.
7. Supervisión de la capacitación
- Durante el transcurso de la capacitación verificar el progreso de la formación de cada participante. Asigne a cada participante a un experimentador responsable de comprobar (en línea) el progreso de la capacitación.
- Si un descanso entre sesiones es de más de dos días, pida al experimentador que se ponga en contacto con el participante a través de un mensaje de texto y anímelo a reanudar el entrenamiento.
8. Evaluación posterior al entrenamiento de las funciones cognitivas
- Continúe con la sesión posterior a la capacitación de la manera exacta como la reunión previa a la capacitación.
- Compense a cada participante, que completó todo el protocolo durante el tiempo dedicado a la investigación, con 150 PLN (~$40).
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Representative Results
Efectos relacionados con la formación
En el estudio participaron 85 sujetos (29 eran hombres) y tenían una media de 66,7 años. Debido a problemas técnicos, no se registraron datos de un participante en el grupo de entrenamiento n-back. Por último, se analizaron los datos de 43 participantes en el grupo de formación n-back y 42 en el grupo de formación quiz. El análisis multivariante de la varianza (MANOVA) con medidas repetidas se utilizó para analizar los efectos específicos de la formación para ambos grupos de formación a lo largo del tiempo (antes, después de la formación). Los resultados de cada prueba cognitiva fueron variables dependientes(Tabla 1),y el grupo de entrenamiento y los puntos de medición (antes y después del entrenamiento) eran variables independientes. Estos resultados se presentan en el Cuadro 2.
Los resultados del análisis indicaron una mejora estadísticamente significativa después de la capacitación en la tarea de silogismos: (F(1,83)=31,22, p<0.001, εp2=0.27) y tarea de cambio de atención: (F(1,83)= 5.79, p=0.02, εp2=0.07). Se observó un efecto significativo del grupo de entrenamiento para la tarea span de memoria (F(1,83)=7.72, p=0.01, εp2=0.09) y la tarea OSPAN (F(1,83)=13.01, p=0.01, εp2=0.14). Ninguno de los efectos de interacción (grupo de entrenamiento time x) ha demostrado ser estadísticamente significativo. Sin embargo, encontramos efectos significativos dentro del grupo para algunos análisis. En la tarea OSPAN, el grupo de entrenamiento n-back mejoró sus resultados en la segunda sesión), mientras que para el grupo de prueba, ambas actuaciones fueron similares. Este efecto debe interpretarse en referencia al hecho de que el cuestionario y el grupo n-back difieren en la primera medición. Por lo tanto, los resultados del grupo n-back donde el rendimiento inicial de OSPAN fue mayor mejoraron, mientras que el grupo de control no lo hizo. La actuación en Sternberg y una tarea de ir /no ir no estaba relacionada con una asignación de grupo de entrenamiento o el tiempo de medición.
En general, los resultados muestran que el rendimiento cognitivo de los participantes se mejoró en la ejecución posterior al entrenamiento de la atención y mayores funciones cognitivas (razonamiento) que involucran pruebas, independientemente de la afiliación del grupo.
| Entrenamiento en N-back | Formación en concursos | ||||||||
| Sesión | N | Decir | Std. | Std. | N | Decir | Std. | Std. | |
| Err | Dev. | Err | Dev. | ||||||
| OSPAN | 1 | 42 | 15.31 | 1.64 | 10.62 | 40 | 9.07 | 1.77 | 11.22 |
| Tarea | 2 | 43 | 20.74 | 2.48 | 16.3 | 40 | 10 | 1.81 | 11.45 |
| Tarea de silogismos | 1 | 43 | 0.59 | 0.03 | 0.2 | 42 | 0.58 | 0.03 | 0.21 |
| 2 | 43 | 0.67 | 0.03 | 0.21 | 42 | 0.69 | 0.03 | 0.19 | |
| Tarea MEMORY SPAN | 1 | 42 | 0.37 | 0.03 | 0.16 | 42 | 0.2 | 0.02 | 0.16 |
| 2 | 41 | 0.4 | 0.03 | 0.18 | 42 | 0.22 | 0.03 | 0.18 | |
| Tarea de ir/no ir | 1 | 42 | 0.14 | 0.05 | 0.33 | 42 | 0.16 | 0.03 | 0.01 |
| 2 | 42 | 0.17 | 0.03 | 0.18 | 42 | 0.04 | 0.05 | 0.12 | |
| La tarea de Sternberg | 1 | 43 | 0.93 | 0.02 | 0.11 | 42 | 0.9 | 0.02 | 0.15 |
| 2 | 43 | 0.94 | 0.01 | 0.05 | 42 | 0.93 | 0.01 | 0.07 | |
| Tarea de cambio de atención | 1 | 42 | 0.49 | 0.04 | 0.28 | 41 | 0.52 | 0.05 | 0.3 |
| 2 | 42 | 0.41 | 0.04 | 0.23 | 42 | 0.46 | 0.04 | 0.25 | |
Tabla 1. Estadísticas descriptivas para los resultados de las tareas cognitivas.
| Efecto previo al post-entrenamiento | Efecto grupo de formación | Efecto de interacción (tiempo x grupo de entrenamiento) |
||||||||
| F (1,83) | εp2 | P | F (1,83) | εp2 | P | F (1,83) | εp2 | P | efectos significativos dentro del grupo: | |
| Tarea OSPAN | 3.67 | 0.04 | 0.06 | 13.01* | 0.14 | 0.01 | 1.49 | 0.19 | 0.22 | Nback (T1 contra. T2): 5,00* |
| Tarea de silogismos | 31,22* | 0.27 | 0 | 0.01 | 0 | 0.95 | 0.35 | 0.01 | 0.56 | |
| Tarea SPAN de memoria | 3.13 | 0.04 | 0.08 | 7,72* | 0.09 | 0.01 | 0.04 | < .001 | 0.85 | T1 (N-back vs Quiz): 0,09* |
| T2 (N-back vs Quiz): 0,10* | ||||||||||
| La tarea de Sternberg | 3.56 | 0.04 | 0.06 | 0.78 | 0.01 | 0.38 | 0.62 | 0.01 | 0.43 | |
| Tarea de cambio de atención | 5,79* | 0.07 | 0.02 | 0.75 | 0.01 | 0.39 | 0.02 | < .001 | 0.87 | Nback (T1 contra. T2): -0,08 |
| Tarea go/no-go | 0.01 | < .001 | 0.93 | 0.21 | 0.01 | 0.65 | 2.82 | 0.03 | 0.09 | T1 (N-back vs Quiz): -0,01 |
| T2 (N-back vs Quiz): -0,02 | ||||||||||
| * efecto estadísticamente significativo (p < .05) | ||||||||||
| T1 frente a T2 - diferencia de medios entre la 1ª y la 2ª sesión; | ||||||||||
| N-back vs Quiz - diferencia de medios entre grupos de entrenamiento; | ||||||||||
Tabla 2. Medidas de resultados: efectos principales e interacción de MANOVA con tipo de entrenamiento (n-back vs Quiz) y tiempo (pre vs post entrenamiento) como factores.
WMC como predictor de la eficacia del entrenamiento wm
En un análisis posterior, realizado únicamente en el grupo de entrenamiento n-back, utilizamos un método más refinado - modelado multinivel (MLM) - para observar el proceso de aprendizaje durante el entrenamiento experimental. La estructura jerárquica de los datos era acomodada al modelo: en el nivel 1 - mediciones repetidas, anidadas dentro de los participantes (nivel 2)34. El conjunto de datos MLM consistió en 1.050 observaciones reunidas de 42 participantes del grupo experimental dentro de cada una de las 25 sesiones de capacitación. El modelo preveía efectos fijos y aleatorios: la intercepción de regresión y la pendiente para la persona promedio, y la variabilidad entre sujetos alrededor de la media. En el Model 1, se modeló el cambio en el número de puntos anotados en la tarea n-back a lo largo del tiempo (número de sesiones de entrenamiento). La variable de tiempo se centró en el primer día de la intervención. En comparación con el Modelo 1, el Modelo 2 se añadió sobre la predicción y moderación de los efectos de una puntuación OSPAN basal (predictor entre sujetos - nivel 2) sobre la variabilidad dentro del sujeto (nivel 1). Esos predictores fueron probados de forma independiente para evitar la multicollinearidad. En todos los modelos, se probaron efectos lineales y cuadráticos para la pendiente, sin embargo, el cuadrático se eliminó posteriormente porque sus efectos fijos y componentes de varianza no eran significativos. La probabilidad máxima restringida sirvió como estimador. -2 La relación de probabilidad de registro restringido (-2LL) y el criterio de información de Akaike (AIC) se utilizaron para evaluar la bondad del ajuste para todos los modelos. Dada la autocorrelación proximal común en los datos diarios35 decidimos basar en una estructura de covarianza autoregresiva de primer orden [AR(1)].
Los resultados de MLM mostraron que las puntuaciones de OSPAN de la medición previa al entrenamiento fueron un predictor significativo del primer resultado n-back de la 1 sesión. El nivel OSPAN de línea base resultó ser un moderador de todo el curso de formación (Cuadro 2). En comparación, los grupos de participantes con puntos OSPAN altos o bajos tenían un nivel N similar en la primera sesión de entrenamiento: aprox. 2,00 unidades en una escala de 1+∞ (bajo OSPAN = 1,93; alto OSPAN = 2,31). Una diferencia significativa se manifestó en la medición posterior al entrenamiento, cuando los participantes con bajos resultados iniciales de OSPAN lograron un aumento de la unidad .01 en la tarea de espalda n, mientras que aquellos con las puntuaciones iniciales altas de OSPAN registraron una mejora de .04 puntos. El resultado observado indica claramente la existencia de una asociación positiva entre el nivel inicial de OSPAN y la eficacia de la capacitación. Las puntuaciones n-back en la 1ª sesión y una curva de aprendizaje de un entrenamiento son más altas y escalonadas para los participantes con un resultado OSPAN inicialmente más alto (p < .001).
| Tiempo - lineal | .031 | (.005)*** | .016 | (.007)* | |
| (centrado en el primer día) | |||||
| Puntuación inicial de OSPAN | --- | --- | .038 | (.183)* | |
| ~ (alto / bajo) | |||||
| Tiempo × puntuación inicial de OSPAN | --- | --- | .026 | (.008)** | |
| Efectos aleatorios ([co-]varianzas) |
|||||
| Nivel 2 (entre personas) | |||||
| Interceptar | .285 | (.073)*** | .286 | (.075)*** | |
| Tiempo - lineal | .001 | (.001)*** | .001 | (.001)*** | |
| Interceptación y tiempo | .006 | (.003)* | .004 | (.002) ° | |
| Nivel 1 (dentro de la persona) | |||||
| Residual | .151 | (.009)*** | .149 | (.009)*** | |
| Autocorrelación | .339 | (.039)*** | .328 | (.040)*** | |
| Ajuste del modelo | |||||
| −2 probabilidad de registro (χ2) | 1069.32 | 1046.37 | |||
| Información de Akaike Criterio (AIC) |
1083.32 | 1056.37 | |||
| Resultados del modelado multinivel. Coeficientes de regresión no estandarizados con errores estándar en el paréntesis. | |||||
| °p=0.1, *p<.05, **p<.01, ***p<.001; Todos los valores p son de dos colas | |||||
| ~ el predictor es dicotomo | |||||
Tabla 3. Análisis multinivel de los datos de entrenamiento (rendimiento de la tarea n-back como variable dependiente). Modelos con sesiones de entrenamiento (tiempo) solamente (MODEL 1) y sesiones de formación, además del nivel inicial de capacidad de memoria de trabajo como predictor y moderador, respectivamente (MODEL 2).
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Discussion
En el estudio presentado aquí, hemos investigado si los adultos mayores podrían beneficiarse de la formación en memoria de trabajo y si está conectado con el nivel inicial de su cognición básica. Utilizamos una tarea n-back como una intervención experimental y la capacidad de memoria de trabajo (medida con la tarea OSPAN) fue el método para sondear el nivel inicial de funcionamiento intelectual de los participantes. Tuvimos dos pasos críticos en el protocolo. La primera y más importante fue la evaluación del nivel inicial de WM. El segundo fue la coincidencia cuidadosa de los dos regímenes de entrenamiento de todas las maneras posibles, pero el "contenido cognitivo" (es decir, la memoria de trabajo versus la memoria semántica). Al introducir la evaluación del nivel cognitivo de los participantes al comienzo del estudio, pudimos mostrar lo importante que es tener una buena estimación del mismo al inicio de la intervención. Era el predictor más importante de la eficacia del entrenamiento cognitivo. Sospechamos que en la mayoría de los estudios de intervención, los investigadores evalúan, de una manera u otra, el nivel cognitivo inicial de los participantes. Para obtener dicha información es posible utilizar los resultados de la primera medición de una tarea cognitiva entrenada como predictor de la eficacia del entrenamiento cognitivo. Como era de esperar, el nivel N de la tarea n-back fluctuó sustancialmente a través de sesiones de entrenamiento. Lo que fue aún más interesante, individuos con mayor máxima N lograda en la primera sesión de entrenamiento mejoraron más rápido que el resto del grupo en las siguientes sesiones. Eso implica que la variabilidad en el rendimiento entre los participantes, notada al comienzo del estudio, sólo aumentó con el tiempo y la formación. Para explorar este efecto más profundo realizamos más análisis. Los resultados mostraron que la puntuación preliminar en la tarea OSPAN (WMC) era un fuerte predictor de la mejora obtenida durante el curso de entrenamiento (en la tarea doble n-back). Los participantes caracterizados por un CMMC inicial más alto tuvieron un mejor desempeño en el entrenamiento desde el primer día y tuvieron una curva de aprendizaje escalonada en comparación con las personas de la tercera edad con WMC por debajo de la media de la muestra. No somos los primeros en informar de tal efecto. (2017) describió resultados similares29. Demostraron la existencia de la correlación entre el nivel wm inicial y el rendimiento del entrenamiento de lapso de memoria. Este resultado es consistente no sólo con los de aquí, sino también con la investigación sobre el llamado efecto Mateo en intervenciones de formación wm, en las que los participantes con habilidades inicialmente más altas se benefician más de la formación y obtienen una puntuación mejor en ambos: entrenados y no entrenados, tareas21,36,37,38,39. Todo esto fortalece la conclusión de que la capacidad de alguien para obtener formación en armas de destrucción masiva depende en gran medida del nivel intelectual inicial.
En cuanto a la similitud de regímenes, aplicamos el método del Molino de una diferencia40: cuando alguien observa una situación que conduce a un efecto dado, y otra que no resulta de la misma manera, y la única diferencia entre estas situaciones es la presencia de un factor específico sólo en la primera situación (aquí, la diferencia en la capa cognitiva), existe la base sólida para asumir que es el factor en cuestión que causó el efecto observado. Intentamos igualar los regímenes de entrenamiento en términos de motivación, similitudes superficiales (misma cantidad de sesiones de entrenamiento, retroalimentación similar, etc.). Vale la pena señalar que la primera idea era utilizar la misma tarea (n-back) pero en su forma más fácil, donde el nivel N se fija a 1. Rápidamente se hace evidente que era un camino equivocado, ya que los participantes (en estudios piloto) no sólo reportaron cansancio, sino que también estaban abandonando la condición de control a un ritmo mucho mayor que el experimental (con nivel adaptativo de dificultad). Esto dio lugar a un enfoque diferente. Después de varias pruebas previas decidimos por un enfoque de "función diferente" (WM versus memoria semántica) en lugar de tener la misma función en ambas condiciones sólo con diferente intensidad (nivel fijo de WM versus nivel adaptativo de WM). Un problema potencial con este enfoque es que podemos crear una condición de control, que es más atractiva que la condición experimental. Y, si la motivación para participar es un factor crucial en los entrenamientos cognitivos, podemos tener resultados nulos debido a esa decisión.
Vale la pena darse cuenta de que hay un cambio sustancial en una manera que vemos ahora los resultados de los estudios de intervención cognitiva. Por ejemplo, Reddick et al. sugieren que los efectos positivos observados en los grupos de entrenamiento wm en comparación con los grupos de control se deben a la disminución presente en el grupo de control y no a la mejora del rendimiento en los grupos experimentales41. Cuando pensamos en la población de edad avanzada, incluso esa producción -el mantenimiento del nivel cognitivo inicial- podría ser un resultado deseable. Pero, sorprendentemente, en el estudio no observamos una reducción posterior a la capacitación del rendimiento en el grupo de control, excepto por la tarea de ir /no ir. Podría interpretarse, una vez más, como evidencia de que incluso un simple cuestionario de memoria, si es atractivo y anima a los participantes a participar en alguna actividad cognitiva, podría producir efectos beneficiosos. Lo que también es importante, todos los participantes (independientemente de la asignación grupal) se ofrecieron como voluntarios para el estudio y algunos estudios correlacionales han demostrado que el trabajo voluntario podría ser un factor protector contra el envejecimiento cognitivo42,43. Una de las limitaciones del estudio es que no tenemos la población representativa de personas mayores. En cambio, los ancianos que participaron en el estudio probablemente estaban más motivados y más proactivos que las personas de la tercera edad que, por ejemplo, no abandonan sus hogares. Sin embargo, el nivel de educación y situación económica (controlada indirectamente - como una actividad ocupacional que genera ingresos) se midió en el estudio y el análisis mostró que no se trataba de factores que afectaran el progreso de la formación. También se puede argumentar que la mejora observada en ambas intervenciones es el resultado de meros efectos de prueba." Debido al hecho de que no había ningún grupo de control pasivo incluido en el estudio, este asunto no se puede resolver en este estudio. Por lo tanto, es aconsejable incluir otro grupo en las pruebas posteriores - control pasivo. El mensaje más importante del estudio es que los hallazgos sugieren que las ganancias posteriores al entrenamiento están al alcance de los adultos mayores, especialmente aquellos caracterizados por un buen funcionamiento cognitivo general. Lo que queríamos delinear en este artículo era la forma en que estábamos introduciendo y manteniendo a los participantes en un régimen de formación. Lo más importante en este estudio fue mantener todas las características de la intervención exactamente igual entre los dos grupos aparte de una cosa - la función cognitiva implicaba someterse a la práctica. Como no observamos diferencias sustanciales entre la eficacia de los protocolos de entrenamiento, pero la mejora era visible en ambos grupos, parece válido concluir que cualquier compromiso cognitivo puede ser beneficioso para las personas mayores. Como el resultado principal se refiere al nivel inicial de funcionamiento cognitivo, recomendamos encarecidamente incluir las medidas iniciales de la función entrenada y verificarla como un posible predictor (o al menos cofactor) de la eficacia del entrenamiento.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Los resultados descritos se obtienen del proyecto apoyado por el Centro Nacional de Ciencias en Polonia en virtud de la subvención Nº 2014/13/B/HS6/03155.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
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