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评估儿童工作记忆：儿童综合评估量表—工作记忆分量表（CABC-WM）

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DOI：

10.3791/55121

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2017年6月12日

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1Communication Sciences and Disorders, MGH Institute of Health Professions, 2Speech and Hearing Science, Arizona State University, 3Speech, Language, and Hearing Sciences, University of Arizona, 4Department of Psychological Sciences, University of Missouri-Columbia, 5Sanford School of Social and Family Dynamics, Arizona State University, 6School of Social and Behavioral Sciences, New College of Interdisciplinary Arts and Sciences, Arizona State University - West

本文内容

摘要

工作记忆对多种认知任务的表现具有显著的预测作用，包括说话、阅读和写作。然而，目前可用于评估儿童工作记忆的工具较为有限。本文介绍一种创新的基于计算机的测评工具，可全面评估学龄儿童工作记忆的不同组分。

摘要

儿童工作记忆综合评估量表（CABC-WM）是一种基于计算机的测验工具，旨在评估学龄早期儿童工作记忆的不同组成部分。已有研究发现，患有语言相关学习障碍（包括阅读障碍1,2和语言障碍3,4）的儿童存在工作记忆缺陷，但尚不明确这些儿童是否在工作记忆的子成分（如视觉空间工作记忆或语音工作记忆）方面也表现出缺陷。CABC-WM在配备触摸屏界面的台式计算机上实施，专为吸引儿童并激发其参与动机而设计。尽管CABC-WM的长期目标是为儿童提供个体化的工作记忆特征分析，但本研究主要关注该工具在测量正常发育儿童的中枢执行系统、视觉空间记忆、语音回路以及绑定能力等方面的初步成效与应用价值。下一步计划是将CABC-WM应用于患有特定性语言障碍、阅读障碍以及同时患有特定性语言障碍和阅读障碍的儿童群体。

引言

工作记忆是一种有限容量的认知系统，能够在完成认知任务时，使个体在大脑中暂时存储并加工传入的信息5,6。工作记忆的个体差异会影响成人7,8和儿童9,10的认知能力、学业表现以及职业表现。尽管工作记忆与学习之间存在密切关联，但目前仍缺乏能够全面评估儿童工作记忆的诊断工具11,12。

儿童工作记忆综合评估量表（CABC-WM）旨在从最基本的层面评估工作记忆，其设计依据来自多个著名的工作记忆模型，包括Baddeley及其同事5,13,14以及Cowan及其同事15,16,17提出的模型。Baddeley14提出工作记忆包含四个独立成分：一个中央执行/注意控制系统，负责集中、转换和分配注意力，并连接长时记忆与工作记忆；一个视觉空间模板，用于保持视觉和空间信息；一个语音环路，用于保持基于言语及其他听觉信息；以及一个情景缓冲器，作为工作记忆各成分之间的接口，整合来自子系统和长时记忆的信息。相比之下，Cowan认为工作记忆可能是更大、更统一的结构的一部分，主要由注意焦点所引导，此外还包括中央执行系统以及语音存储与复述子系统15,16,17。CABC-WM包含13项工作记忆任务，用于测量工作记忆的中央执行功能（或注意焦点）、视觉空间、语音和信息绑定等子系统。我们力求对每个构念包含三项测量，以支持潜变量的使用。CABC-WM中的部分任务借鉴了最初为成人设计的任务，而成人通常比儿童更能耐受复杂任务。为了提高儿童的参与动机，我们将这些任务改编为以海盗为主题的电脑游戏，配有视觉吸引力强的图形、虚拟奖励和触摸屏界面。我们还限制了单次研究会话中呈现的任务数量以及每项任务中的试验次数，以降低疲劳的可能性。最后，为了提高该量表的可靠性，任务设计力求易于施测和评分。所有任务均包含由计算机在每个游戏中呈现的标准操作说明。大多数任务具有自动评分功能，可在数据处理过程中减少人为误差。各项任务的详细信息见表1，并在下文进行描述。

中央执行任务

N-back 听觉任务, N-back 视觉，以及 数量更新 任务用于评估中枢执行功能。 N-背 任务是一种更新任务，呈现一系列刺激，随后要求受试者判断某个刺激与其前一个刺激是否相同或不同。该 N-背 听觉 任务设置在一个机器人乐队演奏不同音调乐器的情境中。儿童按顺序聆听这些音调。每听到一个音调后，儿童需判断当前音调与前一个音调是否相同，并通过按压键盘上标有“相同”或“不同”的按键作出反应。初步数据显示，小学年龄段的儿童能够完成这一1-背任务。 N-back 视觉任务 任务设置在机器人使用带有图案的游戏组件进行游戏的背景下。每个游戏组件均为带有不同白色圆点图案的黑色方块。儿童会看到一系列单独呈现的游戏组件。每呈现一个组件后，他们需要判断当前图案与前一个组件的图案是否相同，并通过按压键盘上标有“相同”或“不同”的按键来做出反应。同样，初步数据显示，对于完成该测试组合的年幼儿童而言，仅1-back任务的难度水平较为适宜。 数量更新 该任务用于评估儿童在工作记忆中保持信息并在获得额外信息时更新信息的能力。该任务设定在一个玩具工厂的情境中，儿童需要追踪已生产的悠悠球和泰迪熊的累计总数。实验开始时，儿童会看到两个需要记住的数字，分别代表悠悠球的数量和泰迪熊的数量。随后，儿童会看到一个加法运算（例如， +1, +2, 等等。其中一个数字，用于更新数字总和。儿童依次完成五次运算后，数字将被重置，然后重新开始。

语音工作记忆

“语音工作记忆”负责在心理上保持并加工声音和言语信息。语音工作记忆通过“数字广度”、“顺背数字广度进阶”和“非词重复”任务进行评估。“数字广度”任务要求儿童复述长度为2至8位数字的数列。该任务以儿童与机器人玩模仿游戏的形式呈现，儿童需重复机器人说出的内容，尽可能记住数列中的更多数字。“顺背数字广度进阶”任务则以儿童与海怪玩模仿游戏的形式呈现，海怪会朗读长度为7至10位数字的数列；但儿童并不知道每组数列包含多少位数字。当数列播放结束后，儿童需从数列末尾开始，按正序尽可能多地回忆所听到的数字。在“非词重复”任务中，儿童需要复述一些新创的词语（例如，“genfad”和“yitvodgoom”），以帮助海盗在河上建造一座糖果桥。

视空间工作记忆

“视空间工作记忆”是工作记忆的一个组成部分，负责在心理上保持并操作视觉和空间信息。视空间工作记忆通过“位置广度”、“位置广度-顺背”、“视觉广度”和“视觉广度-顺背”任务进行评估。位置广度任务要求儿童记住一系列箭头所指示的终点位置，这些箭头引导海盗找到埋藏的宝藏。这些位置以八个点的形式呈现在屏幕上，八个点从屏幕中心以相等的角度向外辐射排列。儿童观看完一系列箭头后，需按顺序指出他们所能记住的尽可能多的位置。 “位置跨度运行”任务与位置跨度任务相同，只是儿童不知道将呈现多少个位置。“视觉跨度”任务与“位置跨度”任务类似。儿童会看到一系列1-6个单独的黑色多边形（即屏幕上会逐个出现（游戏中的）“宝石”。儿童观看完每组序列后，屏幕上会并排显示六个多边形，他们需通过触摸屏选择这些多边形出现的先后顺序。 “视觉跨距—运行”任务与视觉跨距任务类似，但儿童不知道将出现多少个多边形。序列结束后，儿童需按正序回忆所呈现的多边形。跨距长度在3到6个多边形之间变化。

结合任务

“绑定任务”指工作记忆中在各个工作记忆成分（例如，语音和视觉空间）之间形成临时接口，并在这些子系统内部及跨子系统与长时记忆之间绑定信息的组成部分。绑定任务包括“语音绑定广度”、“视觉绑定广度”和“跨模态绑定”。在“语音绑定广度”任务中，要求儿童学习非语音声音（例如，蜂鸣声和音调）与单音节伪词（例如，vope 和 meck）之间的配对。该任务以机器人使用特殊的“机器人语言”在糖果店订购糖果的情境呈现。儿童首先听到一个声音与一个伪词组成的序列，随着任务难度递增，最多需记忆四个声音-伪词配对组成的序列。在“视觉绑定广度”任务中，要求儿童记住两组配对的视觉信息，例如各个多边形在 4 × 4 网格中的位置。广度长度从 1 个逐步增加至 6 个多边形。在每次试验中最后一个多边形显示完毕后，屏幕上会紧邻显示一个相同的空白 4 × 4 网格，以及包含六个可选多边形的区域。儿童通过触摸屏选择并将多边形拖动到网格中的正确位置。儿童可在网格中反复调整多边形位置，直至对选择满意为止。“跨模态绑定”任务要求将听觉伪词（例如，koov 和 geem）与黑色多边形形状进行绑定。该任务以学习游戏棋子名称的情境呈现。当每个单独的多边形显示在屏幕中央时，儿童会同时听到一个与该多边形配对的单音节伪词。每次试验中呈现的配对数量不等，范围从 1 到 6 对。在最后一对呈现结束后，会出现一个选择界面，显示六个多边形的区域。儿童依次听到每个伪词，并通过触摸屏指出与该伪词对应的多边形。伪词的播放顺序与其最初呈现的顺序不同。

CABC-WM 给药与结果

以下描述了CABC-WM的施测流程。随后，提供了一组正常发育儿童样本的CABC-WM测量结果及报告的任务信度数据。所呈现的CABC-WM测验套件在配备触摸屏显示器的台式计算机上进行，游戏采用海盗主题情境。儿童直接坐在触摸屏前方，一名研究助理坐在儿童旁边，以监控其注意力状况或是否需要休息。助理还需记录计算机程序无法自动采集的任务数据（见下文）。每项任务结束后，CABC-WM会提示儿童选择下一项任务。当研究会话中的最后一项任务完成后，CABC-WM将进入虚拟商店环节，允许儿童为其海盗虚拟形象购买物品。

所有任务均以一系列训练试验开始，儿童必须通过这些训练试验后才能进入测试试验。如果儿童在五次尝试后仍无法通过训练试验，则终止该任务。有关各项任务的详细信息，包括所用刺激材料、实验条件、训练试验和任务试验的次数、任务平均时长以及因变量，请参见表1。

方案

以下所述所有程序均经参与机构的人类研究伦理审查委员会批准。

1. 准备与安装

  1. 首先，让儿童坐在计算机前，并为其佩戴可调节的耳机/麦克风组合设备。使用耳机分路器连接另一副耳机，供助手在测试实施过程中佩戴。
    注意：在整个测试实施过程中，助手需坐在儿童旁边，以监控儿童对任务的注意力；按照下文所述输入反应数据；并确保儿童严格遵守CABC-WM测试协议（例如，确保儿童使用其优势手进行反应，注意计算机屏幕，等等）。

2. 对受试者的初步指导

  1. 指导儿童使用触摸屏界面选择一个海盗头像，该头像将在整个游戏过程中使用。
    注意：在游戏中，儿童将穿越虚拟海洋，完成分布在四个岛屿上的13项工作记忆任务（每个岛屿的任务在不同日期完成，以防止疲劳）。参见图1。各项任务以图标表示（例如，玩具岛上不同玩具的图标）。任务顺序在不同儿童之间随机分配；因此，计算机将为每名儿童随机选择任务呈现的顺序。

3. 头像的选择

  1. 选择海盗头像后，指导儿童选择一个岛屿以完成任务。让儿童点击所选岛屿上的其中一个图片图标，以开始一项任务。
    注意：每个模块包含3到5个任务（参见 图1），每个任务均以图片图标表示。CABC-WM 会随机呈现各项任务，因此特定图片图标不一定对应特定任务。每项任务开始时，首先会出现一个介绍界面，提示助手该任务所需的材料（例如， 移除键盘、在键盘上粘贴标签等操作，针对该特定任务。
    1. 当材料被妥善放置后，请助手进行按压 9 在数字小键盘上按相应键以开始任务。当儿童完成一项任务后（具体操作详见下文方案），所选岛屿将重新出现，儿童可选择下一项任务。该环节将持续进行，直至岛屿上的所有任务均完成。
      注意：CABC-WM 中的所有任务均由一名海盗叙述，由其提供每个任务的标准口头指令。各项任务按工作记忆的各个成分分类如下：1）中枢执行系统，2）语音工作记忆，3）视觉空间工作记忆，以及 4）绑定。每项任务的详细描述已在稿件引言部分提供。

4. 中央执行任务

  1. N-back 听觉任务
    1. 阅读儿童在当前会话所选岛屿上点击任务图标后出现的说明屏幕。将键盘放在儿童面前，并在键盘上贴一张绿色贴纸 C 钥匙和红色贴纸 M 键。按下 9 使用数字小键盘上的数字10键启动儿童的任务。确保儿童通过按键盘上相应标签的按键来做出反应。
      注意：红色标签代表 不同的 绿色贴纸代表 相同 这是儿童在此任务中表示相同/不同反应的方式。CABC-WM 叙述者指导儿童判断听觉刺激（即， 判断当前刺激与先前刺激相同或不同。
  2. N-back 视觉任务
    1. 阅读儿童在当前会话所选岛屿上点击任务图标后出现的说明屏幕。将键盘放在儿童面前，并在键盘上贴一张绿色贴纸 C 钥匙和红色贴纸 M 键。按下 9 在数字小键盘上按10键以启动儿童任务
      注意：红色标签代表“不同”，绿色标签代表 相同 这是儿童在此任务中表示相同/不同反应的方式。CABC-WM 测验主试指导儿童判断一个视觉刺激（即，一个“游戏元素”）与前一个视觉刺激相同或不同。
    2. 确保儿童通过按键盘上相应标签的按键来表示其反应。
  3. 数量更新
    1. 阅读儿童在当前会话所选岛屿上点击任务图标后出现的指导屏幕。引导儿童注意计算机屏幕上显示的两个数字，以及随后呈现的加法运算。按下 9 使用数字小键盘上的 10 个按键来启动儿童的任务。
      注意：屏幕上向儿童展示两个数字。随后，儿童将依次接受一系列共五次加法运算操作。每次运算后，儿童需口头报告这两个数字的累加总数。
    2. 在儿童口头报出累计总数后（例如， 每次试验中，根据儿童的反应在数字小键盘上输入 2、3 或 2、4，系统将自动进入下一项试验。

5. 语音工作记忆任务

  1. 数字广度
    1. 当儿童在当前会话所选岛屿上点击任务图标后，阅读出现的指导说明页面。
      注：CABC-WM 的语音指导会指示儿童聆听一系列长度逐渐增加的数字，并尽可能回忆并复述出所听到的数字。
    2. 将键盘置于儿童无法触及的位置（由助手输入儿童的回答）。按下数字小键盘上的“9”键，为儿童启动该任务。每次试验后，无论儿童回答是否正确，均需将儿童复述出的数字通过数字小键盘输入到程序中。
      注：若儿童复述的数字顺序正确，CABC-WM 将判定其回答为正确。助手无需判断儿童回答的准确性，只需将儿童的实际回答输入程序，由计算机进行分析与评分。
  2. 数字广度—连续
    注：CABC-WM 的语音指导会指示儿童聆听一系列长度介于 7 至 10 位数字之间的数字序列，然后在序列播放结束后，尽可能按原顺序复述出末尾的多个数字。
    1. 当儿童在当前会话所选岛屿上点击任务图标后，阅读出现的指导说明页面。将键盘置于儿童无法触及的位置（由助手输入儿童的回答）。按下数字小键盘上的“9”键，为儿童启动该任务。每次试验后，将儿童复述出的数字通过数字小键盘输入到程序中。
      注：若儿童复述的数字顺序正确，CABC-WM 将判定其回答为正确。助手无需判断儿童回答的准确性，只需将儿童的实际回答输入程序，由计算机进行分析与评分。
  3. 非词复述
    1. 当儿童在当前会话所选岛屿上点击任务图标后，阅读出现的指导说明页面。
      注：CABC-WM 的语音指导会指示儿童尽可能准确地复述一系列非词（例如，genfad 和 yitvadgoom）。
    2. 将键盘置于儿童无法触及的位置。按下数字小键盘上的“9”键，为儿童启动该任务。每当儿童尝试复述一个非词后，按下“C”键表示已作尝试，并进入下一次试验。如果儿童未做出合理尝试（例如，儿童说“我不知道”或未作回应），则按下 M 键表示未作尝试，系统将自动进入下一次试验。

6. 视觉空间工作记忆任务

注意：在每项任务开始时，CABC-WM 叙述者会向儿童提供指导说明。

  1. 位置跨度
    1. 阅读儿童在当前实验阶段所选岛屿上点击任务图标后出现的说明屏幕。将键盘移至儿童无法触及的位置。按下小键盘上的“9”键，以启动儿童的任务。观察儿童对任务的注意力，该任务要求其回忆计算机屏幕上的一系列位置，并通过触摸屏幕进行选择以作出响应。
  2. 位置跨度 - 运行中
    1. 阅读儿童在当前实验环节所选岛屿上点击任务图标后出现的说明屏幕。将键盘移出儿童可触及的范围。按下小键盘上的“9”键，以启动儿童的任务。
    2. 在儿童按正序回忆并触摸屏幕以响应一系列长度不可预测的序列中最后呈现的尽可能多的位置时，监测其对任务的注意力。儿童触摸屏幕作出反应后，确保其选择的 下一步 按钮，屏幕右下角标有文字的圆形图标 接下来， 推进CABC-WM进入下一阶段试验。
  3. 视觉跨距
    1. 阅读儿童在选定阶段的岛屿上选择任务图标后出现的说明屏幕。将键盘移出儿童可触及的范围。按下小键盘上的“9”键，以启动儿童的任务。当系统提示时，儿童需通过触摸屏选择呈现多边形的顺序，序列长度为2至6个；在此过程中，需持续监控儿童对任务的注意力。
  4. 视觉跨距——运行
    1. 阅读儿童在当前会话所选岛屿上点击任务图标后出现的说明屏幕。将键盘移出儿童可触及范围。按下小键盘上的“9”键，以启动儿童的任务。
    2. 在儿童使用触摸屏按正序回忆并选择尽可能多的多边形顺序时，注意观察其对任务的注意力。当系统提示时，儿童需选择屏幕上标有“NEXT”的右下角圆形按钮，以进入CABC-WM的下一个试验。

7. 结合实验

  1. 语音结合广度
    1. 当儿童在当前会话所选岛屿上点击任务图标后，阅读屏幕上出现的指导说明。将键盘置于儿童无法触及的位置。按下数字小键盘上的“9”键，以启动儿童的任务。
    2. 当要求儿童说出与非言语声音配对的非词时，注意倾听其口头回答。如果儿童做出了合理尝试，按下“C”键以表示已尝试，并进入下一次试验。如果儿童未做出合理尝试（例如，儿童说“我不知道”或未作回应），按下“M”键以表示未尝试，并允许进入下一次试验。
  2. 视觉结合广度
    1. 当儿童在当前会话所选岛屿上点击任务图标后，阅读屏幕上出现的指导说明。将键盘置于儿童无法触及的位置。按下数字小键盘上的“9”键，以启动儿童的任务。
    2. 在屏幕上依次呈现多边形（每次试验中呈现的多边形数量从1个逐步增加至6个），观察儿童使用触摸屏将其移动到记忆中对应网格位置的过程。儿童完成选择后，确保其点击屏幕右下角标有“NEXT”的圆形按钮，以便CABC-WM进入下一次试验。
  3. 跨模态结合
    1. 当儿童在当前会话所选岛屿上点击任务图标后，阅读屏幕上出现的指导说明。将键盘置于儿童无法触及的位置。按下数字小键盘上的“9”键，以启动儿童的任务。
    2. 在儿童学习了1至6组多边形-非词配对后，当向其呈现一个多边形要求命名时，观察儿童的反应。如果儿童做出了合理尝试，按下“C”键以表示已尝试，并进入下一次试验。如果儿童未做出合理尝试（例如，儿童说“我不知道”或未作回应），按下“M”键以表示未尝试，并允许进入下一次试验。

结果

对168名典型发育儿童施测了CABC-WM，这些儿童正在就读或刚完成二年级（平均年龄 = 7岁；标准差 = 4.99个月）。儿童还需满足以下纳入标准：a) 无神经精神障碍病史例如，注意缺陷多动障碍（ADHD）或自闭症谱系障碍），b）无接受特殊教育服务的历史，c）以英语为唯一语言，d）未曾留级，e）标准分数 >30th 百分位数在 Goldman-Fristoe 发音测试-2（GFTA）中的得分18，f）具有标准分数 >临床语言基础评估第四版（CELF-4）核心语言综合分数87分19，g）具有一个2nd 等级综合标准分 >95 分（TOWRE-2，即《单词阅读效率测试第二版》）20，以及 h）具有标准分数 >儿童凯夫曼评估量表（K-ABC）非语言指数中的74分21表2列出了各项任务的通过率、平均值、标准差及得分范围。部分儿童未完成所有任务，其中约4%是由于设备故障所致，其余情况为儿童未能通过某项任务的训练阶段。对于成功通过训练阶段的儿童，未观察到明显的地板效应或天花板效应，表明这些任务在发展水平上适宜，能够有效捕捉儿童间表现的差异。根据训练通过情况，通过难度最高的任务为“数字广度-顺背”和“视觉广度-顺背”，通过率分别为70.7%和80.4%。其余所有任务的通过率均达到或超过90%。

CABC-WM 的任务已被用于检验主流工作记忆模型的适用性22。基于验证性因子分析，CABC-WM 的各项任务被用于构建一个最终的工作记忆模型，该模型可最佳地描述为 Cowan 的三因素嵌套加工模型15,16（包括中枢执行、注意焦点和语音存储与复述）与 Baddeley 和 Hitch 的三因素模型5（包括中枢执行、视觉空间模板和语音回路）的结合（见图2）。在该综合模型中识别出的第一个因子是中枢执行，包含n-back 任务和更新任务。第二个因子为注意焦点/视觉空间模板，负荷在此因子上的任务包括传统的视觉类任务（如视觉广度和位置广度），也包括运行类任务——如上所述，这类任务的列表长度不可预测，无法进行复述23,24。第三个识别出的因子是语音存储与复述/语音回路，包含涉及言语和听觉刺激的任务，例如数字广度、语音绑定和非词重复任务。详见 Gray et al.22 的完整综述。这些代表性结果证实了 CABC-WM 任务在当前儿童样本中测量工作记忆离散成分的有效性。

可靠性

通过计算半分法和三分法系数（二者均为更一般的K分法系数22的特例25,26,27），对CABC-WM任务的信度进行了评估。有关项目划分方式的完整描述可向第一作者索取。各项任务的信度如表3所示。大多数信度值处于中等到较高水平，表明CABC-WM中多数单项任务具有良好的可靠性。绑定任务的信度相对较低，有待进一步研究。

认知研究示意图中的工作记忆任务：糖果岛、玩具岛、机器人岛、海怪岛。
图1：CABC-WM各岛屿上工作记忆任务的分布。每个儿童的岛屿顺序和任务顺序均随机化。任务分布在各个岛屿上，以平衡呈现顺序，并标准化完成每个岛屿所需的时间。（缩写：VSS：视觉空间工作记忆；PL：语音工作记忆；CE：中央执行功能；BT：绑定任务）

工作记忆模型的概念图；中央执行系统、语音环路、视空间画板。
图2：带标准化系数的工作记忆综合模型。该图展示了CABC-WM各项任务的因子及因子载荷。图中显示的是标准化系数。详见Gray et al.22 的研究。（*经Gray et al.许可转载）22。

任务名称使用的刺激材料条件或试验类型训练区块数及试验次数（括号内）通过训练的标准试验总次数任务时长（分钟）因变量
中央执行功能任务
N-back 听觉任务（更新）• 音调
• 机器人乐队图像		• 相同
• 不同		1 个训练区块：
• 相同（3 次）
• 不同（3 次）		6 次中正确 4 次54（3 个区块，每个包含 9 次“相同”和 9 次“不同”）6.5相同与不同试验的平均准确率合并计算
N-back 视觉任务（更新）• 带白点的黑色方块图像• 相同
• 不同		1 个训练区块：
• 相同（3 次）
• 不同（3 次）		6 次中正确 4 次54（3 个区块，每个包含 9 次“相同”和 9 次“不同”）7.5相同与不同试验的平均准确率合并计算
数字更新任务（更新）• 数字与运算符的视觉呈现无适用2 个训练区块：
• 每个区块（5 次）		每个区块 5 次全对15（3 个区块，每个包含 5 次试验）7.2所有试验的平均准确率
语音工作记忆任务
数字广度任务• 数字 1–9 的听觉录音（排除 7，因其为双音节）广度长度（2–8 位数字）1 个训练区块：
• 2 次试验		2 次全对14（每个广度长度 2–8 位数字各 2 次试验）4.5每个广度长度正确试验数 × 广度长度，再将各乘积求和
数字广度任务——顺续式• 数字 1–9 的听觉录音（排除 7，因其为双音节）广度长度（7–10 位数字）3 个训练区块：
• 每个 3 次试验		3 个区块中每个至少正确 1 次12（每个广度长度 7–10 位数字各 3 次试验）6按正确顺序回忆的数字平均数量
非词重复任务• 非词的听觉录音词长（2–5 音节的非词）1 个训练区块：
• 3 个双音节非词		3 个均尝试16 个非词（2–5 音节各 4 个）3每个音节长度下正确重复辅音的非词数 × 音节长度，再将各乘积求和
视空间工作记忆任务
位置广度任务• 指向呈环形排列位置的箭头广度长度（2–6 个位置）3 个训练区块：
• 1 个位置（1 次）
• 2 个位置（2 次）		至少在 1 个位置和 2 个位置各正确 1 次12（每个广度长度 2–6 个位置各 2 次试验）4.5每个广度长度正确试验数 × 广度长度，再将各乘积求和
位置广度任务——顺续式• 指向呈环形排列位置的箭头广度长度（5–8 个箭头）3 个训练区块：
• 6 个位置（1 次）
• 7 个位置（1 次）
• 8 个位置（1 次）		每个长度均正确 1 次12（每个广度长度 5–8 个位置各 3 次试验）7.5所有试验中正确识别位置的平均数量
视觉广度任务• 黑色多边形广度长度（1–6 个多边形）1 个训练区块
• 1 个多边形（1 次）
• 2 个多边形（2 次）		3 次全对12（每个广度长度 1–6 个多边形各 2 次试验）6.5每个广度长度正确试验数 × 广度长度，再将各乘积求和
视觉广度任务——顺续式• 黑色多边形广度长度（3–6 个多边形）1 个训练区块
• 3 个多边形（1 次）
• 4 个多边形（1 次）		每个长度均正确 1 次12（每个广度长度 3–6 个多边形各 3 次试验）7所有试验中按顺序正确识别多边形的平均数量
绑定任务
语音绑定广度任务• 听觉非言语声音（如机械噪音）
• 非词的听觉录音		广度长度（1–4）1 个训练区块
• 1 个声音-非词配对（1 次）
• 2 个声音-非词配对（1 次）		2 次均尝试20 个声音/非词配对（每种 1–4 对的试验各 2 次）5.2每个广度长度正确试验数 × 广度长度，再将各乘积求和
视觉-空间绑定广度任务• 网格图像
• 黑色多边形		广度长度（1–6 个多边形）1 个训练区块
• 1 个多边形（1 次）
• 2 个多边形（1 次）		2 次全对12（每个广度长度 1–6 个多边形各 2 次试验）5.2每个广度长度正确试验数 × 广度长度，再将各乘积求和
跨模态绑定任务• 黑色多边形
• 非词的听觉录音		广度长度（1–6 个多边形）1 个训练区块
• 1 个非词-多边形配对（1 次）
• 2 个非词-多边形（2 次）		2 次全对12（每个广度长度 1–6 个多边形各 2 次试验）6.5每个广度长度正确试验数 × 广度长度，再将各乘积求和

表1：CABC-WM中包含的工作记忆任务的详细信息。 该表格列出了每个任务所使用的刺激材料、测试条件、训练试次数量、通过训练阶段的标准、任务试次数量、平均任务时长以及每个任务的因变量。

任务类型通过率
(%)a		N均值标准差最小值最大值
数字更新（准确率）911550.80.280.141
N-Back 视觉任务（准确率）94.81470.770.170.30.96
N-Back 听觉任务（准确率）98.71510.840.140.431
位置广度（加权和）10015110.595.99030
位置广度运行（均值）93.41521.310.660.083.25
视觉广度（加权和）90.11506.755.74027
视觉广度运行（均值）80.41270.870.660.082.58
数字广度（加权和）10015019.46.91442
数字广度运行（均值）70.71501.881.240.134.58
非词重复（加权和）10015311.426.3042
跨模态绑定（均值）99.31534.352.64013
语音绑定广度99.314912.046.89035
（加权和）
视觉绑定（加权和）93.41454.773.17016
百分比数据已排除因设备故障（发生率为 4.04%）或受试者问题（包括退出研究或拒绝完成某项任务）而被剔除的数据。

表2：正常发育儿童在CABC-WM各项任务中的表现nd 等级 每项任务的平均通过率均已列出。报告的均值为每项任务的原始得分。百分比数据已排除因设备故障（发生率为4.04%）或受试者问题（包括受试者退出研究或拒绝完成某项活动）而被舍弃的数据。

任务类型N信度信度的95%置信区间
数字更新（准确率）1390.95[.93, .96]
视觉数字n-back（准确率）1480.86[.81, .90]
听觉数字n-back（准确率）1510.82[.75, .87]
位置广度（加权和）1580.7[.59, .78]
位置广度序列（均值）1460.93[.91, .95]
视觉广度（加权和）1400.73[.62, .81]
视觉广度序列（均值）990.84[.78, .89]
数字广度（加权和）1590.67[.55, .76]
数字广度序列（均值）1090.85[.79, .89]
非词重复（加权和）1530.6[.45, .71]
跨模态绑定（均值）1530.38[.15, .55]
语音绑定广度（加权和）1490.53[.35, .66]
视觉绑定（加权和）1450.51[.32, .65]

表3：CABC-WM任务的信度。 报告的信度来源于半分信度和三分信度系数，它们是更通用的K分信度系数的特例25,26,27。大多数信度值处于中等到较高的水平。

讨论

CABC-WM 是基于突出的工作记忆理论开发的，旨在全面评估儿童的工作记忆。该工具通过多个任务评估中枢执行功能、语音工作记忆、视觉空间工作记忆以及绑定功能。

目前，CABC-WM 正在进行进一步的优化和测试。由于编程漏洞或计算机错误，研究助理在使用 CABC-WM 界面时偶尔可能会遇到技术问题。研究团队为所有助理提供了一份故障排除手册，用于解决已知问题（例如， 程序可能会卡在某个界面而需要手动操作才能继续，此外还需对研究人员进行大量培训以确保严格遵守故障排除规程。由于研究会话持续时间较长，儿童受试者可能会对程序感到无聊或沮丧。研究助理经过培训，可根据需要为儿童安排休息，以维持其完成任务的积极性和注意力。在极少数情况下，计算机程序可能需要重启才能继续运行。若任务执行过程中因中断而未能完成，则该任务不会重新进行，相关数据也将丢失。研究团队正在积极努力减少此类情况的发生。

目前，应完整施测整个测验组合，因为尚未评估儿童在游戏环境之外单独任务上的表现。我们正在开展研究，以减少测验组合中的项目数量、评估其效度，并确定年龄较大的小学生在这些测量中的表现。CABC-WM 的研究版本需要五次、每次 30 至 45 分钟的测试 session 才能完成。这为小学低年级儿童的工作记忆提供了全面的评估，可能引起研究人员的兴趣；但以当前形式而言，该测验组合对实践工作者并不实用。有关工作记忆模型的效度及任务信度，已在美国二年级学生中有所报告。下一步工作包括在更广年龄范围的儿童中测试该测验组合、减少其中的任务数量，并检验同时效度。

目前仅有两种已知的评估工具专门用于测量儿童的工作记忆11,12。CABC-WM 是这些测量工具的一种更全面的替代方案，以儿童易于接受的形式（例如，电脑游戏）进行施测，以提高儿童的参与动机。结果表明，CABC-WM 任务在对正常发育的二年级儿童施测时具有良好的可靠性。

目前正利用二年级儿童的初始样本研究结果来优化CABC-WM测验量表。下一步是在更广泛年龄范围的儿童中评估该量表的信度和效度。本研究的长期目标是帮助教育工作者和家庭了解儿童个体的工作记忆优势与不足，以支持差异化教学；同时帮助每名儿童了解自身的工作记忆特征，增强其自我倡导能力，并运用相应策略提升学业成就。

披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本工作获得了美国国立卫生研究院国家耳聋与其他沟通障碍研究所资助项目（编号：R01 DC010784）的支持。我们深切感谢参与本研究的工作人员、研究助理、学校管理人员、教师、儿童及其家庭。主要参与人员包括（按字母顺序排列）Gary Carstensen、Cecilia Figueroa、Karen Guilmette、Trudy Kuo、Bjorg LeSueur、Annelise Pesch 和 Jean Zimmer。许多学生也为本研究做出了贡献，包括（按字母顺序排列）Genesis Arizmendi、Lauren Baron、Alexander Brown、Nora Schlesinger、Nisha Talanki 和 Hui-Chun Yang。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
21.5英寸触摸屏计算机，配备标准键盘、10键数字小键盘和鼠标ToshibaDZ125-S2101该台式触摸屏电脑用于施测《儿童综合评估量表-工作记忆模块》（CABC-WM）。 
带麦克风的双耳耳机（儿童用）SennheiserPC-150该麦克风/耳机组合用于在参与者完成CABC-WM时传递音频内容并记录其口头应答
耳机（成人用）SennheiserHD 280 PRO助手佩戴此耳机以监控CABC-WM的施测过程
儿童综合评估量表-工作记忆模块（Comprehensive Assessment Battery for Children - Working Memory, CABC-WM）in-house参考文献：Gray, S., Alt, M., Hogan, T.P., Green, S., & Cowan, N. (n.d.). Comprehensive assessment battery for children - Working memory. Unpublished measure under development.本程序由我研究团队使用Adobe Flash开发。我们正根据论文所述内容不断完善和开发该程序，以供消费者使用。  目前尚未向公众发布，但我们的主要目标是使CABC-WM具备供临床实践者使用的条件。

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评估儿童工作记忆：儿童综合评估量表—工作记忆分量表（CABC-WM）
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