Función ejecutiva y la tarea de ordenar tarjeta de cambio Dimensional

Executive Function and the Dimensional Change Card Sort Task

JoVE Science Education
Developmental Psychology

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Executive Function and the Dimensional Change Card Sort Task

4.5: Mutual Exclusivity: How Children Learn the Meanings of Words

4.9: Categories and Inductive Inferences

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07:19 min

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April 30, 2023

Overview

Fuente: Laboratorios de Nicholaus Noles y Judith Danovitch, Universidad de Louisville

Los bebés nacen con sorprendentes recursos cognitivos a su disposición, pero no saben cómo usarlos con eficacia. Con el fin de aprovechar el poder de sus cerebros, los seres humanos deben desarrollar alto nivel procesos cognitivos que gestionan las funciones cerebrales básicas. Estos procesos constituyen lo que los psicólogos denominan función ejecutiva. Función ejecutiva es un factor clave en muchos comportamientos de autorregulación, incluyendo formando planes para resolver problemas, negociar entre deseos y acciones y dirigir la atención. Por ejemplo, un niño debe utilizar varios procesos ejecutivos deja de jugar con juguetes y empezar a limpiar su habitación. Estos procesos incluyen la inhibición (para parar lo que están haciendo), planificación (determinar qué acciones necesitan realizarse para limpiar la habitación) y el control atencional (para permanecer en la tarea hasta que la limpieza se realiza). Un desglose de la función ejecutiva en cualquiera de estos pasos conduciría a la sala queda sucio.

Desarrollo funciones ejecutivas es uno de los principales retos que enfrentan los niños a medida que maduran. Algunos elementos de la función ejecutiva sólo pueden dominar con la práctica, y las áreas del cerebro vinculadas a la función ejecutiva, específicamente la corteza prefrontal, se desarrollan lentamente a lo largo del desarrollo, continúa a crecer y organizar hasta que un individuo alcanza sus años 20. Primeras manifestaciones de la función ejecutiva se han relacionado con autocontrol y medidas de resultado conductuales en los niños, así como éxitos en el futuro. Correlativamente, la función ejecutiva está deteriorada en niños diagnosticados con trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) y espectro autista trastornos.

Este experimento demuestra cómo evaluar la función ejecutiva en niños con la tarea de dimensiones cambio tipo tarjeta, desarrollada por el Dr. Philip Zelazo y colegas. ¹

Procedure

Reclutamiento de niños entre las edades de 3 y 5 sin discapacidad visual, daltonismo o deficiencia auditiva. Para los efectos de esta demostración, se prueba sólo un niño. Tamaños de muestra más grandes se recomiendan realizar cualquier experimentos.

1. recolección de datos

Programa de instalación
1. Crear un conjunto de 16 tarjetas, incluidas las tarjetas de objetivo 2 y 14 tarjetas de prueba.
  1. Tarjetas de destino representan un barco rojo y un conejo azul en un fondo blanco.
  2. Tarjetas de prueba se dividen uniformemente entre cuadros de conejos rojo y azul barcos.
2. Coloque dos pequeñas bandejas sobre una mesa y coloque una tarjeta de destino en cada bandeja.
3. Coloque una tarjeta de conejo rojo y uno azul barco a un lado. Baraje las cartas restantes de la prueba.
4. Examinar las cartas y les reshuffle si hay una carrera de más de dos cartas del mismo tipo (por ejemplo, si hay tres o más barcos azul en una fila).
5. Una vez que las tarjetas son pseudo-aleatorios, colóquelos cara abajo y añadir las dos cartas preseleccionadas en la cima de la cubierta.
Fase de demostración
1. Enseñarle al niño a sentarse a la vista de las bandejas y tarjetas de destino.
2. Etiqueta de las tarjetas de dos objetivo diciendo, “aquí es un bote rojo y aquí está un conejo azul”.
3. Introducir las reglas pre interruptor diciendo: “ahora, vamos a jugar un juego de cartas. En el juego de color, todos los azules van aquí, y todos los rojos van aquí.” El experimentador puntos a las tarjetas de objetivo relevante.
4. El experimentador dibuja una tarjeta de prueba, las etiquetas color en voz alta (por ejemplo, “Esto es azul, así que aquí va”) y luego narra como Coloque cara abajo en la bandeja apropiada como una manifestación del niño.
5. Repita las reglas de juego de color.
6. Dibujar una segunda tarjeta, etiqueta y luego pregunte al niño que la bandeja debe entrar (por ejemplo, “aquí es un rojo. ¿Dónde esta va?”).
7. Estimular al niño a tomar la tarjeta y colocarla cara abajo en la bandeja apropiada.
  1. Si el niño comete un error en la colocación de la tarjeta (por ejemplo, pone en la bandeja incorrecta o indica la bandeja incorrecta), el experimentador debe corregirlos y asegurar que la tarjeta se coloca cara abajo en la bandeja correcta.
Interruptor de la fase
1. Dígale al niño que es su turno y presente seis ensayos pre interruptor al niño.
2. En cada ensayo pre interruptor, el experimentador establece el interruptor de la reglas, selecciona una tarjeta, etiquetas de la tarjeta para el niño y le preguntará al niño a ordenar la tarjeta (por ejemplo, “Aquí es una roja, ¿a dónde va?”).
Interruptor de la fase
1. Dígale al niño, “ahora vamos a jugar un nuevo juego. No vamos a jugar ya al Juego de color. Vamos a jugar al Juego de la forma. En el juego de la forma, los conejos van aquí, y todos los barcos ir aquí. Recuerde que si es un conejo, puse aquí, pero si se trata de un barco, lo puse aquí”. Elija la bandeja apropiada enunciando las instrucciones.
2. Dibujar las seis cartas restantes, etiquetarlos por la dimensión relevante (por ejemplo, el barco o conejo) y preguntar, “¿Dónde esta vez?”
3. Tenga en cuenta que las reglas no se repitan en la fase posterior al interruptor.

2. Análisis

Niños 3 y mayores típicamente ordenar todas las cartas correctamente durante la fase de pre-interruptor.
Utilice la tarea de tipo de tarjeta de cambio Dimensional para clasificar a los niños como pasar o fallar.
Un niño debe ordenar correctamente 5 de 6 ensayos de interruptor posterior para pasar esta tarea. Media precisión media en ensayos posteriores interruptor también puede analizarse utilizando un ANOVA para comparar el desempeño entre los grupos de edad.

Desarrollo de la función ejecutiva es uno de los principales retos que enfrentan los niños a medida que envejecen.

Por ejemplo, un niño debe utilizar varios procesos ejecutivos deja de jugar con juguetes y empezar a limpiar su habitación. Tales procesos incluyen: inhibición — parar lo que están haciendo, planificación, las medidas necesarias para limpiar la habitación y el control atencional, mantenerse en la tarea hasta que la limpieza se realiza.

Un desglose de la función ejecutiva en cualquiera de estos pasos conduciría a la sala queda desordenado.

Importante, mejora la toma de decisiones en desarrollo normal, como las regiones del cerebro asociadas, como la corteza prefrontal, maduran lentamente, bien en veinte años de un individuo.

Este video muestra cómo evaluar la función ejecutiva en niños: 3 a 5 años de edad — comentando los pasos necesarios para instalar y ejecutar un experimento que implica la tarea de clase de tarjeta de cambio Dimensional, así como analizar los datos e interpretar los resultados.

En la tarea de ordenar tarjeta de cambio Dimensional, los niños cambiar de clasificación de tarjetas por una característica a otra. En este caso, dos tarjetas de objetivo consisten en un bote rojo y un conejo azul y las tarjetas de 16 prueba se dividen uniformemente entre cuadros de conejos rojo y azul barcos.

Esta tarea consta de tres fases. Durante la fase de demostración, cada niño es introducido a las tarjetas de destino y las reglas del juego. Por ejemplo, en el juego de color, todas las tarjetas del mismo color van en la bandeja con el mismo color de la tarjeta de destino.

Tras la fase de demostración, los niños están expuestos a la fase de pre interruptor — donde se desarrollan patrones de pensamiento y atención por aprender a prestar especial atención a una característica, como el color y a ignorar otra, forma.

Una vez que se ordenan los seis tarjetas de prueba, los niños pasar a la fase posterior al interruptor, donde el juego se cambia de color a la forma-clasificación.

Esta fase requiere que los niños a cambiar de puesto su atención a una nueva dimensión, que había sido ignorar activamente, y a superar su tendencia a realizar las mismas acciones físicas. El número de respuestas correctas durante los ensayos de la fase posterior al interruptor es la variable dependiente.

Tres años suelen tienen un tiempo muy difícil transición desde el primer juego a un nuevo juego porque no inhiben sus recientemente aprendidos patrones de pensar y actuar.

En contraste, la mayoría niños de 5 años no tienen un problema de transición para el nuevo juego, lo que sugiere su emergente desarrollo de la función ejecutiva.

Antes de la llegada de los participantes, asegúrese una silla y la mesa de montaje con dos bandejas y las tarjetas de objetivo y prueba. Asegúrese de que las tarjetas de prueba son pseudo-aleatorios que no son dos cartas del mismo tipo en una fila y que las dos primeras cartas contienen un conejo rojo y un barco azul.

Después de saludar al niño, indicar que siente a la vista de las bandejas y tarjetas de destino. A continuación, describir las tarjetas de dos objetivo: aquí es un conejo azul y aquí está un barco rojo.

Introducir las reglas pre-interruptor para el juego del color: ahora, vamos a jugar un juego de cartas. En el juego de color, todos los azules van aquí, y todos los rojos van aquí.

Dibujar una tarjeta de prueba para demostrar las reglas al niño, su color de la etiqueta en voz alta y colocarla cara abajo en la bandeja correspondiente.

Después de repetir las reglas, escoge otra tarjeta y asígnele la etiqueta. Entonces la tarjeta de la mano al niño y anímelo a que coloque su cara en la bandeja apropiada y ayudar si es necesario.

Tras la fase de demostración, introducir las reglas pre-conmutador: seleccionar una tarjeta, etiqueta para el niño y entonces le invito a que lo.

Una vez que el niño termina seis ensayos, la transición a la fase posterior al interruptor. Explicar las reglas ahora basadas en forma: ahora vamos a jugar un nuevo juego. Vamos a jugar al Juego de la forma. En el juego de la forma, los conejos van aquí, y todos los barcos ir aquí.

Para las seis cartas restantes, seleccione una etiqueta por forma y mano al niño para la colocación.

Después de la última carta se ha colocado, gracias al niño para su participación.

Para analizar los resultados, determinar el número de respuestas correctas durante los ensayos post-interruptor para cada niño en el estudio y el gráfico de los resultados promedios por grupo de edad.

Un niño que puntaje del 80% o más en ensayos de interruptor posterior se dice que han pasado la evaluación Dimensional cambio tarjeta tipo tareas de función ejecutiva. Como se predijo, en promedio, los niños de 5 años pasado, mientras que el más joven 3 años no, lo que destaca una edad crítica para la progresión de la función ejecutiva.

Ahora que usted está familiarizado con la tarea de clase de tarjeta de cambio Dimensional para evaluar la función ejecutiva de los niños, vamos a ver otras maneras de que los psicólogos experimentales.

Los investigadores utilizan permutaciones de esta tarea de diagnóstico para identificar a niños con función ejecutiva particularmente deficiente, que puede ser indicativa de retraso del desarrollo o un trastorno clínico, como el TDAH o trastorno del espectro autista.

Además, los investigadores examinan la toma de decisiones en la adultez temprana porque las regiones prefrontales del cerebro aún están en desarrollo. Este retraso explica en parte cómo incluso inteligentes personas hacen malas decisiones, como elegir los beneficios a corto plazo de ir a un partido sobre los beneficios a largo plazo de estudiar para una prueba.

Otros investigadores han combinado la tarea de tipo de tarjeta de cambio Dimensional y la proyección de imagen de resonancia magnética funcional para investigar el papel de diversas regiones del cerebro en función ejecutiva. Hallazgos que sugieren diferencias relacionadas con la edad en la conectividad dentro de las áreas, especialmente las lateral prefrontales anteriores cingulate cortezas y, proporcionan penetraciones en los mecanismos neuronales implicados en la tarjeta de clasificación de rendimiento.

Sólo ha visto introducción de Zeus para el desarrollo de la función ejecutiva mediante la tarea de tipo de tarjeta de cambio Dimensional. Ahora debe tener una buena comprensión de cómo configurar y realizar el experimento, así como analizar y evaluar los resultados.

¡Gracias por ver!

Results

En la fase de pre-interruptor de la tarea de clase de tarjeta de cambio Dimensional, los niños construyen patrones de pensamiento y atención, y aquellas actividades mentales guían sus respuestas físicas. Aprenden a prestar especial atención al color, forma de ignorar y colocar tarjetas en las bandejas correspondientes. La fase posterior al interruptor requiere que los niños a cambiar de puesto su atención a una nueva dimensión, que tuvieron a ignorar activamente en la tarea previa y a superar su tendencia a realizar ciertas acciones físicas (p. ej., poner la tarjeta en el cuadro a la derecha cuando es azul) a favor de una acción alternativa. Pudiendo inhibir el anterior foco de su atención o la acción aprendida como resultado pobre exactitud de clasificación durante la fase posterior al interruptor.

Después de aprender a completar el juego pre interruptor color, respuestas de los niños difieren por edad (figura 1). Tres años suelen tienen un tiempo muy difícil transición desde el primer juego a un nuevo juego que utiliza los mismos materiales pero diferentes reglas. No llegan a inhibir sus recientemente aprendidos patrones de pensar y actuar. En contraste, más de cinco años de edad pasan la tarea de clase de tarjeta de cambio Dimensional. Este éxito se interpreta como evidencia de su desarrollo emergente en el dominio de la función ejecutiva.

Figura 1. El porcentaje de ensayos de prueba correcto terminado en promedio por cada niño. Puntuación de 80% o más de los niños “pasan” la tarea de clase de tarjeta de cambio Dimensional.

Applications and Summary

La tarea de clase de tarjeta de cambio Dimensional es una herramienta diseñada para evaluar la función ejecutiva de los niños. La versión básica que se describe aquí puede utilizarse para evaluar eficazmente la función ejecutiva de los niños de 3 a 5 años de edad. Sin embargo, hay permutaciones de esta tarea que puede utilizarse para caracterizar la función ejecutiva en niños hasta los 7 años. Esta tarea puede utilizarse también de diagnóstico para identificar a niños con función ejecutiva particularmente deficiente, que puede ser indicativa de retraso del desarrollo, retraso mental, ciertos tipos de daño cerebral o un trastorno clínico, como el TDAH o trastorno del espectro autista. Generalmente, función ejecutiva se correlaciona con la resolución de problemas y comprensión de uno mismo y social.

Críticamente, hay muchas situaciones donde factores importantes, tales como inteligencia, divergen de la buena toma de decisiones. Por ejemplo, elegir ir a una fiesta en lugar de estudiar es una decisión que muchos estudiantes universitarios, a pesar de la diversión a corto plazo de una parte es obviamente menos valiosa que el beneficio a largo plazo de estudiar. Sin embargo, la corteza prefrontal, una parte del cerebro relacionada con funciones ejecutivas, está aún en desarrollo en individuos de edad universitaria, por lo que es mucho más fácil de comprender por qué incluso inteligentes jóvenes a veces toman decisiones pobres.

References

Zelazo, P.D. The dimensional change card sort (DCCS): A method of assessing executive function in children. Nature Protocols. 1, 297-301. (2006).

Transcript

Developing executive function is one of the key challenges faced by children as they age.

For example, a child must use several executive processes to stop playing with toys and start cleaning their room. Such processes include: inhibition—stopping what they’re doing, planning—the actions needed to clean the room, and attentional control—staying on task until the cleaning is done.

A breakdown of executive function during any of these steps would lead to the room remaining messy.

Importantly, decision-making processes improve across normal development, as associated brain regions—like the prefrontal cortex—mature slowly, well into an individual’s twenties.

This video demonstrates how to assess executive function in children—ages 3 to 5 years—by discussing the steps required to set-up and run an experiment involving the Dimensional Change Card Sort Task, as well as how to analyze the data and interpret the results.

In the Dimensional Change Card Sort Task, children switch from sorting cards by one feature to another. In this case, two target cards consist of a red boat and a blue rabbit and the 16 test cards are split evenly between pictures of red rabbits and blue boats.

This task consists of three phases. During the demonstration phase, each child is introduced to the target cards and the rules of the game. For example, in the color game, all cards of the same color go in the tray with the same color of target card.

Following the demonstration phase, children are exposed to the pre-switch phase—where patterns of thinking and attention are developed by learning to pay special attention to one feature, such as color, and to ignore the other, shape.

Once six test cards are sorted, children move on to the post-switch phase, where the game is changed from color- to shape-sorting.

This phase requires children to shift their attention to a new dimension, which they had been actively ignoring, and to overcome their tendency to perform the same physical actions. The number of correct responses during the post-switch phase trials is the dependent variable.

Three-year-olds typically have a very difficult time transitioning from the first game to a new game because they fail to inhibit their recently learned patterns of thinking and acting.

In contrast, most 5-year-olds do not have a problem transitioning to the new game, which suggests their emerging development of executive function.

Prior to the arrival of participants, make sure a chair and table are set-up with two trays and the target and test cards. Ensure the test cards are pseudo-randomized so that two cards of the same type are not in a row and that the first two cards contain a red rabbit and a blue boat.

After greeting the child, instruct him to sit within view of the trays and target cards. Next, describe the two target cards: Here is a blue rabbit and here is a red boat.

Introduce the pre-switch rules for the color game: Now, we’re going to play a card game. In the color game, all the blue ones go here, and all the red ones go here.

Draw a test card to demonstrate the rules to the child, label its color aloud, and then place it face down into the appropriate tray.

After repeating the rules, pick another card and label it. Then hand the card to the child and encourage him to place it face down in the appropriate tray, and help if necessary.

Following the demonstration phase, introduce the pre-switch rules: select a card, label it for the child, and then ask him to sort it.

Once the child completes six trials, transition to the post-switch phase. Explain the rules now based on shape: Now we’re going to play a new game. We’re going to play the shape game. In the shape game, all the rabbits go here, and all the boats go here.

For the remaining six cards, select one, label it by shape, and hand it to the child for placement.

After the last card has been placed, thank the child for their participation.

To analyze the results, determine the number of correct responses during the post-switch trials for each child in the study and graph the mean results by age group.

A child that scores 80% or more on post-switch trials is said to have passed the Dimensional Change Card Sort Task assessment of executive function. As predicted, on average, the 5-year-olds passed, while the younger 3-year-olds did not, which highlights a critical age for the progression of executive function.

Now that you are familiar with the Dimensional Change Card Sort Task to evaluate children’s executive function, let’s look at other ways that experimental psychologists use it.

Researchers use permutations of this task diagnostically to identify children with particularly poor executive function, which can be indicative of developmental delay or a clinical disorder, such as ADHD or Autism Spectrum Disorder.

In addition, researchers examine decision-making in early adulthood because the prefrontal brain regions are still developing. This lag partly explains how even smart individuals make poor decisions—like choosing the short-term benefits of going to a party over the long-term benefits of studying for a test.

Other researchers have combined the Dimensional Change Card Sort Task and functional magnetic resonance imaging in order to investigate the role of various brain regions in executive function. Findings that suggest age-related differences in connectivity within areas, especially the lateral prefrontal and anterior cingulate cortices, provide insights into the neural mechanisms involved in card sorting performance.

You’ve just watched JoVE’s introduction to the development of executive function using the Dimensional Change Card Sort Task. Now you should have a good understanding of how to setup and perform the experiment, as well as analyze and assess the results.

Thanks for watching!

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