Fonction exécutive et test de tri de cartes multi-dimensionnelles

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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March 03, 2015

Overview

Source : Laboratoires de Nicholaus mimine et Judith Danovitch — Université de Louisville

Les bébés naissent avec les incroyables ressources cognitives à leur disposition, mais ils ne savent pas comment les utiliser efficacement. Afin d’exploiter la puissance de leur cerveau, les humains doivent développer des processus cognitifs de haut niveau qui gèrent les fonctions cérébrales de base. Ces processus constituent ce que les psychologues appellent la fonction exécutive. Fonction exécutive est un facteur clé pour nombreux comportements d’autoréglementation, y compris formant des plans visant à résoudre des problèmes, négociation entre désirs et actions et diriger l’attention. Par exemple, un enfant doit utiliser plusieurs processus exécutifs pour arrêter de jouer avec des jouets et de commencer à ranger leur chambre. Ces processus comprennent l’inhibition (pour arrêter ce qu’ils font), planification (afin de déterminer quels actes doivent être exécutées pour nettoyer la salle) et contrôle attentionnel (pour rester sur la tâche jusqu’à ce que le ménage est fait). Une ventilation de la fonction exécutive au cours d’une de ces étapes mènerait à la salle reste sale.

Développer la fonction exécutive est l’un des principaux défis rencontré par les enfants comme ils mûrissent. Certains éléments de la fonction exécutive peuvent seulement être accomplis avec une pratique, et les zones du cerveau liées aux fonctions exécutives, plus particulièrement, le cortex préfrontal, se développent lentement au cours du développement, continuant à se développer et d’organiser jusqu’à ce qu’un individu atteigne la vingtaine. Premières manifestations de la fonction exécutive ont été liées à la maîtrise de soi et des résultats comportements chez les enfants, ainsi que des succès plus tard dans la vie. À ce propos, la fonction exécutive est altérée chez les enfants atteints d’hyperactivité avec déficit de l’attention (THADA) et spectre autistique troubles.

Cette expérience montre comment évaluer la fonction exécutive chez les enfants à l’aide de la tâche tri de carte Changement dimensionnel, mis au point par le Dr Philip Zelazo et ses collègues. ¹

Procedure

Recruter des enfants âgés de 3 à 5 sans déficience visuelle, daltonisme, ou une déficience auditive. Aux fins de cette démonstration, qu’un seul enfant est testé. Grandes tailles d’échantillon sont recommandés lorsqu’il procède à toutes les expériences.

1. collecte des données

Programme d’installation
1. Créer un jeu de 16 cartes, dont 2 cartes de cible et 14 cartes de test.
  1. Cible les cartes représentent un bateau rouge et un lapin bleu sur fond blanc.
  2. Cartes de test sont répartis également entre les photos de lapins rouges et bleu bateaux.
2. Placez deux plateaux sur une table et y appose une carte ciblée à chaque plateau.
3. Mettre de côté une carte de lapin rouge et un bateau bleu carte. Mélangez les cartes de test restants.
4. Examinez les cartes et remanier leur s’il y a une course de plus de deux cartes du même type (par exemple, s’il y a trois ou plusieurs bateaux bleus dans une rangée).
5. Une fois que les cartes sont pseudo randomisée, placez-les face vers le bas et ajouter les deux cartes présélectionnés sur la plate-forme.
Phase de démonstration
1. Demander à l’enfant de s’asseoir dans la vue de plateaux et de cartes de la cible.
2. Étiqueter les cartes deux cibles en disant : « Voici un bateau rouge et voici un lapin bleu ».
3. Introduire les règles de commutateur avant en disant : « maintenant, nous allons jouer à un jeu de cartes. Dans le jeu de couleur, tous les bleus aller ici, et tous les rouges allez ici. » L’expérimentateur pointe vers des cartes cibles concernés.
4. L’expérimentateur tire une carte de test, étiquettes de sa couleur à voix haute (par exemple, « c’est un bleu, donc il va ici ») et puis raconte qu’ils poser dans le bac approprié comme une démonstration de l’enfant.
5. Répéter les règles du jeu de couleurs.
6. Dessiner une deuxième carte, étiquetez-la et ensuite demander à l’enfant quel bac il faut aller dans (par exemple, « voici un rouge. Où celui-ci va ? »).
7. Encourager l’enfant à prendre la carte et placez-le face vers le bas dans le bac approprié.
  1. Si l’enfant commet une erreur en plaçant la carte (par exemple, met dans la barre d’état incorrect ou indique le mauvais bac), l’expérimentateur doit corriger et faire en sorte que la carte est placée face vers le bas dans le bac correct.
Phase de l’interrupteur avant
1. Dites à l’enfant que c’est leur tour et présentes six essais de commutateur avant à l’enfant.
2. Sur chaque commutateur avant procès, l’expérimentateur affirme l’interrupteur avant les règles, sélectionne une carte, la carte des étiquettes pour l’enfant et demande alors à l’enfant de trier la carte (par exemple, « Voici un rouge, où il va ? »).
Phase de post-interrupteur
1. Dites à l’enfant, « maintenant nous allons jouer un nouveau jeu. Nous n’allons pas jouer le jeu de couleurs plus. Nous allons jouer le jeu de la forme. Dans le jeu de la forme, tous les lapins aller ici, et tous les bateaux aller ici. N’oubliez pas, si c’est un lapin, le mettre ici, mais si c’est un bateau, le mettre ici. » Pointez sur le bac approprié tout en précisant les instructions.
2. Dessiner les six cartes restantes, étiquetez-les par la dimension pertinente (p. ex., bateau ou lapin) et demander, « D’où vient ce seule fois ? »
3. Notez que les règles ne sont pas reprises dans la phase post-interrupteur.

2. analyse

Enfants 3 ans et plus généralement trient correctement toutes les cartes durant la phase de l’interrupteur avant.
La tâche de tri de carte Changement dimensionnel permet de classer les enfants passant ou défaut.
Un enfant doit trier correctement les essais après interrupteur 5 sur 6 pour passer cette tâche. Une précision moyenne moyenne sur l’interrupteur après essais peut également doser à l’aide d’une analyse de la variance pour comparer les performances entre les groupes d’âge.

Développer la fonction exécutive est l’un des principaux défis auxquels font face les enfants pendant qu’ils vieillissent.

Par exemple, un enfant doit utiliser plusieurs processus exécutifs pour arrêter de jouer avec des jouets et de commencer à ranger leur chambre. Ces processus comprennent : inhibition — arrêter ce qu’ils font, planification — les actions nécessaires pour nettoyer la salle et le contrôle attentionnel — en restant sur la tâche jusqu’à ce que le ménage est fait.

Une ventilation de la fonction exécutive au cours d’une de ces étapes mènerait à la salle restant malpropre.

Important, améliorer les processus décisionnels à travers un développement normal, comme les régions du cerveau associées — comme le cortex préfrontal — mûrissent lentement, jusque dans les années folles de l’individu.

Cette vidéo montre comment évaluer la fonction exécutive chez les enfants, âgés de 3 à 5 ans — en examinant les étapes requises pour installer et exécuter une expérience impliquant la tâche de tri de carte Changement dimensionnel, ainsi que comment analyser les données et interpréter les résultats.

Dans la tâche de tri carte Changement dimensionnel, enfants passent du tri de cartes par un dispositif à l’autre. Dans ce cas, deux cartes de cible se composent d’un bateau rouge et un lapin bleu et les cartes de 16 test sont répartis également entre les photos de lapins rouges et bleu bateaux.

Cette tâche comprend trois phases. Au cours de la phase de démonstration, chaque enfant est introduit pour les cartes de la cible et les règles du jeu. Par exemple, dans le jeu de couleurs, toutes les cartes de la même couleur vont dans le bac avec la même couleur de la carte de la cible.

Après la phase de démonstration, les enfants sont exposés à la phase de pré commutateur — où les schémas de pensée et d’attention sont développées en apprenant à accorder une attention particulière à une caractéristique, comme la couleur et ignorer l’autre, forme.

Une fois que six cartes de test sont triés, enfants passent à la phase post-interrupteur, où le jeu est changé de couleur de forme-tri.

Cette phase nécessite des enfants de porter leur attention sur une nouvelle dimension, dont ils avaient fait l’objet d’une fi activement, et de surmonter leur tendance à effectuer les mêmes opérations physiques. Le nombre de bonnes réponses lors des essais de la phase post-commutateur est la variable dépendante.

Three-year-olds ont généralement un moment très difficile transition du premier jeu à un nouveau jeu, car ils ne parviennent pas à inhiber leurs récemment acquise motifs de penser et d’agir.

En revanche, plus 5 ans n’ont pas un problème la transition vers le nouveau jeu, ce qui suggère leur développement émergent de la fonction exécutive.

Avant l’arrivée des participants, assurez-vous de qu’une chaise et la table sont mis en place avec deux plateaux et les cartes de la cible et de test. S’assurer que les cartes de test sont randomisées pseudo afin que les deux cartes du même type ne sont pas dans une ligne et que les deux premières cartes contiennent un lapin rouge et un bateau bleu.

Après avoir salué l’enfant, l’instruire pour siéger au sein de la vue sur les plateaux et les cartes de la cible. Ensuite, décrire les cartes de deux cibles : Voici un lapin bleu et voici un bateau rouge.

Introduire l’interrupteur avant des règles pour le jeu de couleurs : maintenant, nous allons jouer un jeu de cartes. Dans le jeu de couleur, tous les bleus aller ici, et tous les rouges allez ici.

Dessiner une carte de test pour démontrer les règles à l’enfant, étiqueter sa couleur à haute voix, puis placez-le face vers le bas dans le bac approprié.

Après avoir répété les règles, choisir une autre carte et l’étiquette. Ensuite, remettez la carte à l’enfant et encouragez-le à poser dans le bac approprié et vous aider si nécessaire.

Après la phase de démonstration, introduire les règles de l’interrupteur avant : choisir une carte, étiquette pour l’enfant et demandez-lui ensuite faire le tri.

Une fois que l’enfant complète six essais, transition vers la phase post-interrupteur. Expliquez les règles maintenant basés sur la forme : maintenant nous allons jouer un nouveau jeu. Nous allons jouer le jeu de la forme. Dans le jeu de la forme, tous les lapins aller ici, et tous les bateaux aller ici.

Pour les six autres cartes, sélectionnez une, étiquetez-la de forme, et le remettre à l’enfant pour le placement.

Après la dernière carte a été placée, remercier les enfants pour leur participation.

Pour analyser les résultats, déterminer le nombre de bonnes réponses lors des essais après interrupteur pour chaque enfant dans l’étude et le graphique les résultats moyens par groupe d’âge.

Un enfant que les scores de 80 % ou plus sur l’interrupteur après essais est dit avoir réussi l’évaluation de la tâche de tri dimensionnel changement carte de fonction de direction. Comme prévu, en moyenne, les enfants de 5 ans passé, tandis que le plus jeune 3 ans n’a pas, qui souligne un âge critique pour la progression de la fonction exécutive.

Maintenant que vous êtes familier avec la tâche de tri de carte Changement dimensionnel pour évaluer la fonction de direction de l’enfance, regardons autrement qui l’utilisent, psychologues expérimentaux.

Les chercheurs utilisent des permutations de cette tâche diagnostique pour identifier les enfants particulièrement pauvre fonction exécutive, qui peut être le signe d’un retard de développement ou un trouble clinique, tels que le TDAH ou trouble du spectre autistique.

En outre, les chercheurs examiner prise de décisions dans l’âge adulte parce que les régions du cerveau préfrontal sont encore en développement. Ce décalage explique en partie les individus intelligents que même prendre de mauvaises décisions, comme choisir les avantages à court terme de va à une fête sur les avantages à long terme d’étudier pour un test.

D’autres chercheurs ont combiné la tâche de tri dimensionnel changement carte et l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle afin d’enquêter sur le rôle des diverses régions du cerveau dans la fonction exécutive. Résultats qui suggèrent des différences liées à l’âge de la connectivité dans les régions, en particulier le latéral préfrontal et antérieur cingulaire cortex, éclairerait sur les mécanismes neurones impliqués dans la carte tri performance.

Vous avez juste regardé introduction de JoVE au développement de la fonction exécutive, à l’aide de la tâche de tri de carte Changement dimensionnel. Maintenant, vous devez avoir une bonne compréhension de la façon de configurer et de réaliser l’expérience, ainsi qu’analyser et évaluer les résultats.

Merci de regarder !

Results

Dans la phase de pré commutateur de la tâche de tri de carte Changement dimensionnel, enfants sont accumulent des schémas de pensée et d’attention, et ces activités mentales guident leurs réactions physiques. Ils apprennent à accorder une attention particulière à la couleur, d’ignorer la forme et de placer des cartes dans les plateaux pertinentes. La phase post-commutateur exige des enfants à porter leur attention sur une nouvelle dimension, qu’ils avaient d’ignorer activement dans la tâche précédente et de surmonter leur tendance à effectuer certaines actions physiques (p. ex., mettre la carte dans la boîte à droite quand il est bleu) en faveur d’une action. Ne pas inhiber la mise au point préalable de leur attention ou l’action savante se traduit par leur précision triage pendant la phase post-interrupteur.

Après avoir appris à terminer le jeu avant Interrupteur couleur, les réponses des enfants divergent selon l’âge (Figure 1). Three-year-olds ont généralement un moment très difficile transition du premier jeu à un nouveau jeu qui utilise le même matériel mais des règles différentes. Ils ne parviennent pas à inhiber leurs récemment acquise motifs de penser et d’agir. En revanche, la plupart cinq ans passent la tâche de tri de carte Changement dimensionnel. Ce succès est interprété comme une preuve de leur développement émergent dans le domaine de la fonction exécutive.

Figure 1. Le pourcentage des essais de bon critère rempli par chaque enfant en moyenne. Enfants marquant 80 % ou plus « passent » la tâche de tri de carte Changement dimensionnel.

Applications and Summary

La tâche de tri de carte Changement dimensionnel est un outil conçu pour évaluer la fonction exécutive de l’enfant. La version de base décrite ici peut servir à évaluer la fonction exécutive des enfants de 3 à 5-ans. Cependant, il y a des permutations de cette tâche qui peut être utilisé pour caractériser la fonction exécutive chez les enfants jusqu’à 7 ans. Cette tâche peut également être utilisée diagnostique pour identifier les enfants particulièrement pauvre fonction exécutive, qui peut être le signe d’un retard de développement, retard mental, certains types de lésions cérébrales ou un trouble clinique, tels que le TDAH ou trouble du spectre autistique. En général, fonction exécutive est corrélée avec soi – et sociaux-compréhension et résolution de problèmes.

Critique, il y a beaucoup de situations où les facteurs importants, tels que l’intelligence, s’écartent de la bonne prise de décision. Par exemple, le choisissant d’aller à une fête au lieu d’étudier est une décision qui font de nombreux étudiants, même si le plaisir à court terme d’une partie est évidemment moins de valeur que le gain à long terme de l’étude. Toutefois, le cortex préfrontal, une partie du cerveau liée à la fonction exécutive, est encore en développement chez les personnes d’âge universitaire, donc il est plus facile de comprendre pourquoi les jeunes même intelligents faire parfois mauvaises décisions.

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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