子供の働く記憶を評価する：子供のための総合評価バッテリー - ワーキングメモリ（CABC-WM）
2017年6月12日
ワーキングメモリは、発言、読書、および書くことを含む様々な認知課題のために、かなりの量の分散を予測する。しかし、子供の作業記憶を評価するツールはほとんどありません。私たちは、学齢期の子供たちの作業記憶のさまざまな要素を包括的に評価する、革新的なコンピュータベースのバッテリを提示します。
この革新的なバッテリーの全体的な目標は、子供に優しいコンピューターインターフェースを使用して、学齢期の子供たちのワーキングメモリの複数のコンポーネントを評価することです。CABCワーキングメモリとも呼ばれる、子供のワーキングメモリ用の包括的な評価バッテリーは、子供のワーキングメモリをよりよく理解するのに役立ちます。中枢実行機能、視覚空間スキル、音韻的作業記憶を包括的に評価します。
CABCワーキングメモリの主な利点は、ゲームのコンテキストで子供にやさしく、やる気を起こさせるコンピュータインターフェースを使用して、ワーキングメモリの包括的な評価を可能にすることです。その手順を実演するのは、研究者のキャシー・キャベッジです。彼女は、子供の参加者がCABCワーキングメモリを完成させるのを助けます。
まず、子供を試験室に案内し、適切な距離でコンピューターの前に座らせます。次に、調整可能なヘッドフォンを彼の頭に置き、スプリッターを使用して、アシスタントがタスク管理中に着用する追加のヘッドフォンセットを接続します。次に、タッチスクリーンインターフェースを使用して、ゲーム全体で使用する海賊アバターを選択するように子供に指示します。これは、13のワーキングメモリタスクで構成されています。
海賊のアバターを選択したら、画面上の5つの島から1つを選択するように子供に指示します。次に、選択した島の画像アイコンの1つを選択してタスクを開始するように子供に指示します。CABCのワーキングメモリ内のすべてのタスクは、各タスクに対して標準化された口頭での指示を提供するコンピューターの海賊によってナレーションされることに注意してください。
アホイメイティ。各タスクの開始時に、研究者アシスタントは、子供が進行する前に、タスクを設定するための指示を確認します。注:子供の各タスクを開始するには、キーパッドの9を押します。
エンドバックの聴覚的および視覚的なタスクの場合は、キーボードを子供の前に置きます。Cキーに緑のステッカーを貼り、Mキーに赤いステッカーを貼って、子供が同じ応答と異なる応答をそれぞれ区別できるようにします。コンピューターは、子供がタスクを開始する前に、トレーニングの指示を提供します。
お子様がタスクを完了した後、バッテリーの次のタスクで必要でない限り、キーボードをお子様の手の届かないところに置きます。番号更新タスクでは、コンピューターのナレーターが子供にコンピューター画面に表示される2つの数字と、その後の加算操作に視覚的に注意を向けるように指示するのを観察します。子供が口頭で各試行の累計を提供した後、10キーのテンキーで子供の応答を入力すると、タスクが自動的に次の試行に進みます。
数字のスパンの課題では、コンピューターのナレーターが、長さが長くなる数字のシーケンスを聞き、思い出せる限り多くの数字を繰り返すように子供に指示するのを見てください。同様に、コンピューターのナレーターが数字のスパン実行タスクの指示を提供するのを観察します。各試行の後、応答の正しさに関係なく、子供が繰り返す数字を10キーのテンキーに入力します。
単語を繰り返さない課題では、子どもに単語以外の単語をできるだけ正確に繰り返しさせます。お子様が合理的な試行を行った後、Cキーを押して試行が行われたことを示し、次の試行に進みます。お子様は、トライアルごとに仮想キャンディトークンを受け取ります。
または、子供が「わからない」または「返答しない」と答えた場合は、Mキーを押して試みが行われなかったことを示し、次の試行を開始します。ロケーションスパンタスクでは、子供がコンピューター画面上の一連の場所を思い出し、画面をタッチして選択を行うことで応答するときに、タスクに対する子供の注意を監視します。同様に、位置スパンの実行タスクでは、コンピューターのナレーターが、予測不可能な長さのシーケンスの終わりから提示された多くの場所を順に思い出すように子供に求めるのを見てください。
お子様が画面に触れて応答した後、お子様が次の試行に進むために [次へ] ボタンを選択していることを確認します。次に、視覚的なスパンについては、コンピューターのナレーターが子供にトレーニングの指示を提供するのを聞きます。視覚的なスパンランニングについても同じ線に沿って、コンピューターのナレーターが子供に、できるだけ多くのポリゴンから順方向に呼び出すことができるポリゴンの順序を選択するように指示するのを観察します。
お子様に「次へ」を選択させ、次のトライアルに進みます。音韻的拘束スパンの課題では、非音声と対になった非単語を求められたときの子供の口頭での応答を聞きます。お子様が適当な試みをした後、C キーを押します。
それ以外の場合は、M キーを押して試行が行われなかったことを示し、次の試行に進みます。視覚的なバインディング スパンの場合は、子供がタッチ スクリーンを使用して画面上のポリゴンを思い出すグリッド位置に移動する間、子供を監視します。次に、お子様に「次へ」を選択させ、次のトライアルに進みます。
最後に、クロスモーダルバインディングの場合、1〜6のスパンでポリゴンの非単語ペアを学習した後、ラベル付けするポリゴンが提示されたときの子供の応答を監視します。CABCワーキングメモリは、2年生の定型発達の子供168人に投与されました。トレーニングフェーズに合格した子供には、床や天井の影響はありませんでした。
タスクは、子供全体のさまざまなパフォーマンスをキャプチャするのに発達的に適切であったことを示唆しています。子供たちが渡すのが最も難しかった課題は、数字のスパンランニングと視覚のスパンランニングでした。合格率はそれぞれ70.7%と80.4%です。
他のすべての課題は、少なくとも90%の子供たちによって渡されました。さらに、確認因子分析により、現在の子供のサンプルにおける中枢実行記憶、視空間記憶、音韻的作業記憶などの作業記憶の離散的なコンポーネントを測定するためのCABC作業記憶のタスクの有用性が確認されます。CABCワーキングメモリの長期的な目標は、このバッテリーを研究者、教育者、臨床医が利用できるようにして、個々のワーキングメモリの長所と短所が学業成績にどのように影響するかを理解し、個々の子供に合わせた指示と介入を行
えるようにすることです。CABC ワーキング メモリは、最終的には、失読症や言語障害などの学習障害を持つ子供のワーキング メモリ プロファイルと、そのようなプロファイルが臨床または教育環境での介入にどのように役立つかを調査するために使用できます。このビデオを見れば、CABC ワーキングメモリが幼い学齢期の子供たちのワーキングメモリの複数の要素をどのように評価するかを十分に理解できるはずです。
概要
この記事は、コンピュータインターフェースを通じて、学齢期の子供たちのワーキングメモリの様々な要素を評価するために設計された包括的評価バッテリ（CABC）ワーキングメモリについて説明します。このバッテリは、中央実行機能、視空間スキル、音韻ワーキングメモリを評価することで、子供たちのワーキングメモリの理解を深めることを目的としています。
主要な研究要素
科学の分野
- 神経科学
- 発達心理学
- 認知評価
背景
- ワーキングメモリは、話すことや読むことなどの認知タスクに不可欠です。
- 子供たちのワーキングメモリを評価するためのツールはほとんどありません。
- CABCワーキングメモリバッテリは、子供に優しいアプローチを提供します。
- 子供たちを引き込むために、コンピュータパイレーツがナレーションする13のタスクが含まれています。
研究の目的
- 子供たちのワーキングメモリを評価するための包括的なツールを開発すること。
- ワーキングメモリの異なる要素を効果的に評価すること。
- 動機付けと相互作用のある評価体験を提供すること。
使用された方法
- 子供たちはアバターを選択し、コンピュータでタスクを完了します。
- タスクには、数字スパン、視覚的スパン、音韻結合スパンが含まれます。
- 回答は、数字パッドとタッチスクリーンを使用して記録されます。
- このバッテリは、168人の通常発達の子供たちに適用されました。
主な結果
- タスクのパフォーマンスにフロアやシーリング効果は観察されませんでした。
- 数字スパンランニングのようなタスクは、難易度を示す低い合格率でした。
- 確認因子分析はバッテリの有効性を支持しています。
- 少なくとも90%の子供たちがほとんどのタスクに合格し、適切さを示しました。
結論
- CABCワーキングメモリバッテリは、研究者や教育者にとって貴重なツールです。
- 子供たちのワーキングメモリの理解を深めます。
- 将来の目標には、評価目的のためのより広範なアクセシビリティが含まれています。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Assessing working memory components in pediatric populations supports early identification of cognitive risk factors linked to learning disorders, enabling proactive intervention strategies. The CABC-WM provides a standardized, engaging platform for quantifying discrete working memory constructs, offering predictive value in neurodevelopmental research pipelines. Its application aids in de-risking target validation by clarifying mechanistic links between cognitive deficits and academic outcomes in preclinical and translational models.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by isolating visuospatial, phonological, and central executive working memory subcomponents in children.
- Operational Value: Supports biological de-risking through quantifiable, repeatable cognitive phenotyping in developmental cohorts.
- Scientific Value: Enhances predictive confidence by linking working memory profiles to language-based learning disabilities such as dyslexia and specific language impairment.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated, developmentally appropriate cognitive assays for downstream screening of intervention effects in pediatric models.
- Operational Value: Ensures assay standardization and reproducibility via computerized administration with standardized verbal instructions and response tracking.
- Scientific Value: Delivers quantitative dependent variable measurements (e.g., pass rates, response accuracy) enabling cross-condition comparison and assay sensitivity assessment.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Aligns with disease-relevant systems by targeting working memory deficits observed in dyslexia and language impairment cohorts.
- Operational Value: Facilitates translational continuity from discovery through preclinical validation using consistent cognitive endpoints across developmental stages.
- Scientific Value: Supports mechanistic de-risking by clarifying whether working memory deficits are domain-general or subcomponent-specific in at-risk populations.
Pipeline & Workflow Integration
The CABC-WM fits within the discovery continuum from early cognitive phenotyping to preclinical validation, supporting go/no-go decisions based on working memory endpoint robustness.
- Discovery Biology: Tests hypotheses about working memory subcomponent integrity in neurodevelopmental risk models.
- Screening: Provides assay-ready, touchscreen-based cognitive tasks with automated response capture via keypad and screen interaction.
- Analytics: Generates quantitative outputs including task pass rates and response patterns enabling statistical comparison across groups.
- Translational Research: Connects to biomarker alignment by identifying cognitive endophenotypes predictive of academic achievement.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable cognitive assessment platform across studies investigating learning disorders, attention, and executive function.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through decomposition of working memory into measurable subcomponents.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability via computerized delivery and fixed task protocols.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions by reducing mechanistic ambiguity in cognitive pathways linked to learning disorders.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of interventions based on working memory profiling in preclinical and clinical cohorts.
Implementation Considerations
- Requires expertise in developmental cognitive assessment and pediatric testing protocols.
- Needs touchscreen-enabled computers, audio headsets, and external keypads for response recording.
- Demands cross-team standardization in task administration, including assistant training for keypad cueing (C/M keys) and avatar/island selection guidance.
- Involves adaptation considerations when extending to clinical populations with varying attentional or motivational profiles.
- Limited by dependence on child engagement and comprehension of pirate-narrated instructions, which may affect data validity in non-compliant participants.
