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Artigo de método

A Tarefa de Aprendizagem em Grade: Examinando os Efeitos do Tipo de Sobreposição sobre a Aprendizagem Recente em Participantes Adultos Saudáveis

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DOI:

10.3791/71127

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31 de julho de 2026

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1Department of Molecular, Cell, and Systems Biology, University of California, Riverside, 2Department of Psychology, University of California, Riverside

Neste artigo

Resumo

Este protocolo apresenta a Grade Learning Task (GLT), um paradigma comportamental projetado para examinar como diferentes tipos de sobreposição (ou seja, objeto versus localização) entre episódios consecutivos de aprendizagem facilitam ou interferem em novos aprendizados, conforme indexado por mudanças no desempenho de aprendizagem entre grades.

Resumo

No dia a dia, as pessoas frequentemente precisam lembrar a localização dos objetos, como onde um carro foi estacionado em determinado dia. Uma questão fundamental é se uma experiência anterior semelhante (por exemplo, estacionar no mesmo estacionamento no dia anterior) facilita ou interfere na memória de um novo evento. A Tarefa de Aprendizagem em Grade (GLT) foi desenvolvida para responder a essa questão. Nessa tarefa, os participantes estudam um conjunto de objetos dispostos em uma grade e são então solicitados a colocá-los em seus locais corretos em uma versão vazia da grade. Duas condições de sobreposição são de principal interesse: a condição de sobreposição de localização e a condição de sobreposição de objetos. Na condição de sobreposição de localização, diferentes objetos são apresentados na mesma configuração espacial da grade anterior. Na condição de sobreposição de objetos, os mesmos objetos são apresentados em uma configuração espacial diferente. O protocolo atual modifica a tarefa original para um design dentro dos sujeitos, no qual os participantes experimentam todos os tipos de sobreposição. Ao comparar tentativas de aprendizagem entre as condições de sobreposição de Localização e de Objetos, o GLT fornece uma visão de como diferentes formas de sobreposição com experiências anteriores influenciam novas aprendizagem. Os resultados dessa tarefa geralmente mostram que identidades sobrepostas de objetos aumentam o número de tentativas necessárias para aprender uma grade subsequente, refletindo interferência de memória. Em contraste, a sobreposição de localizações de objetos reduz o número de tentativas necessárias para aprender uma grade subsequente, refletindo a facilitação da memória. No geral, o GLT fornece uma estrutura para examinar como experiências anteriores influenciam o novo aprendizado, revelando tanto efeitos interferentes quanto facilitadores.

Introdução

Nossas experiências cotidianas frequentemente contêm informações sobrepostas. O conhecimento prévio às vezes pode apoiar novas aprendizes ao fornecer uma estrutura, mas também pode interferir na aprendizagem, criando confusão e prejudicandoo desempenho 1,2,3,4. Por exemplo, ao visitar um novo supermercado, as pessoas podem facilmente localizar carrinhos ou balcões de caixa confiando no conhecimento adquirido em layouts anteriores de supermercados. No entanto, lembrar a localização exata de um item específico pode ser mais difícil quando sua colocação difere da de uma loja conhecida. Isso ilustra uma questão mais ampla: sob quais condições a experiência prévia facilita novos aprendizados e quando interfere nela?

Pesquisadores investigam há muito tempo como o conhecimento prévio afeta a aprendizagem, mas evidências de seus efeitos facilitadores e interferentes frequentemente emergem de paradigmas experimentaisdistintos 1,2,3,4. Consequentemente, desenvolver uma explicação coerente de como o conhecimento prévio influencia a aquisição de novas informações continua sendo desafiador. Os efeitos de interferência são tipicamente examinados usando tarefas de aprendizado de paresde palavras 1,2,5,6,7. Nessas tarefas, os participantes primeiro aprendem um conjunto de pares de palavras (por exemplo, A-B), depois aprendem uma segunda lista em que alguns pares compartilham um item com a primeira lista (por exemplo, A-C), junto com pares de controle sem sobreposição (por exemplo, D-E). Quando o item compartilhado (A) é usado como sinal de recuperação, a recordação do par da segunda lista (C) é frequentemente prejudicada, um fenômeno conhecido como interferênciaproativa 6. Esse efeito é comumente atribuído à competição entre a associação previamente aprendida (A-B) e a associação mais nova (A-C), reduzindo a probabilidade de recuperar asúltimas 5.

Em contraste, efeitos de facilitação foram observados em tarefas de aprendizagem de localizaçãode objetos 3,8. Nessas tarefas, os participantes aprendem as posições de múltiplos objetos em uma grade, e o aprendizado é aprimorado quando um novo conjunto de objetos é apresentado dentro de um layout espacial previamente aprendido, em vez de um novo. Esse efeito benéfico da sobreposição da estrutura espacial foi demonstrado tanto em humanos quanto emroedores 3,8, destacando como o conhecimento prévio pode apoiar novos aprendizados. Importante, o conhecimento espacial prévio representa apenas uma forma de conhecimento esquemático que pode influenciar ocomportamento 9. Esquemas também podem incluir conhecimento semântico (por exemplo, supermercados vendem alimentos, mas podem também ter itens domésticos), o que pode facilitar a aquisição de novas informações e orientar o comportamento de forma maisampla 9. Por exemplo, se alguém deseja comprar uma maçã, pode confiar em um esquema existente de que ela é mais provável de ser encontrada em um supermercado do que em uma loja de ferragens.

A Tarefa de Aprendizagem em Grade (GLT)10 foi desenvolvida para fornecer uma estrutura unificada para examinar como o conhecimento prévio influencia o novo aprendizado, incorporando tanto facilitação quanto interferência em uma única tarefa. No GLT, os participantes aprendem múltiplas grades de localização de objetos, repetindo o processo de aprendizado até que todas as localizações dos objetos sejam lembradas. Crucialmente, o tipo de sobreposição entre grades consecutivas é manipulado. Na condição de sobreposição de Localização, diferentes objetos são apresentados dentro do mesmo layout espacial. Na condição de sobreposição de objetos, os mesmos objetos são apresentados em locais diferentes. Achados anteriores mostraram que o aprendizado é facilitado quando os layouts espaciais se sobrepõem, mas prejudicado quando as identidades dos objetos sesobrepõem 10. No entanto, as aplicações iniciais do GLT compararam condições de sobreposição entreparticipantes 10, levantando a possibilidade de que esses efeitos opostos refletissem diferenças individuais e não o tipo de sobreposição em si.

O protocolo atual descreve uma versão modificada do GLT dentro dos sujeitos em que cada participante experimenta todas as condições de sobreposição. Essa modificação metodológica reduz a variabilidade entre os sujeitos e permite que facilitação e interferência sejam medidas dentro do mesmo indivíduo. Como resultado, o desenho testa de forma mais direta se diferentes formas de conhecimento prévio exercem influências distintas sobre o novo aprendizado. Coletivamente, esses achados sugerem que o tipo de conhecimento prévio pode determinar se a experiência anterior facilita ou dificulta o aprendizado subsequente.

O objetivo do GLT é quantificar como a experiência prévia influencia o novo aprendizado em participantes humanos, medindo as tentativas de aprendizagem dentro de um paradigma de grade dentro da disciplina que manipula sistematicamente os tipos de sobreposição, avaliando assim os efeitos de facilitação e interferência no desempenho da aprendizagem. Ao possibilitar a medição tanto da facilitação quanto da interferência dentro de um único paradigma, a GLT oferece uma estrutura unificada para estudar como a experiência prévia molda a nova aprendizagem. Diferentemente dos paradigmas existentes que normalmente examinam a facilitação ou interferênciaisoladamente 1,2,3,5,6,7,8, o GLT manipula sistematicamente a sobreposição mantendo uma estrutura de tarefa consistente. Essa abordagem permite a comparação direta de como diferentes formas de informação prévia influenciam o aprendizado dentro dos indivíduos. Uma limitação potencial é que os efeitos de facilitação e interferência podem variar conforme a ordem em que as condições de sobreposição são apresentadas, levando à subestimação ou superestimação. No entanto, a GLT permanece uma ferramenta versátil para investigar os mecanismos subjacentes à memória, aprendizagem, generalização e interferência, bem como diferenças individuais na suscetibilidade aos efeitos do conhecimento prévio em contextos de aprendizagem.

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Protocolo

Todos os procedimentos envolvendo participantes humanos foram aprovados pelo Conselho de Revisão Institucional da Universidade da Califórnia, Riverside (Protocolo #30014). O consentimento informado por escrito foi obtido de todos os participantes antes da participação. Todos os métodos foram realizados de acordo com as diretrizes e regulamentos institucionais relevantes.

1. Consentimento e instruções

  1. Forneça aos participantes um formulário de consentimento que explique os direitos dos participantes e forneça uma visão geral do estudo. Obtenha consentimento informado por escrito de todos os participantes antes da participação.
  2. Após assinarem o formulário de consentimento, explique verbalmente que a tarefa envolve memorizar a localização dos objetos e posicionar objetos nos blocos corretos durante a fase de teste em quatro grades diferentes, com uma tarefa matemática de distração apresentada entre as grades.
  3. Descreva brevemente a estrutura geral da tarefa, incluindo as fases de grade de prática e estudado. Peça aos participantes que repitam as instruções da tarefa para o pesquisador e forneçam esclarecimentos conforme necessário.

2. Tarefa de aprendizado em grade

  1. Abra o programa Grade Learning Task (Arquivo Suplementar 1 e Figura Suplementar 1) usando o PsychoPy11. Clique no botão "Executar", garantindo que o programa não esteja em modo de teste piloto.
  2. Um prompt solicitando um número de identificação do participante será exibido. O número de identificação do participante é usado para manter o anonimato dos participantes. Instrua os participantes a inserirem seu número de identificação pré-atribuído e continuarem clicando no botão "OK".
  3. Comece o programa. A tela pede aos participantes que usem a barra de espaço para avançar nas instruções.
  4. Instrua os participantes a ajustarem o tamanho da tela pressionando simultaneamente as teclas Comando (Mac) ou Control (Windows) e a tecla "+" ou "-" até que todos os quatro cantos da grade fiquem visíveis na tela.
    NOTA: Certifique-se de que todos os quatro cantos da grade estejam visíveis antes de iniciar a tarefa. Uma escala inadequada da tela pode afetar a apresentação do estímulo e o desempenho dos participantes.
  5. Fase de Prática
    1. Comece a fase de prática. A Figura 1 ilustra o ciclo "Estudo – Fixação – Teste – Feedback". Para a primeira fase de prática, apresente uma pequena grade 3 × 3 contendo um objeto.
    2. Exiba a tela de estudo por 4 segundos. Apresente um intervalo de retenção de 3 s imediatamente em seguida, durante o qual a grade desaparece e uma cruz de fixação é exibida antes da tela de teste aparecer.
    3. Exiba uma grade vazia com o objeto posicionado abaixo da grade. Peça aos participantes que arrastem e soltem o objeto até sua localização original.
      1. Use imagens coloridas de objetos do cotidiano com fundos brancos do Banco de Estímulos Padronizados (BOSS)12,13. Nas quatro grades estudadas, use três conjuntos de objetos e três conjuntos de localização para criar nove grades únicas 8 × 8.
      2. Selecione aleatoriamente cada conjunto de objetos de um conjunto fixo de 24 objetos abrangendo 12 categorias (por exemplo, atividades ao ar livre e esportes, papelaria, utensílios de cozinha, decorações, instrumentos musicais, jogos, ferramentas domésticas, móveis e roupas) (Figura Suplementar 2).
    4. Após os participantes enviarem sua resposta pressionando a barra de espaço, exibam uma tela de feedback indicando se a colocação estava correta. Permita que os participantes pressionem "y" para repetir o teste ou "n" para prosseguir. Os participantes podem repetir essa primeira fase de prática até 10 vezes.
      NOTA: Use essa fase de prática para familiarizar os participantes com arrastar e soltar objetos na grade.
    5. Comece a segunda fase de prática. Apresente uma grade 8 × 8 em tamanho real contendo dois objetos.
      1. Use o mesmo ciclo e tempo "Estudo – Fixação – Teste – Feedback" da primeira fase de prática, exceto que a tela de estudo é exibida por 8 segundos.
      2. Após os participantes enviarem sua resposta, exibem uma tela de feedback indicando se todas as localizações dos objetos foram posicionadas corretamente. Se pelo menos um objeto estiver incorreto, informe aos participantes que uma ou mais posições estavam incorretas sem identificar objetos específicos.
      3. Se a resposta estiver errada, peça aos participantes para pressionarem a barra de espaço para tentar novamente. Se todas as posições estiverem corretas, incentive os participantes a avançarem para a próxima etapa da tarefa.
      4. Incentive os participantes a pressionar "y" para repetir a fase de prática ou "n" para continuar. Os participantes podem repetir esse segundo grid de treino até 10 vezes.
        NOTA: Use esta fase de prática para familiarizar os participantes com a grade 8 × 8 em tamanho normal. Objetos e locais usados durante a prática não aparecem durante a fase estudada da grade.
  6. Fase da grade estudada
    1. Exiba a tela de instruções indicando o início da fase estudada da grade. Peça aos participantes para iniciar a fase estudada da grade pressionando a barra de espaço e seguindo as instruções na tela.
    2. Apresente as telas usando o mesmo ciclo e tempo "Estudo – Fixação – Teste – Feedback" e tempo da segunda fase de prática. Diferente da fase de prática, os participantes aprendem quatro grades diferentes, cada uma contendo oito objetos.
      NOTA: Certifique-se de que os participantes entendam que cada grade deve ser aprendida conforme critérios antes de avançar. A falha em aprender uma grade pode afetar o desempenho em grids subsequentes.
    3. Apresente uma tela de estudo contendo oito objetos diferentes dispostos em uma grade 8 × 8. Exiba a tela de estudo por 8 segundos e depois instrua os participantes a memorizar a localização dos objetos.
      1. Use objetos do cotidiano exibidos em um fundo branco.
      2. Organize os objetos de acordo com um dos conjuntos pré-definidos de localização de objetos.
      3. Crie três conjuntos de localizações atribuindo pseudoaleatoriamente localizações de objetos de modo que os objetos não sejam colocados ao longo das arestas da grade e não ocupem células adjacentes. Peças que compartilham cantos são permitidas.
    4. Apresente uma tela de intervalo de retenção exibindo uma cruz de fixação por 3 segundos.
    5. Apresente uma tela de teste pedindo aos participantes que coloquem cada objeto em seu local lembrado. Exiba uma grade vazia 8 × 8 com imagens de objetos dispostas aleatoriamente abaixo da grade.
    6. Peça aos participantes para arrastar e soltar cada objeto na grade para indicar sua localização lembrada. Centralize automaticamente cada objeto dentro da peça selecionada da grade. Permita que os participantes reposicionem objetos um número ilimitado de vezes antes de enviar uma resposta.
    7. Quando os participantes estiverem satisfeitos com suas colocações, instrua-os a pressionar a barra de espaço para enviar sua resposta. A fase de teste é auto-ritmada e não tem limite de tempo.
    8. Exiba uma tela de feedback indicando o número de objetos corretamente posicionados. Não identifique quais objetos foram posicionados corretamente.
    9. Repita o ciclo "Estudo – Fixação – Teste – Feedback" até que todos os oito objetos estejam posicionados corretamente ou até que 10 ciclos de estudo-teste sejam concluídos, o que ocorrer primeiro. O programa então avança automaticamente para a tarefa de distração matemática.
  7. Tarefa de distração matemática
    1. Comece a tarefa de distração matemática. Instrua os participantes a lerem as instruções na tela e a resolver problemas simples de aritmética antes de prosseguirem para a próxima grade.
    2. Apresente problemas simples de aritmética envolvendo adição ou subtração um de cada vez na tela. Instrua os participantes a indicarem se cada equação está correta ou incorreta, pressionando "T" para verdadeiro ou "F" para falso.
      1. Por exemplo, quando apresentada a equação 2 + 4 = 6, instrua os participantes a pressionar "T". Quando apresentada a equação 2 + 5 = 10, instrua os participantes a pressionar "F".
    3. Exiba uma tela de feedback após cada resposta.
      1. Indique se a resposta estava correta ou errada. Se não houver resposta em até 4 segundos, avance automaticamente para a tela de feedback e exiba uma mensagem pedindo aos participantes que respondam mais rapidamente.
      2. Permita que a tela de feedback permaneça visível por 2 segundos. Após 2 s, o programa avança automaticamente para o próximo teste.
    4. Exige que os participantes respondam a 20 questões de aritmética antes de avançar para a próxima grade. A conclusão da tarefa de distração normalmente leva aproximadamente 1 minuto.
      NOTA: Use essa tarefa para evitar o ensaio ativo da grade anterior e para manter o engajamento dos participantes. Embora a precisão geral não seja fornecida como feedback durante o experimento, exclua os participantes da análise se a precisão for inferior a 75%10.
  8. Manipulação de sobreposição
    1. Após a conclusão da tarefa de distração matemática, exiba instruções na tela indicando que a próxima grade começará. Instrua os participantes a pressionar a barra de espaço para iniciar o próximo teste. Repita o ciclo "Estudo – Fixação – Teste – Feedback" para a grade seguinte. Ao longo da tarefa, os participantes aprendem quatro grades diferentes separadas por tarefas de distração matemática.
    2. Configure as quatro grades de modo que duas grades consecutivas compartilhem as mesmas imagens de objetos, mas em locais diferentes, enquanto outro par de grades consecutivas compartilhe o mesmo layout espacial, porém imagens de objetos diferentes (Figura 2).
      1. Construa as quatro grades estudadas a partir dos conjuntos pré-definidos de objetos e localizações descritos nos Passos 2.5.3.1–2.5.3.2 e 2.6.3.3. As grades serão selecionadas aleatoriamente de modo que uma transição represente a condição de sobreposição de Objeto, outra transição represente a condição de sobreposição de Localização e uma transição represente a condição de Não sobreposição.
      2. Para a condição de sobreposição de objetos, use o mesmo conjunto de objetos em duas grades consecutivas enquanto atribui diferentes conjuntos de localização. Para a condição de sobreposição de localização, use o mesmo conjunto de localização em duas grades consecutivas enquanto atribui conjuntos de objetos diferentes. Para a condição de Não sobreposição, use diferentes conjuntos de objetos e diferentes conjuntos de localização em grades consecutivas.
    3. Atribuir aleatoriamente e contrabalançar totalmente a ordem de condição de sobreposição entre os participantes, resultando em seis possíveis ordens de sobreposição.
      NOTA: Contrabalançar totalmente a ordem de sobreposição e condição entre os participantes para minimizar os efeitos da ordem e garantir estimativas válidas de facilitação e interferência.
    4. Apresente um conjunto diferente de 20 questões aritméticas durante cada fase do distratório, resultando em três conjuntos únicos de questões ao longo do experimento.
  9. Após completar a quarta grade, exiba uma tela de fim de tarefa. Instrua os participantes a pressionar a barra de espaço para sair do programa.

figure-protocol-1
Figura 1: Ordem e tempo das telas na Tarefa de Aprendizagem em Grade. Cada teste de aprendizagem consiste em um ciclo repetitivo de "Estudo – Fixação – Teste – Feedback". Durante a fase de Estudo, os participantes observam oito objetos dispostos em uma grade 8 × 8 e memorizam suas localizações. A fase de Estudo 8s é seguida por uma tela de fixação de 3s e uma fase de Teste auto-ritmada, durante a qual os participantes arrastam e soltam objetos em uma grade vazia para indicar locais memorizados. Após os participantes enviarem sua resposta, uma tela de Feedback mostra o número de objetos corretamente posicionados. Esse ciclo se repete até que todos os objetos sejam posicionados corretamente ou até que um máximo de 10 tentativas de aprendizado seja concluído, o que ocorrer primeiro. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

figure-protocol-2
Figura 2: Condições de sobreposição na Tarefa de Aprendizagem em Grade. Os participantes aprendem quatro grades diferentes. (A) A primeira grade serve como base para calcular a Pontuação de Dificuldade de Aprendizagem entre grades consecutivas. A partir da segunda grade, os participantes experimentam (B) a condição de sobreposição de objetos, (C) a condição de sobreposição de localização, ou (D) a condição de não sobreposição entre grades consecutivas. O exemplo mostrado ilustra a ordem de sobreposição Sobreposição de objetos → sobreposição de localização → Sem sobreposição. A ordem de condição de sobreposição é contrabalançada entre os participantes. As imagens mostradas são estímulos não alterados do conjunto12,13 do Banco de Estímulos Padronizados (BOSS) e são usadas sob a Licença Creative Commons de Atribuição (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

3. Formulários opcionais

  1. Administre o formulário de feedback. Pergunte aos participantes o que acreditam que o experimento investigou e quais estratégias usaram durante a tarefa. Convide a receber feedback adicional e sugestões para melhorias.
  2. Administrar a forma demográfica. Colete informações demográficas, incluindo idade e etnia. Informe aos participantes que todas as informações serão reportadas em forma agregada para manter o anonimato.
  3. Forneça aos participantes uma cópia em papel do formulário de debriefing. O formulário de debriefing explica o propósito do estudo e a justificativa da tarefa.

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Resultados

Os participantes foram excluídos com base nos seguintes critérios: (a) falha em aprender qualquer grade dentro de 10 tentativas ou (b) precisão abaixo de 75% na tarefa de distração matemática. Esses critérios foram adotados de um estudo anterior usando a Grade Learning Task (GLT)10. Dos 46 participantes que completaram o GLT, 1 foi excluído pelo primeiro critério e nenhum pelo segundo. Todos os testes estatísticos foram avaliados usando um nível de α de duas cauda...

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Discussão

A Tarefa de Aprendizagem em Grade (GLT)10 oferece um protocolo comportamental flexível para examinar como a sobreposição entre conhecimentos prévios e novas informações molda o aprendizado. Nessa tarefa, os participantes estudam repetidamente associações objeto-localização em uma grade até que todas as localizações dos objetos sejam aprendidas, e os efeitos de aprendizagem sejam quantificados usando a Pontuação de Dificuldade de Aprendizagem, que mede a diferença ...

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Divulgações

Os autores declaram não haver interesses concorrentes.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Bank of Standardized Stimuli (BOSS) setBank of Standardized Stimuli (BOSS)N/A(Estímulo) Conjunto padronizado de imagens de objetos usados para apresentação de estímulos. Veja Referências 12–13.
Computer (desktop or laptop)Any manufacturerN/A(Equipamento) Computador desktop ou laptop padrão usado para executar o PsychoPy. Nenhum hardware especializado necessário.
Consent formAuthor-generatedN/A(Materiais do participante) Documento de consentimento aprovado pelo IRB usado para obter consentimento informado por escrito antes da participação.
Debriefing formAuthor-generatedN/A(Materiais do participante) Documento de debriefing pós-experimento explicando o propósito e os procedimentos do estudo.
Demographic formAuthor-generatedN/A(Materiais do participante) Questionário usado para coletar informações de idade e demográficas. Os dados foram relatados de forma agregada para manter a anonimidade.
Feedback formAuthor-generatedN/A(Materiais do participante) Questionário pós-tarefa avaliando as estratégias do participante e a experiência subjetiva durante a tarefa.
Grid Learning Task program (PsychoPy script)Author-generatedN/A(Software) Tarefa personalizada baseada em PsychoPy implementando a Grid Learning Task. Versão usada neste estudo corresponde ao Arquivo Suplementar S1. Executado usando PsychoPy v2024.2.4. Disponível em https://www.psychopy.org.
Monitor / displayAny manufacturerN/A(Equipamento) Monitor de computador padrão usado para apresentar os estímulos do grid 8 × 8. O tamanho da tela foi ajustado para garantir a visibilidade total da grade.
Mouse / trackpadAny manufacturerN/A(Equipamento) Dispositivo de entrada padrão usado para posicionamento de objetos por arrastar e soltar dentro do grid.
PsychoPyOpen Science Tools Ltd.Version 2024.2.4(Software) Software de controle de experimento de código aberto usado para executar a tarefa. Disponível em https://www.psychopy.org.

Referências

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