Рабочая память предсказывает значительную дисперсию для различных когнитивных задач, включая речь, чтение и письмо. Однако для оценки рабочей памяти у детей доступно несколько инструментов. Мы представляем инновационную компьютерную батарею, которая всесторонне оценивает различные компоненты рабочей памяти у детей школьного возраста.
Батарея всеобъемлющей оценки для детей – рабочая память (CABC-WM) – это компьютерная батарея, предназначенная для оценки различных компонентов рабочей памяти у детей младшего школьного возраста. Дефициты рабочей памяти были выявлены у детей с ограниченными возможностями обучения на основе языка, включая дислексию 1 , 2 и нарушения языка 3 , 4 , но неясно, имеют ли эти дети дефицит в подкомпонентах рабочей памяти, таких как визуопатическая или фонологическая рабочая память , CABC-WM администрируется на настольном компьютере с сенсорным интерфейсом и специально разработан для привлечения и мотивации для детей. Хотя долгосрочная цель CABC-WM – предоставить индивидуальные профили рабочей памяти у детей, в настоящем исследовании основное внимание уделяется первоначальному успеху и полезности CABC-WM для измерения центрального исполнительного механизма, Визуально, фонологическая петля и связующие конструкции у детей с типичным развитием. Непосредственными последующими действиями являются администрирование CABC-WM для детей с определенным языковым нарушением, дислексией и сопутствующими специфическими языковыми нарушениями и дислексией.
Рабочая память – это система с ограниченными возможностями, которая позволяет человеку мысленно удерживать и манипулировать входящей информацией при выполнении когнитивных задач 5 , 6 . Индивидуальные различия в работе памяти влияют на познавательные, схоластические и профессиональные показатели у взрослых 7 , 8 и детей 9 , 10 . Несмотря на связь между рабочей памятью и обучением, доступно несколько диагностических инструментов для всесторонней оценки рабочей памяти у детей 11 , 12 .
Батарея для всеобъемлющей оценки для детей – рабочая память (CABC-WM) была разработана для оценки рабочей памяти на самом ее элементарном уровне, как это предусмотрено многочисленными выдающимися моделями рабочей памяти, в том числе предложенными Бадделеем и его коллегами= «Xref»> 5 , 13 , 14 и Cowan и коллеги 15 , 16 , 17 . Baddeley 14 предлагает четыре отдельных компонента рабочей памяти: центральный исполнительный / контрольный контроллер, который фокусирует, переключает и делит внимание и связывает долгосрочную и рабочую память; Визуоскопический альбом, содержащий визуальную и пространственную информацию; Фонологическая петля, которая содержит речевую и другую акустическую информацию; И эпизодический буфер, который формирует интерфейс между рабочими компонентами памяти и связывает информацию из подсистем и долговременной памяти. С другой стороны, Cowan полагает, что рабочая память может быть частью более крупной, более унитарной конструкции, ориентированной главным образом на фокус внимания, в дополнение к центральным исполнительным и фонологическим хранилищам и подсистему репетиции 15 , 16 </ Sup> , 17 . CABC-WM включает в себя 13 рабочих задач памяти, которые измеряют центральный исполнительный (или фокус внимания), визуоскопические, фонологические и обязательные подсистемы рабочей памяти. Мы нацелились на три измерения каждой конструкции для поддержки использования скрытых переменных. Некоторые из задач, включенных в CABC-WM, были смоделированы после задач, первоначально разработанных для взрослых, которые обычно имеют более высокую толерантность, чем дети, для сложных задач. Мы адаптировали задачи, чтобы заставить их мотивировать детей, представив их в пиратской компьютерной игре с визуально привлекательной графикой, виртуальными наградами и сенсорным экраном. Мы также ограничили количество задач, представленных на одной исследовательской сессии, и количество испытаний в каждой задаче, чтобы уменьшить вероятность усталости. Наконец, чтобы повысить надежность батареи, задачи были разработаны для легкого администрирования и оценки. Все задачи включали стандартизованные инструкции, представленные вычислениемR как часть каждой игры. Большинство задач имеют автоматическую оценку, что уменьшает вероятность ошибки пользователя во время обработки данных. Подробные сведения о задачах можно найти в таблице 1 и описаны ниже.
Центральные исполнительные задачи
Службы N-back , N-back визуальные и числовые обновления оценивают центральную исполнительную функцию. Задача N-back – это задача обновления, которая представляет последовательность стимулов, после чего испытуемым предлагается судить, является ли стимул одинаковым или отличным от предыдущего стимула. Служебная задача N-back представлена в контексте группы роботов, играющих разные инструменты с разными тонами. Дети слушают тоны в последовательности. После того, как каждый тон услышан, ребенок решает, является ли новый тон тем же или отличается от предыдущего тона, и отвечает, нажимая на клавиатуре одинаковые / разные клавиши. Пилотные данные показали, чтоЗадача 1-назад выполнялась детьми младшего возраста. Визуальная задача N-back представлена в контексте роботов, играющих в игру с узорными игровыми элементами. Каждый игровой кусок – черный квадрат с разными рисунками белых точек. Дети видят серию отдельных игровых предметов. После того, как каждая часть показана, они решают, является ли шаблон одинаковым или отличным от предыдущего фрагмента и показывают их ответ, нажимая на клавиатуре одинаковые / разные клавиши. Опять же, пилотные данные показали, что только младшая задача была на соответствующем уровне для маленьких детей, завершивших эту батарею. Задача обновления номера оценивает способность ребенка поддерживать информацию в рабочей памяти и обновлять ее, когда предоставляется дополнительная информация. Эта задача представлена в контексте фабрики игрушек, где задача ребенка состоит в том, чтобы отслеживать текущее количество йоосов и плюшевых медведей. Первоначально детям показывают две цифры, чтобы помнить, одна цифра для номераОт yoyos, а другой – от числа плюшевых медведей. Затем детям показана операция добавления ( например, +1, +2 и т. Д.) Для одной из цифр, которую они используют для обновления общей суммы. Детям дается пять операций в последовательности, прежде чем номера будут сброшены, и они начнутся снова.
Фонологическая рабочая память
«Фонологическая рабочая память» отвечает за умственное удержание и управление акустической и речевой информацией. Фонологическая рабочая память оценивается с использованием задач «разрядный разряд», «разрядный диапазон» и «повторное повторение». Задача «разрядный разряд» требует от детей повторения списков, которые различаются по длине от 2 до 8 цифр. Эта задача представлена детям в контексте игры подражания с роботом. Ребенок повторяет то, что говорит робот, пытаясь запомнить как можно больше цифр в последовательности. Предложена задача «разрядный пробег»В контексте игры в подражание с морскими монстрами, которые читают списки номеров длиной 7-10 цифр; Однако дети не знают, сколько цифр будет представлено в списке. Когда список будет завершен, ребенку будет предложено напомнить как можно больше цифр в прямом порядке, начиная с конца списка. В задаче «повторное повторение» дети повторяют новые слова ( например , «genfad» и «yitvodgoom»), которые помогают пирату строить мостик через реку.
Визуопатическая рабочая память
«Visuospatial working memory» – это компонент рабочей памяти, который умеет удерживать и манипулировать визуальной и пространственной информацией. Visuospatial рабочая память оценивается с помощью задач «span span», «span span span», «visual span» и «visual span-running». Задача диапазона местоположения требует от детей запоминания местоположения конечной точки серии стрелок, которые направляютПиратом к сокровищу. Расположение отображается в массиве из восьми точек, исходящих из центра экрана с одинаковыми углами. После того, как дети видят серию, они указывают на столько мест, сколько они могут запомнить в последовательности. Задача «span span running» – это то же самое, что и задача определения местоположения, за исключением того, что дети не знают, сколько мест будет представлено. Задача «визуальный промежуток» аналогична задаче «span span». Дети видят серию из 1-6 отдельных черных полигонов ( т. Е. «Драгоценные камни» в контексте игры) появляются на экране по одному за раз. После просмотра каждой серии в строке на экране появляются шесть полигонов. Дети выбирают порядок, в котором они появились, используя сенсорный экран. Задача «визуальный пролет» похожа на задачу визуального пролета, за исключением того, что дети не знают, сколько полигонов появится. В конце последовательности дети вспоминают многоугольники в fОрдер. Длины пролета варьируются от 3 до 6 полигонов.
Обязательные задачи
«Задачи привязки» относятся к компоненту рабочей памяти, который формирует временный интерфейс между различными компонентами рабочей памяти ( например , фонологический и визуальный) и связывает информацию внутри и между этими подсистемами и долговременной памятью. Задачи привязки включают в себя «фонологический диапазон связывания», «визуальный связывание» и «кросс-модальное связывание». Задача «фонологический связывание» требует от детей изучения спаривания неречевых звуков ( например , звуковых сигналов и тонов) с односложным словом ( например , vope и meck). Эта задача представлена в контексте роботов, говорящих на специальном «языке роботов» для заказа конфет в конфетном магазине. Дети начинают слышать один звук с одним словом в последовательности, но задача увеличивается с трудом до тех пор, пока они не услышат до четырех звуковых парпоследовательность. Задача «визуального связывания» требует от детей запоминания двух парных фрагментов визуальной информации, например, где отдельные многоугольники расположены в сетке 4 х 4. Длина длины увеличивается от 1 до 6 полигонов. После того, как был отображен последний многоугольник в каждом испытании, на экране рядом с полем шести дополнительных полигонов появляется идентичная пустая сетка размером 4 х 4. Дети используют сенсорный экран для выбора и перетаскивания полигонов в нужное место в сетке. Детям разрешено перемещать полигоны вокруг сетки, пока они не удовлетворены своим выбором. «Кросс-модальное связывание» требует связывания слуховых неслоев ( например , коев и гем) с черными многоугольными формами. Эта задача представлена в контексте изучения названия игровых предметов. Поскольку каждый отдельный многоугольник показан в центре экрана, дети слышат однослововое однослое, связанное с этим полигоном. Каждое испытание варьируется в количестве представленных пар, от 1 до 6. ПослеПредставлена последняя пара, появляется экран выбора, показывающий поле шести полигонов. Дети слышат каждое неслово, по одному за раз, и используют сенсорный экран, чтобы указать полигон, который идет с этим словом. Несловы не воспроизводятся в том порядке, в котором они были представлены.
Администрирование и результаты CABC-WM
Протокол администрирования CABC-WM описан ниже. После этого результаты измерений CABC-WM и достоверности поставленной задачи предоставляются для выборки типично развивающихся детей. Представленная батарея CABC-WM администрируется на настольном компьютере с сенсорным монитором, использующим контекст для игр в пиратском стиле. Ребенок сидит прямо перед сенсорным экраном. Помощник по исследованиям сидит рядом с ребенком, чтобы следить за ребенком или требовать перерывов. Помощник также записывает данные для задач, которые автоматически не записываются компьютерной программой (см. Ниже). В заключениеКаждой задачи, CABC-WM предлагает ребенку выбрать следующую задачу. После того, как последняя задача была завершена в ходе исследовательской сессии, CABC-WM завершает работу, разрешая ребенку покупать предметы для своего пиратского аватара в виртуальном магазине.
Все задачи начинаются с набора учебных испытаний, которые ребенок должен пройти, прежде чем приступать к испытаниям. Если ребенок не может пройти учебные испытания после пяти попыток, задача прекращается. Пожалуйста, см. Таблицу 1 для отдельных деталей задачи, включая: используемые стимулы, условия, количество тренировочных испытаний и заданий, среднюю длину задачи и зависимые переменные.
CABC-WM был разработан для всесторонней оценки рабочей памяти у детей на основе известных теорий рабочей памяти. Множество задач оценивают центральный исполнительный орган, фонологическую рабочую память, визуоскопическую рабочую память и функции привязки.
В настоящее время CABC-WM подвергается дополнительной доработке и тестированию. Иногда исследователь может столкнуться с техническими проблемами с интерфейсом CABC-WM из-за сбоев в программировании или компьютерных ошибок. Исследовательская группа предоставляет всем помощникам руководство по устранению неполадок для решения известных проблем ( например, программа может застрять на экране и нуждается в ручном продвижении), а также обширное обучение соблюдению протокола устранения неполадок. Из-за продолжительности исследовательских сессий, дети могут стать скучными или разочарованными в программе. Помощники по научным работам обучаются, чтобы приспособить ребенка с перерывами по мере необходимости для поддержания мотивации иВнимание к задачам. В редких случаях компьютерная программа, как известно, требует перезагрузки для продолжения. В тех случаях, если администрирование было прервано в середине задачи, задача не перерегистрирована, и данные теряются. Исследовательская группа усердно работает над тем, чтобы свести к минимуму эти события.
На данный момент вся исследовательская батарея должна управляться, потому что детские выступления по отдельным задачам, представленным вне игровой среды, не были оценены. Мы проводим исследования, чтобы уменьшить количество элементов в батарее, оценить достоверность и определить, как пожилые элементарные дети выполняют эти меры. Исследовательская версия CABC-WM требует от пяти 30 до 45 минут сеансов. Это обеспечивает всестороннюю оценку рабочей памяти для детей младшего школьного возраста, которые могут представлять интерес для исследователей, но в ее нынешнем виде батарея не практична для практиков. Действительность работы со мнойMory моделей и надежности задач были зарегистрированы для вторых грейдеров в США. Следующими шагами являются проверка батареи в расширенном возрастном диапазоне детей, уменьшение количества задач в батарее и проверка параллельности.
Существуют только две известные оценки, специально предназначенные для измерения рабочей памяти, которые в настоящее время доступны для детей 11 , 12 . CABC-WM представляет собой более всеобъемлющую альтернативу этим мерам, управляемым в контексте, благоприятном для детей ( например, компьютерную игру) для повышения мотивации. Результаты показывают, что задачи CABC-WM надежны при администрировании для второклассников с типичной разработкой.
Вывод из исходной выборки детей второго сорта используется для уточнения батареи CABC-WM. Следующие шаги – оценить надежность и обоснованность батареи в более широком возрастном диапазоне детей. Долгосрочные целиИз этого исследования, чтобы помочь педагогам и семьям понять индивидуальные рабочие сильные и слабые стороны памяти детей для поддержки дифференцированного обучения и помочь каждому ребенку понять их рабочий профиль памяти, чтобы расширить возможности их самозащиты и использовать стратегии для повышения академических успехов.
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была поддержана финансированием Национального института здравоохранения NIDCD Grant # R01 DC010784. Мы глубоко признательны сотрудникам, научным сотрудникам, школьным администраторам, учителям, детям и семьям, которые принимали участие. Ключевой персонал (в алфавитном порядке) Гэри Карстенсен, Сесилия Фигероа, Карен Гильметте, Труди Куо, Бьорг Лесуер, Аннелиза Пеш и Жан Циммер. Многие ученики также внесли свой вклад в эту работу, в том числе (в алфавитном порядке) Бытие Аризменди, Лорен Барон, Александр Браун, Нора Шлезингер, Ниша Таланки и Хуэй-Чунь Янь.
21.5-inch touchscreen computer with standard keyboard and 10-key number pad and mouse | Toshiba | DZ125-S2101 | This desktop touchscreen PC is used to administer the Comprehensive Assessment Battery for Children – Working Memory (CABC-WM). |
Binaural headphones with microphone – child | Sennheiser | PC-150 | This mic/headphone combination set deliver audio content and record verbal responses from participants while completing the CABC-WM |
Headphones – adult | Sennheiser | HD 280 PRO | These headphones are worn by the assistant to monitor administration of the CABC-WM |
Comprehensive Assessment Battery for Children – Working Memory (CABC-WM) | in-house | Reference: Gray, S., Alt, M., Hogan, T.P., Green, S., & Cowan, N. (n.d.). Comprehensive assessment battery for children – Working memory. Unpublished measure under development. | This program has been designed using Adobe Flash by our research team. We are refining and developing the program as described in the manuscript for consumer use. It is not yet available to the public, although it is a primary goal to prepare the CABC-WM for practitioner use. |