Het werkgeheugen voorspelt een aanzienlijke hoeveelheid variantie voor een aantal cognitieve taken, waaronder spreken, lezen en schrijven. Er zijn echter weinig gereedschappen beschikbaar om het werkgeheugen bij kinderen te beoordelen. Wij presenteren een innovatieve, computergebaseerde batterij die de verschillende componenten van het werkgeheugen bij kinderen met een leeftijd van school leert.
De uitgebreide batterij voor kinderen – Working Memory (CABC-WM) is een computerbatterij die is ontworpen om verschillende componenten van het werkgeheugen bij jonge schoolgaande kinderen te beoordelen. Werkgeheugentekorten zijn geïdentificeerd bij kinderen met taalgebaseerde leergestremdheden, waaronder dyslexie 1 , 2 en taalverslechtering 3 , 4 , maar het is niet duidelijk of deze kinderen tekorten hebben in subcomponenten van werkgeheugen, zoals visuospatiale of fonologische werkgeheugen . De CABC-WM wordt geadministreerd op een desktop computer met een touchscreen interface en is speciaal ontwikkeld om op zoek te gaan naar en aan te moedigen voor kinderen. Hoewel het langetermijndoel van de CABC-WM geïndividualiseerde werkgeheugenprofielen bij kinderen biedt, richt de huidige studie zich op het initiële succes en nut van de CABC-WM voor het meten van centrale execuLevendige, visuospatiale, fonologische lus en bindende constructies bij kinderen met een typische ontwikkeling. Onmiddellijke volgende stappen zijn de CABC-WM toegediend aan kinderen met specifieke taalgebrek, dyslexie en comorbide specifieke taalverslechtering en dyslexie.
Werkgeheugen is het systeem met beperkte capaciteit waarmee een individu mentaal in staat is om inkomende informatie te houden en te manipuleren terwijl hij cognitieve taken 5 , 6 voltooit. Individuele verschillen in werkgeheugen hebben gevolgen voor cognitieve, scholastische en professionele prestaties bij volwassenen 7 , 8 en kinderen 9 , 10 . Ondanks de verband tussen werkgeheugen en leren, zijn er weinig diagnostische hulpmiddelen beschikbaar om het werkgeheugen in kinderen 11 , 12 grondig te beoordelen.
De Comprehensive Assessment Battery for Children – Working Memory (CABC-WM) is ontworpen om het werkgeheugen op zijn meest elementaire niveau te beoordelen, zoals voorgesteld door meerdere prominente werkgeheugenmodellen, waaronder die van Baddeley en collega's= "Xref"> 5 , 13 , 14 en Cowan en collega's 15 , 16 , 17 . Baddeley 14 stelt vier afzonderlijke componenten voor werkgeheugen voor: een centrale uitvoerende / aandacht controller die focus, schakel en verdeelt de aandacht en koppelt langdurig en werkgeheugen; Een visuospatiale schetsblok die visuele en ruimtelijke informatie bevat; Een fonologische lus die spraakgebaseerde en andere akoestische informatie bevat; En een episodische buffer die een interface vormt tussen werkgeheugencomponenten en informatie koppelt aan subsystemen en langdurig geheugen. Aan de andere kant stelt Cowan dat het werkgeheugen deel uitmaakt van een groter, meer unitair construct, dat voornamelijk wordt geleid door de focus van de aandacht, in aanvulling op centrale uitvoerende en fonologische opslag en repetitie subsystemen 15 , 16 </ Sup> , 17 . De CABC-WM bevat 13 werkgeheugen taken die de centrale uitvoerende (of focus van de aandacht), visuospatiale, fonologische en bindende subsystemen van het werkgeheugen meten. We streven naar drie maatregelen van elk construct om het gebruik van latente variabelen te ondersteunen. Verschillende taken in de CABC-WM werden gemodelleerd na taken die oorspronkelijk waren ontworpen voor volwassenen, die meestal een hogere tolerantie hebben dan kinderen voor complexe taken. We hebben de taken aangepast om hen te motiveren voor kinderen door ze te presenteren in een piraat-themed computerspel met visueel aantrekkelijke graphics, virtuele beloningen en een touchscreen interface. We hebben ook het aantal taken die in één onderzoeksessie werden gepresenteerd en het aantal proeven in elke taak beperkt om de kans op vermoeidheid te verminderen. Ten slotte, om de betrouwbaarheid van de batterij te vergroten, werden taken ontworpen om gemakkelijk te beheren en te scoren. Alle taken bevatten gestandaardiseerde instructies die door de rekenmachine worden gepresenteerdR als onderdeel van elk spel. De meeste taken hebben geautomatiseerde scoren die de kans op menselijke fouten tijdens de verwerking van gegevens verminderen. Details van de taken zijn te vinden in tabel 1 en worden hieronder beschreven.
Centrale uitvoerende taken
N-back auditieve , N-back visuele en nummer updating taken beoordelen centrale executive functie. De N-back- taak is een update-taak die een reeks stimuli voordoet, waarna onderwerpen worden beoordeeld om te beoordelen of een stimulus hetzelfde of verschillend is van de vorige stimulus. De N-back auditieve taak wordt gepresenteerd in de context van een robotband die verschillende instrumenten speelt met verschillende tonen. Kinderen luisteren naar de tonen in volgorde. Nadat elke toon is gehoord, bepaalt het kind of de nieuwe toon hetzelfde of verschillend is van de voorafgaande toon en reageert door op dezelfde toetsen dezelfde toetsen op dezelfde toets te drukken. Pilotgegevens laten zien dat a1-back-taak was uitvoerbaar door middelbare leeftijd kinderen. De N-back Visuele taak wordt gepresenteerd in de context van robots die een spel spelen met patroonachtige spelstukken. Elk spelstuk is een zwart vierkant met verschillende patronen van witte stippen. Kinderen zien een reeks individuele spelstukken. Nadat elk stuk is getoond, beslissen ze of het patroon hetzelfde of verschillend is van het voorgaande stuk en laat hun reactie zien door dezelfde / verschillende toetsen op het toetsenbord te drukken. Opnieuw lieten de pilootgegevens zien dat er slechts een 1-back-taak was op het juiste niveau voor jonge kinderen die deze batterij voltooien. De nummerupdate-taak beoordeelt het vermogen van een kind om informatie in het werkgeheugen te handhaven en te updaten wanneer er extra informatie wordt verstrekt. Deze taak wordt gepresenteerd in het kader van een speelgoedfabriek waar de taak van het kind is om het lopende totaal van yoyos en teddyberen te houden. Aanvankelijk worden kinderen twee cijfers weergegeven om te onthouden, één cijfer voor het nummerVan yoyos en de andere voor het aantal teddyberen. De kinderen worden dan een toevoegingsoperatie getoond (bijvoorbeeld +1, +2, etc. ) voor een van de cijfers, die ze gebruiken om het cijfertotaal bij te werken. Kinderen krijgen vijf operaties in volgorde voordat de cijfers worden gereset en ze beginnen opnieuw.
Fonologisch werkgeheugen
'Fonologisch werkgeheugen' is verantwoordelijk voor het mentaal houden en manipuleren van akoestische en spraakgebaseerde informatie. Fonologisch werkgeheugen wordt beoordeeld met behulp van 'cijferspanning', 'cijferspanning' en 'nonword repetition'-taken. De taak 'cijfertijd' vereist dat kinderen lijsten herhalen die variëren in lengte van 2-8 cijfers. Deze taak wordt gepresenteerd voor kinderen in het kader van het spelen van een copycat spel met een robot. Het kind herhaalt wat de robot zegt, en probeert zo veel cijfers in de volgorde als mogelijk te onthouden. De taak 'cijfer spanning' wordt gepresenteerdIn het kader van het spelen van een copycat spel met zee monsters die lijsten van cijfers lezen 7-10 cijfers in lengte; Kinderen weten echter niet hoeveel cijfers in een lijst worden gepresenteerd. Wanneer de lijst is voltooid, wordt het kind gevraagd om zoveel mogelijk cijfers, in voorwaartse volgorde, van het einde van de lijst op te roepen. In de 'nonword repetition' taak herhalen kinderen nieuwe woorden (bijvoorbeeld 'genfad' en 'yitvodgoom'), die de piraat helpen om een snoepbrug over een rivier te bouwen.
Visuospatial Working Memory
'Visuospatiaal werkgeheugen' is het onderdeel van het werkgeheugen dat mentale en ruimtelijke informatie mentaal houdt en manipuleert. Visuospatiaal werkgeheugen wordt beoordeeld met 'locatie span', 'locatie span-running', 'visuele span' en 'visuele span-run' taken. De taak van de locatie-span vereist dat kinderen de eindpunt locatie van een reeks pijlen die zich voordoen, onthoudenEen piraat om de schat te begraven. De locaties worden weergegeven in een reeks van acht punten die vanuit het midden van het scherm in evenwichtige hoeken uitstralen. Nadat kinderen de serie hebben gezien, wijzen zij op zoveel locaties als zij zich in volgorde kunnen herinneren. De taak 'locatie span-running' is hetzelfde als de taak van de locatie, behalve dat kinderen niet weten hoeveel locaties worden gepresenteerd. De 'visuele span' taak is vergelijkbaar met de 'locatie span' taak. Kinderen zien een reeks van 1-6 individuele zwarte veelhoeken ( dwz 'edelstenen' in het kader van het spel) verschijnen op het scherm, een voor een keer. Na elke serie te zien verschijnen er zes polygonen in een regel op het scherm. Kinderen selecteren de volgorde waarin ze verschenen, met behulp van het aanraakscherm. De 'visuele spanloop'-taak is vergelijkbaar met de visuele taak, behalve dat kinderen niet weten hoeveel polygonen er verschijnen. Aan het eind van de reeks herinneren kinderen de polygonen in fOrward order. De spanlengten variëren van 3 tot 6 polygonen.
Bindende taken
'Bindende taken' verwijzen naar het onderdeel van het werkgeheugen dat een tijdelijke interface vormt tussen de verschillende werkgeheugencomponenten (bijvoorbeeld fonologische en visuospatiale) en bindt informatie binnen en over deze subsystemen en langdurig geheugen. Bindende taken omvatten 'fonologische binding span', 'visuele binding span' en 'cross-modale binding'. De 'phonologische binding span' taak vereist dat kinderen paringen van niet-spraakgeluiden leren ( bijv . Piepjes en tonen) met enkelvoudige lettergrepen (bijvoorbeeld vope en meck). Deze taak wordt gepresenteerd in het kader van robots die een speciale 'robottaal' spreken om snoep in een snoepwinkel te bestellen. Kinderen beginnen met het horen van één geluid met een nonword in een volgorde, maar de taak stijgt in moeilijkheden totdat ze tot vier geluidssnoeren in eenvolgorde. De taak 'Visuele binding' vereist dat kinderen twee paar delen van visuele informatie onthouden, zoals waar individuele polygonen zich bevinden in een 4 x 4 rooster. Spanlengte neemt toe van 1 tot 6 polygonen. Nadat de laatste polygoon in elk proces is weergegeven, verschijnt er op het scherm een identiek, leeg 4 x 4 rooster naast een veld van de zes optionele polygonen. Kinderen gebruiken het touchscreen om de polygonen te selecteren en te slepen naar hun juiste locatie binnen het raster. Kinderen mogen polygonen rond het raster verplaatsen tot ze tevreden zijn met hun selectie. 'Cross-modal binding' vereist de binding van auditieve nonwords ( bijv . Koov en geem) met zwarte polygoonvormen. Deze taak wordt gepresenteerd in het kader van het leren van de naam van spelstukken. Zoals elke afzonderlijke veelhoek in het midden van het scherm wordt weergegeven, horen kinderen een 1-letterwoordwoord dat met die veelhoek gekoppeld is. Elke proef varieert in het aantal gepresenteerde paren, variërend van 1 tot 6. Na deLaatste paar wordt gepresenteerd, een selectie scherm met het veld van zes polygonen verschijnt. Kinderen horen elk woordwoord, één voor één, en gebruik het aanraakscherm om de polygoon die met dat woordwoord gaat, aan te geven. De nonwords worden niet weergegeven in de volgorde waarin ze werden gepresenteerd.
CABC-WM administratie en resultaten
Het protocol voor het beheer van de CABC-WM wordt hieronder beschreven. Hierna volgt de resultaten van de CABC-WM-maatregelen en de gerapporteerde taakbetrouwbaarheid voor een steekproef van typisch ontwikkelende kinderen. De gepresenteerde CABC-WM batterij wordt beheerd op een desktop computer met een touchscreen monitor met een piraat-thema context voor de games. Het kind zit direct voor het aanraakscherm. Een onderzoeksassistent zit naast het kind om de aandacht van het kind te controleren of pauzes nodig te hebben. De assistent registreert ook gegevens voor de taken die niet automatisch door het computerprogramma worden opgenomen (zie hieronder). Tot slotVan elke taak vraagt de CABC-WM het kind om de volgende taak te selecteren. Nadat de laatste taak in de onderzoeksessie is afgerond, sluit de CABC-WM af door het kind toe te laten om items voor zijn piratenavantaar in een virtuele winkel te kopen.
Alle taken beginnen met een reeks trainingsproeven die het kind moet doorgeven alvorens te gaan met de proefproeven. Als een kind niet na vijf pogingen de trainingstests kan doorlopen, wordt de taak stopgezet. Zie tabel 1 voor individuele taakdetails, waaronder: gebruikte stimuli, voorwaarden, aantal trainingsproeven en taakproeven, gemiddelde taaklengte en afhankelijk variabelen.
De CABC-WM is ontwikkeld om het werkgeheugen bij kinderen grondig te beoordelen op basis van prominente theorieën van werkgeheugen. Meerdere taken beoordelen centrale uitvoerende macht, fonologisch werkgeheugen, visuospatiaal werkgeheugen en bindende functies.
Momenteel wordt de CABC-WM aanvullende verfijning en testen ondergaan. Bij gelegenheid kan de onderzoeksassistent technische problemen ondervinden met de CABC-WM-interface als gevolg van programmagelukken of computerfouten. Het onderzoeksteam biedt alle assistenten een handleiding voor het oplossen van problemen om bekende problemen aan te pakken ( bijv . Het programma kan vastzitten op een scherm en handmatige vooruitgang nodig hebben), evenals uitgebreide training met betrekking tot de naleving van het probleemoplossingsprotocol. Door de duur van de onderzoeksessies kunnen de deelnemers van het kind vervelen of gefrustreerd zijn met het programma. Onderzoeksassistenten worden getraind om het kind tegemoet te komen met pauzes als nodig om motivatie en motivatie te handhavenAandacht voor de taken. In zeldzame gevallen is het computerprogramma bekend dat een herstart nodig is om door te gaan. In die gevallen, als de administratie is onderbroken, is de taak niet opnieuw geadministreerd, en die gegevens zijn verloren. Het onderzoeksteam werkt er hard aan om deze gebeurtenissen te minimaliseren.
Vooralsnog moet de gehele onderzoeksbatterij worden toegediend, omdat de prestaties van kinderen op individuele taken die buiten de spelomgeving zijn gepresenteerd, niet zijn beoordeeld. We voeren studies aan om het aantal items in de batterij te verminderen, de geldigheid te beoordelen en te bepalen hoe oudere elementaire kinderen op deze maatregelen uitvoeren. De onderzoeksversie van de CABC-WM vereist vijf 30 tot 45 minuten sessies om te voltooien. Dit biedt een uitgebreide beoordeling van het werkgeheugen voor jonge basisschoolkinderen die interessant kunnen zijn voor onderzoekers, maar in zijn huidige vorm is de batterij niet praktisch voor de praktijk. De geldigheid van het werken aan mijMory modellen en taak betrouwbaarheid zijn gerapporteerd voor tweede graders in de VS De volgende stappen zijn om de batterij te testen in een uitgebreid leeftijdsbereik van kinderen, om het aantal taken in de batterij te verminderen en om gelijktijdig geldigheid te testen.
Er zijn maar twee bekende beoordelingen die specifiek zijn ontworpen om werkgeheugen te meten die momenteel beschikbaar zijn voor kinderen 11 , 12 . De CABC-WM vertegenwoordigt een uitgebreider alternatief voor deze maatregelen, die in een kindvriendelijke context worden beheerd (bijvoorbeeld een computerspel) om de motivatie te vergroten. Resultaten suggereren dat CABC-WM-taken betrouwbaar zijn wanneer ze worden toegediend aan tweede graders met typische ontwikkeling.
Bevindingen van het eerste monster van tweede klas kinderen worden gebruikt om de CABC-WM batterij te verfijnen. De volgende stappen zijn om de betrouwbaarheid en de geldigheid van de batterij te beoordelen in een breder leeftijdsgroep van kinderen. De langetermijndoelstellingenVan dit onderzoek zijn om opvoeders en gezinnen te helpen de sterkte en zwakke punten van kinderen te begrijpen om gedifferentieerde instructies te ondersteunen en om elk kind te helpen hun werkgeheugenprofiel te begrijpen om hun zelfvoorspraak en het gebruik van strategieën te versterken om de academische prestatie te verhogen.
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door financiering van de National Institute of Health NIDCD Grant # R01 DC010784. Wij zijn zeer dankbaar voor het personeel, onderzoeksassociaten, schooladministrateurs, leraren, kinderen en gezinnen die deelnamen. Kernpersoneel inbegrepen (in alfabetische volgorde) Gary Carstensen, Cecilia Figueroa, Karen Guilmette, Trudy Kuo, Bjorg LeSueur, Annelise Pesch en Jean Zimmer. Veel studenten hebben ook bijgedragen aan dit werk, waaronder (in alfabetische volgorde) Genesis Arizmendi, Lauren Baron, Alexander Brown, Nora Schlesinger, Nisha Talanki en Hui-Chun Yang.
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. |