Arbeidsminne forutsier en betydelig variasjon for en rekke kognitive oppgaver, blant annet å snakke, lese og skrive. Men få verktøy er tilgjengelige for å vurdere arbeidsminnet hos barn. Vi presenterer et innovativt, datamaskinbasert batteri som i stor grad vurderer ulike komponenter i arbeidsminne i skolealderen.
Det omfattende vurderingsbatteriet for barn – Working Memory (CABC-WM) er et datamaskinbasert batteri designet for å vurdere ulike komponenter i arbeidsminne hos unge barn i skolealderen. Arbeidsminneunderskudd har blitt identifisert hos barn med språkbasert læring funksjonshemning, inkludert dysleksi 1 , 2 og språknedsettelse 3 , 4 , men det er ikke klart om disse barna viser underskudd i underkomponenter av arbeidsminne, for eksempel visuospatial eller fonologisk arbeidsminne . CABC-WM administreres på en stasjonær datamaskin med et berøringsskjermgrensesnitt og ble spesielt utviklet for å være engasjerende og motiverende for barn. Selv om det langsiktige målet med CABC-WM er å gi individuelle arbeidsminneprofiler hos barn, fokuserer den nåværende studien på CABC-WMs første suksess og nytte for å måle sentrale execuLevende, visuospatial, fonologisk løkke og bindende konstruksjoner hos barn med typisk utvikling. Umiddelbare neste skritt er å administrere CABC-WM til barn med spesifikke funksjonsnedsettelser, dysleksi og comorbid spesifikk språkverdiskelse og dysleksi.
Arbeidsminne er det begrensede kapasitetssystemet som gjør det mulig for en person å holde og manipulere innkommende informasjon mentalt mens han fullfører kognitive oppgaver 5 , 6 . Individuelle forskjeller i arbeidsminne påvirker kognitiv, skolastisk og profesjonell ytelse hos voksne 7 , 8 og barn 9 , 10 . Til tross for sammenhengen mellom arbeidsminne og læring er det få diagnostiske verktøy tilgjengelig for å vurdere arbeidsminnet grundig i barn 11 , 12 .
Det omfattende vurderingsbatteriet for barn – Working Memory (CABC-WM) ble utviklet for å vurdere arbeidsminnet på sitt mest elementære nivå, slik det fremgår av flere fremtredende arbeidsminnemodeller, inkludert de som ble foreslått av Baddeley og kolleger= "Xref"> 5 , 13 , 14 og Cowan og kolleger 15 , 16 , 17 . Baddeley 14 foreslår fire separate arbeidsminnekomponenter: En sentral leder / oppmerksomhetsregulator som fokuserer, bytter og deler oppmerksomhet og kobler langsiktig og arbeidsminne; En visuospatial sketchpad som inneholder visuell og romlig informasjon; En fonologisk løkke som inneholder talebasert og annen akustisk informasjon; Og en episodisk buffer som danner et grensesnitt mellom arbeidsminne komponenter og binder informasjon fra delsystemer og langsiktig minne. På den annen side legger Cowan til at arbeidsminne kan være en del av en større, mer enhetlig konstruksjon, hovedsakelig styrt av oppmerksomhetsfokus, i tillegg til sentrale utøvende og fonologiske lagrings- og repeteringsundersystemer 15 , 16 </ Sup> , 17 . CABC-WM inneholder 13 arbeidsminneoppgaver som måler sentrale utøvende (eller fokuserer på oppmerksomhet), visuospatiale, fonologiske og bindende delsystemer i arbeidsminne. Vi siktet på tre tiltak av hver konstruksjon for å støtte bruken av latente variabler. Flere av oppgavene i CABC-WM ble modellert etter oppgaver opprinnelig beregnet for voksne, som typisk har høyere toleranse enn barn for komplekse oppgaver. Vi tilpasset oppgavene for å gjøre dem motiverende for barn ved å presentere dem i et pirat-tema dataspill med visuelt tiltalende grafikk, virtuelle belønninger og et berøringsskjermgrensesnitt. Vi har også begrenset antall oppgaver presentert i en enkelt forskningsøkt og antall forsøk i hver oppgave for å redusere sannsynligheten for tretthet. Til slutt, for å øke batteriets pålitelighet, ble oppgaver designet for å være enkelt å administrere og score. Alle oppgaver inkluderte standardiserte instruksjoner presentert av beregningenR som en del av hvert spill. De fleste oppgavene har automatisert scoring som reduserer muligheten for menneskelig feil under databehandling. Detaljer om oppgavene finnes i tabell 1 og er beskrevet nedenfor.
Sentrale lederoppgaver
N-back auditory , N-back visuell , og nummeroppdatering oppgaver vurdere sentrale lederfunksjon. N-back- oppgaven er en oppdateringsoppgave som presenterer en sekvens av stimuli, etter hvilke emner blir bedt om å bedømme om en stimulus er den samme eller forskjellig fra det foregående stimulus. N-back auditory oppgaven er presentert i sammenheng med et robotband som spiller forskjellige instrumenter med forskjellige toner. Barn hører på tonene i rekkefølge. Etter at hver tone er hørt, bestemmer barnet om den nye tonen er den samme eller forskjellig fra den forrige tonen og reagerer ved å trykke på merket samme / forskjellige taster på tastaturet. Pilotdata viste at a1-back-oppgave var gjennomførbar av eldre barn. N-back Visual oppgaven presenteres i sammenheng med roboter som spiller et spill med mønstrede spillbiter. Hvert spillstykke er et svart firkant med forskjellige mønstre av hvite prikker. Barn ser en serie av individuelle spillbiter. Etter at hvert stykke er vist, bestemmer de om mønsteret er det samme eller forskjellig fra det forrige stykket, og viser svaret ved å trykke på merket samme / forskjellige taster på tastaturet. Igjen viste pilotdata at bare en 1-back-oppgave var på riktig nivå for små barn som fullførte dette batteriet. Nummeroppdateringsoppgaven vurderer barnets evne til å opprettholde informasjon i arbeidsminnet og for å oppdatere det når ytterligere informasjon er gitt. Denne oppgaven presenteres i sammenheng med en leketøyfabrik hvor barnets oppgave er å holde oversikt over den totale mengden av yoyos og bamser som er produsert. I utgangspunktet vises barn to siffer å huske, ett siffer for nummeretAv yoyos og den andre for antall bamser. Barnene blir da vist en tilleggsoperasjon ( f.eks. +1, +2, etc. ) for en av sifrene, som de bruker til å oppdatere siffertallet. Barn får fem operasjoner i rekkefølge før tallene tilbakestilles og de begynner igjen.
Fonologisk arbeidsminne
'Fonologisk arbeidsminne' er ansvarlig for mentalt å holde og manipulere akustisk og talebasert informasjon. Fonologisk arbeidshukommelse blir vurdert ved hjelp av 'sifferspenning', 'siffer spanning' og 'oppgavegjenoppretting' -oppgaver. Oppgavens 'siffer-span' -oppgave krever at barn gjentar lister som varierer i lengde fra 2-8 siffer. Denne oppgaven presenteres for barn i sammenheng med å spille et copycat spill med en robot. Barnet gjentar hva roboten sier, og prøver å huske så mange sifre i sekvensen som mulig. Den 'siffer span-løpende oppgaven er presentertI sammenheng med å spille et copycat spill med sjømonstre som leser lister over tall 7-10 siffer i lengde; Barn vet imidlertid ikke hvor mange sifre som vil bli presentert i en liste. Når listen er fullført, blir barnet bedt om å huske så mange sifre som mulig, i forover rekkefølge, fra slutten av listen. I oppgaven 'nonword repetition' gjentar barna nye ord ( f.eks . 'Genfad' og 'yitvodgoom') som hjelper piraten til å bygge en candybro over en elv.
Visuospatial arbeidsminne
'Visuospatial arbeidsminne' er komponenten av arbeidsminne som mentalt holder og manipulerer visuell og romlig informasjon. Visuospatial arbeidsminne vurderes med 'stedspenning', 'plassering av spenningsløp', 'visuell spenning' og 'visuell spenning' -oppgaver. Plasseringsoppgaven krever at barn skal huske sluttpunktsstedet for en serie piler som retter segEn pirat til begravd skatt. Stedene vises i en rekke med åtte prikker som utstråler seg fra midten av skjermen i likevektige vinkler. Etter at barna ser serien, peker de på så mange steder som de kan huske i rekkefølge. Oppgavens spenningsoppgave er den samme som plasseringsoppgaven, bortsett fra at barn ikke vet hvor mange steder som skal presenteres. Oppgaven "visuell spenning" ligner oppgaveoppgaven. Barn ser en serie på 1-6 individuelle svarte polygoner ( dvs. "edelstener" i sammenheng med spillet) vises på skjermen, en om gangen. Etter å ha sett hver serie, vises seks polygoner i en linje på skjermen. Barn velger rekkefølgen der de dukket opp, ved hjelp av berøringsskjermen. Den visuelle spenningsoppgaven er lik den visuelle spenningsoppgaven, bortsett fra at barn ikke vet hvor mange polygoner som skal vises. På slutten av sekvensen husker barna polygonene i fOrward rekkefølge. Streklengden varierer fra 3 til 6 polygoner.
Binding Oppgaver
"Bindende oppgaver" refererer til komponenten i arbeidsminne som danner et midlertidig grensesnitt mellom de forskjellige arbeidsminne komponenter (fonologisk og visuospatial) og binder informasjon innenfor og over disse delsystemene og langsiktig minne. Bindende oppgaver inkluderer "fonologisk bindingsspenning", "visuell bindingsspenning" og "kryssmodal binding". Fonologisk bindingsoppgave krever at barn lærer sammenkoblinger av ikke-lydlyder ( f.eks . Pip og toner) med enkelsykkelord ( f.eks . Vope og meck). Denne oppgaven presenteres i sammenheng med roboter som snakker en spesiell "robotspråk" for å bestille godteri på en godteri. Barn begynner med å høre en lyd med ett ord i en rekkefølge, men oppgaven øker i vanskeligheter til de hører opp til fire lyd-ordet parringer i ensekvens. Oppgavens visuelle bindingsoppgave krever at barn skal huske to sammenhengende biter av visuell informasjon, for eksempel hvor enkeltpolygoner er plassert i et 4 x 4-grid. Span lengde øker fra 1 til 6 polygoner. Etter at siste polygon i hvert forsøk har blitt vist, vises et identisk, tomt 4 x 4 grid på skjermen ved siden av et felt av de seks valgfrie polygonene. Barn bruker berøringsskjermen til å velge og dra polygonene til riktig sted i rutenettet. Barn får lov til å bevege polygoner rundt ruten til de er fornøyd med sitt valg. 'Korsmodal binding' krever bindingen av auditive nonwords ( f.eks . Koov og geem) med svarte polygonformer. Denne oppgaven presenteres i sammenheng med å lære navnet på brikker. Som hvert enkelt polygon er vist i midten av skjermen, hører barn et 1-stavelsesord som er parret med det polygonet. Hver prøve varierer i antall par som presenteres, fra 1 til 6. EtterSiste par presenteres, et utvalgsskjermbilde som viser feltet på seks polygoner vises. Barn hører hvert ordord, en om gangen, og bruker berøringsskjermen til å indikere polygonen som går med det ordene. Nonwords blir ikke gjengitt i den rekkefølgen de ble presentert i.
CABC-WM Administrasjon og resultater
Protokollen for administrasjon av CABC-WM er beskrevet nedenfor. Etter dette blir resultatene av CABC-WM-tiltakene og rapportert oppgavets pålitelighet gitt for et utvalg av typisk utviklende barn. Det presenterte CABC-WM-batteriet administreres på en stasjonær datamaskin med en berøringsskjerm med en pirat-tema-kontekst for spillene. Barnet sitter rett foran berøringsskjermen. En forskningsassistent sitter ved siden av barnet for å overvåke barnets oppmerksomhet eller behov for pauser. Assistenten registrerer også data for oppgavene som ikke automatisk registreres av dataprogrammet (se nedenfor). Til sluttAv hver oppgave ber CABC-WM barnet til å velge neste oppgave. Etter at den siste oppgaven er fullført i forskningsøkten, avslutter CABC-WM ved å la barnet kjøpe varer til piratnavnet i en virtuell butikk.
Alle oppgaver begynner med et sett med opplæringsforsøk som barnet må passere før man går videre til testforsøkene. Hvis et barn ikke kan bestå treningsforsøkene etter fem forsøk, avsluttes oppgaven. Vennligst se tabell 1 for individuelle oppgavedetaljer, inkludert: stimuli brukt, forhold, antall treningsforsøk og oppgaveforsøk, gjennomsnittlig oppgavelengde og avhengige variabler.
CABC-WM ble utviklet for å vurdere arbeidsminne i barn på grunnlag av fremtredende teorier om arbeidsminne. Flere oppgaver vurderer sentrale ledere, fonologisk arbeidsminne, visuospatial arbeidsminne og bindingsfunksjoner.
I dag gjennomgår CABC-WM ytterligere forbedring og testing. Noen ganger kan forskningsassistenten støte på tekniske problemer med CABC-WM-grensesnittet på grunn av programmeringsfeil eller datafeil. Forskningsgruppen gir alle assistenter en feilsøkingshåndbok for å løse kjente problemer ( f.eks. Programmet kan bli sittende fast på en skjerm og trenger manuell utvikling), samt omfattende opplæring om overholdelse av feilsøkingsprotokollen. På grunn av varigheten av undersøkelsene kan barnsdeltakere bli kjedelig eller frustrert med programmet. Forskningsassistenter er opplært for å imøtekomme barnet med pauser som nødvendig for å opprettholde motivasjon ogOppmerksomhet til oppgavene. I sjeldne tilfeller har dataprogrammet vært kjent for å kreve en omstart for å fortsette. I de tilfellene, hvis administrasjonen ble avbrutt midtoppgave, blir oppgaven ikke gjenbehandlet, og dataene går tapt. Forskningsgruppen arbeider hardt for å minimere disse hendelsene.
For nå bør hele forskningsbatteriet administreres, fordi barns forestillinger på individuelle oppgaver presentert utenfor spillmiljøet ikke er vurdert. Vi gjennomfører studier for å redusere antall gjenstander i batteriet, for å vurdere gyldigheten, og for å bestemme hvor eldre grunnleggende barn utfører på disse tiltakene. Forskningsversjonen av CABC-WM krever fem 30 til 45 minutter å fullføre. Dette gir en omfattende vurdering av arbeidsminne for unge barn i grunnskolen som kan være av interesse for forskere, men i sin nåværende form er batteriet ikke praktisk for utøvere. Gyldigheten av å arbeide megMory modeller og oppgave pålitelighet er rapportert for andre gradere i USA De neste trinnene er å teste batteriet i et utvidet aldersgruppe av barn, for å redusere antall oppgaver i batteriet, og for å teste samtidig gyldighet.
Det er bare to kjente vurderinger som er spesielt utviklet for å måle arbeidsminne som for øyeblikket er tilgjengelig for barn 11 , 12 . CABC-WM representerer et mer omfattende alternativ til disse tiltakene, administrert i en barnevennlig sammenheng (for eksempel et dataspill) for å øke motivasjonen. Resultatene tyder på at CABC-WM-oppgaver er pålitelige når de administreres til andre gradere med typisk utvikling.
Funn fra den første prøven av barn i andre klasse brukes til å finjustere CABC-WM-batteriet. De neste trinnene er å vurdere påliteligheten og gyldigheten av batteriet i et større aldersområde av barn. De langsiktige måleneAv denne undersøkelsen er å hjelpe lærere og familier til å forstå de individuelle arbeidshukommelsens styrker og svakheter for barn for å støtte differensiert instruksjon og for å hjelpe hvert barn til å forstå deres arbeidsminneprofil for å styrke selvforsvaret og bruk av strategier for å øke akademisk prestasjon.
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av finansiering fra National Institutes of Health NIDCD Grant # R01 DC010784. Vi er dypt takknemlige for de ansatte, forskningsmedlemmer, skoleadministratorer, lærere, barn og familier som deltok. Nøkkelpersonell inkludert (i alfabetisk rekkefølge) Gary Carstensen, Cecilia Figueroa, Karen Guilmette, Trudy Kuo, Bjorg LeSueur, Annelise Pesch og Jean Zimmer. Mange studenter bidro også til dette arbeidet, inkludert (i alfabetisk rekkefølge) Genesis Arizmendi, Lauren Baron, Alexander Brown, Nora Schlesinger, Nisha Talanki og 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. |