Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Vurdering af arbejdshukommelse hos børn: Det omfattende vurderingsbatteri for børn - Arbejdshukommelse (CABC-WM)

Published: June 12, 2017 doi: 10.3791/55121
Automatic Translation
1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 1
1Communication Sciences and Disorders, MGH Institute of Health Professions, 2Speech and Hearing Science, Arizona State University, 3Speech, Language, and Hearing Sciences, University of Arizona, 4Department of Psychological Sciences, University of Missouri-Columbia, 5Sanford School of Social and Family Dynamics, Arizona State University, 6School of Social and Behavioral Sciences, New College of Interdisciplinary Arts and Sciences, Arizona State University - West

Summary

Arbejdshukommelse forudsiger en betydelig varians for en række kognitive opgaver, herunder tale, læsning og skrivning. Der er dog kun få værktøjer til at vurdere arbejdshukommelse hos børn. Vi præsenterer et innovativt, computerbaseret batteri, der i vid udstrækning vurderer forskellige komponenter i arbejdshukommelse hos børn i skolealderen.

Abstract

Det omfattende vurderingsbatteri for børn - Working Memory (CABC-WM) er et computerbaseret batteri designet til at vurdere forskellige komponenter i arbejdshukommelsen hos unge børn i skolealderen. Arbejdshukommelsesunderskud er blevet identificeret hos børn med sprogbaserede indlæringsvanskeligheder, herunder dysleksi 1 , 2 og sproglidelse 3 , 4 , men det er ikke klart, om disse børn udviser underskud i underkomponenter i arbejdshukommelse, såsom visuospatial eller fonologisk arbejdshukommelse . CABC-WM administreres på en stationær computer med en touchscreen interface og blev specielt udviklet til at være engagerende og motiverende for børn. Selvom CABC-WM's langsigtede mål er at levere individualiserede arbejdshukommelsesprofiler hos børn, fokuserer den foreliggende undersøgelse på CABC-WM's første succes og brug for at måle central execuTive, visuospatial, fonologisk loop og bindende konstruktioner hos børn med typisk udvikling. Umiddelbare næste skridt er at administrere CABC-WM til børn med specifikke sprogindskrænkning, dysleksi og comorbide specifikke sproglidelser og dysleksi.

Introduction

Arbejdshukommelse er det begrænsede kapacitetssystem, der gør det muligt for en person at holde og manipulere indgående information mentalt, mens han gennemfører kognitive opgaver 5 , 6 . Individuelle forskelle i arbejdshukommelse påvirker kognitive, skolastiske og professionelle præstationer hos voksne 7 , 8 og børn 9 , 10 . På trods af sammenhængen mellem arbejdshukommelse og læring er der få diagnostiske værktøjer til rådighed til at evaluere arbejdshukommelsen i børn 11 , 12 .

Det omfattende vurderingsbatteri for børn - Working Memory (CABC-WM) blev designet til at vurdere arbejdshukommelse på sit mest elementære niveau som forudset af flere fremtrædende arbejdshukommelsesmodeller, herunder dem, der blev foreslået af Baddeley og kolleger= "Xref"> 5 , 13 , 14 og Cowan og kolleger 15 , 16 , 17 . Baddeley 14 foreslår fire separate arbejdshukommelseskomponenter: en central executive / attention controller, der fokuserer, skifter og deler opmærksomhed og forbinder langtids- og arbejdshukommelse; En visuospatial sketchpad, der indeholder visuel og rumlig information; Et fonologisk loop, der rummer talebaseret og anden akustisk information; Og en episodisk buffer, der danner en grænseflade blandt arbejdshukommelseskomponenter og binder information fra delsystemer og langtidshukommelse. På den anden side fremhæver Cowan, at arbejdshukommelse kan være en del af en større og mere enhedskonstruktion, der primært styres af opmærksomhedens opmærksomhed, ud over de centrale ledelses- og fonologiske lagrings- og øvelsesundersystemer 15 , 16 </ Sup> , 17 . CABC-WM indeholder 13 arbejdsminneopgaver, der måler den centrale ledelse (eller fokus på opmærksomhed), visuospatiale, fonologiske og bindende delsystemer i arbejdshukommelse. Vi havde til formål at tre foranstaltninger af hver konstruktion for at understøtte brugen af ​​latente variabler. Flere af opgaverne i CABC-WM blev modelleret efter opgaver, der oprindeligt var designet til voksne, der typisk har en højere tolerance end børn til komplekse opgaver. Vi tilpassede opgaverne for at gøre dem motiverende for børn ved at præsentere dem i et pirat-tema computerspil med visuelt tiltalende grafik, virtuelle belønninger og et touch-screen interface. Vi begrænsede også antallet af opgaver, der blev præsenteret i en enkelt forskningssession, og antallet af forsøg i hver opgave for at mindske sandsynligheden for træthed. Endelig for at øge batteriets pålidelighed er opgaver designet til at være nemme at administrere og score. Alle opgaver omfattede standardiserede instruktioner fremlagt af beregningenR som en del af hvert spil. De fleste opgaver har automatisk scoring, der reducerer muligheden for menneskelig fejl under databehandling. Detaljer om opgaverne findes i tabel 1 og beskrives nedenfor.

Centrale ledelsesopgaver

N-back auditory , N-back visuel og nummeropdatering opgaver vurderer central executive funktion. N-back- opgaven er en opdateringsopgave, der præsenterer en sekvens af stimuli, hvorefter emner bliver bedt om at bedømme, om en stimulus er den samme eller forskellig fra den foregående stimulus. N-back auditory opgaven præsenteres i sammenhæng med et robotband, der spiller forskellige instrumenter med forskellige toner. Børn lytter til tonerne i rækkefølge. Efter hver tone høres barnet, om den nye tone er den samme eller forskellig fra den foregående tone og reagerer ved at trykke på mærket samme / forskellige taster på tastaturet. Pilotdata viste, at a1-back-opgave var gennemførlig af ældre børn. Den N-tilbage Visuelle opgave er præsenteret i forbindelse med robotter, der spiller et spil med mønstrede spilstykker. Hvert spilstykke er et sort firkant med forskellige mønstre af hvide prikker. Børn ser en række individuelle spilstykker. Efter hvert stykke er vist, bestemmer de om mønsteret er ens eller forskelligt fra det foregående stykke og viser deres svar ved at trykke på mærket samme / forskellige nøgler på tastaturet. Igen viste pilotdata, at kun en 1-back-opgave var på det rette niveau for unge børn, der gennemførte dette batteri. Nummeropdateringsopgaven vurderer et barns evne til at opretholde oplysninger i arbejdshukommelsen og opdatere det, når der gives yderligere oplysninger. Denne opgave præsenteres i sammenhæng med en legetøjsfabrik, hvor barnets opgave er at holde styr på det løbende antal yoyos og bamser fremstillet. I første omgang vises børn to cifre for at huske, et tal for nummeretAf yoyos og den anden for antallet af bamser. Børnene vises derefter en tilføjelsesoperation ( f.eks. +1, +2 osv. ) For et af de cifre, som de bruger til at opdatere ciffertallet. Børn får fem operationer i rækkefølge, før tallene nulstilles og de begynder igen.

Fonologisk arbejdshukommelse

'Fonologisk arbejdshukommelse' er ansvarlig for mentalt at holde og manipulere akustisk og talebaseret information. Fonologisk arbejdshukommelse vurderes ved hjælp af 'ciffer span', 'cipher span-running' og 'nonword repetition' opgaver. Opgavens opgave kræver, at børn gentager lister, der varierer i længde fra 2-8 cifre. Denne opgave er præsenteret for børn i forbindelse med at spille et copycat spil med en robot. Barnet gentager hvad robotten siger, og prøver at huske så mange cifre i sekvensen som muligt. Den 'ciffer-spænding' opgave præsenteresI forbindelse med at spille et copycat spil med havmonster, der læser lister over tal på 7-10 cifre i længden; Men børn ved ikke, hvor mange cifre der vil blive præsenteret i en liste. Når listen er gennemført, bliver barnet bedt om at huske så mange cifre som muligt, i fremadrettet rækkefølge fra slutningen af ​​listen. I opgaverne "nonword repetition" gentager børn nye ord ( fx 'genfad' og 'yitvodgoom'), som hjælper piraten med at bygge en slikbro over en flod.

Visuospatial arbejdshukommelse

'Visuospatial arbejdshukommelse' er komponenten af ​​arbejdshukommelse, som mentalt holder og manipulerer visuel og rumlig information. Visuospatial arbejdshukommelse vurderes med 'location span', 'location span-running', 'visual span' og 'visual span-running' opgaver. Placeringsopgaven kræver, at børn husker slutpunktsstedet for en række pilere, der lederEn pirat til begravet skat. Placeringen vises i en matrix med otte punkter, der udstråler fra midten af ​​skærmen i lige vinkler. Efter børn ser serien, peger de på så mange steder som de kan huske i rækkefølge. Opgavens spændingsopgave er den samme som placeringsopgaven, bortset fra at børn ikke ved, hvor mange steder der vil blive præsenteret. Opgaven 'visuel spænding' ligner opgaverne 'placering span'. Børn ser en serie på 1-6 individuelle sorte polygoner ( dvs. "gems" i forbindelse med spillet) vises på skærmen, en ad gangen. Efter at have set hver serie ses seks polygoner i en linje på skærmen. Børn vælger den rækkefølge, hvori de blev vist, ved hjælp af berøringsskærmen. Den visuelle spændingsopgave svarer til den visuelle spændingsopgave, bortset fra at børn ikke ved, hvor mange polygoner der vil blive vist. I slutningen af ​​sekvensen minder børnene om polygonerne i fOrward ordre. Spændvidderne varierer fra 3 til 6 polygoner.

Bindende opgaver

'Bindende opgaver' henviser til komponenten i arbejdshukommelse, der udgør en midlertidig grænseflade blandt de forskellige arbejdshukommelseskomponenter (fonologisk og visuospatial) og binder information inden for og på tværs af disse delsystemer og langtidshukommelse. Bindende opgaver omfatter 'fonologisk bindingsspænding', 'visuel bindingsspænding' og 'tværmodal binding'. Den 'phonological binding span' opgave kræver, at børn lærer parringer af ikke-tale lyde ( fx bip og toner) med enkelsydelige nonwords ( fx vope og meck). Denne opgave er præsenteret i forbindelse med robotter, der taler et specielt "robotsprog" for at bestille slik i en slikbutik. Børn starter med at høre en lyd med et ord i en rækkefølge, men opgaven stiger i vanskeligheder, indtil de hører op til fire lyd-ordet parringer i ensekvens. Opgavens visuelle bindingsopgave kræver, at børn husker to parrede stykker visuel information, f.eks. Hvor de enkelte polygoner er placeret i et 4 x 4 gitter. Spanlængden øges fra 1 til 6 polygoner. Når den sidste polygon i hvert forsøg er blevet vist, vises et identisk, blankt 4 x 4 gitter på skærmen ud for et felt af de seks valgfrie polygoner. Børn bruger berøringsskærmen til at vælge og trække polygonerne til deres rette placering i nettet. Børn får lov til at flytte polygoner rundt om nettet, indtil de er tilfredse med deres valg. "Cross-modal binding" kræver bindingen af ​​auditiv nonwords ( fx koov og geem) med sorte polygonformer. Denne opgave præsenteres i sammenhæng med at lære navnet på spilstykker. Da hver enkelt polygon er vist i midten af ​​skærmen, hører børn et 1-stavelsesord som er parret med polygonen. Hver prøve varierer i antallet af præsenterede par, der spænder fra 1 til 6. EfterSidste par er præsenteret, vises en markeringsskærm, der viser feltet på seks polygoner. Børn hører hvert ordord, en ad gangen, og bruger berøringsskærmen til at angive polygonen, der går med det ord. Nonwords afspilles ikke i den rækkefølge, de blev præsenteret for.

CABC-WM administration og resultater

Protokollen til administration af CABC-WM er beskrevet nedenfor. Derefter gives resultaterne af CABC-WM-foranstaltningerne og rapporteret opgave pålidelighed for en stikprøve af typisk udviklende børn. Det præsenterede CABC-WM batteri administreres på en stationær computer med en touchscreen monitor ved hjælp af en pirat-tema kontekst til spillene. Barnet sidder direkte foran berøringsskærmen. En forskningsassistent sidder ved siden af ​​barnet for at overvåge barnets opmærksomhed eller behov for pauser. Assistenten registrerer også data for de opgaver, der ikke automatisk registreres af computerprogrammet (se nedenfor). Til slutAf hver opgave, beder CABC-WM barnet om at vælge den næste opgave. Efter at den sidste opgave er afsluttet i forskningsessionen, afsluttes CABC-WM ved at lade barnet købe varer til sin pirat avatar i en virtuel butik.

Alle opgaver begynder med et sæt træningsforsøg, som barnet skal passere, før man går videre til testforsøg. Hvis et barn ikke kan bestå træningsforsøg efter fem forsøg, ophører opgaven. Se tabel 1 for individuelle opgave detaljer, herunder: anvendte stimuli, betingelser, antal træningsforsøg og opgaveforsøg, gennemsnitlig opgavelængde og afhængige variabler.

Protocol

Alle procedurer, der er beskrevet nedenfor, blev godkendt af de menneskelige forskningsetiske review boards på de deltagende institutioner.

1. Forberedelse og sæde

  1. Først skal du sætte barnet foran computeren og passe ham med et justerbart headset / mikrofon kombinationssæt. Brug en hovedtelefon splitter til at forbinde et sæt af hovedtelefoner, som assistenten vil bære under administrationen af ​​batteriet.
    BEMÆRK: Ved hjælp af protokollen administreres en assistent ved siden af ​​barnet for at overvåge barnets opmærksomhed på opgaverne; At indtaste responsdata som beskrevet nedenfor; Og for at sikre barnets troskab til CABC-WM-protokollen ( f.eks. For at sikre, at barnet bruger sin dominerende hånd til at reagere, går til computerskærmen osv. ).

2. Indledende instruktioner til emnet

  1. Oplys barnet om at bruge touchscreen interface til at vælge en pirat avatarSom han vil bruge i hele spillet.
    BEMÆRK: Inden for spillet vil barnet krydse et virtuelt hav for at fuldføre 13 arbejdsminneopgaver fordelt på fire øer (hver ø er afsluttet på en anden dag for at forhindre træthed). Se figur 1 . Individuelle opgaver er repræsenteret af ikoner ( f.eks . Forskellige ikoner af legetøj på Toy Island). Opgaver er randomiseret over børn; Dermed vælger computeren tilfældigt ordreopgavepræsentationen for hvert barn.

3. Valg af Avatar

  1. Når du har valgt piratnavnet, skal du rette barnet til at vælge en ø, der skal udfyldes. Oplys barnet om at vælge et af billedikoner på den valgte ø, som vil starte en opgave.
    BEMÆRK: Hver ø har 3-5 opgaver (se figur 1 ), som hver især er repræsenteret af billedikoner. Opgaver er tilfældigt præsenteret af CABC-WM, så et bestemt billedikon er ikke nødvendigvis forbundet medEn særlig opgave. For hver opgave vises en introduktionsskærm først, som signalerer til assistenten, hvilke materialer der er nødvendige ( fx fjernelse af tastaturet, placering af etiketter på tastaturet osv.) Til den specifikke opgave.
    1. Når materialerne er ordentligt anbragt, skal du bede assistenten om at trykke på 9- tasten på taltastaturet med 10 taster for at starte opgaven. Når et barn har fuldført en opgave (som beskrevet i protokollen nedenfor), vises den valgte ø og barnet vælger den næste opgave. Sessionen fortsætter, indtil alle opgaver på øen er afsluttet.
      BEMÆRK: Alle opgaver i CABC-WM er fortalt af en pirat, der leverer standardiserede verbale instruktioner til hver opgave. Hver opgave er kategoriseret nedenfor i henhold til hver arbejdshukommelseskomponent, herunder: 1) Central executive, 2) Fonologisk arbejdshukommelse, 3) Visuospatial arbejdshukommelse, og 4) Binding. Omfattende beskrivelser af hver opgave blev givet ovenfor i introduktionen af ​​manumanuskript.

4. Centralforvaltningsopgaver

  1. N-back Auditory
    1. Læs instruktionsskærmen, der vises, når barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionen. Placer tastaturet foran barnet, og læg et grønt klistermærke på C- tasten og et rødt klistermærke på M- tasten. Tryk på 9 på 10-tasterne for at starte opgaven for barnet. Sørg for, at barnet angiver sit svar ved at vælge den respektive mærkede tast på tastaturet.
      BEMÆRK: Den røde klistermærke repræsenterer forskellige, og den grønne klistermærke repræsenterer samme; Det er sådan, barnet angiver det samme / forskelsrespons i denne opgave. CABC-WM-fortælleren instruerer barnet om at bedømme, om en auditiv stimulus ( dvs. aton) er den samme eller forskellig fra den foregående stimulus.
  2. N-tilbage Visual
    1. Læs instruktionsskærmenSom vises efter at barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionsperioden. Placer tastaturet foran barnet, og læg et grønt klistermærke på C- tasten og et rødt klistermærke på M- tasten. Tryk på 9 på 10-tasterne for at starte opgaven for barnet
      BEMÆRK: Den røde klistermærke repræsenterer 'anderledes' og den grønne klistermærke repræsenterer samme; Det er sådan, barnet angiver det samme / forskelsrespons i denne opgave. CABC-WM fortælleren instruerer barnet om at bedømme, om en visuel stimulus ( dvs. et "spilstykke") er ens eller forskellig fra den umiddelbart forudgående visuelle stimulus.
    2. Sørg for, at barnet angiver sit svar ved at vælge den respektive mærkede tast på tastaturet.
  3. Nummer opdatering
    1. Læs instruktionsskærmen, der vises, når barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionen. Direkte barnet til visuelt påHar tendens til to tal præsenteret på computerskærmen og til de efterfølgende tilføjelsesoperationer. Tryk på 9 på 10-tasterne for at starte opgaven for barnet.
      BEMÆRK: Barnet vises to tal på skærmen. Børnen gives i rækkefølge en række af fem tilføjelsesoperationer, der anvendes til tallene. Efter hver operation giver barnet et verbalt løbende antal af de to tal.
    2. Når barnet mundtligt giver løbeantalet ( f.eks. 2, 3 eller 2,4) for hvert forsøg, skal du teste barnets svar på 10-tastens nummerpude, som automatisk viderefører opgaven til det næste forsøg.

5. Fonologiske arbejdshukommelsesopgaver

  1. Ciffer spænding
    1. Læs instruktionsskærmen, der vises, når barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionen.
      BEMÆRK: CABC-WM fortælleren instruerer barnet om at lytte til sekvenser af cifre, der stigerI længden og gentage så mange cifre, som han kan huske.
    2. Placer tastaturet uden for barnets rækkevidde (assistenten taster barnets svar). Tryk på '9' på taltastaturet med 10 taster for at starte opgaven for barnet. Efter hvert forsøg skal du indtaste de cifre, som barnet gentager i 10-tastens nummerblok, uanset om svaret er korrekt, på tastaturet.
      BEMÆRK: CABC-WM scorer barnets svar som korrekte, hvis de gentagne tal er i den rigtige rækkefølge. Assistenten dømmer ikke nøjagtigheden af ​​barnets svar, men taster simpelthen barnets svar på programmet for at analysere og score computeren.
  2. Ciffer Span - Running
    BEMÆRK: CABC-WM fortælleren instruerer barnet til at lytte til lister over tal, der spænder i spænd på 7-10 cifre i længden, og derefter gentage så mange numre (i fremadrettet rækkefølge) i slutningen af ​​sekvensen.
    1. Læs instruktionsskærmen detVises, efter at barnet har valgt opgaveikonet på den valgte ø i sessionen. Placer tastaturet uden for barnets rækkevidde (assistenten taster barnets svar). Tryk på '9' på taltastaturet med 10 taster for at starte opgaven for barnet. Efter hvert forsøg skal du indtaste de cifre, som barnet gentager i 10-tastens nummerpude på tastaturet.
      BEMÆRK: CABC-WM scorer barnets svar som korrekte, hvis de gentagne tal er i den rigtige rækkefølge. Assistenten dømmer ikke nøjagtigheden af ​​barnets svar, men taster simpelthen barnets svar på programmet for at analysere og score computeren.
  3. Nonword Repetition
    1. Læs instruktionsskærmen, der vises, når barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionen.
      BEMÆRK: CABC-WM fortælleren instruerer barnet om at gentage en række nonwords ( f.eks. Genfad og yitvadgoom) så præcist som muligt.
      2. f.eks . Siger barnet, "Jeg ved ikke" eller svarer ikke), tryk på M- tasten for at angive, at der ikke blev foretaget et forsøg, og det næste forsøg vil begynde.

6. Visuospatiale Arbejdshukommelsesopgaver

BEMÆRK: I starten af ​​hver opgave giver CABC-WM fortælleren instruktioner til barnet.

  1. Placeringsspænding
    1. Læs instruktionsskærmen, der vises, når barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionen. Placer tastaturet utilgængeligt for barnet. Tryk på '9' på taltastaturet med 10 taster for at starte opgaven for barnet. OvervågBarnets opmærksomhed på opgaven, der kræver, at han husker en række steder på computerskærmen, og mens han reagerer ved at berøre skærmen for at gøre sine valg.
  2. Placering Span - Running
    1. Læs instruktionsskærmen, der vises, når barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionen. Placer tastaturet utilgængeligt for barnet. Tryk på '9' på taltastaturet med 10 taster for at starte opgaven for barnet.
    2. Overvåg barnets opmærksomhed på opgaven, mens han minder om, i fremadrettede rækkefølge, så mange steder præsenteret fra slutningen af ​​en række uforudsigelige længder. Når barnet rører skærmen for at reagere, skal barnet vælge NEXT- knappen, en cirkel i nederste højre hjørne af skærmen, der er mærket NEXT, for at fremme CABC-WM til næste forsøg.
  3. Visuel spænding
    1. Læs instruktionsskærmen, der visesFor barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionen. Placer tastaturet utilgængeligt for barnet. Tryk på '9' på taltastaturet med 10 taster for at starte opgaven for barnet. Overvåg barnets opmærksomhed på opgaven, mens han, når han bliver bedt om det, bruger berøringsskærmen til at vælge rækkefølgen af ​​præsenterede polygoner i spændinger på 2-6 længder.
  4. Visuel Span - Løb
    1. Læs instruktionsskærmen, der vises, når barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionen. Placer tastaturet utilgængeligt for barnet. Tryk på '9' på taltastaturet med 10 taster for at starte opgaven for barnet.
    2. Overvåg barnets opmærksomhed på opgaven, mens han / hun anvender berøringsskærmen, når han bliver bedt om det, for at vælge rækkefølgen af ​​polygoner, som han kan huske i fremadrettet rækkefølge, så mange polygoner som muligt fra en uforudsigelig spændvidde. Når barnet rører skærmen for at reagere, skal du sørge for at barnet vælger 'NEXT'9; Knappen, en cirkel i nederste højre hjørne af skærmen, der er mærket 'NEXT', for at fremme CABC-WM til næste prøveversion.

7. Bindende opgaver

  1. Phonological Binding Span
    1. Læs instruktionsskærmen, der vises, når barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionen. Placer tastaturet utilgængeligt for barnet. Tryk på '9' på taltastaturet med 10 taster for at starte opgaven for barnet.
    2. Lyt til barnets verbale svar, når han bliver bedt om det ordet, der var parret med ikke-tale lyden. Hvis barnet foretager et rimeligt forsøg, skal du trykke på C-tasten for at angive, at der blev foretaget et forsøg og at fremme opgaven til næste forsøg. Hvis barnet ikke gør et rimeligt forsøg ( f.eks . Siger barnet 'Jeg ved det ikke' eller svarer ikke), tryk på 'M'-tasten for at angive, at der ikke blev foretaget et forsøg og at tillade det næste forsøg atbegynde.
  2. Visual Binding Span
    1. Læs instruktionsskærmen, der vises, når barnet vælger opgaveikonet på den valgte ø i sessionen. Placer tastaturet utilgængeligt for barnet. Tryk på '9' på taltastaturet med 10 taster for at starte opgaven for barnet.
    2. Når barnet er præsenteret med polygoner i deres respektive placeringer på skærmen (stigende i længde fra 1 til 6 polygoner ad gangen for hvert forsøg) skal du overvåge barnet, mens han bruger berøringsskærmen til at flytte polygonerne til de netsteder, han minder om . Når barnet har afsluttet sine valg, skal det sikres, at barnet vælger knappen "NEXT", en cirkel i nederste højre hjørne af skærmen, der er mærket "NEXT", for at fremme CABC-WM til næste prøveperiode.
  3. Cross-Modal Binding
    1. Læs instruktionsskærmen, der vises, efter at barnet har valgt opgaveikonet på den valgte ø isession. Placer tastaturet utilgængeligt for barnet. Tryk på '9' på taltastaturet med 10 taster for at starte opgaven for barnet.
    2. Da barnet er præsenteret med en polygon til at mærke efter at have studeret polygon-ordet parringer i spændinger på 1-6 parringer, skal du overvåge barnets svar. Hvis barnet foretager et rimeligt forsøg, skal du trykke på 'C'-tasten for at angive, at der blev foretaget et forsøg og at fremme opgaven til næste forsøg. Hvis barnet ikke gør et rimeligt forsøg ( f.eks . Siger barnet 'Jeg ved ikke' eller svarer ikke), tryk på 'M'-tasten for at angive, at der ikke blev lavet et forsøg og at lade det næste forsøg starte

Representative Results

CABC-WM blev administreret til 168 børn med typisk udvikling, som var indskrevet eller lige afsluttet anden klasse (middelalder = 7; SD = 4,99 måneder). Børn opfyldte også følgende inklusionskriterier: a) havde ingen historie om neuropsykiatriske lidelser ( fx ADHD eller autismespektrumforstyrrelse), b) havde ingen historie om at modtage særlige uddannelsestjenester c) talte engelsktalende engelsk d) ikke havde gentaget en karakter , E) havde en standard score> 30 procentpoint på Goldman-Fristoe-testen af ​​artikulering -2 (GFTA) 18 , f) havde en standard score> 87 på kerne-sprogkompositten af ​​den kliniske evaluering af sproggrundlag-fjerde udgave ( CELF-4) 19 , g) havde en 2. klasse kompositstandard> 95 på test af ordlæsningseffektivitet, anden udgave (TOWRE-2) 20 og h) havde en standard score> 74 på NonverbalIndeks for Kaufman Assessment Batteri for Børn (K-ABC) 21 . Tabel 2 præsenterer passater, midler, standardafvigelser og rækkevidde af scoringer på tværs af hver opgave. Nogle børn gennemførte ikke alle opgaver. I nogle tilfælde skyldtes dette udstyrssvigt (ca. 4%) eller fordi barnet ikke var i stand til at overføre træningsfasen i en opgave. For børn, der har bestået træningsfasen, observerede vi ingen gulv- eller loftseffekter, hvilket tyder på, at opgaverne var udviklingsmæssigt egnede til at opfange en række forestillinger på tværs af børn. Baseret på træningssucces var de sværeste opgaver at bestå, 'censur-spænding' og 'visuel spænding' med henholdsvis henholdsvis 70,7% og 80,4%. Alle andre opgaver blev bestået af mindst 90% af børnene.

Opgaver fra CABC-WM er blevet brugt til at teste pasningen af ​​fremtrædende modeller af arbejdshukommelse 22 . Baseret på co CABC-WM's opgaver blev brugt til at definere en endelig model af arbejdshukommelse, der bedst kan beskrives som en kombination af Cowans trefaktor-indlejrede processer, model 15 , 16 af centralkonsulent, opmærksomhedsfokus og fonologisk Opbevaring og repetition med Baddeley og Hitchs trefaktormodel 5 af den centrale udøvende, visuospatiale sketchpad og phonological loop (se figur 2 ). Den første identificerede faktor i den kombinerede model, den centrale ledelse, omfattede n- back-opgaverne og opdateringsopgaven. Den anden faktor var fokus for opmærksomhed / visuospatial sketchpad. Opgaver, der indlæses på denne faktor, omfattede traditionelle visuelt baserede opgaver, såsom visuel spænding og placeringsspænding, men indeholdt også løbende opgaver, der som beskrevet ovenfor er de opgaver, der har en uforudsigelig listelængde, der ikke tillader repetition> 23 , 24 . Den tredje identificerede faktor, det phonologiske lagrings- og repetitions / fonologiske loop, omfattede de opgaver, der involverer tale og auditiv stimuli, såsom cifre, fonologisk binding og ikke-ord gentagelse. Se Gray et al. 22 for en komplet anmeldelse. Disse repræsentative resultater bekræfter anvendeligheden af ​​CABC-WM's opgaver til måling af diskrete komponenter i arbejdshukommelsen i den nuværende stikprøve af børn.

Pålidelighed

Pålideligheden af ​​CABC-WM 22- opgaverne blev vurderet ved at beregne split-halve og split-tredje koefficienter (som er særlige tilfælde af den mere generelle K-split-koefficient 25 , 26 , 27 ). En fuldstændig beskrivelse af hvordan vi deler produkter kan fås fra tHan første forfatter Pålidelighed for hver opgave er vist i tabel 3 . De fleste pålideligheder var moderate til høje i værdi, hvilket viser, at størstedelen af ​​de enkelte opgaver i CABC-WM er pålidelige. Bindingsopgaverne viste lavere pålideligheder, hvilket kræver yderligere efterforskning.

figur 1
Figur 1: Distribution af fungerende hukommelsesopgaver over øerne i CABC-WM. Øreordre og opgaveordre blev randomiseret for hvert barn. Opgaverne blev fordelt på tværs af øer for at modvirke præsentationen og til at standardisere den tid, der kræves for at færdiggøre øen. (Forkortelser: VSS: Visuospatial arbejdshukommelse; PL: Fonologisk arbejdshukommelse; CE: Central Executive; BT: Bindingopgaver

Figur 2
et al. 22 for yderligere detaljer. (* Gengivet med tilladelse fra Gray et al. ) 22 .

Opgavenavn Stimuli bruges Betingelser eller prøvetyper Antal træningsblokke og forsøg (i parentes) Kriterium for bestået træning Antal forsøg Opgavelængde (minutter) Afhængig variabel (r)
Centrale ledelsesopgaver
N-back Auditory (Opdatering) • Toner
• Billede af robotbånd 		• Samme
• Forskellige 		1 træningsblok:
• Same (3)
• Forskellige (3) 		4/6 54 (3 blokke hver med 9 samme, 9 forskellige) 6.5 Gennemsnitlig nøjagtighed for samme og forskellige forsøg kombineret
N-back Visual (Opdatering) • Billeder af sorte firkanter med hvide prikker • Samme
• Forskellige 		1 trænings blok:
• Samme (3)
• Forskellige (3) 		4/6 54 (3 blokke hver med 9 samme, 9 forskellige) 7.5 Gennemsnitlig nøjagtighed for samme og forskellige forsøg kombineret
Nummeropdatering (opdatering) • Visuel præsentation af tal og operationer n / a 2 træningsblokke:
• Hver blok (5) 5/5 hver blok 		15 (3 blokke hver med 5 forsøg) 7.2 Gennemsnitlig nøjagtighed for alle forsøg
Fonologiske Arbejdshukommelsesopgaver
Ciffer spænding • Auditive optagelser af cifre 1-9 (undtagen 7 fordi det er 2 stavelser) Span længde (2-8 cifre) 1 trænings blok:
• 2 forsøg 		2/2 14 (2 forsøg i hver spændvidde fra 2-8 cifre) 4,5 Antallet af forsøg er korrekt ved hver spændvidde x spændvidde og derefter summen af ​​produkter
Ciffer Span - Running • Auditive optagelser af cifre 1-9 (undtagen 7 fordi det er 2 stavelser) Span længde (7-10 cifre) 3 træningsblokke:
• 3 forsøg 		Mindst 1 korrekt for hver af 3 blokke 12 (3 forsøg i hver spændvidde fra 7-10) 6 AveRage antal cifre, der er tilbagekaldt i den korrekte rækkefølge
Nonword Repetition • Auditive optagelser af nonwords Ordlængde (2-5 stavelsesord) 1 trænings blok:
• 3 2-stavelsesord) 		3 forsøgt 16 nonwords (4 ved 2-, 3-, 4- og 5-stavlængder) 3 Antal nonwords gentaget med korrekte konsonanter ved hver stavelseslængde x stavelseslængde, og sum derefter produkter
Visuospatiale Arbejdshukommelsesopgaver
Placeringsspænding • En pil peger mod et sted arrangeret i et cirkulært mønster Span længde (2-6 steder) 3 træningsblokke:
• 1 sted (1)
• 2 steder (2) 		Mindst 1 på 1 sted og 1 på 2 steder 12 (2 forsøg i hver spændvidde fra 2-6 steder) 4,5
Placeringsspænding • En pil peger mod et sted arrangeret i et cirkulært mønster Span længde (5-8 pile) 3 træningsblokke:
• 6 steder (1)
• 7 steder (1)
• 8 steder (1) 		1/1 korrigere i hver længde 12 (3 forsøg i hver spændvidde fra 5-8 steder) 7.5 Gennemsnitligt antal steder, der er korrekt identificeret på tværs af alle forsøg
Visuel spænding • Svarte polygoner Span længde (1-6 polygoner) 1 træningsblok
• 1 polygon (1)
• 2 polygoner (2) 		3/3 12 (2 forsøg i hver spændvidde fra 1-6 polygoner) 6.5 Korrekt antal forsøg ved hver spændvidde x spændvidde og derefter summen af ​​produkter
Visuel Span - Løb • Svarte polygoner Span længde (3-6 polygoner) 1 træningsblok
• 3 polygoner (1)
• 4 polygoner (1) 		1 korrekt i hver længde 12 (3 forsøg i hver spændvidde fra 3-6 polygoner) 7 Gennemsnitligt antal polygoner korrekt identificeret i rækkefølge på tværs af alle forsøg
Bindende opgaver
Phonological Binding Span • Auditiv ikke-tale lyde (f.eks. Mekaniske lyde)
• Auditive optagelser af nonwords 		Span længde (1-4) 1 træningsblok
• 1 lyd-nonword pair (1)
• 2 lydformede par (1) 		2/2 forsøgt 20 lyd / nonword-parringer (2 forsøg hver med 1-4 par pr. Prøve) 5.2 Korrekt antal forsøg ved hver spændvidde x spændvidde og derefter summen af ​​produkter
Visual-Spatial Binding Span • Billede af et gitter
• Svarte polygoner 		Span længde (1-6 polygoner) 1 træningsblok
• 1 polygon (1)
• 2 polygoner (1) 		2/2 12 (2 forsøg i hver spændvidde fra 1-6 polygoner) 5.2 Korrekt antal forsøg ved hver spændvidde x spændvidde og derefter summen af ​​produkter
Cross-Modal Binding • Svarte polygoner
• Auditive optagelser af nonwords 		Span længde (1-6 polygoner) 1 træningsblok
• 1 ikke-ordspolygonpar (1)
• 2 ikke-ord-polygoner (2) 		2/2 12 (2 forsøg i hver spændvidde fra 1-6 polygoner) 6.5 Korrekt antal forsøg ved hver spændvidde x spændvidde og derefter summen af ​​produkter

Tabel 1: Opgaveoplysninger for Arbejdshukommelsesopgaver inkluderet i CABC-WM. Tabellen præsenterer de stimuli, der bruges til hver opgave, testede forhold, antal træningsforsøg, kriterier for at overføre træningsfasen, antal opgaveforsøg, gennemsnitlig opgavelængde og afhængige variabler for hver opgave.

Type opgave Pass Rate
(%) A 		N Betyde SD Minimum Maksimum
Nummeropdatering (nøjagtighed) 91 155 0,8 0,28 0,14 1
N-Back Visual (nøjagtighed) 94,8 147 0,77 0,17 0,3 0,96
N-Back Auditory (nøjagtighed) 98,7 151 0,84 0,14 0,43 1
Placeringsspænding (vægtet beløb) 100 151 10,59 5,99 0 30
Placering span løbende (gennemsnit) 93,4 152 1,31 0,66 0,08 3,25
Visuel spænding (vægtet beløb) 90,1 150 6,75 5,74 0 27
Visuel spænding (gennemsnit) 80,4 127 0,87 0,66 0,08 2,58
Ciffer span (vægtet beløb) 100 150 19.4 6,91 4 42
Ciffer spænding løbende (middel) 70,7 150 1,88 1.24 0,13 4,58
Nonword Repetition (vægtet beløb) 100 153 11,42 6.3 0 42
Cross-Modal binding (mean) 99,3 153 4,35 2,64 0 13
Fonologisk bindingsspænding 99,3 149 12.04 6,89 0 35
(Vægtet beløb)
Visuel binding (vægtet beløb) 93,4 145 4,77 3.17 0 16
Procenterne udelukker data, der blev udelukket på grund af udstyrsfejl, der opstod med en sats på 4,04% eller deltagersproblemer, som omfattede tilbagekaldelse fra undersøgelsen eller parretDeltager faldende for at fuldføre en aktivitet.

Tabel 2: Ydelse på hver CABC-WM-opgave med typisk udvikling af børn i 2. klasse. Den gennemsnitlige pass rate præsenteres for hver opgave. De indberettede midler er rå score for hver opgave. Procenterne udelukker data, der blev kasseret på grund af udstyrsfejl, der opstod med en hastighed på 4,04% eller deltagerproblemer, hvilket indeholdt tilbagetrækning fra undersøgelsen, eller en deltager faldende for at fuldføre en aktivitet.

Ikke-Word Rep (vægtet beløb)
Type opgave N Pålidelighed 95% CI af pålidelighed
Nummeropdatering (nøjagtighed) 139 0,95 [.93, .96]
Nummer Tilbage Visual (nøjagtighed) 148 0,86 [.81, .90]
Nummer Tilbage Auditiv (Nøjagtighed) 151 0,82 [.75, .87]
Placeringsspænding (vægtet beløb) 158 0,7 [.59, .78]
Placering span runde (middel) 146 0,93 [.91, .95]
Visuel spænding (vægtet beløb) 140 0,73 [.62, .81]
Visuel spænding (gennemsnit) 99 0,84 [.78, .89]
Ciffer span (vægtet beløb) 159 0,67 [.55, .76]
Ciffer span run (gennemsnit) 109 0,85 [.79, .89]
153 0,6 [.45, .71]
Cross-Modal bind (mean) 153 0,38 [.15, .55]
Fonologisk bindespænd (vægtet sum) 149 0,53 [.35, .66]
Visual bind (vægtet beløb) 145 0,51 [.32, .65]

Tabel 3: Pålidelighed af CABC-WM-opgaver. De rapporterede pålideligheder er afledt af split-halve og split-third koefficienter, som er særlige tilfælde af den mere generelle K-split koefficient 25 , 26 , 27 . De fleste pålideligheder var moderate til høj i værdi.

Discussion

CABC-WM blev udviklet til omfattende at vurdere arbejdshukommelse hos børn baseret på fremtrædende teorier om arbejdsminne. Flere opgaver vurderer central executive, fonologisk arbejdshukommelse, visuospatial arbejdshukommelse og bindingsfunktioner.

I øjeblikket gennemgår CABC-WM yderligere forbedring og testning. Til lejlighedsvis kan forskningsassistenten støde på tekniske problemer med CABC-WM-grænsefladen på grund af programmeringsfejl eller computerfejl. Forskerholdet giver alle assistenter en fejlfindingsmanual til at løse problemerne ( f.eks. Programmet kan blive fast på en skærm og har brug for manuel fremskridt) samt omfattende træning vedrørende overholdelse af fejlfindingsprotokollen. På grund af forskernes varighed kan børnets deltagere blive kede eller frustreret over programmet. Forskningsassistenter er uddannet til at rumme barnet med pauser som nødvendigt for at opretholde motivation ogOpmærksomhed på opgaverne. I sjældne tilfælde har computerprogrammet været kendt for at kræve en genstart for at fortsætte. I disse tilfælde, hvis administrationen blev afbrudt i midten af ​​opgaven, er opgaven ikke genanvendt, og disse data går tabt. Forskergruppen arbejder flittigt for at minimere disse begivenheder.

For nu skal hele forskningsbatteriet administreres, fordi børns præstationer på individuelle opgaver, der præsenteres uden for spilmiljøet, ikke er blevet vurderet. Vi gennemfører undersøgelser for at reducere antallet af varer i batteriet, for at vurdere validiteten og for at bestemme, hvordan ældre elementære børn udfører disse foranstaltninger. Forskningsversionen af ​​CABC-WM kræver fem 30 til 45 minutter at afslutte. Dette giver en omfattende vurdering af arbejdshukommelse for unge folkeskolebørn, der kan være af interesse for forskere, men i sin nuværende form er batteriet ikke praktisk for praktiserende. Gyldigheden af ​​at arbejde migMory modeller og opgave pålidelighed er blevet rapporteret til anden graders i USA De næste trin er at teste batteriet i et udvidet aldersgruppe af børn, for at reducere antallet af opgaver i batteriet og for at teste samtidig gyldighed.

Der er kun to kendte vurderinger, der er specielt designet til at måle arbejdshukommelse, som i øjeblikket er tilgængelig for børn 11 , 12 . CABC-WM repræsenterer et mere omfattende alternativ til disse foranstaltninger, administreret i en børnevenlig kontekst ( f.eks. Et computerspil) for at øge motivationen. Resultaterne tyder på, at CABC-WM-opgaver er pålidelige, når de administreres til andenhøjere med typisk udvikling.

Resultater fra den indledende prøve af børn i anden klasse bruges til at forfine CABC-WM-batteriet. De næste trin er at vurdere batteriets pålidelighed og gyldighed i et større aldersområde af børn. De langsigtede målAf denne forskning er at hjælpe pædagoger og familier med at forstå de individuelle arbejdshukommelsesstyrker og svagheder hos børn til at understøtte differentieret instruktion og at hjælpe hvert barn med at forstå deres arbejdshukommelsesprofil for at styrke deres selvfortalende og brug af strategier til at øge akademisk præstation.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af finansiering fra National Institutes of Health NIDCD Grant # R01 DC010784. Vi er dybt taknemmelige for personalet, forskningsassistenter, skoleledere, lærere, børn og familier, der deltog. Nøglepersonale inkluderet (i alfabetisk rækkefølge) Gary Carstensen, Cecilia Figueroa, Karen Guilmette, Trudy Kuo, Bjorg LeSueur, Annelise Pesch og Jean Zimmer. Mange studerende bidrog også til dette arbejde, herunder (i alfabetisk rækkefølge) Genesis Arizmendi, Lauren Baron, Alexander Brown, Nora Schlesinger, Nisha Talanki og Hui-Chun Yang.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jeffries, S., Everatt, J. Working memory: Its role in dyslexia and other specific learning disabilities. Dyslexia. 10 (3), 196-214 (2004).
  2. Smith-Spark, J., Fisk, J. R. Working memory functioning in developmental dyslexia. Memory. 15 (1), 34-56 (2007).
  3. Hoffman, L. M., Gillam, R. B. Verbal and spatial information processing constraints in children with specific language impairment. J Speech Lang Hear R. 47, 114-125 (2004).
  4. Marton, K., Schwartz, R. G. Working memory capacity and language processes in children with specific language impairment. J Speech Lang Hear R. 46, 1138-1153 (2003).
  5. Baddeley, A. D., Hitch, G. Working Memory. Psychol Learn Motiv. 8, Academic Press. New York, NY. 47-89 (1974).
  6. Miller, G. A., Galanter, E., Pribram, K. H. Plans and the structure of behavior. , Henry Holt and Co, Inc. New York, NY. (1960).
  7. Engle, R. W., Tuholski, S. W., Laughlin, J. E., Conway, A. R. A. Working memory, short-term memory, and general fluid intelligence: a latent-variable approach. J Exp Psychol Gen. 128, 309-331 (1999).
  8. Silber, K. H., Foshay, W. R. Handbook of Improving Performance in the Workplace, Instructional Design and Training Delivery. 1, Pfeiffer. (2009).
  9. Gathercole, S. E., Lamont, E., Alloway, T. P. Chapter 8 - Working Memory in the Classroom. Working Memory and Education. , Academic Press. Burlington, MA. 219-240 (2006).
  10. Cowan, N. Working Memory Underpins Cognitive Development Learning, and Education. Educ Psychol Rev. 26 (2), 197-223 (2014).
  11. Alloway, T. P. Automated Working Memory Assessment. , Pearson Assessment. London. (2007).
  12. Pickering, S. J., Gathercole, S. E. Working Memory Test Battery for Children. , Psychological Corporation. London. (2001).
  13. Baddeley, A. D. Working memory. , Clarendon Press. Oxford. Oxford Psychology Series #11 (1986).
  14. Baddeley, A. The episodic buffer: a new component of working memory? Trends Cogn Sci. 4 (11), 417-423 (2000).
  15. Cowan, N. Evolving conceptions of memory storage, selective attention, and their mutual constraints within the human information-processing system. Psychol Bull. 104 (2), 163-191 (1988).
  16. Cowan, N. The differential maturation of two processing rates related to digit span. J Exp Child Psychol. 72 (3), 193-209 (1999).
  17. Cowan, N., et al. On the capacity of attention: its estimation and its role in working memory and cognitive aptitudes. Cognitive Psychol. 51 (1), 42-100 (2005).
  18. Goldman, R., Fristoe, M. Goldman-Fristoe test of articulation -2. , American Guidance Service, Inc. Circle Pines, MN. (2000).
  19. Semel, E., Wiig, E. H., Secord, W. A. Clinical evaluation of language fundamentals. , 4th ed, American Guidance Service Inc. Circle Pines, MN. (2003).
  20. Torgesen, J., Wagner, R., Rashotte, C. Test of word reading efficiency. , 2nd ed, American Guidance Service Inc. Circle Pines, MN. (2012).
  21. Kaufman, A. S., Kaufman Kaufman, N. L. Kaufman assessment battery for children. , 2nd ed, American Guidacne Service, Inc. Circle Pines, MN. (2004).
  22. Gray, S., et al. The structure of working memory in young school-age children and its relation to intelligence. J Mem Lang. 92, 183-201 (2016).
  23. Crowder, R. G. Behavioral strategies in immediate memory. J Verb Learn Verb Be. 8 (4), 524-528 (1969).
  24. Hockey, R. Rate of presentation in running memory and direct manipulation of input processing strategies. Q J Exp Psychol. 25 (1), 104-111 (1973).
  25. Green, S., et al. Use of internal consistency coefficients for estimating reliability of experimental task scores. Psychon B R. , 1-14 (2015).
  26. Raju, N. S. A generalization of coefficient alpha. Psychometrika. 42, 549-565 (1977).
  27. Cronbach, L. J., Furby, L. How We Should Measure "Change"- or Should We? Psychol Bull. 74, 68-80 (1970).

Tags

Adfærd udgave 124 arbejdshukommelse fokus på opmærksomhed visuospatial fonologisk loop binding børn
Vurdering af arbejdshukommelse hos børn: Det omfattende vurderingsbatteri for børn - Arbejdshukommelse (CABC-WM)
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Cabbage, K., Brinkley, S., Gray, S., … More

Cabbage, K., Brinkley, S., Gray, S., Alt, M., Cowan, N., Green, S., Kuo, T., Hogan, T. P. Assessing Working Memory in Children: The Comprehensive Assessment Battery for Children – Working Memory (CABC-WM). J. Vis. Exp. (124), e55121, doi:10.3791/55121 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter