Waiting
Login processing...

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

Behavior

Bedömning av arbetsminne hos barn: Det omfattande bedömningsbatteriet för barn - arbetsminne (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

Arbetsminne förutsäger en betydande mängd varians för en mängd olika kognitiva uppgifter, inklusive tal, läsning och skrivning. Dock finns få verktyg tillgängliga för att bedöma arbetsminne hos barn. Vi presenterar ett innovativt, datorbaserat batteri som i stor utsträckning utvärderar olika komponenter i arbetsminnet hos barn i skolåldern.

Abstract

Det omfattande bedömningsbatteriet för barn - Working Memory (CABC-WM) är ett datorbaserat batteri som är utformat för att bedöma olika komponenter i arbetsminnet hos unga skolbarn. Arbetsminnesunderskott har identifierats hos barn med språkbaserade inlärningssvårigheter, däribland dyslexi 1 , 2 och språkavbrott 3 , 4 , men det är inte klart om dessa barn uppvisar underskott i underkomponenter av arbetsminne, såsom visuospatial eller fonologiskt arbetsminne . CABC-WM administreras på en stationär dator med ett pekskärmsgränssnitt och utvecklades speciellt för att vara engagerande och motiverande för barn. Även om CABC-WM: s långsiktiga mål är att tillhandahålla individuella arbetsminneprofiler hos barn, fokuserar den här studien på CABC-WM: s första framgång och nytta för att mäta centrala execuTive, visuospatial, fonologisk loop och bindande konstruktioner hos barn med typisk utveckling. Omedelbara nästa steg är att administrera CABC-WM till barn med specifikt funktionsnedsättning, dyslexi och comorbid specifikt språkförlust och dyslexi.

Introduction

Arbetsminne är det begränsade kapacitetssystemet som gör det möjligt för en individ att mentalt hålla och manipulera inkommande information samtidigt som man fyller kognitiva uppgifter 5 , 6 . Individuella skillnader i arbetsminne påverkar kognitiv, skolastisk och professionell prestation hos vuxna 7 , 8 och barn 9 , 10 . Trots sambandet mellan arbetsminne och lärande finns få diagnostiska verktyg tillgängliga för att på ett omfattande sätt utvärdera arbetsminnet i barn 11 , 12 .

Det omfattande bedömningsbatteriet för barn - Working Memory (CABC-WM) var utformat för att bedöma arbetsminnet på sin mest elementära nivå, vilket förutses av flera framstående arbetsminnemodeller, inklusive de som föreslagits av Baddeley och kollegor= "Xref"> 5 , 13 , 14 och Cowan och kollegor 15 , 16 , 17 . Baddeley 14 föreslår fyra separata arbetsminneskomponenter: en central chef / uppmärksamhetskontroll som fokuserar, byter och delar upp uppmärksamhet och länkar långsiktigt och arbetsminne; En visuospatial sketchpad som rymmer visuell och rumslig information; En fonologisk loop som rymmer talbaserad och annan akustisk information; Och en episodisk buffert som utgör ett gränssnitt bland arbetsminneskomponenter och binder information från delsystem och långsiktigt minne. Däremot förklarar Cowan att arbetsminnet kan ingå i en större, mer enhetlig konstruktion, som främst styrs av uppmärksamhetsfokus, förutom centrala och fonologiska lagrings- och repetitions delsystem 15 , 16 </ Sup> , 17 . CABC-WM innehåller 13 arbetsminnesuppgifter som mäter den centrala verkställaren (eller fokusen på uppmärksamhet), visuospatiala, fonologiska och bindande delsystem i arbetsminne. Vi syftade till tre åtgärder av varje konstruktion för att stödja användningen av latenta variabler. Flera av de uppgifter som ingår i CABC-WM modellerades efter uppgifter som ursprungligen utformades för vuxna, som vanligtvis har högre tolerans än barn för komplexa uppgifter. Vi anpassade uppgifterna för att göra dem motiverande för barn genom att presentera dem i ett piratdessat dataspel med visuellt tilltalande grafik, virtuella belöningar och ett pekskärmsgränssnitt. Vi begränsade också antalet uppgifter som presenterades i en enda forskningsperiod och antalet försök i varje uppgift för att minska sannolikheten för trötthet. Slutligen, för att öka batteriets tillförlitlighet, var uppgifterna utformade för att vara lätta att administrera och göra. Alla uppgifter inkluderade standardiserade instruktioner presenterade av beräkningenR som en del av varje spel. De flesta av uppgifterna har automatiserad poäng som minskar möjligheten till mänskligt fel vid databehandling. Uppgifter om uppgifterna finns i tabell 1 och beskrivs nedan.

Centrala verkställande uppgifter

N-back auditory , N-back visuella och nummer uppdatering uppgifter bedöma centrala verkställande funktion. N-back- uppgiften är en uppdateringsuppgift som presenterar en sekvens av stimuli, varefter ämnen bedöms bedöma huruvida en stimulans är densamma eller annorlunda än föregående stimulans. N-back auditory uppgiften presenteras i samband med ett robotband som spelar olika instrument med olika toner. Barn lyssnar på tonerna i följd. När varje ton hörs bestämmer barnet huruvida den nya tonen är densamma eller annorlunda än den föregående tonen och svarar genom att trycka på märkta samma / olika tangenter på tangentbordet. Pilotdata visade att a1-back-uppgiften var genomförbar av barn i åldersgränsen. N-back Visual- uppgiften presenteras i samband med robotar som spelar ett spel med mönstrade spelstycken. Varje spelbit är en svart fyrkant med olika mönster av vita prickar. Barn ser en serie enskilda spelbitar. Efter varje stycke visas, bestämmer de om mönstret är samma eller annorlunda än föregående stycke och visar deras svar genom att trycka på märkta samma / olika tangenter på tangentbordet. Återigen visade pilotdata att endast en 1-back-uppgift var på lämplig nivå för små barn som fullbordade detta batteri. Nummeruppdateringsuppgiften bedömer ett barns förmåga att behålla information i arbetsminnet och uppdatera det när ytterligare information lämnas. Denna uppgift presenteras i samband med en leksaksfabrik där barnets uppgift är att hålla koll på hur många yoyos och nallebjörnar som tillverkas. Initialt visas barn två siffror att komma ihåg, en siffra för numretAv yoyos och den andra för antalet nallebjörnar. Barnen visas sedan en tilläggsoperation ( t.ex. +1, +2, etc. ) för ett av siffrorna, som de använder för att uppdatera siffran totalt. Barn ges fem operationer i följd innan siffrorna återställs och de börjar igen.

Fonologiskt arbetsminne

'Fonologiskt arbetsminne' ansvarar för mentalt innehav och manipulering av akustisk och talbaserad information. Fonologiskt arbetsminnesvärde bedöms med hjälp av "siffra", "siffra för spänning" och "nonword repetition" -uppgifter. Uppgiften "siffror" kräver att barnen upprepar listor som varierar i längd från 2-8 siffror. Denna uppgift presenteras för barn i samband med att spela ett copycat spel med en robot. Barnet upprepar vad roboten säger och försöker komma ihåg så många siffror i sekvensen som möjligt. Uppgiften "ciffer span-running" presenterasI samband med att spela ett copycat-spel med havsmonster som läser listor med siffror 7-10 siffror; Barn vet emellertid inte hur många siffror som ska presenteras i en lista. När listan är färdig uppmanas barnet att återkalla så många siffror som möjligt, i framåtriktad ordning, från slutet av listan. I uppgiften "nonword repetition" upprepar barn nya ord ( t.ex. "genfad" och "yitvodgoom") som hjälper piraten att bygga en godisbro över en flod.

Visuospatial arbetsminne

"Visuospatial arbetsminne" är den del av arbetsminne som mentalt rymmer och manipulerar visuell och rumslig information. Visuospatialt arbetsminnesvärde bedöms med "platssteg", "spänningsläge", "visuell spänning" och "visuell spänningslösning" -uppgifter. Platsuppgiften kräver att barnen kommer ihåg slutpunkten för en serie pilar som lederEn pirat till begravd skatt. Platsen visas i en serie med åtta prickar som utstrålar från skärmens mitt i likvärdiga vinklar. Efter barn ser serien, pekar de på så många platser som de kan komma ihåg i följd. Uppgiften "Platssträckning" är densamma som platsens uppgift, förutom att barn inte vet hur många platser som ska presenteras. Uppgiften "visuell spänning" liknar "uppgiftstiden" -uppgiften. Barn ser en serie med 1-6 enskilda svarta polygoner ( dvs "ädelstenar" i samband med spelet) visas på skärmen, en i taget. Efter att ha sett varje serie visas sex polygoner i en rad på skärmen. Barn väljer den ordning i vilken de visade sig, med hjälp av pekskärmen. Den visuella spännings-uppgiften liknar den visuella spänningsuppgiften förutom att barn inte vet hur många polygoner som kommer att visas. I slutet av sekvensen återkallar barnen polygoner i fOrward order. Spännlängden varierar från 3 till 6 polygoner.

Bindande uppgifter

"Bindande uppgifter" hänvisar till komponenten i arbetsminnet som utgör ett tillfälligt gränssnitt mellan olika arbetsminneskomponenter ( t.ex. fonologisk och visuospatial) och binder information inom och över dessa delsystem och långsiktigt minne. Bindande uppgifter inkluderar "fonologisk bindning", "visuell bindning" och "crossmodal bindning". Uppgiften "fonologisk bindning" kräver att barnen lär sig parning av icke-talljud ( t.ex. pip och toner) med enkelspåriga nonwords ( t.ex. vope och meck). Denna uppgift presenteras i samband med robotar som talar ett speciellt "robot språk" för att beställa godis i en godisaffär. Barn börjar med att höra ett ljud med ett ord i en sekvens, men uppgiften ökar i svårigheter tills de hör upp till fyra ljud-ordet parningar i ensekvens. Uppgiften "visuell bindning" kräver att barnen kommer ihåg två parade bitar av visuell information, till exempel där enskilda polygoner finns i ett 4 x 4 rutnät. Spännlängden ökar från 1 till 6 polygoner. När den sista polygonen i varje försök har visats visas ett identiskt, tomt 4 x 4 rutnät på skärmen bredvid ett fält av de sex valfria polygonerna. Barn använder pekskärmen för att välja och dra polygoner till rätt plats i rutnätet. Barn får flytta polygoner runt rutnätet tills de är nöjda med sitt val. "Crossmodal bindning" kräver bindning av auditiva nonwords ( t.ex. koov och geem) med svarta polygonformer. Denna uppgift presenteras i samband med att man lär sig namnet på spelbitar. Som varje enskild polygon visas i mitten av skärmen hör barn ett 1-stavbart ordet parat med den polygonen. Varje försök varierar i antalet par som presenteras, från 1 till 6. EfterSista paret presenteras visas ett urvalskärm som visar fältet på sex polygoner. Barn hör varje ordet, en i taget och använder pekskärmen för att ange polygonen som går med det ordet. Nonwordsna spelas inte upp i den ordning de presenterades i.

CABC-WM-administration och resultat

Protokollet för administrering av CABC-WM beskrivs nedan. Därefter tillhandahålls resultaten av CABC-WM-åtgärderna och rapporterad uppgiftssäkerhet för ett urval av vanligtvis utvecklande barn. Det presenterade CABC-WM-batteriet administreras på en stationär dator med en pekskärmsskärm med hjälp av ett pirat-tema-kontext för spelen. Barnet sitter direkt framför pekskärmen. En forskningsassistent sitter bredvid barnet för att övervaka barnets uppmärksamhet eller behov av raster. Assistenten registrerar också data för de uppgifter som inte automatiskt spelas in av datorprogrammet (se nedan). Vid slutsatsenAv varje uppgift uppmanar CABC-WM barnet att välja nästa uppgift. Efter att den sista uppgiften har slutförts under forskningsperioden avslutar CABC-WM genom att låta barnet köpa varor till sin pirat avatar i en virtuell butik.

Alla uppgifter börjar med en uppsättning träningsförsök som barnet måste passera innan man går vidare till testförsök. Om ett barn inte kan klara utbildningsförsöken efter fem försök upphör arbetsuppgiften. Se tabell 1 för enskilda uppgifter om uppgift, inklusive: Använda stimuli, villkor, antal träningsförsök och uppgiftstester, genomsnittlig uppgiftslängd och beroende variabler.

Protocol

Samtliga procedurer som beskrivs nedan godkändes av de mänskliga forskningsetiska granskningskommittéerna vid de deltagande institutionerna.

1. Förberedelse och sittning

  1. Börja med att sätta barnet framför datorn och passa på honom med en justerbar hörlurs / mikrofonsammansättning. Använd en hörlurarsplitter för att ansluta en uppsättning hörlurar som assistenten ska bära under administrationen av batteriet.
    OBS! Under protokollets administration sitter en assistent vid sidan av barnet för att övervaka barnets uppmärksamhet åt uppgifterna. Att mata in responsdata, såsom beskrivs nedan; Och för att säkerställa barnets trovärdighet i CABC-WM-protokollet (till exempel för att barnet ska använda sin dominerande hand att svara, går till datorskärmen, etc. ).

2. Inledande anvisningar till ämnet

  1. Beordra barnet att använda pekskärmsgränssnittet för att välja en pirat avatarSom han kommer att använda i hela spelet.
    OBS! Inom spelet kommer barnet att korsa ett virtuellt hav för att slutföra 13 arbetsminnesuppgifter, fördelade över fyra öar (varje ö är klar på en annan dag för att förhindra trötthet). Se figur 1 . Individuella uppgifter representeras av ikoner ( t.ex. olika ikoner på leksaker på Toy Island). Uppgifterna randomiseras över barn Därefter väljer datorn slumpmässigt ordningen för uppgiftspresentationen för varje barn.

3. Val av Avatar

  1. Efter att ha valt pirat avatar, rikta barnet för att välja en ö att slutföra. Beordra barnet att välja en av bildikonen på den valda ön, som ska starta en uppgift.
    OBS! Varje ö har 3-5 uppgifter (se figur 1 ), vilka var och en representeras av bildikoner. Uppgifter presenteras slumpmässigt av CABC-WM, så en viss bildikon är inte nödvändigtvis associerad medEn särskild uppgift. För varje uppgift visas en introduktionsskärm först, vilken signalerar till assistenten vilket material som behövs ( t.ex. att ta bort tangentbordet, placera etiketter på tangentbordet etc.) för den specifika uppgiften.
    1. När materialet är ordentligt ordnat, be assistenten att trycka på 9- tangenten på 10-tangentnumret för att starta uppgiften. När ett barn har slutfört en uppgift (som beskrivs i protokollet nedan) visas den valda ön och barnet väljer nästa uppgift. Sessionen fortsätter tills alla uppgifter på ön har slutförts.
      OBS! Alla uppgifter inom CABC-WM berättas av en pirat som tillhandahåller standardiserade verbala instruktioner för varje uppgift. Varje uppgift kategoriseras nedan enligt varje arbetsminneskomponent, inklusive: 1) central verkställande, 2) fonologiskt arbetsminne, 3) visuospatialt arbetsminne och 4) bindande. Omfattande beskrivningar av varje uppgift gavs ovan i manualens introduktionmanus.

4. Centrala verkställande uppgifter

  1. N-back Auditory
    1. Läs instruktionsskärmen som visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen. Placera tangentbordet framför barnet och placera en grön klistermärke på C- tangenten och en röd klistermärke på M- tangenten. Tryck 9 på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet. Se till att barnet anger sitt svar genom att välja respektive märkt nyckel på tangentbordet.
      OBS! Den röda klistermärken representerar olika och den gröna klistermärken representerar samma; Så här indikerar barnet samma / skillnadssvar i den här uppgiften. CABC-WM-berättaren instruerar barnet att bedöma om en auditiv stimulans ( dvs aton) är densamma eller annorlunda än föregående stimulans.
  2. N-back Visual
    1. Läs instruktionsskärmenSom visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen. Placera tangentbordet framför barnet och placera en grön klistermärke på C- tangenten och en röd klistermärke på M- tangenten. Tryck 9 på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet
      OBS! Den röda klistermärken representerar "annorlunda" och den gröna klistermärken representerar samma; Så här indikerar barnet samma / skillnadssvar i den här uppgiften. CABC-WM-berättaren instruerar barnet att bedöma huruvida en visuell stimulans ( dvs. en "spelbit") är densamma eller annorlunda än den omedelbara föregående visuella stimulansen.
    2. Se till att barnet anger sitt svar genom att välja respektive märkt nyckel på tangentbordet.
  3. Nummeruppdatering
    1. Läs instruktionsskärmen som visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen. Rikta barnet till visuellt påTenderar att två siffror presenteras på datorskärmen och till efterföljande tilläggsoperationer. Tryck 9 på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet.
      OBS: Barnet visas två nummer på skärmen. Barnet ges i följd en serie med fem tilläggsoperationer som tillämpas på siffrorna. Efter varje operation ger barnet en verbal löpande total av de två siffrorna.
    2. När barnet muntligt tillhandahåller löpande summan ( t.ex. 2, 3 eller 2,4) för varje försök, ska du ställa in barnets svar på 10-tangentnumret, vilket automatiskt går vidare till uppgiften till nästa försök.

5. Fonologiska arbetsminneuppgifter

  1. Ciffer spänning
    1. Läs instruktionsskärmen som visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen.
      OBS! CABC-WM-berättaren instruerar barnet att lyssna på sekvenser av siffror som ökarI längd och att upprepa så många siffror som han kan återkalla.
    2. Placera tangentbordet utom räckhåll för barnet (assistenten kommer att ställa in barnets svar). Tryck på '9' på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet. Efter varje försök anger du de siffror som barnet upprepar i 10-tangentnumret, oberoende av hur korrekt hans svar är på tangentbordet.
      OBS! CABC-WM visar barnets svar som korrekta om de upprepade numren är i rätt ordning. Assistenten bedömer inte riktigheten av barnets svar, utan bara nycklar barnets svar i programmet för att datorn ska analysera och göra poäng.
  2. Digit Spänn - Running
    OBS! CABC-WM-berättaren instruerar barnet att lyssna på listor med siffror som sträcker sig i spänner från 7-10 siffror i längd och sedan upprepa så många nummer (i framåtriktad ordning) i slutet av sekvensen.
    1. Läs instruktionsskärmen somVisas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen. Placera tangentbordet utom räckhåll för barnet (assistenten kommer att ställa in barnets svar). Tryck på '9' på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet. Efter varje försök anger du de siffror som barnet upprepar i 10-tangentnumret på tangentbordet.
      OBS! CABC-WM visar barnets svar som korrekta om de upprepade numren är i rätt ordning. Assistenten bedömer inte riktigheten av barnets svar, utan bara nycklar barnets svar i programmet för att datorn ska analysera och göra poäng.
  3. Nonword Repetition
    1. Läs instruktionsskärmen som visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen.
      OBS! CABC-WM-berättaren uppmanar barnet att upprepa en serie nonwords ( t.ex. genfad och yitvadgoom) så exakt som möjligt.
      2. t.ex. säger barnet "Jag vet inte" eller svarar inte), tryck på M- tangenten för att indikera att ett försök inte gjordes och nästa försök kommer att börja.

6. Visuospatiala arbetsminneuppgifter

OBS! I början av varje uppgift ger CABC-WM-berättaren instruktioner till barnet.

  1. Plats Span
    1. Läs instruktionsskärmen som visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen. Placera tangentbordet utom räckhåll för barnet. Tryck på '9' på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet. ÖvervakaBarnets uppmärksamhet på uppgiften som kräver att han återkallar en serie platser på datorskärmen och medan han svarar genom att röra skärmen för att göra sina val.
  2. Plats Span - Running
    1. Läs instruktionsskärmen som visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen. Placera tangentbordet utom räckhåll för barnet. Tryck på '9' på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet.
    2. Övervaka barnets uppmärksamhet på uppgiften när han påminner om, i förhandsordning, så många platser som presenteras från slutet av en sekvens av oförutsägbar längd. När barnet rör på skärmen för att svara, se till att barnet väljer NEXT- knappen, en cirkel i det nedre högra hörnet på skärmen som är märkt NEXT, för att flytta CABC-WM till nästa försök.
  3. Visuell spänning
    1. Läs instruktionsskärmen som visasFör barnet väljer du uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen. Placera tangentbordet utom räckhåll för barnet. Tryck på '9' på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet. Övervaka barnets uppmärksamhet på uppgiften, medan han, när han uppmanas, använder pekskärmen för att välja ordning av presenterade polygoner i spann med 2-6 längder.
  4. Visuell spänning - Running
    1. Läs instruktionsskärmen som visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen. Placera tangentbordet utom räckhåll för barnet. Tryck på '9' på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet.
    2. Övervaka barnets uppmärksamhet på uppgiften, medan han, när han uppmanas, använder pekskärmen för att välja polygonernas ordning som han kan återkalla i framåtriktad ordning, så många polygoner som möjligt från en oförutsägbar span längd. När barnet rör på skärmen för att svara, se till att barnet väljer "NEXT"9; Knappen, en cirkel i det nedre högra hörnet av skärmen som är märkt "NEXT", för att flytta CABC-WM till nästa försök.

7. Bindande uppgifter

  1. Fonologisk bindningspan
    1. Läs instruktionsskärmen som visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen. Placera tangentbordet utom räckhåll för barnet. Tryck på '9' på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet.
    2. Lyssna på barnets verbala svar när han blir uppmanad till det ordet som var parat med det icke-talade ljudet. Om barnet gör ett rimligt försök trycker du på C-tangenten för att indikera att ett försök gjordes och att vidarebefordra uppgiften till nästa försök. Om barnet inte gör ett rimligt försök ( t.ex. säger barnet "Jag vet inte" eller svarar inte), tryck på "M" -tangenten för att ange att ett försök inte gjordes och att tillåta nästa försök attBörja.
  2. Visuell bindande span
    1. Läs instruktionsskärmen som visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön i sessionen. Placera tangentbordet utom räckhåll för barnet. Tryck på '9' på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet.
    2. När barnet presenteras med polygoner i sina respektive platser på skärmen (ökar i längd från 1 till 6 polygoner i taget för varje försök), övervaka barnet medan han använder pekskärmen för att flytta polygoner till rutnätet som han påminner om . När barnet har avslutat sina val, se till att barnet väljer "NÄSTA" -knappen, en cirkel i det nedre högra hörnet av skärmen som är märkt "NEXT", för att flytta CABC-WM till nästa försök.
  3. Cross-Modal Binding
    1. Läs instruktionsskärmen som visas efter att barnet väljer uppgiftsikonen på den valda ön isession. Placera tangentbordet utom räckhåll för barnet. Tryck på '9' på 10-tangentnumret för att starta uppgiften för barnet.
    2. Eftersom barnet presenteras med en polygon att märka efter att ha läst polygon-ordet parning i spann med 1-6 parningar, övervaka barnets svar. Om barnet gör ett rimligt försök, tryck på "C" -tangenten för att indikera att ett försök gjordes och att vidarebefordra uppgiften till nästa försök. Om barnet inte gör ett rimligt försök ( t.ex. säger barnet "Jag vet inte" eller svarar inte), tryck på M-tangenten för att indikera att ett försök inte gjordes och att nästa försök kunde börja

Representative Results

CABC-WM administrerades till 168 barn med typisk utveckling som var inskrivna eller hade just avslutat andra klassen (medelålder = 7; SD = 4,99 månader). Barn uppfyllde också följande inkluderingskriterier: a) hade ingen historia om neuropsykiatriska störningar ( t.ex. ADHD eller autismspektrumsyndrom), b) hade ingen historia om att ta emot specialundervisningstjänster, c) talade engelskspråkiga engelska, d) hade inte upprepat betyg , E) hade en standardpoäng> 30 : e procenten på Goldman-Fristoe-testet av artikulering -2 (GFTA) 18 , f) hade en standardpoäng> 87 på kärnsprogskompositen av Klinisk utvärdering av språkunderlag-fjärde upplagan CELF-4) 19 , g) hade en 2 : e klass kompositstandard> 95 på testet av ordläsningseffektivitet, andra upplagan (TOWRE-2) 20 och h) hade en standardpoäng> 74 på NonverbalIndex för Kaufman-bedömningsbatteriet för barn (K-ABC) 21 . Tabell 2 presenterar passräntorna, medelvärdena, standardavvikelserna och antalet poäng över varje uppgift. Vissa barn slutförde inte alla uppgifter. I vissa fall berodde detta på utrustningsfel (ca 4%) eller eftersom barnet inte kunde klara avhandlingsfasen för en uppgift. För barn som framgångsrikt passerade träningsfasen observerades inga golv- eller takeffekter, vilket tyder på att uppgifterna var utvecklingsmässigt lämpliga för att fånga en rad prestanda över barn. Baserat på utbildningssucces var de svåraste uppgifterna att passera "siffra spännings-spår" och "visuell spänning", med passräntor på 70,7% respektive 80,4%. Alla andra uppgifter har gått av minst 90% av barnen.

Uppgifterna från CABC-WM har använts för att testa passformen av framstående modeller av arbetsminne 22 . Baserat på co CABC-WM: s uppgifter användes för att definiera en slutgiltig arbetsminnesmodell som bäst kan beskrivas som en kombination av Cowans trefaktorns inbäddade processer, modell 15 , 16 av centrala verkställande, uppmärksamhetsfokus och fonologiska Lagring och repetition med Baddeley och Hitchs trefaktormodell 5 av centrala verkställande, visuospatial skissblock och fonologisk loop (se figur 2 ). Den första identifierade faktorn i den kombinerade modellen, den centrala verkställande direktören, omfattade n- back-uppgifterna och uppdateringsuppgiften. Den andra faktorn var fokus för uppmärksamhet / visuospatial sketchpad. Uppgifter som laddar in på den här faktorn inkluderade traditionella visuellt baserade uppgifter, såsom visuell spänning och lokalisering, men inkluderar även löpande uppgifter som, som beskrivna ovan, är de uppgifter som har en oförutsägbar listlängd som inte tillåter repetition> 23 , 24 . Den tredje identifierade faktorn, den fonologiska lagrings- och repetitions / fonologiska slingan, inkluderade de uppgifter som involverar tal och auditiva stimuli, såsom siffra, fonologisk bindning och icke-ordrepetition. Se Gray et al. 22 för en fullständig recension. Dessa representativa resultat bekräftar användbarheten av CABC-WM: s uppgifter för att mäta diskreta komponenter i arbetsminnet i det nuvarande urvalet av barn.

Pålitlighet

Tillförlitligheten av CABC-WM 22- uppgifterna bedömdes genom att beräkna split-halva och split-third koefficienterna (som är speciella fall av den mer generella K-split-koefficienten 25 , 26 , 27 ). En fullständig beskrivning av hur vi delar upp varor kan erhållas från tHan första författaren. Tillförlitlighet för varje uppgift visas i tabell 3 . De flesta tillförlitligheterna var måttliga till höga värde, vilket visar att majoriteten av de enskilda uppgifterna i CABC-WM är tillförlitliga. Bindningsuppgifterna visade lägre tillförlitlighet, vilket motiverar ytterligare undersökning.

Figur 1
Figur 1: Distribution av arbetsminneuppdrag över öarna i CABC-WM. Öronorder och uppgiftsorder randomiserades för varje barn. Uppgifterna fördelades över öarna för att motverka presentation och att standardisera den tid som krävs för att slutföra ön. (Förkortningar: VSS: Visuospatial arbetsminne; PL: Fonologiskt arbetsminne; CE: Central verkställande; BT: Bindande uppgifter

Figur 2
et al. 22 för ytterligare detaljer. (* Reprinted med tillstånd från Gray et al. ) 22 .

Arbetsnamn Stimuli används Villkor eller provtyp Antal träningsblock och försök (inom parentes) Kriterium för att passera träning Antal försök Aktivitetslängd (minuter) Avhängig variabel (er)
Centrala verkställande uppgifter
N-back Auditory (Uppdatering) • Toner
• Bild av robotbandet 		• Samma
• Annorlunda 		1 träningsblock:
• Samma (3)
• Olika (3) 		4/6 54 (3 block vardera med 9 Samma, 9 olika) 6,5 Genomsnittlig noggrannhet för samma och olika försök kombinerat
N-back Visual (Uppdatering) • Bilder av svarta rutor med vita prickar • Samma
• Annorlunda 		1 träningsblock:
• Samma (3)
• Olika (3) 		4/6 54 (3 block vardera med 9 Samma, 9 olika) 7,5 Genomsnittlig noggrannhet för samma och olika försök kombinerat
Nummeruppdatering (Uppdatering) • Visuell presentation av siffror och operationer n / a 2 träningsblock:
• Varje block (5) 5/5 varje block 		15 (3 block vardera med 5 försök) 7,2 Genomsnittlig noggrannhet för alla försök
Fonologiska arbetsminneuppgifter
Ciffer spänning • Auditiv inspelning av siffror 1-9 (förutom 7 eftersom det är 2 stavelser) Spännlängd (2-8 siffror) 1 träningsblock:
• 2 försök 		2/2 14 (2 försök vid varje spanlängd från 2-8 siffror) 4,5 Antal försök korrekta vid varje spännlängd x spännlängd, sedan summa produkter
Digit Spänn - Running • Auditiv inspelning av siffror 1-9 (förutom 7 eftersom det är 2 stavelser) Spännlängd (7-10 siffror) 3 träningsblock:
• 3 försök 		Minst 1 korrekta för var och en av 3 block 12 (3 försök vid varje spanlängd från 7-10) 6 AveRaseri antal siffror som återkallas i rätt ordning
Nonword Repetition • Auditiv inspelning av nonwords Ordlängd (2-5 stavelsord) 1 träningsblock:
• 3 2-stavelseord) 		3 försök 16 nonwords (4 vid 2-, 3-, 4- och 5-stavlängder) 3 Antal nonwords upprepade med rätt konsonanter vid varje stavlängd x stavlängd och summa produkter
Visuospatiala arbetsminneuppgifter
Plats Span • En pil pekar mot en plats som är arrangerad i ett cirkulärt mönster Spännlängd (2-6 platser) 3 träningsblock:
• 1 plats (1)
• 2 platser (2) 		Minst 1 vid 1 plats och 1 på 2 platser 12 (2 försök vid varje spanlängd från 2-6 platser) 4,5
Plats Span Running • En pil pekar mot en plats som är arrangerad i ett cirkulärt mönster Spännlängd (5-8 pilar) 3 träningsblock:
• 6 platser (1)
• 7 platser (1)
• 8 platser (1) 		1/1 rätt vid varje längd 12 (3 försök vid varje spännlängd från 5-8 platser) 7,5 Genomsnittligt antal platser korrekt identifierade i alla försök
Visuell spänning • Svarta polygoner Spännlängd (1-6 polygoner) 1 träningsblock
• 1 polygon (1)
• 2 polygoner (2) 		3/3 12 (2 försök vid varje spanlängd från 1-6 polygoner) 6,5 Korrekt antal försök vid varje spännlängd x spännlängd och summa produkter
Visuell spänning - Running • Svarta polygoner Spännlängd (3-6 polygoner) 1 träningsblock
• 3 polygoner (1)
• 4 polygoner (1) 		1 korrekta vid varje längd 12 (3 försök vid varje spännlängd från 3-6 polygoner) 7 Genomsnittligt antal polygoner som är korrekt identifierade i ordning över alla försök
Bindande uppgifter
Fonologisk bindningspan • Auditiva icke-ljudljud (t.ex. mekaniska ljud)
• Auditiv inspelning av nonwords 		Spännlängd (1-4) 1 träningsblock
• 1 ljudformatpar (1)
• 2 ljudformatpar (1) 		2/2 försökt 20 ljud / nonword-parningar (2 försök vardera av 1-4 par per försök) 5,2 Korrekt antal försök vid varje spännlängd x spännlängd och summa produkter
Visual-Spatial Binding Span • Bild av ett rutnät
• Svarta polygoner 		Spännlängd (1-6 polygoner) 1 träningsblock
• 1 polygon (1)
• 2 polygoner (1) 		2/2 12 (2 försök vid varje spanlängd från 1-6 polygoner) 5,2 Korrekt antal försök vid varje spännlängd x spännlängd och summa produkter
Cross-Modal Binding • Svarta polygoner
• Auditiv inspelning av nonwords 		Spännlängd (1-6 polygoner) 1 träningsblock
• 1 icke-ord-polygonpar (1)
• 2 icke-ord-polygoner (2) 		2/2 12 (2 försök vid varje spanlängd från 1-6 polygoner) 6,5 Korrekt antal försök vid varje spännlängd x spännlängd och summa produkter

bord 1: Uppgiftsinformation för arbetsminneuppdrag som ingår i CABC-WM. I tabellen presenteras de stimuli som används för varje uppgift, testade villkor, antal träningsförsök, kriterier för överföring av träningsfasen, antal uppgiftsförsök, genomsnittlig arbetslängd och beroende variabler för varje uppgift.

Typ av uppgift Pass Rate
(%) A 		N Betyda SD Minimum Maximal
Nummeruppdatering (noggrannhet) 91 155 0,8 0,28 0,14 1
N-Back Visual (noggrannhet) 94,8 147 0,77 0,17 0,3 0,96
N-Back Auditory (noggrannhet) 98,7 151 0,84 0,14 0,43 1
Placeringsfrekvens (vägd summa) 100 151 10,59 5,99 0 30
Placeringsfrekvens (medelvärde) 93,4 152 1,31 0,66 0,08 3,25
Visuell spänning (vägd summa) 90,1 150 6,75 5,74 0 27
Visuell spänning som körs (medelvärde) 80,4 127 0,87 0,66 0,08 2,58
Cirkelspänning (vägd summa) 100 150 19,4 6,91 4 42
Cirkelspår (medelvärde) 70,7 150 1,88 1,24 0,13 4,58
Nonword Repetition (viktad summa) 100 153 11,42 6,3 0 42
Korsmodalbindning (medelvärde) 99,3 153 4,35 2,64 0 13
Fonologisk bindningspanel 99,3 149 12,04 6,89 0 35
(Vägd summa)
Visuell bindning (viktad summa) 93,4 145 4,77 3,17 0 16
Procentandelarna utesluter data som uteslutits på grund av utrustningsfel som uppstod med 4,04% eller deltagarproblem som innefattade uttag ur studien eller parDeltagare avtar för att slutföra en aktivitet.

Tabell 2: Prestanda på varje CABC-WM-uppgift när det gäller att utveckla barn i den andra nivån. Den genomsnittliga passräntan presenteras för varje uppgift. De rapporterade instrumenten är råa poäng för varje uppgift. Procentandelarna utesluter data som kasseras på grund av utrustningsfel, som uppstod med en hastighet på 4,04% eller deltagarproblem, vilket innefattade uttag ur studien eller en deltagare som sjönk för att slutföra en aktivitet.

Non-Word Rep (viktad summa)
Typ av uppgift N Pålitlighet 95% CI av tillförlitlighet
Nummeruppdatering (noggrannhet) 139 0,95 [.93, .96]
Antal Tillbaka Visuellt (noggrannhet) 148 0,86 [.81, .90]
Nummer Bakgranskning (noggrannhet) 151 0,82 [.75, .87]
Placeringsfrekvens (vägd summa) 158 0,7 [.59, .78]
Placeringsfrekvens (medelvärde) 146 0,93 [.91, .95]
Visuell spänning (vägd summa) 140 0,73 [.62, .81]
Visuell spänningsperiod (medelvärde) 99 0,84 [.78, .89]
Cirkelspänning (vägd summa) 159 0,67 [.55, .76]
Cirkelsträcka (medelvärde) 109 0,85 [.79, .89]
153 0,6 [.45, .71]
Korsmodal bindning (medelvärde) 153 0,38 [.15, .55]
Fonologisk bindningspension (vägd summa) 149 0,53 [.35, .66]
Visuell bindning (viktad summa) 145 0,51 [.32, .65]

Tabell 3: Tillförlitlighet för CABC-WM-uppgifter. De rapporterade tillförlitligheterna härrör från delhalv- och del-tredje koefficienter, vilka är speciella fall av den mer generella K-splitkoefficienten 25 , 26 , 27 . De flesta tillförlitligheterna var måttliga till höga värde.

Discussion

CABC-WM utvecklades för att på ett omfattande sätt utvärdera arbetsminne hos barn baserat på framstående teorier om arbetsminne. Flera uppgifter bedömer centrala verkställande, fonologiska arbetsminne, visuospatial arbetsminne och bindande funktioner.

För närvarande genomgår CABC-WM ytterligare förfining och testning. Ibland kan forskningsassistenten stöta på tekniska problem med CABC-WM-gränssnittet på grund av programmeringsfel eller datorfel. Forskargruppen ger alla assistenter en felsökningshandbok för att ta itu med kända problem ( t ex kan programmet fastna på en skärm och behöva manuell utveckling), samt omfattande utbildning avseende överensstämmelse med felsökningsprotokollet. På grund av studiernas varaktighet kan barndeltagare bli uttråkad eller frustrerad med programmet. Forskningsassistenter utbildas för att rymma barnet med raster som behövs för att upprätthålla motivation ochUppmärksamhet på uppgifterna. I sällsynta fall har datorprogrammet varit känt för att kräva en omstart för att fortsätta. I sådana fall, om administrationen avbröts mitt uppgift, är uppgiften inte återadministrerad, och den data förloras. Forskargruppen arbetar noggrant för att minimera dessa händelser.

För närvarande bör hela forskningsbatteriet administreras, eftersom barns prestationer på enskilda uppgifter som presenteras utanför spelmiljön inte har bedömts. Vi genomför studier för att minska antalet föremål i batteriet, för att bedöma giltigheten och för att bestämma hur äldre elementära barn utför dessa åtgärder. Forskningsversionen av CABC-WM kräver fem 30 till 45 min sessioner att slutföra. Detta ger en omfattande bedömning av arbetsminne för unga grundskolabarn som kan vara av intresse för forskare, men i sin nuvarande form är batteriet inte praktiskt för utövare. Giltigheten att arbeta med migMory-modeller och arbetssäkerhet har rapporterats för andra graders i USA. Nästa steg är att testa batteriet i ett utökat åldersintervall för barn, för att minska antalet uppgifter i batteriet och för att testa samtidig validitet.

Det finns bara två kända bedömningar som är speciellt utformade för att mäta arbetsminne som för närvarande finns tillgängliga för barn 11 , 12 . CABC-WM representerar ett mer omfattande alternativ till dessa åtgärder, administrerade i ett barnvänligt sammanhang ( t.ex. ett datorspel) för att öka motivationen. Resultaten tyder på att CABC-WM-uppgifterna är tillförlitliga när de administreras till andra sorterare med typisk utveckling.

Resultat från det första provet av barn i andra klass används för att förfina CABC-WM-batteriet. Nästa steg är att bedöma batteriets tillförlitlighet och giltighet i ett större åldersintervall för barn. De långsiktiga målenAv denna forskning är att hjälpa utbildare och familjer att förstå de enskilda arbetsminnets styrkor och svagheter för att stödja differentierad undervisning och för att hjälpa varje barn att förstå sin arbetsminneprofil för att stärka sin egen förtal och använda strategier för att öka akademisk prestation.

Disclosures

Författarna har ingenting att avslöja.

Acknowledgments

Detta arbete stöddes av finansiering från National Institute of Health NIDCD Grant # R01 DC010784. Vi är djupt tacksamma för personalen, forskarassistenter, skoladministratörer, lärare, barn och familjer som deltagit. Nyckelpersoner ingår (i alfabetisk ordning) Gary Carstensen, Cecilia Figueroa, Karen Guilmette, Trudy Kuo, Bjorg LeSueur, Annelise Pesch och Jean Zimmer. Många elever bidrog också till detta arbete, inklusive (i alfabetisk ordning) Genesis Arizmendi, Lauren Baron, Alexander Brown, Nora Schlesinger, Nisha Talanki och 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

Beteende utgåva 124 arbetsminne uppmärksamhet visuospatial fonologisk loop bindande barn
Bedömning av arbetsminne hos barn: Det omfattande bedömningsbatteriet för barn - arbetsminne (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