Summary

Treinamento de memória de trabalho para participantes mais velhos: um regime de treinamento de grupo de controle e avaliação inicial de funcionamento intelectual

Published: September 20, 2020
doi:

Summary

É apresentada uma intervenção cognitiva na população idosa juntamente com a avaliação das habilidades cognitivas pré-treinamento. Mostramos duas versões de treinamento – controle experimental e ativo – e demonstramos seus efeitos na matriz de testes cognitivos.

Abstract

A eficácia das intervenções de treinamento cognitivo é recentemente altamente debatida. Não há consenso sobre que tipo de regime de treinamento é o mais eficaz. Além disso, características individuais como preditores do resultado do treinamento ainda estão sendo investigadas. Neste artigo, mostramos a tentativa de abordar essa questão examinando não apenas o impacto do treinamento de memória de trabalho (WM) sobre a eficácia cognitiva em idosos, mas também a influência da capacidade inicial de WM (WMC) no resultado do treinamento. Descrevemos em detalhes como realizar 5 semanas de um treinamento de n-back duplo adaptativo com um grupo de controle ativo (teste de memória). Estamos focando aqui nos aspectos técnicos do treinamento, bem como na avaliação inicial do WMC dos participantes. A avaliação do desempenho pré e pós-treinamento de outras dimensões cognitivas baseou-se nos resultados de testes de atualização de memória, inibição, mudança de atenção, memória de curto prazo (STM) e raciocínio. Descobrimos que o nível inicial do WMC prevê a eficiência da intervenção de treinamento n-back. Também notamos a melhora pós-treinamento em quase todos os aspectos do funcionamento cognitivo que medimos, mas esses efeitos foram em sua maioria independentes de intervenção.

Introduction

Em muitos estudos de treinamento cognitivo, a tarefa n-back dupla é usada como um método de treinamento de memória de trabalho (WM). A WM é um alvo comum de intervenções cognitivas devido à sua importância para outras funções intelectuais de nível superior1. No entanto, a eficácia desse treinamento e seu potencial para criar uma melhoria mais geral na cognição, tem sido altamente debatida (para meta-análise, ver2,3,4,5,6,7,14 e para revisões, ver4,8,9,10,11,12,13). Enquanto alguns pesquisadores afirmam que ”… não houve evidência convincente da generalização do treinamento de memória de trabalho para outras habilidades”4, outras apresentam dados metaaládros, que mostram efeitos altamente significativos do treinamento de WM2,3,5,6,11. O problema separado é a eficácia da MEM na população idosa. Vários estudos de formação em OMC relataram maiores benefícios em adultos jovens em comparação com idosos15,16,17,18,19,20, enquanto outros mostram que efeitos semelhantes podem ser observados em ambas as faixas etárias21,22,23,24,25.

Acredita-se que vários elementos preveam os benefícios do treinamento de memória26. Alguns desses fatores parecem ser potenciais moderadores da eficácia do treinamento de WM21. A capacidade mental, sendo descrita como a capacidade cognitiva de base ou recurso cognitivo geral, parece ser uma das escolhas mais fortes para esta posição. Para avaliar o papel do nível intelectual inicial, colocamos uma ênfase especial (o método descrito aqui) na medição da capacidade cognitiva antes de aplicar um regime de treinamento. Foi ditada pelos dados mostrando que os participantes, caracterizados por maior capacidade cognitiva no início do treinamento, obtiveram resultados de treinamento substancialmente melhores em comparação com aqueles com níveis mais baixos de funcionamento cognitivo inicial27. Um fenômeno semelhante é observado na pesquisa educacional, onde é referido como o efeito Mateus28, uma observação de que pessoas com habilidade inicialmente melhor melhor melhorar ainda mais quando comparadas com aquelas com nível preliminar de menor capacidade em questão.

É instigante, porém, que não tenham sido publicadas tantos relatórios sobre este tema21,29. Além disso, mesmo diferenças individuais substanciais, especialmente quando se trata da população idosa, muitas vezes são deixadas desacompanhadas durante a análise e interpretação dos dados30. No presente estudo, examinamos o impacto do nível inicial de capacidade de memória de trabalho no sucesso do treinamento de WM no grupo de idosos saudáveis. Para manter cada elemento dos regimes de treinamento o mais semelhante possível entre grupos experimentais e de controle, utilizamos um projeto ativo do grupo de controle. Portanto, o conteúdo de treinamento (WM versus memória semântica) permaneceu o fator crucial determinando a diferença esperada nos resultados do treinamento. Ambos os grupos realizaram treinamentos informatizados em casa. Os membros do grupo experimental foram designados para um programa de treinamento duplo-back adaptativo e um grupo de controle ativo treinado com uma tarefa baseada em um teste de memória semântica. A novidade na abordagem aqui é a ênfase na avaliação inicial do nível cognitivo dos participantes, avaliando sua capacidade de memória de trabalho (WMC). Além disso, o método de avaliação do nível inicial de WMC que apresentamos neste artigo provou ser uma ferramenta eficaz na distinção entre pessoas que terão e não serão bem sucedidas durante o treinamento subsequente de memória de trabalho. Descrevemos e publicamos resultados anteriormente deste estudo44. Portanto, neste artigo estamos focando em uma descrição detalhada do protocolo que usamos.

Protocol

O Comitê de Ética em Ciências Sociais e Humanidades da SWPS avaliou o protocolo aqui descrito. Um consentimento por escrito informado de acordo com a Declaração de Helsinque foi obtido de cada participante. 1. Recrutamento de participantes Recrute pelo menos 36 voluntários para cada grupo de treinamento. Esse número foi evidenciado como suficiente para observar os efeitos entre grupos pela pesquisa prévia dos autores e também na literatura sobre o tema. Os tamanhos típicos …

Representative Results

Efeitos relacionados ao treinamento Participaram do estudo 85 indivíduos (29 do sexo masculino) e, em média, 66,7 anos. Devido a problemas técnicos, não foram registrados dados de um participante do grupo de treinamento n-back. Por fim, foram analisados os dados de 43 participantes do grupo de treinamento n-back e 42 do grupo de treinamento Quiz. A análise multivariada de variância (MANOVA) com medidas rep…

Discussion

No estudo aqui apresentado, investigamos se os idosos poderiam se beneficiar do treinamento da memória de trabalho e se ele está conectado ao nível inicial de sua cognição básica. Utilizamos uma tarefa n-back como uma intervenção experimental e a capacidade de memória de trabalho (medida com a tarefa OSPAN) foi o método para sondar o nível inicial de funcionamento intelectual dos participantes. Tivemos dois passos críticos no protocolo. A primeira e mais importante foi a avaliação do nível inicial de WM. A…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os resultados descritos são obtidos do projeto apoiado pelo Centro Nacional de Ciência na Polônia sob a concessão nº 2014/13/B/HS6/03155.

Materials

GEx n/a authorial online platform:
used for N-back training, Quiz
IBM SPSS Statistics 26.0 IBM Corporation SPSS software was used to compute statistical analysis.
Inquisit version 4.0.8.0 Millisecond Software software: tool for designing and administering experiments
used for: The Sternberg Task, The Linear Syllogism Task and presenting the instructions for baseline EEG recording
MATLAB R2018b The MathWorks, Inc MATLAB software was used to compute statistics and to export databases and  visualisation of the results
PsychoPy version 2 v.1.83.04 Jonathan Peirce; supported by University of Nottingham open-source software
used for: Go/no Go Task, The Switching Task, Running Memory Span Taskckage based on Python
Sublime Text (version 2.0.2) n/a open-source software: HTML editor
used for: online OSPAN Task

References

  1. Baddeley, A. Working memory: Looking back and looking forward. Nature Reviews Neuroscience. , (2003).
  2. Au, J. Improving fluid intelligence with training on working memory: a meta-analysis. Psychonomic Bulletin and Review. 22, 366-377 (2015).
  3. Karbach, J., Verhaeghen, P. Making working memory work: A meta-analysis of executive control and working memory training in younger and older adults. Psychological Science. 25, 11-2027 (2014).
  4. Melby-Lervåg, M., Hulme, C. Is working memory training effective? A meta-analytic review. Developmental Psychology. , (2013).
  5. Melby-Lervåg, M., Redick, T. S., Hulme, C. Working Memory Training Does Not Improve Performance on Measures of Intelligence or Other Measures of "Far Transfer": Evidence From a Meta-Analytic Review. Perspectives on Psychological Science. , (2016).
  6. Schwaighofer, M., Fischer, F., Bühner, M. Does Working Memory Training Transfer? A Meta-Analysis Including Training Conditions as Moderators. Educational Psychologist. , (2015).
  7. Soveri, A., Antfolk, J., Karlsson, L., Salo, B., Laine, M. Working memory training revisited: A multi-level meta-analysis of n-back training studies. Psychonomic Bulletin and Review. , (2017).
  8. Au, J., Buschkuehl, M., Duncan, G. J., Jaeggi, S. M. There is no convincing evidence that working memory training is NOT effective: A reply to Melby-Lervåg and Hulme (2015). Psychonomic Bulletin and Review. , (2016).
  9. Dougherty, M. R., Hamovitz, T., Tidwell, J. W. Reevaluating the effectiveness of n-back training on transfer through the Bayesian lens: Support for the null. Psychonomic Bulletin and Review. , (2016).
  10. Lövdén, M., Bäckman, L., Lindenberger, U., Schaefer, S., Schmiedek, F. . A Theoretical Framework for the Study of Adult Cognitive Plasticity. , (2010).
  11. Shinaver, C. S., Entwistle, P. C., Söderqvist, S. Cogmed WM Training: Reviewing the Reviews. Applied Neuropsychology: Child. , (2014).
  12. Shipstead, Z., Redick, T. S., Engle, R. W. Does working memory training generalize?. Psychologica Belgica. , (2010).
  13. Shipstead, Z., Redick, T. S., Engle, R. W. Is working memory training effective?. Psychological Bulletin. 138 (4), 628-654 (2012).
  14. Weicker, J., Villringer, A., Thöne-Otto, A. Can impaired working memory functioning be improved by training? A meta-analysis with a special focus on brain injured patients. Neuropsychology. , (2016).
  15. Brehmer, Y., Westerberg, H., Bäckman, L. Working-memory training in younger and older adults: Training gains, transfer, and maintenance. Frontiers in Human Neuroscience. , (2012).
  16. Dahlin, E., Neely, A. S., Larsson, A., Bäckman, L., Nyberg, L. . Transfer of learning after updating training mediated by the striatum. , (2008).
  17. Dorbath, L., Hasselhorn, M., Titz, C. Aging and executive functioning: A training study on focus-switching. Frontiers in Psychology. , (2011).
  18. Heinzel, S. Working memory training improvements and gains in non-trained cognitive tasks in young and older adults. Aging, Neuropsychology, and Cognition. , (2014).
  19. Schmiedek, F., Lövdén, M., Lindenberger, U. Hundred days of cognitive training enhance broad cognitive abilities in adulthood: Findings from the COGITO study. Frontiers in Aging Neuroscience. , (2010).
  20. Zinke, K. Working memory training and transfer in older adults: Effects of age, baseline performance, and training gains. Developmental Psychology. 50 (1), 304-315 (2014).
  21. Bürki, C. N., Ludwig, C., Chicherio, C., de Ribaupierre, A. Individual differences in cognitive plasticity: an investigation of training curves in younger and older adults. Psychological Research. , (2014).
  22. Li, S. C. Working Memory Plasticity in Old Age: Practice Gain, Transfer, and Maintenance . Psychology and Aging. , (2008).
  23. Richmond, L. L., Morrison, A. B., Chein, J. M., Olson, I. R. Working memory training and transfer in older adults. Psychology and Aging. 26 (4), 813-822 (2011).
  24. von Bastian, C. C., Oberauer, K. Effects and mechanisms of working memory training: a review. Psychological Research. 78 (6), 803-820 (2014).
  25. Zając-Lamparska, L., Trempała, J. Effects of working memory and attentional control training and their transfer onto fluid intelligence in early and late adulthood. Health Psychology Report. 4 (1), 41-53 (2016).
  26. Verhaeghen, P., Marcoen, A. On the mechanisms of plasticity in young and older adults after instruction in the method of loci: Evidence for an amplification model. Psychology and Aging. , (1996).
  27. Borella, E., Carbone, E., Pastore, M., De Beni, R., Carretti, B. Working memory training for healthy older adults: The role of individual characteristics in explaining short- and long-term gains. Frontiers in Human Neuroscience. , (2017).
  28. Bakermans-Kranenburg, M. J., Van Uzendoorn, M. H., Bradley, R. H. Those who have, receive: The matthew effect in early childhood intervention in the home environment. Review of Educational Research. , (2005).
  29. Foster, J. L. Do the effects of working memory training depend on baseline ability level?. Journal of Experimental Psychology: Learning Memory and Cognition. 43 (11), 1677-1689 (2017).
  30. Kliegel, M., Bürki, C. Memory training interventions require a tailor-made approach: Commentary on McDaniel and Bugg. Journal of Applied Research in Memory and Cognition. , (2012).
  31. Sternberg, S. Memory-scanning: mental processes revealed by reaction-time experiments. American Scientist. , (1969).
  32. Folstein, M. F., Folstein, S. E., McHugh, P. R. Mini-mental status. A practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician. Journal of Psychiatric Research. 12 (3), 189-198 (1975).
  33. Jaeggi, S. M., Buschkuehl, M., Jonides, J., Perrig, W. J. Improving fluid intelligence with training on working memory. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2008).
  34. Bolger, N., Laurenceau, J. P. . Methodology in the Social Sciences. , (2013).
  35. Kwok, O. M. Analyzing Longitudinal Data With Multilevel Models: An Example With Individuals Living With Lower Extremity Intra-Articular Fractures. Rehabilitation Psychology. , (2008).
  36. Bissig, D., Lustig, C. Who benefits from memory training?. Psychological Science. , (2007).
  37. Borella, E., Carretti, B., Riboldi, F., De Beni, R. Working Memory Training in Older Adults: Evidence of Transfer and Maintenance Effects. Psychology and Aging. , (2010).
  38. Kraemer, K. R., Enam, T., McDonough, I. M. Cognitive reserve moderates older adults’ memory errors in an autobiographical reality monitoring task. Psychology and Neuroscience. , (2019).
  39. López-Higes, R. Efficacy of cognitive training in older adults with and without subjective cognitive decline is associated with inhibition efficiency and working memory span, not with cognitive reserve. Frontiers in Aging Neuroscience. , (2018).
  40. Mill, J. S. . A system of logic, ratiocinative and inductive: Being a connected view of the principles of evidence, and the methods of scientific investigation. 1, (1875).
  41. Redick, T. S. Working memory training and interpreting interactions in intelligence interventions. Intelligence. , (2015).
  42. Guiney, H., Machado, L. Volunteering in the Community: Potential Benefits for Cognitive Aging. Journals of Gerontology – Series B Psychological Sciences and Social Sciences. , (2018).
  43. Proulx, C. M., Curl, A. L., Ermer, A. E. Longitudinal Associations between Formal Volunteering and Cognitive Functioning. Journals of Gerontology – Series B Psychological Sciences and Social Sciences. , (2018).
  44. Matysiak, O., Kroemeke, A., Brzezicka, A. Working Memory Capacity as a Predictor of Cognitive Training Efficacy in the Elderly Population. Frontiers in Aging Neuroscience. 11, 126 (2019).

Play Video

Cite This Article
Matysiak, O., Zarzycka, W., Bramorska, A., Brzezicka, A. Working Memory Training for Older Participants: A Control Group Training Regimen and Initial Intellectual Functioning Assessment. J. Vis. Exp. (163), e60804, doi:10.3791/60804 (2020).

View Video