Arbetsminnesutbildning för äldre deltagare: En kontrollgruppsutbildningsregim och inledande intellektuell funktionsbedömning
Summary
En kognitiv träning intervention i äldre befolkning tillsammans med bedömningen av pre training kognitiva förmågor presenteras. Vi visar två versioner av träning – experimentell och aktiv kontroll – och visar deras effekter på utbudet av kognitiva tester.
Abstract
Effekten av kognitiva träningsinsatser är nyligen mycket omdiskuterad. Det finns ingen konsensus om vilken typ av träningsregim som är mest effektiv. Dessutom undersöks fortfarande individuella egenskaper som prediktorer för utbildningsresultat. I den här artikeln visar vi försöket att ta itu med denna fråga genom att undersöka inte bara effekten av arbetsminnesträning (WM) på kognitiv effektivitet hos äldre vuxna utan också påverkan av den ursprungliga WM-kapaciteten (WMC) på utbildningens resultat. Vi beskriver i detalj hur man utför 5 veckor av en adaptiv dubbel n-back träning med en aktiv kontrollgrupp (minnesquiz). Vi fokuserar här på tekniska aspekter av utbildningen samt på den första bedömningen av deltagarnas WMC. Utvärderingen av före och efter träning prestanda av andra kognitiva dimensioner baserades på resultaten av tester av minne uppdatering, hämning, uppmärksamhet skiftande, korttidsminne (STM) och resonemang. Vi har funnit att den ursprungliga nivån på WMC förutsäger effektiviteten i n-back-utbildningsinterventionen. Vi har också märkt förbättringen efter träningen i nästan alla aspekter av kognitiv funktion som vi mätte, men dessa effekter var mestadels intervention oberoende.
Introduction
I många kognitiva träningsstudier används den dubbla n-back-uppgiften som en metod för arbetsminnesträning (WM). WM är ett vanligt mål för kognitiva interventioner på grund av dess betydelse för andra intellektuella funktioner på högre nivå1. Effektiviteten av sådan utbildning och dess potential för att skapa en mer allmän förbättring av kognition, har dock diskuterats mycket (för metaanalys, se2,3,4, 5,6,7,14 och för recensioner,se 4,8,9,10,11,12,13). Medan vissa forskare hävdar att ”… det fanns inga övertygande bevis för generalisering av arbetsminne utbildning till andra färdigheter”4, andra presenterar meta-analytiska data, som visar mycket betydande effekter av WM utbildning2,3,5,6,11. Det separata problemet är effektiviteten hos WM hos den äldre befolkningen. Flera WM-träningsstudier rapporterade större fördelar hos yngre vuxna jämfört med äldre vuxna15,16,17,18,19,20, medan andra visar att liknande effekter kan observeras i bådaåldersgrupperna 21,22,23,24,25.
Olika element tros förutsäga fördelarna med minnesträning26. Några av dessa faktorer verkar vara potentiella moderatorer för WM-utbildning effektivitet21. Mental kapacitet, beskrivs som baslinjen kognitiv kapacitet eller allmän kognitiv resurs, verkar vara ett av de starkaste valen för denna position. För att bedöma den ursprungliga intellektuella nivåns roll lägger vi särskild vikt (metoden som beskrivs här) på mätningen av den kognitiva kapaciteten innan vi tillämpar en träningsregim. Det dikterades av data som visar att deltagarna, som kännetecknas av högre kognitiv kapacitet i början av träningen, uppnådde betydligt bättre träningsresultat jämfört med de med lägre nivåer av initial kognitiv funktion27. Ett liknande fenomen observeras i pedagogisk forskning, där det kallas Matthew-effekten28, en observation att människor med initialt bättre skicklighet förbättras ännu mer jämfört med de med preliminär lägre förmåga i fråga.
Det är dock tankeväckande att inte så många rapporter har publicerats om detta ämne21,29. Dessutom lämnas även betydande individuella skillnader, särskilt när det gäller den äldre befolkningen, ofta obevakade under dataanalys och tolkning30. I den aktuella studien undersöker vi effekten av den ursprungliga nivån av arbetsminneskapacitet på WM-träning framgång i gruppen friska äldre vuxna. För att upprätthålla alla delar av träningsregimerna så lika som möjligt mellan experimentella grupper och kontrollgrupper använde vi en aktiv kontrollgruppsdesign. Därför förblev träningsinnehållet (WM kontra semantiskt minne) den enda avgörande faktorn för att bestämma den förväntade skillnaden i träningsresultaten. Båda grupperna utförde datoriserade, hembaserade utbildningar. Medlemmar i den experimentella gruppen tilldelades ett adaptivt dubbel n-back träningsprogram och en aktiv kontrollgrupp tränade med en uppgift baserad på en semantisk minnesquiz. Nytt i tillvägagångssättet här är betoningen på den första utvärderingen av deltagarnas kognitiva nivå genom att bedöma deras arbetsminneskapacitet (WMC). Dessutom har metoden för att bedöma den ursprungliga WMC-nivån som vi presenterar i den här artikeln visat sig vara ett effektivt verktyg för att skilja mellan personer som kommer och inte kommer att lyckas under efterföljande arbetsminnesutbildning. Vi har tidigare beskrivit och publicerat resultat från denna studie44. Därför fokuserar vi i den här artikeln på en detaljerad beskrivning av protokollet vi använde.
Protocol
Representative Results
Discussion
I studien som presenteras här har vi undersökt om äldre vuxna kan dra nytta av arbetsminnesträning och om den är kopplad till den ursprungliga nivån av deras grundläggande kognition. Vi använde en n-back-uppgift som en experimentell intervention och arbetsminneskapacitet (mätt med OSPAN-uppgiften) var metoden för att undersöka deltagarnas ursprungliga nivå av intellektuell funktion. Vi hade två kritiska steg i protokollet. Den första och viktigaste var bedömningen av den ursprungliga WM-nivån. Den andra v…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Beskrivna resultat erhålls från det projekt som stöds av National Science Centre i Polen under bidrag nr 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
- Baddeley, A. Working memory: Looking back and looking forward. Nature Reviews Neuroscience. , (2003).
- Au, J. Improving fluid intelligence with training on working memory: a meta-analysis. Psychonomic Bulletin and Review. 22, 366-377 (2015).
- 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).
- Melby-Lervåg, M., Hulme, C. Is working memory training effective? A meta-analytic review. Developmental Psychology. , (2013).
- 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).
- Schwaighofer, M., Fischer, F., Bühner, M. Does Working Memory Training Transfer? A Meta-Analysis Including Training Conditions as Moderators. Educational Psychologist. , (2015).
- 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).
- 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).
- 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).
- Lövdén, M., Bäckman, L., Lindenberger, U., Schaefer, S., Schmiedek, F. . A Theoretical Framework for the Study of Adult Cognitive Plasticity. , (2010).
- Shinaver, C. S., Entwistle, P. C., Söderqvist, S. Cogmed WM Training: Reviewing the Reviews. Applied Neuropsychology: Child. , (2014).
- Shipstead, Z., Redick, T. S., Engle, R. W. Does working memory training generalize?. Psychologica Belgica. , (2010).
- Shipstead, Z., Redick, T. S., Engle, R. W. Is working memory training effective?. Psychological Bulletin. 138 (4), 628-654 (2012).
- 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).
- Brehmer, Y., Westerberg, H., Bäckman, L. Working-memory training in younger and older adults: Training gains, transfer, and maintenance. Frontiers in Human Neuroscience. , (2012).
- Dahlin, E., Neely, A. S., Larsson, A., Bäckman, L., Nyberg, L. . Transfer of learning after updating training mediated by the striatum. , (2008).
- Dorbath, L., Hasselhorn, M., Titz, C. Aging and executive functioning: A training study on focus-switching. Frontiers in Psychology. , (2011).
- Heinzel, S. Working memory training improvements and gains in non-trained cognitive tasks in young and older adults. Aging, Neuropsychology, and Cognition. , (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- Li, S. C. Working Memory Plasticity in Old Age: Practice Gain, Transfer, and Maintenance . Psychology and Aging. , (2008).
- 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).
- von Bastian, C. C., Oberauer, K. Effects and mechanisms of working memory training: a review. Psychological Research. 78 (6), 803-820 (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Sternberg, S. Memory-scanning: mental processes revealed by reaction-time experiments. American Scientist. , (1969).
- 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).
- 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).
- Bolger, N., Laurenceau, J. P. . Methodology in the Social Sciences. , (2013).
- Kwok, O. M. Analyzing Longitudinal Data With Multilevel Models: An Example With Individuals Living With Lower Extremity Intra-Articular Fractures. Rehabilitation Psychology. , (2008).
- Bissig, D., Lustig, C. Who benefits from memory training?. Psychological Science. , (2007).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Redick, T. S. Working memory training and interpreting interactions in intelligence interventions. Intelligence. , (2015).
- Guiney, H., Machado, L. Volunteering in the Community: Potential Benefits for Cognitive Aging. Journals of Gerontology – Series B Psychological Sciences and Social Sciences. , (2018).
- 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).
- 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).
