Valutazione della memoria di lavoro nei bambini: la batteria di valutazione completa per i bambini - memoria di lavoro (CABC-WM)

Behavior
 

Summary

La memoria di lavoro prevede una notevole quantità di varianza per una varietà di compiti cognitivi, tra cui parlare, leggere e scrivere. Tuttavia, pochi strumenti sono disponibili per valutare la memoria di lavoro nei bambini. Presentiamo un'innovativa batteria basata su computer che valuta in modo completo i diversi componenti della memoria di lavoro nei bambini in età scolare.

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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).

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Abstract

La batteria di valutazione completa per i bambini - Memoria di lavoro (CABC-WM) è una batteria basata su computer progettata per valutare diversi componenti della memoria di lavoro nei bambini di età scolare. Sono stati individuati deficit di memoria di lavoro nei bambini con disabilità di apprendimento basate sulla lingua, incluse la dislessia 1 , 2 e la disabilità linguistica 3 , 4 , ma non è chiaro se questi bambini presentano disavanzi nei sottocomponenti della memoria di lavoro, come la memoria di lavoro visuospaziale o fonologica . Il CABC-WM viene somministrato su un computer desktop con un'interfaccia touchscreen ed è stato specificatamente sviluppato per essere coinvolgente e motivante per i bambini. Anche se l'obiettivo a lungo termine del CABC-WM è quello di fornire profili di memoria di lavoro individuali nei bambini, il presente studio si concentra sul successo iniziale e l'utilità del CABC-WM per misurare l'esecutore centraleLoop fonologico, visuospaziale, e costruttivo di legame nei bambini con uno sviluppo tipico. I prossimi passi immediati sono quello di amministrare il CABC-WM a bambini con specifici disturbi della lingua, dislessia e disturbi specifici della lingua e della dislessia.

Introduction

La memoria di lavoro è il sistema di capacità limitata che consente a un individuo di mantenere mentalmente e di manipolare le informazioni in ingresso durante l'esecuzione di attività cognitive 5 , 6 . Le differenze individuali nella memoria di lavoro influenzano le prestazioni cognitive, scolastiche e professionali negli adulti 7 , 8 e bambini 9 , 10 . Nonostante la connessione tra la memoria di lavoro e l'apprendimento, pochi strumenti diagnostici sono disponibili per valutare in modo completo la memoria di lavoro nei bambini 11 , 12 .

La batteria di valutazione completa per i bambini - Memory Working (CABC-WM) è stata progettata per valutare la memoria di lavoro al suo livello più elementare, come previsto da diversi modelli di memoria di lavoro prominente, inclusi quelli proposti da Baddeley e colleghi= "Xref"> 5 , 13 , 14 e Cowan e colleghi 15 , 16 , 17 . Baddeley 14 propone quattro componenti di memoria di lavoro separati: un central executive / controller di attenzione che mette a fuoco, commuta e divide l'attenzione e collega la memoria a lungo termine e di lavoro; Un sketchpad visuospaziale che contiene informazioni visive e spaziali; Un anello fonologico che tiene informazioni basate su discorsi e altre informazioni acustiche; E un buffer episodico che forma un'interfaccia tra i componenti della memoria di lavoro e lega informazioni provenienti dai sottosistemi e dalla memoria a lungo termine. Dall'altro lato, Cowan afferma che la memoria di lavoro può essere parte di un più grande e costruttivo unitario guidato in primo luogo dalla messa a fuoco dell'attenzione, oltre agli sottosistemi centrali esecutivi e fonologici di stoccaggio e di prove 15 , 16 </ Sup> , 17 . Il CABC-WM include 13 attività di memoria di lavoro che misurano gli sottosistemi centrali della memoria di lavoro esecutivo (o focus di attenzione), visuospatiali, fonologici e legati. Abbiamo puntato su tre misure di ogni costrutto per supportare l'uso di variabili latenti. Molte delle attività incluse nel CABC-WM sono state modellate dopo attività originariamente progettate per gli adulti che hanno tipicamente una tolleranza superiore ai bambini per compiti complessi. Abbiamo adattato i compiti per renderli motivati ​​per i bambini presentandoli in un gioco computerizzato a tema pirata con grafica visiva-affascinante, premi virtuali e un'interfaccia touch-screen. Abbiamo anche limitato il numero di compiti presentati in una singola sessione di ricerca e il numero di prove in ciascuna attività per diminuire la probabilità di affaticamento. Infine, per aumentare l'affidabilità della batteria, i compiti sono stati progettati per essere facile da amministrare e punteggio. Tutti i compiti includevano istruzioni standardizzate presentate dal calcoloR come parte di ogni gioco. La maggior parte delle attività ha un punteggio automatizzato che riduce l'opportunità di errore umano durante l'elaborazione dati. I dettagli dei compiti possono essere trovati nella tabella 1 e sono descritti di seguito.

Compiti esecutivi centrali

Le attività di auditivo , visivo N-back e di aggiornamento di numeri N-back valutano la funzione esecutiva centrale. L'attività N-back è un compito di aggiornamento che presenta una sequenza di stimoli, dopo di che i soggetti sono invitati a giudicare se uno stimolo è lo stesso o diverso rispetto allo stimolo precedente. L'attività uditiva N-back viene presentata nel contesto di una banda di robot che suona diversi strumenti con toni diversi. I bambini ascoltano i toni in sequenza. Dopo che ogni tono viene sentito, il bambino decide se il nuovo tono è lo stesso o diverso dal tono precedente e risponde premendo gli stessi tasti / tasti diversi sulla tastiera. I dati pilota mostrarono che aIl compito 1-back è stato eseguito da bambini di età elementare. L'attività visiva N-back viene presentata nel contesto di robot che giocano un gioco con pezzi di gioco modellati. Ogni pezzo di gioco è una piazza nera con diversi modelli di punti bianchi. I bambini vedono una serie di singoli pezzi di gioco. Dopo che ciascun pezzo è mostrato, decidono se il modello è uguale o diverso dal precedente pezzo e mostrare la loro risposta premendo etichettati stessi / diversi tasti sulla tastiera. Ancora una volta, i dati pilota hanno mostrato che solo un compito di 1 volta era al livello appropriato per i bambini piccoli che completano questa batteria. L'attività di aggiornamento del numero valuta la capacità del bambino di mantenere le informazioni nella memoria di lavoro e di aggiornarlo quando vengono fornite ulteriori informazioni. Questo compito è presentato nel contesto di una fabbrica di giocattoli dove il compito del bambino è quello di tenere traccia del totale in esecuzione di yoyos e orsacchiotti fabbricati. Inizialmente, i bambini sono visualizzati due cifre da ricordare, una cifra per il numeroDi yoyos e l'altro per il numero di orsacchiotti. I bambini vengono quindi mostrati un'operazione di aggiunta ( ad esempio, +1, +2, ecc. ) Per una delle cifre che utilizzano per aggiornare la cifra totale. I bambini ricevono cinque operazioni in sequenza prima che i numeri vengano ripristinati e ricominciano.

Memoria di lavoro fonologica

La "memoria fonologica di lavoro" è responsabile della tenuta mentale e della manipolazione di informazioni acustiche e basate su discorsi. La memoria di lavoro fonologica viene valutata utilizzando le funzioni di "digit span", "digit span-running" e "non-repeating". L'attività di "cifre digitali" richiede che i bambini ripetano le liste che variano di lunghezza da 2-8 cifre. Questo compito viene presentato ai bambini nel contesto di una riproduzione di copycat con un robot. Il bambino ripete ciò che dice il robot, cercando di ricordare tante cifre nella sequenza possibile. Viene presentato il compito di "digit span-running"Nel contesto di una partita di copycat con mostri marini che leggono elenchi di numeri di lunghezza di 7-10 cifre; Tuttavia, i bambini non sanno quante cifre saranno presentate in un elenco. Quando l'elenco è completato, il bambino viene richiesto di richiamare il numero più cifre possibile, in ordine di avanzamento, dalla fine dell'elenco. Nel compito di ripetizione non parole, i bambini ripetono parole nuove ( ad esempio , "genfad" e "yitvodgoom"), che aiutano il pirata a costruire un ponte di caramelle su un fiume.

Memoria di lavoro visuospaziale

"Memoria di lavoro spaziale" è il componente della memoria di lavoro che tiene mentalmente e manipola le informazioni visive e spaziali. La memoria di lavoro visuospaziale viene valutata con i compiti di "span di posizione", "span-running di posizione", "span visuale" e di "visual span-running". L'attività di spianatura di località richiede che i bambini ricordino la posizione dell'endpoint di una serie di frecce che dirigonoUn pirata a tesoro sepolto. Le posizioni vengono visualizzate in una matrice di otto punti che irradiano dal centro dello schermo ad angoli equidistanti. Dopo che i bambini vedono la serie, fanno riferimento a tante posizioni che possono ricordarsi in sequenza. L'attività di "span-running di posizione" è uguale all'attività di span di posizione, a meno che i bambini non sappiano quanti percorsi verranno presentati. L'attività di "visual span" è simile all'attività di "span di posizione". I bambini vedono una serie di 1-6 singoli poligoni neri ( cioè "gemme" nel contesto del gioco) appaiono sullo schermo, una alla volta. Dopo aver visto ogni serie, sei righe vengono visualizzate in una riga sullo schermo. I bambini selezionano l'ordine in cui sono comparsi, utilizzando il touchscreen. L'attività di "visual span-running" è simile al compito visivo, salvo che i bambini non sanno quanti poligoni appaiono. Alla fine della sequenza, i bambini ricordano i poligoni in fOrdine oro. Le lunghezze di span possono variare da 3 a 6 poligoni.

Compiti legati

I "compiti legati" si riferiscono al componente della memoria di lavoro che forma un'interfaccia temporanea tra i diversi componenti della memoria di lavoro ( ad es. , Fonologici e visuospatiali) e lega le informazioni all'interno di questi sottosistemi e lungo la memoria a lungo termine. Le attività obbligatorie includono "fascio di legame fonologico", "fascia di legame visivo" e "legame crossmodale". Il compito di "fasciamento fonologico" richiede che i bambini imparino accoppiamenti di suoni non vocali ( ad esempio , segnali acustici e toni) con parole non singole ( ad esempio , vope e meck). Questo compito è presentato nel contesto di robot che parlano un linguaggio robotico speciale per ordinare caramelle in un negozio di caramelle. I bambini iniziano a sentire un suono con una nonword in una sequenza, ma il compito aumenta in difficoltà fino a quando non sente fino a quattro accoppiamenti audio-non-vocali in unsequenza. L'attività di "visuale vincolante" richiede che i bambini ricordino due pezzi di informazioni visive accoppiate, ad esempio dove si trovano poligoni individuali in una griglia 4 x 4. La lunghezza della girata aumenta da 1 a 6 poligoni. Dopo che è stato visualizzato l'ultimo poligono di ogni prova, sullo schermo compare una griglia identica, vuota di 4 x 4 accanto ad un campo dei sei poligoni facoltativi. I bambini utilizzano il touchscreen per selezionare e trascinare i poligoni nella posizione corretta all'interno della griglia. I bambini sono autorizzati a spostare poligoni intorno alla griglia finché non saranno soddisfatti della loro selezione. Il "legame cross-modale" richiede l'associazione di parole non auditive ( ad esempio , koov e geem) con forme poligonali nere. Questo compito è presentato nel contesto dell'apprendimento del nome dei pezzi di gioco. Poiché ogni singolo poligono è mostrato al centro dello schermo, i bambini sentono una nonword associata a una sillaba accoppiata con quel poligono. Ogni prova varia in base al numero di coppie presentate, che vanno da 1 a 6Viene presentata l'ultima coppia, appare una schermata di selezione che mostra il campo di sei poligoni. I bambini sentono ogni non parola, uno alla volta, e usano il touchscreen per indicare il poligono che va con quella nonword. Le non parole non vengono riprodotte nell'ordine in cui sono state presentate.

Amministrazione e risultati CABC-WM

Il protocollo per la gestione del CABC-WM è descritto di seguito. Successivamente, i risultati delle misure CABC-WM e l'affidabilità dei compiti segnalati sono fornite per un campione di bambini tipicamente in via di sviluppo. La batteria CABC-WM presentata viene somministrata su un computer desktop con un monitor touchscreen che utilizza un contesto a tema pirata per i giochi. Il bambino siede direttamente davanti allo schermo tattile. Un assistente di ricerca siede accanto al bambino per controllare l'attenzione del bambino o la necessità di interruzioni. L'assistente registra anche i dati per le attività che non vengono registrate automaticamente dal programma di computer (vedere sotto). Alla conclusioneDi ogni attività, il CABC-WM richiede al bambino di selezionare l'attività successiva. Dopo che l'ultimo lavoro è stato completato nella sessione di ricerca, il CABC-WM conclude permettendo al bambino di acquistare oggetti per il suo avatar pirata in un negozio virtuale.

Tutti i compiti iniziano con una serie di prove di addestramento che il bambino deve passare prima di procedere alle prove di prova. Se un bambino non può passare le prove di allenamento dopo cinque tentativi, l'attività viene interrotta. Si prega di vedere la tabella 1 per i singoli dettagli delle attività, tra cui: stimoli utilizzati, condizioni, numero di prove di addestramento e prove di lavoro, lunghezza media delle attività e variabili dipendenti.

Protocol

Tutte le procedure descritte di seguito sono state approvate dai consigli di revisione dell'etica della ricerca umana presso le istituzioni partecipanti.

1. Preparazione e seduta

  1. Per iniziare, posizionare il bambino davanti al computer e adattarlo a un set di combinazioni regolabili per cuffie / microfoni. Usare un divisore cuffie per collegare un set di cuffie che l'assistente porterà durante la somministrazione della batteria.
    NOTA: Durante l'amministrazione del protocollo, un assistente siede accanto al bambino per monitorare l'attenzione del bambino sui compiti; Per immettere dati di risposta, come descritto di seguito; E per garantire la fedeltà del bambino al protocollo CABC-WM (per esempio, per assicurarsi che il bambino utilizza la sua mano dominante per rispondere, partecipa allo schermo del computer, ecc. ).

2. Istruzioni iniziali per l'oggetto

  1. Indica al bambino di utilizzare l'interfaccia touchscreen per selezionare un avatar pirataChe userà per tutto il gioco.
    NOTA: Nell'ambito del gioco, il bambino attraverserà un oceano virtuale per completare 13 attività di memoria di lavoro, distribuite su quattro isole (ogni isola è completata in un altro giorno per evitare fatica). Vedere la Figura 1 . I compiti individuali sono rappresentati da icone ( ad esempio , diverse icone dei giocattoli sull'Isola giocattoli). Le attività sono randomizzate tra i bambini; Quindi, il computer seleziona casualmente l'ordine di presentazione delle attività per ogni bambino.

3. Selezione dell'Avatore

  1. Dopo aver selezionato l'Avatar pirata, indica il bambino per selezionare un'isola da completare. Indica al bambino di selezionare una delle icone dell'immagine sulla sua isola selezionata, che avvia un'attività.
    NOTA: Ogni isola ha 3-5 compiti (vedi figura 1 ), ognuno dei quali è rappresentato dalle icone delle immagini. Le attività sono presentate in modo casuale dal CABC-WM in modo che un'icona di immagine particolare non sia necessariamente associataUn compito particolare. Per ogni attività viene visualizzata una schermata di introduzione, che segnala all'assistente quali materiali sono necessari ( ad esempio, rimuovendo la tastiera, posizionando etichette sulla tastiera, ecc.) Per quella specifica attività.
    1. Quando i materiali sono disposti in modo appropriato, chiedere all'assistente di premere il tasto 9 sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività. Una volta che un bambino ha completato un'attività (come descritto nel protocollo di seguito), l'isola selezionata viene nuovamente visualizzata e il bambino seleziona l'attività successiva. La sessione continua finché non sono stati completati tutti i compiti sull'isola.
      NOTA: Tutte le attività all'interno del CABC-WM sono narrate da un pirata che fornisce istruzioni verbali standardizzate per ogni attività. Ogni attività è classificata in base a ciascun componente di memoria di lavoro, tra cui: 1) esecutivo centrale, 2) memoria fonologica di lavoro, 3) memoria di lavoro visuospaziale e 4) legatura. Tutte le descrizioni dettagliate di ogni attività sono state fornite sopra nell'introduzione del manuscript.

4. Compiti esecutivi centrali

  1. N-back Auditory
    1. Leggere la schermata di istruzione visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione. Posizionare la tastiera davanti al bambino e mettere un adesivo verde sul tasto C e un adesivo rosso sul tasto M. Premere 9 sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio. Assicurarsi che il bambino indica la sua risposta selezionando il rispettivo tasto etichettato sulla tastiera.
      NOTA: l'adesivo rosso rappresenta diverso e l'adesivo verde rappresenta lo stesso; Questo è il modo in cui il bambino indica la stessa risposta / differenza in questo compito. Il narratore CABC-WM istruisce il bambino a giudicare se uno stimolo uditivo ( cioè atone) sia lo stesso o diverso rispetto allo stimolo precedente.
  2. N-back Visual
    1. Leggere la schermata delle istruzioniChe viene visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione. Posizionare la tastiera davanti al bambino e mettere un adesivo verde sul tasto C e un adesivo rosso sul tasto M. Premere 9 sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio
      NOTA: L'adesivo rosso rappresenta 'diverso' e l'adesivo verde rappresenta lo stesso; Questo è il modo in cui il bambino indica la stessa risposta / differenza in questo compito. Il narratore CABC-WM indica al bambino di giudicare se uno stimolo visivo ( cioè un "pezzo di gioco") è lo stesso o diverso da quello stimolante visivo immediatamente precedente.
    2. Assicurarsi che il bambino indica la sua risposta selezionando il rispettivo tasto etichettato sulla tastiera.
  3. Aggiornamento numero
    1. Leggere la schermata di istruzione visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione. Dirigere il bambino in modo visivoTendono a due numeri presentati sullo schermo del computer e alle successive operazioni di aggiunta. Premere 9 sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio.
      NOTA: sul bambino viene visualizzato due numeri sullo schermo. Il bambino viene dato, in sequenza, una serie di cinque operazioni di aggiunta che vengono applicate ai numeri. Dopo ogni operazione, il bambino fornisce un totale verbale di esecuzione dei due numeri.
    2. Dopo che il bambino verbalmente fornisce il totale in esecuzione ( ad esempio, 2, 3 o 2,4) per ogni prova, digitare la risposta del bambino sulla tastiera numerica a 10 tasti, che avvia automaticamente l'attività alla prossima prova.

5. Attività di memoria fonologica di lavoro

  1. Digit span
    1. Leggere la schermata di istruzione visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione.
      NOTA: Il narratore CABC-WM indica al bambino di ascoltare sequenze di cifre che aumentanoDi lunghezza e di ripetere tante cifre che riesce a ricordare.
    2. Mettere la tastiera fuori dalla portata del bambino (l'assistente presenterà le risposte del bambino). Premere '9' sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio. Dopo ogni prova, immettere le cifre che il bambino ripete nel blocco numerico a 10 tasti, indipendentemente dalla correttezza della sua risposta, sulla tastiera.
      NOTA: Il CABC-WM valuta le risposte del bambino come corretto se i numeri ripetuti sono nell'ordine corretto. L'assistente non giudica l'esattezza della risposta del bambino, ma semplicemente chiave la risposta del bambino nel programma per il computer per analizzare e punteggio.
  2. Digit Span - Corrente
    NOTA: Il narratore CABC-WM indica al bambino di ascoltare gli elenchi di numeri che vanno in una lunghezza di 7-10 cifre e quindi ripetere quanti numeri (in ordine di avanzamento) alla fine della sequenza.
    1. Leggi la schermata delle istruzioni cheViene visualizzato dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione. Mettere la tastiera fuori dalla portata del bambino (l'assistente presenterà le risposte del bambino). Premere '9' sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio. Dopo ogni prova, immettere le cifre che il bambino ripete nel tastierino numerico a 10 tasti sulla tastiera.
      NOTA: Il CABC-WM valuta le risposte del bambino come corretto se i numeri ripetuti sono nell'ordine corretto. L'assistente non giudica l'esattezza della risposta del bambino, ma semplicemente chiave la risposta del bambino nel programma per il computer per analizzare e punteggio.
  3. Ripetizione Nonword
    1. Leggere la schermata di istruzione visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione.
      NOTA: Il narratore di CABC-WM indica al bambino di ripetere con esattezza una serie di non parole ( ad esempio, genfad e yitvadgoom) il più possibile accuratamente possibile.
    2. ad esempio , il bambino dice, "non so" o non risponde), premere il tasto M per indicare che un tentativo non è stato fatto e che il prossimo processo inizierà.

6. Operazioni di memoria di lavoro Visuospatial

NOTA: All'inizio di ogni attività, il narratore CABC-WM fornisce istruzioni al figlio.

  1. Posizione Span
    1. Leggere la schermata di istruzione visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione. Mettere la tastiera fuori dalla portata del bambino. Premere '9' sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio. Monitorare ilL'attenzione del bambino al compito che gli richiede di ricordare una serie di posizioni sullo schermo del computer e mentre risponde toccando lo schermo per fare le sue selezioni.
  2. Posizione Span - Corrente
    1. Leggere la schermata di istruzione visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione. Mettere la tastiera fuori dalla portata del bambino. Premere '9' sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio.
    2. Monitorare l'attenzione del bambino al compito mentre ricorda, in ordine di avanzamento, come molte posizioni presentate dalla fine di una sequenza di lunghezza imprevedibile. Dopo che il bambino tocca lo schermo per rispondere, assicurarsi che il bambino seleziona il pulsante NEXT , un cerchio nell'angolo in basso a destra dello schermo etichettato NEXT, per far avanzare la CABC-WM alla prossima prova.
  3. Visual Span
    1. Leggere la schermata di istruzione visualizzata da afTer il bambino seleziona l'icona dell'attività sull'isola selezionata della sessione. Mettere la tastiera fuori dalla portata del bambino. Premere '9' sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio. Monitorare l'attenzione del bambino sull'attività e, quando richiesto, utilizza il touchscreen per selezionare l'ordine dei poligoni presentati in intervalli di 2-6 lunghezze.
  4. Visual Span - Corrente
    1. Leggere la schermata di istruzione visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione. Mettere la tastiera fuori dalla portata del bambino. Premere '9' sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio.
    2. Monitor l'attenzione del bambino sull'operazione mentre, quando viene richiesto, utilizza il touchscreen per selezionare l'ordine di poligoni che può richiamare in ordine di avanzamento, come molti poligoni possibili da una lunghezza span imprevedibile. Dopo che il bambino tocca lo schermo per rispondere, assicurarsi che il bambino seleziona il tasto 'NEXT'9; , Un cerchio nell'angolo in basso a destra dello schermo con l'etichetta 'NEXT', per avanzare il CABC-WM alla prossima prova.

7. Attività obbligatorie

  1. Fonologia vincolante
    1. Leggere la schermata di istruzione visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione. Mettere la tastiera fuori dalla portata del bambino. Premere '9' sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio.
    2. Ascolta la risposta verbale del bambino quando viene chiesto la nonword associata al suono non vocale. Se il bambino fa un tentativo ragionevole, premere il tasto C per indicare che è stato eseguito un tentativo e avanzare l'attività alla prossima prova. Se il bambino non fa un ragionevole tentativo ( ad esempio , il bambino dice "non so" o non risponde), premere il tasto "M" per indicare che non è stato fatto un tentativo e per consentire alla prossima prova diinizio.
  2. Vincolo visivo
    1. Leggere la schermata di istruzione visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata della sessione. Mettere la tastiera fuori dalla portata del bambino. Premere '9' sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio.
    2. Dopo che il bambino viene presentato con poligoni nelle rispettive posizioni sullo schermo (aumentando la lunghezza di span tra 1 e 6 poligoni alla volta per ogni prova), monitorare il bambino mentre utilizza il touchscreen per spostare i poligoni nei punti di griglia che ricorda . Dopo che il bambino finisce le sue selezioni, assicurarsi che il bambino seleziona il pulsante 'NEXT', un cerchio nell'angolo in basso a destra dello schermo etichettato 'NEXT' per avanzare il CABC-WM alla prossima prova.
  3. Legame Cross-Modale
    1. Leggere la schermata delle istruzioni visualizzata dopo che il bambino seleziona l'icona dell'attività nell'isola selezionata delsessione. Mettere la tastiera fuori dalla portata del bambino. Premere '9' sul tastierino numerico a 10 tasti per avviare l'attività per il figlio.
    2. Poichè il bambino viene presentato con un poligono per etichettare dopo aver appreso le accoppiamenti poligonali non-vocali in intervalli di 1-6 accoppiamenti, monitorare le risposte del bambino. Se il bambino fa un tentativo ragionevole, premere il tasto "C" per indicare che è stato eseguito un tentativo e avanzare l'attività alla prossima prova. Se il bambino non fa un ragionevole tentativo ( ad esempio , il bambino dice "non so" o non risponde), premere il tasto "M" per indicare che non è stato fatto un tentativo e per consentire l'inizio della prossima prova

Representative Results

Il CABC-WM è stato somministrato a 168 bambini con sviluppo tipico che sono stati iscritti o hanno appena completato il secondo (età media = 7; SD = 4.99 mesi). I bambini hanno inoltre soddisfatto i seguenti criteri di inclusione: a) non ha avuto storia di disturbi neuropsichiatrici ( ad esempio , disordine dello spettro dell'autorità); b) non ha avuto storia di ricevere servizi di istruzione speciale; c) ha parlato inglese monolingue; d) non ha ripetuto un grado E) ha ottenuto un punteggio standard del 30 ° percentile sul Goldman-Fristue Test of Articulation -2 (GFTA) 18 ; f) ha ottenuto un punteggio standard> 87 sul composito linguistico core della Valutazione Clinica dei Fondamenti di Lingua - Quarta Edizione ( CELF-4) 19 , g) ha ottenuto un punteggio standard di composizione di secondo grado> 95 sul test di efficacia della lettura di parole, seconda edizione (TOWRE-2) 20 e h) ha ottenuto un punteggio standard> 74 sul NonverbaleIndice della batteria di valutazione di Kaufman per i bambini (K-ABC) 21 . La tabella 2 presenta i tassi di passaggio, i mezzi, le deviazioni standard e l'intervallo di punteggi in ogni task. Alcuni bambini non hanno completato tutti i compiti. In alcuni casi, ciò è dovuto all'insuccesso dell'apparecchiatura (circa il 4%) o perché il bambino non è riuscito a superare la fase di formazione di un compito. Per i bambini che hanno superato con successo la fase di allenamento, non abbiamo osservato effetti di pavimento o soffitto, suggerendo che i compiti siano stati appropriati allo sviluppo per catturare una serie di prestazioni nei bambini. Sulla base del successo di allenamento, i compiti più difficili da passare erano "cifre di span-running" e "visual span-running", con tassi di passaggio rispettivamente del 70,7% e dell'80,4%. Tutti gli altri compiti sono stati passati da almeno il 90% dei bambini.

Le attività del CABC-WM sono state utilizzate per testare l'adattamento di modelli prominenti di memoria di lavoro 22 . Sulla base di co Le attività del CABC-WM sono state utilizzate per definire un modello finale di memoria di lavoro che può meglio essere descritto come una combinazione di processi embedded di tre fattori di Cowan modello 15 , 16 dell'esecutivo centrale, focus di attenzione e fonologiche Lo stoccaggio e la prova con il modello a tre fattori di Baddeley e Hitch del centro esecutivo esecutivo, dello schizato visuospaziale e del ciclo fonologico (cfr. Figura 2 ). Il primo fattore identificato nel modello combinato, l'esecutivo centrale, includeva i compiti n- back e l'attività di aggiornamento. Il secondo fattore è stato il focus dell'attenzione / visuospatial sketchpad. Le attività di caricamento su questo fattore comprendevano attività tradizionali basate sul viso, quali spazi visivi e spaziali, ma comprendevano anche operazioni di esecuzione che, come descritto in precedenza, sono quelle attività che hanno una lunghezza di elenco imprevedibile che non consente la prova> 23 , 24 . Il terzo fattore identificato, lo stoccaggio fonologico e il ciclo di prova / fonologico, comprendeva quei compiti che includevano stimoli vocali e uditivi, come la cifra delle cifre, il legame fonologico e la ripetizione non vocale. Vedi Gray et al. 22 per una recensione completa. Questi risultati rappresentativi confermano l'utilità dei compiti del CABC-WM per misurare componenti discreti della memoria di lavoro nel campione corrente dei bambini.

Affidabilità

L'affidabilità dei compiti CABC-WM 22 è stata valutata calcolando i coefficienti di split-half e split-terzo (che sono casi particolari del più generale coefficiente K-split 25 , 26 , 27 ). Una descrizione completa di come dividere gli elementi può essere ottenuta da tÈ il primo autore. La affidabilità per ogni attività è riportata nella tabella 3 . La maggior parte delle relazioni sono state moderate a valori elevati, dimostrando che la maggioranza dei singoli compiti del CABC-WM è affidabile. I compiti vincolanti hanno mostrato una minore affidabilità, che garantisce ulteriori indagini.

Figura 1
Figura 1: Distribuzione delle attività di memoria di lavoro sulle isole del CABC-WM. L'ordine dell'isola e l'ordine delle attività sono stati randomizzati per ogni bambino. Le attività sono state distribuite attraverso le isole per compensare la presentazione e standardizzare la quantità di tempo necessario per il completamento dell'isola. (Abbreviazioni: VSS: memoria di lavoro visuospaziale; PL: memoria di lavoro fonologica; CE: Executive centrale; BT: compiti obbligatori

figura 2
et al. 22 per ulteriori dettagli. (* Ristampato con il permesso di Gray e altri ) 22 .

Nome del compito Stimuli usati Condizioni o tipi di prova Numero di blocchi e prove di formazione (tra parentesi) Criterio per il passaggio della formazione Numero di prove Durata delle attività (minuti) Variabili dipendenti)
Compiti esecutivi centrali
N-back Auditory (Aggiornamento) • Toni
• Immagine della banda del robot
• Stesso
• Diverso
1 blocco di formazione:
• Stessa (3)
• Diversi (3)
4/6 54 (3 blocchi ciascuno con 9 stessi, 9 diversi) 6.5 La precisione media per gli stessi e diversi processi combinati
N-back Visual (aggiornamento) • Immagini di quadrati neri con puntini bianchi • Stesso
• Diverso
1 blocco di formazione:
• Stessa (3)
• Diversi (3)
4/6 54 (3 blocchi ciascuno con 9 stessi, 9 diversi) 7.5 La precisione media per gli stessi e diversi processi combinati
Aggiornamento dei numeri (aggiornamento) • Presentazione visiva dei numeri e delle operazioni n / a 2 blocchi di allenamento:
• Ogni blocco (5) 5/5 ogni blocco
15 (3 blocchi ciascuno con 5 prove) 7.2 Precisione media per tutte le prove
Attività di memoria di lavoro fonologiche
Digit span • registrazioni uditive delle cifre 1-9 (ad eccezione del 7 perché sono 2 sillabe) Lunghezza campo (2-8 cifre) 1 blocco di formazione:
• 2 prove
2/2 14 (2 prove a ogni lunghezza di spanatura da 2-8 cifre) 4.5 Numero di prove corrette ad ogni lunghezza di span x lunghezza di span, quindi somma dei prodotti
Digit Span - Corrente • registrazioni uditive delle cifre 1-9 (ad eccezione del 7 perché sono 2 sillabe) Lunghezza campo (7-10 cifre) 3 blocchi di allenamento:
• 3 prove
Almeno 1 corretto per ognuno di 3 blocchi 12 (3 prove a ogni lunghezza di span 7-10) 6 AveRabbia numero di cifre richiamate nell'ordine corretto
Ripetizione Nonword • Registrazioni auditive di non parole Lunghezza parola (2-5 sillabe nonwords) 1 blocco di formazione:
• 3 non-parole a 2 sillabe)
3 tentato 16 non parole (4 a 2, 3, 4 e 5 sillabe) 3 Numero di parole non ripetute con consonanti corrette a ogni lunghezza sillaba x lunghezza sillaba, quindi somma prodotti
Operazioni di memoria di lavoro Visuospatial
Posizione Span • Una freccia che punta verso una posizione disposta in un modello circolare Lunghezza campo (2-6 posizioni) 3 blocchi di allenamento:
• 1 posizione (1)
• 2 posizioni (2)
Almeno 1 in 1 posizione e 1 in 2 posizioni 12 (2 prove a ciascuna lunghezza di span di 2-6 posizioni) 4.5
Posizione Span Running • Una freccia che punta verso una posizione disposta in un modello circolare Lunghezza campo (5-8 frecce) 3 blocchi di allenamento:
• 6 posizioni (1)
• 7 posizioni (1)
• 8 posizioni (1)
1/1 corretta ad ogni lunghezza 12 (3 prove a ogni lunghezza di span tra 5 e 8 posizioni) 7.5 Numero medio di posizioni identificato correttamente in tutti i processi
Visual Span • Poligoni neri Lunghezza campo (1-6 poligoni) 1 blocco di formazione
• 1 poligono (1)
• 2 poligoni (2)
3/3 12 (2 prove a ogni lunghezza di span di 1-6 poligoni) 6.5 Corretto numero di prove a ogni lunghezza di span x lunghezza di span, quindi somma dei prodotti
Visual Span - Corrente • Poligoni neri Lunghezza campo (3-6 poligoni) 1 blocco di formazione
• 3 poligoni (1)
• 4 poligoni (1)
1 corretto ad ogni lunghezza 12 (3 prove a ciascuna lunghezza di span di 3-6 poligoni) 7 Numero medio di poligoni identificati correttamente in tutti i processi
Compiti legati
Fonologia vincolante • Suoni non uditivi uditivi (es. Rumori meccanici)
• Registrazioni auditive di non parole
Lunghezza campo (1-4) 1 blocco di formazione
• 1 coppia audio-non-parola (1)
• 2 coppie audio-non-parole (1)
2/2 tentato 20 combinazioni di suono / non parola (2 prove ciascuna di 1-4 paia per prova) 5.2 Corretto numero di prove a ogni lunghezza di span x lunghezza di span, quindi somma dei prodotti
Spettro visivo-spaziale • Immagine di una griglia
• Poligoni neri
Lunghezza campo (1-6 poligoni) 1 blocco di formazione
• 1 poligono (1)
• 2 poligoni (1)
2/2 12 (2 prove a ogni lunghezza di span di 1-6 poligoni) 5.2 Corretto numero di prove a ogni lunghezza di span x lunghezza di span, quindi somma dei prodotti
Legame Cross-Modale • Poligoni neri
• Registrazioni auditive di non parole
Lunghezza campo (1-6 poligoni) 1 blocco di formazione
• 1 coppia non-poligonale (1)
• 2 non-parole-poligoni (2)
2/2 12 (2 prove a ogni lunghezza di span di 1-6 poligoni) 6.5 Corretto numero di prove a ogni lunghezza di span x lunghezza di span, quindi somma dei prodotti

Tabella 1: Dettagli di attività per le attività di memoria di lavoro incluse nel CABC-WM. La tabella presenta gli stimoli utilizzati per ciascuna attività, le condizioni testate, il numero di prove di addestramento, i criteri per la fase di addestramento, il numero di prove di lavoro, la lunghezza media delle attività e le variabili dipendenti per ogni attività.

Tipo di attività Tasso di passaggio
(%) A
N Significare SD Minimo Massimo
Aggiornamento numero (precisione) 91 155 0.8 0,28 0.14 1
N-Back Visual (precisione) 94,8 147 0,77 0,17 0.3 0.96
N-Back Auditory (precisione) 98,7 151 0.84 0.14 0.43 1
Span di posizione (somma ponderata) 100 151 10.59 5.99 0 30
Span di posizione in esecuzione (media) 93.4 152 1.31 0.66 0,08 3.25
Visual span (somma ponderata) 90.1 150 6.75 5.74 0 27
Visual span in esecuzione (media) 80,4 127 0.87 0.66 0,08 2.58
Span di cifre (somma ponderata) 100 150 19.4 6.91 4 42
Calibro di cifre in esecuzione (media) 70,7 150 1.88 1.24 0,13 4.58
Ripetizione Nonword (somma ponderata) 100 153 11.42 6.3 0 42
Legame cross-modale (medio) 99,3 153 4.35 2.64 0 13
Span di legame fonologico 99,3 149 12.04 6.89 0 35
(Somma ponderata)
Vincolo visivo (somma ponderata) 93.4 145 4.77 3.17 0 16
Le percentuali escludono i dati che sono stati esclusi a causa dell'insufficienza di apparecchiature che si sono verificati ad un tasso del 4,04% o di un numero di partecipanti che includeva il ritiro dallo studio o al parPartecipante in declino di completare un'attività.

Tabella 2: Prestazioni su ogni task CABC-WM per sviluppare tipicamente i bambini nel secondo grado. Il tasso di passaggio medio viene presentato per ogni attività. I mezzi riportati sono punteggi grezzi per ogni attività. Le percentuali escludono i dati scartati a causa dell'insuccesso di apparecchiature che si sono verificati ad un tasso di 4,04% o di un numero di partecipanti che includevano il ritiro dallo studio o da un partecipante in declino per completare un'attività.

Rep non-Word (somma ponderata)
Tipo di attività N Affidabilità 95% CI di affidabilità
Aggiornamento numero (precisione) 139 0.95 [.93, .96]
Numero Indietro Visual (precisione) 148 0.86 [.81, .90]
Numero Indietro Auditory (precisione) 151 0.82 [.75, .87]
Span di posizione (somma ponderata) 158 0.7 [.59, .78]
Corrispondenza della posizione (media) 146 0.93 [.91, .95]
Visual span (somma ponderata) 140 0.73 [.62, .81]
Corsa visiva (media) 99 0.84 [.78, .89]
Span di cifre (somma ponderata) 159 0.67 [.55, .76]
Corsa a cifre digitali (media) 109 0.85 [.79, .89]
153 0.6 [.45, .71]
Legame cross-modale (medio) 153 0.38 [.15, .55]
Span di legame fonologico (somma ponderata) 149 0.53 [.35, .66]
Legame visivo (somma ponderata) 145 0.51 [.32, .65]

Tabella 3: Affidabilità delle attività CABC-WM. Le reliebilities riportate sono derivate da coefficienti split-split e terze parti, che sono casi speciali del più generale coefficiente K-split 25 , 26 , 27 . La maggior parte delle relazioni erano moderate a valori elevati.

Discussion

Il CABC-WM è stato sviluppato per valutare la memoria di lavoro nei bambini in base a teorie importanti della memoria di lavoro. Più compiti valutano l'esecutivo centrale, la memoria di lavoro fonologica, la memoria di lavoro visuospaziale e le funzioni di rilegatura.

Attualmente il CABC-WM sta subendo ulteriori raffinatezza e test. In alcuni casi, l'assistente di ricerca può incontrare problemi tecnici con l'interfaccia CABC-WM a causa di problemi di programmazione o errori di computer. Il team di ricerca fornisce a tutti gli assistenti un manuale di risoluzione dei problemi per affrontare problemi conosciuti ( ad esempio, il programma potrebbe bloccarsi su uno schermo e richiedere un avanzamento manuale), nonché un'estesa formazione per quanto riguarda l'adesione al protocollo di risoluzione dei problemi. A causa della durata delle sessioni di ricerca, i partecipanti al bambino possono diventare annoiati o frustrati con il programma. Gli assistenti di ricerca sono formati per ospitare il bambino con interruzioni necessarie per mantenere la motivazione eAttenzione ai compiti. In rare occasioni, il programma per computer è noto per richiedere un riavvio per continuare. In quei casi, se l'amministrazione è stata interrotta a metà attività, l'attività non viene ripristinata e che i dati vengono persi. Il team di ricerca sta lavorando diligentemente per minimizzare questi eventi.

Per ora, l'intera batteria di ricerca dovrebbe essere somministrata, perché le prestazioni dei bambini sulle attività individuali presentate al di fuori dell'ambiente di gioco non sono state valutate. Stiamo conducendo studi per ridurre il numero di articoli nella batteria, per valutare la validità e per determinare come i bambini elementari più anziani eseguono su queste misure. La versione di ricerca del CABC-WM richiede cinque sessioni da 30 a 45 minuti da completare. Ciò fornisce una valutazione completa della memoria di lavoro per i giovani scolari elementari che potrebbero interessare i ricercatori, ma nella sua forma attuale la batteria non è pratica per i professionisti. La validità di lavorarmiI modelli mory e l'affidabilità dei task sono stati segnalati per i secondi classificatori negli Stati Uniti. I passi successivi sono la prova della batteria in una fascia di età espansa dei bambini, per ridurre il numero di compiti nella batteria e per verificare la validità concorrente.

Ci sono solo due valutazioni specifiche appositamente progettate per misurare la memoria di lavoro attualmente disponibile per i bambini 11 , 12 . Il CABC-WM rappresenta un'alternativa più completa a queste misure, somministrate in un contesto adeguato ai bambini ( ad esempio, un gioco per computer) per aumentare la motivazione. I risultati suggeriscono che le attività CABC-WM sono affidabili quando vengono somministrate ai secondi gradi con uno sviluppo tipico.

I risultati del campione iniziale di bambini di secondo grado vengono utilizzati per raffinare la batteria CABC-WM. I passi successivi sono di valutare l'affidabilità e la validità della batteria in una fascia di età più larga di bambini. Gli obiettivi a lungo termineDi questa ricerca sono aiutare gli educatori e le famiglie a comprendere i punti di forza e le debolezze della memoria di lavoro individuale dei bambini per sostenere le istruzioni differenziate e aiutare ogni bambino a capire il loro profilo di memoria di lavoro per potenziare la loro auto-advocacy e l'uso di strategie per aumentare il conseguimento accademico.

Disclosures

Gli autori non hanno niente da rivelare.

Acknowledgments

Questo lavoro è stato sostenuto da finanziamenti da parte dell'Istituto Nazionale di Salute NIDCD Grant # R01 DC010784. Siamo profondamente grati al personale, ai ricercatori, agli amministratori scolastici, agli insegnanti, ai bambini e alle famiglie che hanno partecipato. Personale chiave incluso (in ordine alfabetico) Gary Carstensen, Cecilia Figueroa, Karen Guilmette, Trudy Kuo, Bjorg LeSueur, Annelise Pesch e Jean Zimmer. Molti studenti hanno anche contribuito a questo lavoro, tra cui Genesis Arizmendi, Lauren Baron, Alexander Brown, Nora Schlesinger, Nisha Talanki e 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.

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References

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