Uso de la descomposición de Cholesky para explorar las diferencias individuales en las relaciones longitudinales entre las habilidades de lectura

Convertirse en un lector experto con la capacidad de leer y comprender texto con fluidez es importante para los resultados escolares de los niños. Para prevenir el desarrollo de problemas de lectura, es vital entender hasta qué punto las diferentes habilidades de lectura predicen la comprensión de la lectura. Las investigaciones existentes han demostrado que las habilidades de lectura previa y a nivel de palabras en la escuela primaria predicen longitudinalmente la comprensión de la lectura en la escuela media^1,2. Las diferencias individuales en estas predicciones apuntan principalmente a factores genéticos subyacentes (y en cierta medida, ambientales) desde el jardín de infantes hasta el grado cuatro^3,4. Sin embargo, es necesario explorar si estos mismos factores genéticos y ambientales siguen influyendo en estas predicciones hasta los grados de la escuela media.

Un método para comprender mejor las diferencias individuales subyacentes a las asociaciones entre las habilidades de lectura de primaria y secundaria es el uso de la metodología genética conductual, específicamente el método de descomposición Cholesky. El método de descomposición Cholesky se considera uno de los análisis estándar de oro en genética conductual. Este método es fácil de programar y resolver y permite la descomposición de la varianza y la covarianza en (A) la genética, (C) influencias ambientales compartidas y (E) no compartidas, generalmente en una muestra de gemelos. Un ejemplo de una descomposición de Cholesky univariado (una variable) se indica en la Figura 1. El factor A latente se refiere a los efectos genéticos, que son influencias genéticas heredadas de los padres. El factor C latente se refiere a los efectos ambientales compartidos, que son aspectos del medio ambiente que sirven para hacer que los gemelos sean más similares, como los entornos domésticos y escolares. Por último, el factor E latente se refiere a los efectos ambientales no compartidos, que son influencias ambientales que son únicas para cada gemelo y contribuyen a las diferencias entre los gemelos, como la propia experiencia de cada uno. El factor E también captura el error de medición.

Figura 1: Descomposición en (A) genética, (C) influencias ambientales compartidas y (E) influencias ambientales no compartidas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Los factores A, C y E de la Figura 1 estiman hasta qué punto los genes y los entornos influyen en una variable (lectura). Aún así, para investigar las diferencias individuales subyacentes a las asociaciones longitudinales entre más de una habilidad de lectura de la escuela primaria a la secundaria, es necesario un análisis longitudinal. Para responder a preguntas de investigación motivadas longitudinalmente, un método de descomposición Cholesky multivariante se utiliza aquí⁵. Conceptualmente, el método de descomposición multivariante Cholesky es similar a la regresión múltiple jerárquica, de modo que la contribución independiente de los factores genéticos y ambientales se evalúa después de que se hayan tomado en cuenta las contribuciones de factores anteriores Cuenta.

Por ejemplo, en una descomposición multivariante de Cholesky con datos longitudinales en cuatro puntos de tiempo (véase la figura 2), el primer conjunto de factores [genéticos (A₁), entorno compartido (C₁) y medio ambiente no compartido (E₁)] contribuye a la varianza de todas las variables, representadas como trayectos_{a 11},_{a 21}, a₃₁, a₄₁, c₁₁, c₂₁, …, e₁₁, etc., de A₁, C₁, E₁ factores a cada variable . El segundo conjunto de factores (A₂, C₂, E₂) contribuye a la varianza de la segunda y las variables subsiguientes después de controlar para el primer punto de tiempo. El segundo conjunto de factores se representa como trayectos_{22,un 32}, un_42,c_22,c₃₂, …, e_22,etc. A continuación, se estiman las influencias del tercer conjunto de factores (A₃, C₃, E₃) para la tercera y cuarta variables después de controlar los dos puntos de tiempo anteriores. Se representan como trayectos_{a 33},_{a 43}, c_33, c_43, e₃₃, e₄₃. Por último, las influencias del cuarto conjunto de factores (A₄, C₄, E₄) se miden para el punto de tiempo final después de controlar todos los puntos de tiempo anteriores. Se representan como trayectos_44,c_44,e_44.

Figura 2: Modelo de descomposición Cholesky multivariante para cuatro puntos de tiempo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

En esta aplicación longitudinal del método de descomposición multivariante Cholesky, las influencias genéticas y ambientales en cada momento se estiman después de que se hayan controlado los efectos de los puntos de tiempo anteriores. Como tal, este método permite determinar en qué medida las influencias genéticas y ambientales únicas se encuentran en línea en cada momento determinado, independientemente de las influencias de los puntos de tiempo anteriores (estos efectos se estiman por los trayectos_11, a ₂₂,_{a 33},_{a 44}, c_11, c₂₂, …, e_11, e₂₂, etc.). Además, el método también permite examinar el grado en que se comparten las mismas influencias genéticas y medioambientales (superpuestas) entre los puntos de tiempo. En otras palabras, se puede determinar en qué medida las influencias genéticas y ambientales se arrastran de un punto a otro (es decir, estos efectos se estiman por los trayectos_21,un_31,un_41,un_32,un_42,un ₄₃, c₂₁, c₃₁, …, e₂₁, etc.). Cabe señalar que los caminos_{a 11}, c₁₁, y e₁₁ representan todas las posibles influencias genéticas y ambientales hasta e incluyendo el primer punto de tiempo, que puede ser único o superpuesto con puntos de tiempo anteriores. Sin embargo, no se estiman los puntos de tiempo anteriores al primer punto de tiempo; por lo tanto, no se puede determinar con precisión si representan influencias únicas o superpuestas. A efectos de simplificación, se incluyen como influencias únicas en el informe actual.

El orden de las variables medidas introducidas en una descomposición de Cholesky es arbitrario. Sin embargo, el orden suele estar impulsado por una perspectiva teórica. Este es también el caso en el estudio actual, en el que el orden se basó en el desarrollo de habilidades de lectura, de modo que las habilidades de lectura en la escuela primaria son predictivas de la comprensión lectora en la escuela media.

Hay varios informes en la literatura que investigan los factores genéticos y ambientales subyacentes a las asociaciones longitudinales de habilidades de lectura utilizando el método de descomposición Cholesky. Estos estudios previos se centraron principalmente en investigar las relaciones entre las habilidades de lectura entre los escolares de primaria^6,7. Sólo hay un estudio publicado que examina las diferencias individuales asociadas con la lectura de los grados elementales a los grados de la escuela media utilizando el método de descomposición multivariante Cholesky⁸. Este protocolo detalla el método multivariado de descomposición Cholesky de ese informe específico para explorar las diferencias individuales en las relaciones longitudinales entre el conocimiento de la carta de jardín de infantes, la conciencia fonológica de jardín de infantes, el nivel de palabras de primer grado habilidades de lectura, y comprensión de lectura de séptimo grado.

Los resultados del estudio se centran en el uso del método multivariante de descomposición Cholesky para distinguir entre dos tipos de influencias genéticas y ambientales. En primer lugar, se muestra cómo estimar las influencias genéticas y ambientales que se derivan (se superponen) de la lectura primaria a la escuela media (por ejemplo, estimar los caminos_43,c₄₃y e₄₃, que son influencias genéticas y ambientales habilidades de lectura a nivel de palabra según el primer grado que afectan la comprensión de la lectura en séptimo grado). En segundo lugar, se demuestra cómo estimar las influencias genéticas y ambientales únicas que se encuentran en línea en cada grado en particular (por ejemplo, estimar los caminos_{un 33,}c₃₃y e₃₃, que son influencias genéticas y ambientales únicas en habilidades de lectura a nivel de la palabra que surgen en primer grado).