Arbeitsspeicher prognostiziert eine erhebliche Abweichung für eine Vielzahl von kognitiven Aufgaben, einschließlich Sprechen, Lesen und Schreiben. Allerdings sind nur wenige Werkzeuge zur Verfügung, um das Arbeitsspeicher bei Kindern zu beurteilen. Wir präsentieren einen innovativen, computerbasierten Akku, der bei Kindern im schulpflichtigen Alter verschiedene Komponenten des Arbeitsspeichers umfassend beurteilt.
Die Comprehensive Assessment Battery für Kinder – Arbeitsspeicher (CABC-WM) ist eine Computer-basierte Batterie entwickelt, um verschiedene Komponenten des Arbeitsspeichers bei jungen Kindern im schulpflichtigen Alter zu beurteilen. Arbeitsspeicherdefizite wurden bei Kindern mit sprachbasierten Lernschwierigkeiten, einschließlich Dyslexie 1 , 2 und Sprachbeeinträchtigung 3 , 4 , identifiziert, aber es ist nicht klar, ob diese Kinder Defizite in Unterkomponenten von Arbeitsspeichern aufweisen, wie visuospatiales oder phonologisches Arbeitsspeicher . Die CABC-WM wird auf einem Desktop-Computer mit Touchscreen-Schnittstelle verwaltet und wurde speziell entwickelt, um engagiert und motivierend für Kinder zu sein. Obwohl das langfristige Ziel des CABC-WM darin besteht, bei Kindern individualisierte Arbeitsspeicherprofile zur Verfügung zu stellen, konzentriert sich die vorliegende Studie auf den anfänglichen Erfolg und Nutzen des CABC-WM zur Messung des zentralen ExecuLebendige, visuospatiale, phonologische Schleife und verbindliche Konstrukte bei Kindern mit typischer Entwicklung. Sofortige nächste Schritte sind die Verwaltung der CABC-WM an Kinder mit spezifischer Sprachbeeinträchtigung, Legasthenie und komorbid spezifische Sprachbeeinträchtigung und Legasthenie.
Arbeitsspeicher ist das begrenzte Kapazitätssystem, das es einem Einzelnen ermöglicht, eingehende Informationen während des Abschlusses der kognitiven Aufgaben 5 , 6 geistig zu halten und zu manipulieren. Individuelle Unterschiede in der Arbeit Speicher Auswirkungen kognitiven, scholastischen und professionellen Leistung bei Erwachsenen 7 , 8 und Kinder 9 , 10 . Trotz der Verbindung zwischen Arbeitsspeicher und Lernen sind nur wenige Diagnosewerkzeuge verfügbar, um das Arbeitsspeicher bei Kindern 11 , 12 umfassend zu beurteilen.
Die Comprehensive Assessment Battery für Kinder – Arbeitsspeicher (CABC-WM) wurde entworfen, um das Arbeitsspeicher auf seiner elementarsten Ebene zu beurteilen, wie es von mehreren prominenten Arbeitsspeichermodellen vorgestellt wurde, einschließlich der von Baddeley und Kollegen vorgeschlagenen= "Xref"> 5 , 13 , 14 und Cowan und Kollegen 15 , 16 , 17 . Baddeley 14 schlägt vier separate Arbeitsspeicher-Komponenten vor: eine zentrale Exekutiv- / Aufmerksamkeitssteuerung, die die Aufmerksamkeit fokussiert, schaltet und teilt und verbindet Langzeit- und Arbeitsspeicher; Ein visuospatiales Sketchpad, das visuelle und räumliche Informationen enthält; Eine phonologische Schleife, die sprachbasierte und andere akustische Informationen enthält; Und einen episodischen Puffer, der eine Schnittstelle zwischen Arbeitsspeicherkomponenten bildet und Informationen aus Subsystemen und Langzeitspeicher bindet. Auf der anderen Seite stellt Cowan fest, dass Arbeitsspeicher ein Teil eines größeren, einheitlicheren Konstrukts sein kann, das in erster Linie durch den Fokus der Aufmerksamkeit geleitet wird, zusätzlich zu den zentralen Exekutiv- und phonologischen Aufbewahrungs- und Probensystemen 15 , 16 </ Sup> , 17 . Die CABC-WM umfasst 13 Arbeitsspeicheraufgaben, die die zentrale Exekutive (oder den Fokus der Aufmerksamkeit), visuospatiale, phonologische und verbindliche Subsysteme des Arbeitsspeichers messen. Wir zielten auf drei Maßnahmen jedes Konstrukts, um den Einsatz latenter Variablen zu unterstützen. Mehrere der im CABC-WM enthaltenen Aufgaben wurden nach Aufgaben, die ursprünglich für Erwachsene entworfen wurden, modelliert, die typischerweise eine höhere Toleranz als Kinder für komplexe Aufgaben haben. Wir haben die Aufgaben angepasst, um sie für Kinder motivierend zu machen, indem sie sie in einem Piraten-Themen-Computerspiel mit visuell ansprechenden Grafiken, virtuellen Belohnungen und einer Touchscreen-Oberfläche präsentieren. Wir beschränkten auch die Anzahl der Aufgaben, die in einer einzigen Forschungssitzung präsentiert wurden, und die Anzahl der Prüfungen in jeder Aufgabe, um die Wahrscheinlichkeit von Ermüdung zu verringern. Schließlich, um die Zuverlässigkeit der Batterie zu erhöhen, wurden Aufgaben entworfen, um einfach zu verwalten und zu punkten. Alle Aufgaben enthalten standardisierte Anweisungen, die von der Berechnung vorgelegt wurdenR als Teil jedes Spiels. Die meisten Aufgaben haben das Scoring automatisiert, wodurch die Möglichkeit für menschliche Fehler bei der Datenverarbeitung reduziert wird. Einzelheiten der Aufgaben finden Sie in Tabelle 1 und sind nachfolgend beschrieben.
Zentrale Führungskräfte
N-back auditory , N-back visuelle und Nummernaktualisierungsaufgaben beurteilen die zentrale Exekutivfunktion. Die N-Back- Aufgabe ist eine Aktualisierungsaufgabe, die eine Folge von Reizen vorstellt, nach der die Subjekte aufgefordert werden, zu beurteilen, ob ein Stimulus gleich oder verschieden von dem vorangehenden Reiz ist. Die N-Back- Audit-Aufgabe wird im Kontext einer Roboterband präsentiert, die verschiedene Instrumente mit unterschiedlichen Tönen spielt. Kinder hören die Töne nacheinander. Nachdem jeder Ton gehört ist, entscheidet das Kind, ob der neue Ton gleich oder anders als der vorhergehende Ton ist und antwortet, indem er markierte gleiche / verschiedene Tasten auf der Tastatur drückt. Pilotdaten zeigten, dass a1-back-Aufgabe war durch Kinder im Kinderalter möglich. Die N-back Visual Task wird im Kontext von Robotern präsentiert, die ein Spiel mit gemusterten Spielstücken spielen. Jedes Spielstück ist ein schwarzes Quadrat mit verschiedenen Mustern von weißen Punkten. Kinder sehen eine Reihe von einzelnen Spielstücken. Nachdem jedes Stück gezeigt ist, entscheiden sie, ob das Muster gleich oder verschieden ist von dem vorangehenden Stück und zeigen ihre Antwort durch Drücken von markierten gleichen / verschiedenen Tasten auf der Tastatur. Wieder zeigten Pilotdaten, dass nur eine 1-Back-Aufgabe auf der geeigneten Ebene für kleine Kinder war, die diese Batterie abschließen. Die Nummernaktualisierungsaufgabe beurteilt die Fähigkeit eines Kindes, Informationen im Arbeitsspeicher zu pflegen und zu aktualisieren, wenn zusätzliche Informationen bereitgestellt werden. Diese Aufgabe wird im Rahmen einer Spielzeugfabrik präsentiert, in der die Aufgabe des Kindes besteht, die laufende Summe von Yoyos und Teddybären zu verfolgen. Anfänglich sind Kinder zwei Ziffern zu erinnern, eine Ziffer für die NummerVon yoyos und der andere für die Anzahl der Teddybären. Den Kindern wird dann eine Zusatzoperation ( zB +1, +2, etc. ) für eine der Ziffern angezeigt, die sie zur Aktualisierung der Zifferngesamtmenge verwenden. Kinder werden fünf Operationen nacheinander gegeben, bevor die Zahlen zurückgesetzt werden und sie beginnen wieder.
Phonologisches Arbeitsspeicher
"Phonologisches Arbeitsspeicher" ist verantwortlich für das geistige Halten und Manipulieren von akustischen und sprachbasierten Informationen. Der phonologische Arbeitsspeicher wird mit Hilfe von 'digit span', 'digit span-running' und 'nonword repetition' beauftragt. Die 'Ziffernspanne' Aufgabe erfordert Kinder, Listen zu wiederholen, die in der Länge von 2-8 Ziffern variieren. Diese Aufgabe wird Kindern im Zusammenhang mit dem Spielen eines Nachahmerspiels mit einem Roboter präsentiert. Das Kind wiederholt, was der Roboter sagt und versucht, sich so viele Ziffern in der Reihenfolge wie möglich zu erinnern. Die 'digit span-running' Aufgabe wird vorgestelltIm Zusammenhang mit dem Spielen eines Nachahmer-Spiels mit See-Monstern, die Listen von Zahlen 7-10 Ziffern in der Länge lesen; Allerdings wissen die Kinder nicht, wie viele Ziffern in einer Liste präsentiert werden. Wenn die Liste abgeschlossen ist, wird das Kind aufgefordert, so viele Ziffern wie möglich in der Vorwärtsreihenfolge vom Ende der Liste abzurufen. In der "nonword repetition" Aufgabe wiederholen Kinder neuartige Wörter ( zB 'genfad' und 'yitvodgoom'), die dem Piraten helfen, eine Süßigkeitenbrücke über einen Fluss zu bauen.
Visuospatial Arbeitsspeicher
"Visuospatial Arbeitsspeicher" ist der Bestandteil des Arbeitsspeichers, das visuelle und räumliche Informationen geistig hält und manipuliert. Der Visuospatial-Arbeitsspeicher wird mit "Standortspanne", "Standortspanlauf", "Sichtspanne" und "Sichtspannenlauf" beurteilt. Die Standortspanne Aufgabe erfordert Kinder, sich an den Endpunkt Ort einer Reihe von Pfeilen, die direkt zu erinnernEin Pirat zum begrabenen Schatz. Die Orte werden in einem Array von acht Punkten angezeigt, die von der Mitte des Bildschirms in äquidistanten Winkeln ausstrahlen. Nachdem Kinder die Serie gesehen haben, zeigen sie auf so viele Orte, wie sie sich nacheinander erinnern können. Die 'location span-running' Aufgabe ist die gleiche wie die Location-Span-Task, außer dass Kinder nicht wissen, wie viele Standorte präsentiert werden. Die Aufgabe 'visuelle Spannweite' ähnelt der Aufgabe 'Standortspanne'. Kinder sehen eine Reihe von 1-6 einzelnen schwarzen Polygonen ( dh "Edelsteine" im Kontext des Spiels) erscheinen auf dem Bildschirm, einer zu einer Zeit. Nachdem sie jede Serie gesehen haben, erscheinen sechs Polygone in einer Zeile auf dem Bildschirm. Kinder wählen die Reihenfolge, in der sie erschienen sind, mit dem Touchscreen. Die Task "visuelle Spannweite" ähnelt der visuellen Spannungsaufgabe, außer dass Kinder nicht wissen, wie viele Polygone erscheinen werden. Am Ende der Sequenz erinnern Kinder an die Polygone in fAuftrag. Die Spannlängen variieren von 3 bis 6 Polygonen.
Bindungsaufgaben
"Bindungsaufgaben" beziehen sich auf die Komponente des Arbeitsspeichers, die eine temporäre Schnittstelle zwischen den verschiedenen Arbeitsspeicherkomponenten ( z. B. phonologisch und visuospatial) bildet und Informationen innerhalb und über diese Subsysteme und Langzeitgedächtnis bindet. Zu den verbindlichen Aufgaben gehören "phonologische Bindungsspanne", "visuelle Bindungsspanne" und "cross-modale Bindung". Die Aufgabe "phonologischer Bindungsspanne" erfordert, dass Kinder Paare von Nicht-Sprach-Sounds ( zB Signaltöne und Töne) mit Single-Silben-Nicht-Wörtern ( zB Vope und Meck) lernen. Diese Aufgabe wird im Kontext von Robotern dargestellt, die eine spezielle "Robotersprache" sprechen, um Süßigkeiten in einem Süßwarenladen zu bestellen. Kinder beginnen, indem man einen Ton mit einem Nichtwort in einer Sequenz hört, aber die Aufgabe steigt in Schwierigkeit, bis sie bis zu vier Klang-Nicht-Wort-Paarungen in einem hörenSequenz. Die Aufgabe "visuelle Bindungsspanne" erfordert, dass sich Kinder an zwei gepaarte Stücke von visuellen Informationen erinnern, z. B. wo sich einzelne Polygone in einem 4 x 4 Raster befinden. Spanlänge erhöht sich von 1 bis 6 Polygonen. Nachdem das letzte Polygon in jeder Testversion angezeigt wurde, erscheint ein identisches, leeres 4 x 4 Raster auf dem Bildschirm neben einem Feld der sechs optionalen Polygone. Kinder verwenden den Touchscreen, um die Polygone an ihre richtige Stelle innerhalb des Rasters auszuwählen und zu ziehen. Kinder dürfen Polygone um das Gitter ziehen, bis sie mit ihrer Auswahl zufrieden sind. "Cross-Modal Bindung" erfordert die Bindung von auditorischen Nicht-Worten ( zB Koov und Geem) mit schwarzen Polygonformen. Diese Aufgabe wird im Zusammenhang mit dem Lernen des Namens der Spielfiguren präsentiert. Da jedes einzelne Polygon in der Mitte des Bildschirms gezeigt wird, hören Kinder ein 1-Silben-Nichtwort, das mit diesem Polygon gepaart ist. Jede Studie variiert in der Anzahl der präsentierten Paare von 1 bis 6. Nach demLetztes Paar präsentiert wird, erscheint ein Auswahlbildschirm mit dem Feld von sechs Polygonen. Kinder hören jedes Nicht-Wort, eins zu einer Zeit, und verwenden Sie den Touchscreen, um das Polygon anzuzeigen, das mit diesem Nicht-Wort geht. Die Nicht-Wörter werden nicht in der Reihenfolge wiedergegeben, in der sie präsentiert wurden.
CABC-WM Verwaltung und Ergebnisse
Das Protokoll zur Verabreichung des CABC-WM wird nachfolgend beschrieben. Im Folgenden werden die Ergebnisse der CABC-WM-Maßnahmen und die Berücksichtigung der Aufgabenzuverlässigkeit für eine Stichprobe von typisch entwickelnden Kindern bereitgestellt. Die präsentierte CABC-WM-Batterie wird auf einem Desktop-Computer mit einem Touchscreen-Monitor mit einem Piraten-Themen-Kontext für die Spiele verwaltet. Das Kind sitzt direkt vor dem Touchscreen. Ein Forschungsassistent sitzt neben dem Kind, um die Aufmerksamkeit des Kindes zu überwachen oder Pausen zu brauchen. Der Assistent zeichnet auch Daten für die Aufgaben auf, die nicht automatisch vom Computerprogramm aufgezeichnet werden (siehe unten). Zum SchlussVon jeder Aufgabe, fordert das CABC-WM das Kind auf, die nächste Aufgabe auszuwählen. Nachdem die letzte Aufgabe in der Forschungssitzung abgeschlossen ist, schließt die CABC-WM, indem sie dem Kind erlaubt, Gegenstände für seinen Piraten-Avatar in einem virtuellen Laden zu erwerben.
Alle Aufgaben beginnen mit einer Reihe von Trainingsversuchen, die das Kind vorübergehen muss, bevor es zu den Testversuchen geht. Wenn ein Kind die Trainingsversuche nach fünf Versuchen nicht bestanden kann, wird die Aufgabe eingestellt. Bitte beachten Sie die Tabelle 1 für einzelne Aufgaben, einschließlich: Stimuli, Bedingungen, Anzahl der Trainingsversuche und Aufgabenversuche, durchschnittliche Aufgabenlänge und abhängige Variablen.
Die CABC-WM wurde entwickelt, um das Arbeitsspeicher bei Kindern umfassend zu beurteilen, basierend auf prominenten Theorien des Arbeitsspeichers. Mehrere Aufgaben beurteilen zentrale Exekutive, phonologisches Arbeitsspeicher, visuospatiales Arbeitsspeicher und verbindliche Funktionen.
Der CABC-WM wird derzeit weiter verfeinert und getestet. Gelegentlich kann der Forschungsassistent technische Probleme mit der CABC-WM-Schnittstelle aufgrund von Programmierfehlern oder Computerfehlern auftreten. Das Forscherteam stellt allen Assistenten ein Handbuch zur Fehlerbehebung zur Verfügung, um bekannte Probleme zu lösen ( z. B. kann das Programm auf einem Bildschirm stecken und manueller Fortschritt erforderlich sein) sowie umfangreiches Training in Bezug auf die Einhaltung des Fehlersuchprotokolls. Aufgrund der Dauer der Forschungssitzungen können sich die Kinderteilnehmer mit dem Programm langweilen oder frustrieren lassen. Die wissenschaftlichen Hilfskräfte werden ausgebildet, um das Kind mit Pausen unterzubringen, um die Motivation zu bewahren undAufmerksamkeit auf die Aufgaben. In seltenen Fällen ist bekannt, dass das Computerprogramm einen Neustart erfordert, um fortzufahren. In diesen Fällen, wenn die Verwaltung die mittlere Aufgabe unterbrochen wurde, wird die Aufgabe nicht abgebucht, und diese Daten gehen verloren. Das Forschungsteam arbeitet fleißig daran, diese Vorkommnisse zu minimieren.
Denn jetzt sollte die gesamte Forschungsbatterie verwaltet werden, da Kinderaufführungen auf einzelne Aufgaben außerhalb der Spielumgebung nicht beurteilt wurden. Wir führen Studien durch, um die Anzahl der Gegenstände in der Batterie zu reduzieren, die Gültigkeit zu beurteilen und festzustellen, wie ältere Kinder bei diesen Maßnahmen durchgeführt werden. Die Forschungsversion des CABC-WM benötigt fünf 30 bis 45 min Sitzungen. Dies bietet eine umfassende Einschätzung des Arbeitsspeichers für junge Grundschulkinder, die für Forscher von Interesse sein können, aber in ihrer jetzigen Form ist die Batterie für Praktiker nicht praktikabel. Die Gültigkeit der Arbeit michMory-Modelle und Aufgabenzuverlässigkeit wurden für die zweiten Grader in den USA gemeldet. Die nächsten Schritte sind, die Batterie in einer erweiterten Altersgruppe von Kindern zu testen, um die Anzahl der Aufgaben in der Batterie zu reduzieren und die gleichzeitige Gültigkeit zu testen.
Es gibt nur zwei bekannte Assessments, die speziell darauf ausgelegt sind, Arbeitsspeicher zu messen, die derzeit für Kinder verfügbar sind 11 , 12 . Die CABC-WM stellt eine umfassendere Alternative zu diesen Maßnahmen dar, die in einem kinderfreundlichen Kontext ( zB ein Computerspiel) vermittelt wird, um die Motivation zu erhöhen. Ergebnisse deuten darauf hin, dass CABC-WM Aufgaben zuverlässig sind, wenn sie an zweite Grader mit typischer Entwicklung verabreicht werden.
Die Ergebnisse der ersten Probe der Kinder der zweiten Klasse werden verwendet, um die CABC-WM-Batterie zu verfeinern. Die nächsten Schritte sind, um die Zuverlässigkeit und Gültigkeit der Batterie in einem breiteren Alter von Kindern zu beurteilen. Die langfristigen ZieleVon dieser Forschung sind zu helfen, Pädagogen und Familien zu verstehen, die einzelnen Arbeit Gedächtnis Stärken und Schwächen der Kinder zu differenzierten Unterricht zu unterstützen und jedem Kind zu helfen, ihre Arbeit Gedächtnis Profil zu befähigen, um ihre Selbst-Befürwortung und Nutzung von Strategien zur Steigerung der akademischen Leistung zu unterstützen.
The authors have nothing to disclose.
Diese Arbeit wurde durch die Finanzierung von den National Institutes of Health NIDCD Grant # R01 DC010784 unterstützt. Wir sind den Mitarbeitern, Forschern, Schulverwaltern, Lehrern, Kindern und Familien, die teilgenommen haben, sehr dankbar. Schlüsselpersonal inbegriffen (in alphabetischer Reihenfolge) Gary Carstensen, Cecilia Figueroa, Karen Guilmette, Trudy Kuo, Bjorg LeSueur, Annelise Pesch und Jean Zimmer. Viele Schüler haben auch zu dieser Arbeit beigetragen, darunter (in alphabetischer Reihenfolge) Genesis Arizmendi, Lauren Baron, Alexander Brown, Nora Schlesinger, Nisha Talanki und Hui-Chun Yang.
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. |