Individualus užduočių atlikimo kintamumas po kognityvinio mokymo yra susijęs su ilgalaikiais vaikų rezultatais 1 dalis

Abstraktus

Galimas vaikų darbinės atminties lavinimo (WMT) pranašumas ir mechaninis poveikis yra daugelio tyrimų ir diskusijų objektas. Mes parodome, kad po penkių savaičių mokykloje besimokančių adaptyvių WMT 6–9 metų pradinių klasių vaikai turėjo didesnį aktyvumą prefrontalinėse ir striatalinėse smegenų srityse, didesnį užduočių tikslumą ir mažesnį individualų atsako laiko kintamumą, palyginti su kontrolinėmis grupėmis. Naudodamiesi nuoseklaus atrankos sprendimų modeliu, parodome, kad šį individualaus kintamumo sumažėjimą galima paaiškinti įrodymų kaupimo rodiklių ir slenksčių pokyčiais. Kritiškai svarbu, kad individualus kintamumas yra naudingas norint kiekybiškai įvertinti tiesioginį kognityvinio mokymo intervencijų poveikį, nes jis yra geresnis akademinių įgūdžių ir gerovės prognozės praėjus 6–12 mėnesių po mokymo pabaigos nei užduoties tikslumas.

Vaikų darbinės atminties lavinimas – tai vaikų atminties ir mąstymo gebėjimų gerinimas atliekant daugybę praktinių užsiėmimų. Darbinė atmintis yra svarbi žmogaus smegenų dalis. Ji yra atsakinga už mūsų trumpalaikės atminties apdorojimą ir gali padėti žmonėms geriau apdoroti ir saugoti informaciją. Todėl vaikai turi tobulinti darbinės atminties lavinimą.

Mokymo procesas turi būti nukreiptas į vaikų pažinimo lygį ir amžiaus ypatybes, ypač į atminties problemas, su kuriomis vaikai susiduria kasdieniame gyvenime, kad vaikai galėtų veiksmingiau panaudoti atmintį kasdieniame gyvenime.

Darbinės atminties lavinimas gali būti taikomas daugeliui skirtingų intelektualinių veiklų, tokių kaip loginis samprotavimas, kalbos supratimas, erdvinis suvokimas ir problemų sprendimas. Per šiuos mokymus vaikai gali pagerinti savo analitinius, sprendimo ir problemų sprendimo gebėjimus.

Be to, darbinės atminties gerinimas taip pat glaudžiai susijęs su vaikų akademiniais rezultatais. Mokymasis reikalauja, kad mes turėtume stiprų atminties gebėjimą įsisavinti žinias. Todėl efektyvus darbinės atminties lavinimas gali padėti vaikams geriau išmokti žinių ir pagerinti jų akademinius rezultatus.

Trumpai tariant, vaikų darbinės atminties lavinimas teigiamai veikia vaikų augimą. Mokymo proceso metu turime sutelkti dėmesį į vaikų asmenybių ir savybių supratimą ir leisti jiems pajusti laimę ir pasiekimo jausmą, kurį treniruotės suteikia jų pažangai. Tikime, kad padedami tėvų ir mokytojų vaikai gali nuolat tobulinti savo mąstymo įgūdžius ir atmintį lavinant darbinę atmintį. Matyti, kad reikia pagerinti atmintį. Cistanche deserticola gali žymiai pagerinti atmintį, nes Cistanche deserticola yra tradicinė kinų vaistinė medžiaga, turinti daug unikalių poveikių, iš kurių vienas yra pagerinti atmintį. Maltos mėsos veiksmingumą lemia įvairios joje esančios veikliosios medžiagos, įskaitant rūgštį, polisacharidus, flavonoidus ir kt. Šie ingredientai gali įvairiais būdais skatinti smegenų sveikatą.

Spustelėkite žinokite būdus, kaip pagerinti smegenų veiklą

Apibendrinant, mūsų rezultatai rodo, kad dėmesio kontrolė yra pradinis mechanizmas, lemiantis ilgalaikę prisitaikančio WMT naudą. Atrankiniai ir nuolatiniai dėmesio gebėjimai gali būti pagrindas vėlesniems aukštesnių pažinimo procesų, akademinių įgūdžių ir bendros gerovės pokyčiams. Be to, šie rezultatai rodo, kad rezultatų matavimo priemonių parinkimas ir įvertinimų laikas atlieka lemiamą vaidmenį nustatant mokymo efektyvumą. Taigi, įvertinus individualų kintamumą mokymo metu arba iškart po jo, būtų galima anksti pritaikyti mokymo intervencijas trukmę ar turinį, kad būtų padidintas jų poveikis.

RAKTINIAI ŽODŽIAI

Dėmesio kontrolė, vaikai, pažinimo lavinimas, fMRT, individualus kintamumas, darbinė atmintis.

1. ĮVADAS

Kognityvinio mokymo programoms per daugelį metų buvo skiriamas didelis dėmesys, atsižvelgiant į jų potencialą pagerinti sveikų ir klinikinių gyventojų kognityvinius gebėjimus. Tačiau kognityvinio mokymo programų veiksmingumas ir naudos išlikimas vis dar yra nuodugniai nagrinėjamas ir energingai diskutuojama (Au ir kt., 2015; Bogg ir Lasecki, 2014; Cortese ir kt., 2015, Karbach ir Verhaeghen, 2014; Melby-Lervag ir kt., 2016; Sala ir Gobet, 2020, Schwaighofer ir kt., 2015; Smidet al., 2020, Wass ir kt., 2012). Nors buvo įrodyta, kad kognityvinio mokymo programos pagerina panašių neapmokytų užduočių atlikimą (beveik perkėlimas), įrodymų apie pažinimo įgūdžių perkėlimą kitose srityse (perkėlimas į tolimą) vis dar yra nedaug ir prieštaringų (Au ir kt., 2015; Cortese et al. 2015, Delalande ir kt., 2020; Gilligan ir kt., 2020; Jones ir kt., 2020; Karbach ir Verhaeghen, 2014; Melby-Lervag ir kt., 2016; Sala ir Gobet, 2020; Schwaighofer ir kt. ., 2015; Smid ir kt., 2020). Mums vis dar trūksta pakankamai supratimo apie kognityvinių įgūdžių ir gebėjimų tipus, kuriuos naudingiausia lavinti, kokius mokymo metodus ir dozes, kurios geriausiai tinka tam tikriems įgūdžiams, ir apie asmenis, kurie gali gauti pakankamai naudos, kad pateisintų laiką ir pinigus. pažinimo mokymo intervencijų išlaidos.

Kaip ir daugelis kognityvinio mokymo aspektų, perkėlimo poveikio akademiniams pasiekimams mastas yra intensyvių diskusijų objektas. Atrodo, kad akademinių rezultatų pagerėjimas yra stipresnis kalbos ir skaitymo srityje ir ne toks nuoseklus matematikos srityje, nors tai skiriasi priklausomai nuo mokymo režimo tipo ir studijų pavyzdžio (žr. Sala & Gobet, 2020 ir Titz & Karbach, 2014, apžvalgą ir meta – analizė). Pavyzdžiui, yra pranešimų, kad pradinis perkėlimas į matematiką neišlieka praėjus trims mėnesiams (Jones ir kt., 2020) ir kad vaikai, kurių darbinė atmintis yra silpni, turi prastesnius matematikos įgūdžius nei įprastos pamokų kontrolės grupės, praėjus 2 metams po darbinės atminties. mokymas (WMT) (Roberts ir kt., 2016). Kita vertus, neseniai atliktas tyrimas parodė, kad mokymo poveikis gali išryškėti ir laikui bėgant didėti daugiau nei 500 pirmos klasės vaikų grupėje, kuri nebuvo iš anksto atrinkta pagal darbinės atminties gebėjimus (Berger ir kt., 2020).

Šis tyrimas parodė, kad adaptyvaus WMT privalumai akademiniams įgūdžiams buvo akivaizdūs tik praėjus 6–12 mėnesių po mokymo pabaigos. Be to, šis darbas parodė, kad penkios adaptyvaus WMT savaitės pirmos klasės metais padidino tikimybę patekti į aukščiausią Vokietijos vidurinių mokyklų sistemos akademinį kelią po 3–4 metų. Atsižvelgiant į apibendrintus kelių tyrimų rezultatus, aišku, kad išilginių tyrimų planai, apimantys tolesnius kelerius metus trunkančias priemones, bus svarbūs nustatant galimą skirtingų tipų ir (arba) kognityvinio mokymo dozių efektyvumą, ypač vaikams.

Svarbu suprasti kognityvinius ir neurobiologinius pokyčius, vykstančius treniruotės metu arba iškart po jos. Tikėtina, kad šie proksimalūs efektai leidžia ateityje gauti plataus masto naudą. Dėmesio lygis gali nulemti, kaip gerai įsimenama informacija (Gazzaley & Nobre, 2012). Todėl darbinės atminties procesai, apibrėžiami kaip laikinas informacijos saugojimas ir manipuliavimas, leidžiantis atlikti sudėtingas pažinimo užduotis (Baddeley, 1996; Baddeley, 2010), yra glaudžiai susiję su dėmesio kontrole.

Gebėjimą koordinuoti ir skirti dėmesį atitinkamiems aplinkos dirgikliams, neatsižvelgiant į blaškymąsi ir nuovargį, vadiname dėmesio kontrole (Cartwright, 2012; Corbetta ir Shulman, 2002; Norman ir Shallice, 1983). Darbinė atmintis reikalauja dėmesio kontrolės, kad būtų galima išlaikyti ir iš naujo įvertinti su užduotimi susijusią informaciją, kartu užkertant kelią užduotims nesusijusios informacijos trukdžiams (Engle, 2018; Fukuda ir Vogel, 2011; Kane ir kt., 2008; Mcnab ir Klingberg, 2008). Tiek darbinė atmintis, tiek dėmesio valdymo procesai priklauso nuo fronto-parietalinių ir striatalinių smegenų tinklų (Klingberg, 2010). Buvo pranešta, kad kognityvinis lavinimas keičia smegenų struktūrą ir funkciją, o sukelti pokyčiai dažnai stebimi prefrontaliniuose, parietaliniuose ir striataliniuose regionuose (Astle ir kt., 2015; Buschkuehl ir kt., 2012; Flegal ir kt., 2019; Klingberg, 2010). McNab ir kt., 2009; Salmi ir kt., 2018; Schneiders ir kt., 2012).

Tai itin svarbūs regionai, palaikantys vykdomąsias funkcijas, tokias kaip darbinė atmintis ir dėmesio kontrolė (D'Esposito ir Postle, 2015; Frank ir kt., 2001; Mcnab ir Klingberg, 2008; Owen ir kt., 2005; Wager ir Smith, 2003). Smegenų vaizdavimo tyrimai rodo, kad norint sėkmingai pereiti nuo treniruotų į netreniruotus įgūdžius, reikia, kad abu pažinimo procesai bent iš dalies sutaptų su struktūrinėmis ir funkcinėmis smegenų sistemomis (Dahlin ir kt., 2008; Morrison ir Chein, 2011). Taigi, kad pažinimo mokymo programos būtų naudingiausios, jos turėtų palengvinti nervų vystymąsi, leidžiančius veiksmingiau ir efektyviau įsitraukti į tokias bendras nervų sistemas.

Jautrios ir patikimos psichikos ir nervinių funkcijų pokyčių priemonės yra būtinos norint nustatyti tiesioginį treniruočių poveikį ir numatyti ilgalaikę mokymo naudą. Dabartiniame darbe išbandome hipotezę, kad šiuo atžvilgiu gali būti naudingas individualus atsako laiko kintamumas. Individualios kintamumo priemonės, pagrįstos tikslumu arba atsako laiku, yra informatyvesnės nei vidutinės tikslumo priemonės, kai bandoma suprasti mechanizmus, kuriais naudingas pažinimo mokymo poveikis gali būti perkeltas į akademinius įgūdžius (Karbach ir Unger, 2014; Könen ir Karbach, 2015). , siekiant numatyti ilgalaikę naudą akademiniams rezultatams (Judd ir kt., 2021) ir palengvinti tų asmenų, kuriems būtų naudingiausia mokymo intervencija, identifikavimą (Karbach ir Unger, 2014; Könen ir Karbach, 2015; MacDonald ir kt. al., 2009; Saville ir kt., 2011).

Buvo naudojami keli metodai, skirti kiekybiškai įvertinti ir atskirti skirtingus pažinimo procesus, kurie gali sukelti individualų atsako laiko kintamumą. Individualus variacijos koeficientas (ICV) yra įprastas matas, apskaičiuojamas kaip paprastas standartinio nuokrypio santykis su vidurkiu. Be to, reakcijos laiko pasiskirstymo formą galima parametrizuoti pritaikant buvusius Gauso modelius (Geurts ir kt., 2008; Hervey ir kt., 2006; van Belle ir kt., 2015), o galimi kintamumo šaltiniai gali būti išsiskiria pritaikytais difuzijos sprendimų modeliais (DDM) (Forstmann ir kt., 2016; Karalunas ir Huang-Pollock, 2013; Ratcliff ir kt., 2016; Schmiedek ir kt., 2009). Be to, DDM taip pat gali būti naudojami norint įvertinti ir suprasti dėmesio poveikį užduočių atlikimui ir sprendimų priėmimui (Cavanagh ir kt., 2014; Krajbich ir Rangel, 2011; Krajbich ir kt., 2015).

Individualus našumo kintamumas yra susijęs su kognityviniais gebėjimais ir smegenų funkcijomis, kurioms taikomos kognityvinio mokymo intervencijos (Castellanos ir kt., 2005; Geurts ir kt., 2008; Judd ir kt., 2021; Kofler ir kt., 2013; MacDonald ir kt., 2006). Individualus kintamumas taip pat yra susijęs su prefrontaline smegenų funkcija ir dopaminergine neuromoduliacija (Ilg ir kt., 2018; Johnson ir kt., 2015; MacDonald ir kt., 2006, 2009; Papenberg ir kt., 2013; Tamnes ir kt., 2012; van Belle ir kt., 2015), ypač slopinimo ir pažinimo kontrolės gebėjimus, kuriuos sąlygoja priekinės ir subkortikinės dopaminerginės smegenų sistemos (Bellgrove ir kt., 2004; Isbell ir kt., 2018; Montez ir kt., 2017; van Belle ir kt., 2015).

Individualaus kintamumo priemonės gali būti ypač naudingos lyginant įvairias grupes, tokias kaip vaikai ir paaugliai, kurių kognityvinis vystymasis vis dar vyksta, arba populiacijos, turinčios kognityvinių sunkumų, pvz., ADHD ar autizmą (Castellanos ir kt., 2005; Dirk ir Schmiedek, 2016). Geurts ir kt., 2008; Karalūnas ir kt., 2014; Könen ir Karbach, 2015). Atsižvelgiant į nusistovėjusį smegenų ir pažinimo vystymosi modelį per visą gyvenimą, individualus kintamumas rodo atvirkštinį U formos ryšį su amžiumi, mažėja nuo vaikystės iki paauglystės iki jauno pilnametystės ir vėl didėja senatvėje (Montez ir kt. ., 2017; Papenberg ir kt., 2013; Williams ir kt., 2005).

Individualių kintamumo priemonių privalumas yra tas, kad jie fiksuoja ne tik rezultatą, bet ir pažinimo procesų efektyvumą. Padidėjęs atsako laiko kintamumas siejamas su dėmesio kontrolės sunkumais arba gebėjimu išlaikyti dėmesį ir tikslus (Unsworth, 2015). Padidėjęs kognityvinis pajėgumas, padidėjęs efektyvumas ar kognityvinių procesų stabilumas buvo spėjami kaip galimi mokymo intervencijų poveikio mechanizmai (von Bastian ir Oberauer, 2014). Dėmesio trūkumas atliekant užduotį gali rodyti nenuoseklų įgyvendinimą, o ne sumažėjusį pajėgumą ar nenormalią funkciją. Toks nenuoseklumas diegiant atitinkamas pažinimo sistemas gali būti nesusijęs su sumažėjusiu tikslumu, jei užduotis ar testas nėra pakankamai sudėtingi ir (arba) duoda tik grubius tikslumo matmenis, tačiau vis tiek gali labai pabloginti vaikų akademinius rezultatus (Judd ir kt., 2021). ). Nenuoseklus elgsenai svarbių pažinimo procesų įgyvendinimas gali pakeisti reakcijos laiko pasiskirstymą. Šie poveikiai nebūtinai lems vidutinių atsako laikų skirtumus, tačiau juos galima kiekybiškai įvertinti naudojant įvairius individualaus atsako laiko kintamumo rodiklius (Ali ir kt., 2019; Geurts ir kt., 2008; van Belle ir kt., 2015).

Individualus kintamumas iš tikrųjų buvo susijęs su dėmesio praradimu. Tai buvo įrodyta vaikams, sergantiems ADHD, kuriems dažnai būdingas neįprastai ilgas RT (Hervey ir kt., 2006; van Belle ir kt., 2015). Palyginti su centrinės tendencijos rodikliais (pvz., vidurkiu ar mediana), individualūs kintamumo rodikliai yra jautresni jaunų suaugusiųjų nuovargiui (Wang ir kt., 2014) arba išoriškai vertinamoms dėmesio problemoms (Gómez-Guerrero ir kt., 2011), ir teisingai klasifikuoti pacientus, sergančius ADHD (Klein ir kt., 2006). Todėl individualaus kintamumo metrika galėtų patikimai aptikti pokyčius, atsiradusius dėl mokymo intervencijų, kurių (dar) negalima užfiksuoti vidutiniais veiklos rodikliais, nes veiklos kintamumo priemonės yra jautresnės pažinimo procesų efektyvumui.

Naujausi darbai parodė, kad veiklos kintamumas yra susijęs su darbinės atminties gebėjimais, mokymu ir perkėlimu į akademinius įgūdžius. Darbinės atminties užduočių tikslumo kintamumas tarp individų ir tarp jų buvo susijęs su 3 ir 4 klasių vaikų akademiniais rezultatais (Dirk ir Schmiedek, 2016), o neseniai atliktas tyrimas su 6-metų vaikais. parodė, kad individualus kintamumas po darbinės atminties pažinimo lavinimo buvo susijęs su matematikos rezultatais po 3 metų (Judd ir kt., 2021). Atsižvelgiant į nuspėjamą ryšį tarp akademinių rezultatų mokykloje ir gerovės suaugus (Tomasik ir kt., 2019), svarbu ištirti bet kokio pažinimo mokymo poveikį akademiniams rezultatams.

Apibendrinant galima teigti, kad yra pakankamai pagrindo manyti, kad individualūs atsako laiko kintamumo metrikai gali nustatyti trumpalaikius treniruočių efektus ir gali būti naudingi prognozuojant ilgalaikės naudos laipsnį. Čia išbandome hipotezę, kad užduočių atlikimo individualus kintamumas, kiekybiškai įvertintas pagal atsako laiką, gali būti naudojamas trumpalaikiam mokymo efektyvumui įvertinti ir yra susijęs su būsimu tolimojo perdavimo poveikiu. Mes naudojame pažintinių užduočių (N-Back ir Flanker), funkcinio magnetinio rezonanso tomografijos (fMRI) ir difuzijos sprendimų modeliavimo individualaus veikimo derinį, kad ištirtume penkių savaičių adaptyvaus WMT poveikį smegenims ir pažinimo funkcijai pirmos klasės vaikams. .

Mūsų konkrečios hipotezės buvo tokios, kad WMT būtų naudingas N-Back ir Flanker užduočių našumui per trumpą laiką, padidindamas tikslumą ir sumažindamas individualų atsako laiko kintamumą. Mes taip pat iškėlėme hipotezę, kad sumažėjęs atsako laiko kintamumas po WMT bus susijęs su smegenų aktyvavimu pagrindiniuose darbinės atminties regionuose, tokiuose kaip dorsolaterinė prefrontalinė žievė ir striatum. Be to, iškėlėme hipotezę, kad jei WMT paveikė gebėjimą ar motyvaciją selektyviai žiūrėti su užduotimis susijusią informaciją, turėtume pamatyti skirtumus tarp apskaičiuotų DDM dreifo rodiklių tarp treniruočių ir kontrolinių grupių. Galiausiai, atsižvelgiant į esamus įrodymus apie sąsajas tarp individualaus kintamumo ir kognityvinių funkcijų įvairiose psichikos ir senstančiose populiacijose, iškėlėme hipotezę, kad individualaus kintamumo rodikliai parodys būsimus rezultatus po 6 ir 12- sekančių mėnesių. iki vertinimų. Mes tikriname šias hipotezes naudodami tris nepriklausomus duomenų rinkinius.

2 METODAS

2.1 Dalyviai

Šiam darbui išanalizavome trijų atskirų vaikų imčių duomenis (N=28, 572 ir 11 878). Dalyvius ir užduotis, naudotas dviejuose didesniuose konceptualiuose replikacijos pavyzdžiuose, aprašome toliau pateiktame 2.7 poskyryje. Pradiniame fMRT mėginyje buvo 28 paprastai besivystantys 7–9- metų pradinės mokyklos vaikai (vidutinis amžius=93 mėn., SD=5 mėn., 14 moterų, darbinės atminties lavinimo grupė [WMT] { {13}}, palyginimo grupė [CMP]=12). Šie vaikai buvo įdarbinti iš vykstančio intervencinio tyrimo, kuriame dalyvavo daugiau nei 500 vaikų ir 29 skirtingos klasės. Vietinis etikos komitetas (Kantonale Ethikkommission Zürich) patvirtino visas šio tyrimo metu naudotas procedūras ir metodus.

2.2 Kognityvinio mokymo programa

Mokymo procedūras sudarė penkių savaičių intervencija ir keturios vertinimo bangos, viena išankstinė intervencija (pradinė), viena iš karto pasibaigus penkių savaičių intervencijai ir dvi tolesnės bangos atitinkamai po 6 ir 12–13 mėnesių. . Vertinimo baterija apėmė darbinės atminties ir IQ testus (skaitmenų intervalas, vietos intervalas, objektų intervalas, Raven testas), mokymosi rezultatų (matematinės skaičiavimo ir matematikos geometrijos, skaitymo gebėjimų) ir koncentracijos testų (Go/NoGo ir BP užduotis).

Įdiegta darbinės atminties lavinimo programa buvo Cogmed RoboMemo1. Tai kompiuterizuota programa, labai prisitaikanti prie individualaus veikimo, įdiegta naudojant nešiojamuosius kompiuterius, įskaitant ausines žodinėms instrukcijoms ir išorinę pelę. Intervenciją sudarė kasdienė WMT sesija per dieną (trukmė ~30 min.), per 5 savaites (25 seansai). Kiekvienoje treniruotėje buvo šeši adaptaciniai moduliai (darbinės atminties užduotys), įskaitant 12 bandymų (iš viso 75 bandymai). Intervencijos metu kiekvienoje klasėje buvo vienas specialiai parengtas mokinių treneris.

WMT grupę lyginame su vaikais, kurie gavo standartinį mokymą klasėje (N=3) arba savireguliacijos mokymą per šešias mokyklos pamokas (N=9). Šiose pamokose mokytojas dėstė mentalinio kontrasto su įgyvendinimo intencijomis (MCII) technikos versiją (Duckworth ir kt., 2013), kuri buvo pritaikyta atitinkamai amžiaus grupei ir klasės kontekstui.

2.3 Kognityvinės ir sprendimų užduotys po treniruotės

Darbinės atminties (N-Back) užduotis: 11-min bloko projektavimo darbinės atminties užduotį sudaro keturios sąlygos (S1a pav.). Esant būsenai „0-Atgal“, jie turi reaguoti kiekvieną kartą, kai ekrane mato saulės nuotrauką. Sąlygomis „1-Atgal“, „2-Atgal“ ir „3-Atgal“ jie turi reaguoti, kai vaizdas ekrane yra toks pat kaip 1, 2 arba 3 prieš jį atitinkamai. Skenavimo metu buvo įrašyti našumo duomenys. Pagrindiniai našumo kintamieji yra d-pirminis indeksas (d'=z(HitRate) – z(FalseAlarms)) ir individualus variacijos koeficientas (ICV=SDRT/MRT) kiekvienam darbui. atminties būklė.

Flanker užduotis: 11-minutės įvykis susijusi užduotis buvo sukurta remiantis Rueda ir kt. (2004). Dalyviams buvo pristatyta 240 tyrimų (S1b pav.). Kiekvieną bandymą sudarė penkių geltonų žuvelių centrinė eilutė mėlyname fone.

Jiems buvo nurodyta „maitinti“ žuvis, esančias ekrano centre. Norėdami tai padaryti, vaikas turėjo paspausti mygtuką dešinėje / kairėje mygtukų dėžutėje, priklausomai nuo centrinės žuvies krypties ir nepaisydamas flanerių krypties. Pagrindiniai našumo kintamieji yra teisingų atsakymų procentas ir individualus atsako laiko variacijos koeficientas. Be to, mes pritaikome sprendimų sklaidos modelį prie atsako rezultatų ir laiko, kad nustatytume skirtingą (-ius) našumo kintamumo šaltinį (-ius) (žr. 2.4.2 skyrių). Galiausiai, norėdami palyginti su anksčiau paskelbtais dokumentais, mes taip pat atlikome RT duomenų post-hoc analizę, naudodami ex-gausso metodą. Remdamiesi ankstesniais tyrimais (Geurts ir kt., 2008; Hervey ir kt., 2006; van Belle ir kt., 2015), tikėjomės skirtumų tarp grupių ex-gauso RT pasiskirstymo eksponentinio komponento parametruose.

Norėdami išsamumo, pažymime, kad vaikai taip pat atliko tarplaikinio pasirinkimo užduotį, panašią į Steinbeis ir kt. (2014) būdami skaitytuve, kuris buvo skirtas patikrinti atskirą hipotezę nei ta, kuriai mes sutelkiame dėmesį šiame darbe.

Daugiau informacijos apie tris užduotis rasite papildomuose metoduose.

2.4 Elgesio duomenų analizė

Du iš 28 vaikų iš fMRI imties pasitraukė iš tyrimo po pirmosios užduoties (abiem atvejais – tarplaikinio pasirinkimo užduoties). Trims dalyviams atliekant Flanker užduotį renkant veiklos duomenis įvyko techninių nesklandumų, dėl kurių vienas dalyvis buvo pašalintas dėl visiško veiklos duomenų praradimo, o dviem dalyviams atliekant analizę buvo galima naudoti tik vieną užduoties eigą.

2.4.1 Elgsenos rezultatų regresija

Statistinė analizė buvo atlikta naudojant RStudio (1.1.442 versija) (RStudio Team 2020).

Ištyrėme skirtumus tarp apmokytų ir neapmokytų grupių dėl pagrindinių užduočių atlikimo kintamųjų iškart po WMT. Norėdami tai padaryti, sukūrėme bendrąjį tiesinį modelį (GLM) NBack ir Flanker užduotims su mokymo grupe (WMT vs. CMP) kaip efekto veiksniu ir užduoties sąlyga (N-Back: aukšta prieš mažą darbinę atmintį; Flanker: kongruentiška vs. . nesuderinami) kaip atsitiktinio poveikio veiksniai.

2.4.2 Sprendimų difuzijos modeliavimo analizės

Mes naudojome Bajeso hierarchinį metodą, kad pritaikytume sprendimų difuzijos modelio (DDM) parametrus prie Flanker užduoties, naudodami JAGS (Plummer, 2003) ir JAGS-Wiener modulį (Wabersich & Vandekerckhove, 2014) kartu su jags paketu (Plummer, 2018) R. Hierarchiniam sklaidos sprendimų modeliavimui naudojome rekomendacijas Wiecki ir kt. (2013). Sujungimas buvo atliktas naudojant tris grandines, 100,000 įdegusių mėginių ir 10,000 užpakalinių mėginių su 10 mėginių retinimo greičiu. Konvergencija buvo įvertinta vizualiai apžiūrint ir užtikrinant, kad visų parametrų psrf priemonės būtų mažesnės nei 1,05. Dreifo greitis buvo apskaičiuotas kaip svertinis tiesinis tikslinių ir netikslinių dirgiklių derinys, siekiant atskirti santykinį kiekvieno jų indėlį į įrodymų kaupimo greitį. Čia mes pritaikome DDM prie vaikų elgesio atliekant Flanker užduotį. Mes neatitikome N-Back užduoties duomenų, nes jai reikėjo atsakymų tik į tikslinius bandymus, kurie buvo nedidelė (25%) visų bandymų.

Mūsų DDM specifikacijoje dreifo greičio koeficientų dydis informuoja mus apie tai, kaip stipriai kiekvienas stimulas veikia įrodymų kaupimo procesus. Atliekant flanerio užduotį, vaikai turėtų sutelkti dėmesį į tikslinę žuvį, nes tik ji įrodo teisingą atsaką kiekviename bandyme. Kryptis, į kurią nukreiptos greta esančios atitraukiančios žuvys, nėra svarbi, todėl į ją reikėtų nekreipti dėmesio. Taigi, mes nurodėme dreifo greitį pagal (1) lygtį žemiau. Iškėlėme hipotezę, kad 1–2 (ty svarbios atėmus nesvarbią informaciją) turėtų būti didesnis WMT nei CMP grupėje.

2.5 fMRI duomenų rinkimas ir analizė

Išsamius fMRI išankstinio apdorojimo, nuskaitymo parametrų ir fMRI GLM aprašymus galima rasti papildomuose metoduose.

2.6 Asociacijos tarp pažintinių užduočių atlikimo po treniruotės

Ištyrėme, ar individualūs kintamumo rodikliai, apskaičiuoti iškart po mokymo, galėtų būti atitinkamų būsimų rezultatų rodikliai atliekant tolesnius tolesnius vertinimus. Tiksliau, mes ištyrėme bendrą SDQ balą (Woerner ir kt., 2002), elgesio ir psichologinės gerovės patikros priemonę, kuri paprastai atliekama klinikinėje aplinkoje, siekiant nustatyti galimas problemines vaiko vietas, kurias verta papildomai įvertinti specialisto. SDQ tėvai užpildė praėjus 6 mėnesiams po treniruotės. Taip pat išnagrinėjome akademinių skaitymo rezultatų testus ir dvi matematikos subskales (geometriją ir aritmetiką), atliktus praėjus 12 mėnesių po mokymo. Mes sutelkėme dėmesį į šiuos specifinius akademinius įgūdžius dėl nepriklausomos Berger ir kt. imties rezultatų. (2020), kurie rodo, kad WMT pagerino geometriją ir skaitymo balus, bet ne aritmetiką.

Norėdami ištirti, ar individualios kintamumo priemonės gali rodyti būsimus rezultatus atliekant tolesnius vertinimus visose intervencijos grupėse, atlikome tvirtą Bajeso linijinės regresijos analizę. Šiomis analizėmis buvo patikrinta, ar SDQ ir akademinių įgūdžių pokyčius (ty pradinių balų kontrolę) galima paaiškinti vaikų tikslumu (d-prime) arba atsako laiko kintamumu kognityvinėse užduotyse, atliekamose mokymo laikotarpio pabaigoje. Tiksliau, būsimiems rezultatams paaiškinti naudojome atsako laiko variacijos koeficientą ir d-prime balus iš N-Back užduoties ir DDM dreifo greičio įvertinimus iš šoninės užduoties. Kai kuriems vaikams trūko tam tikrų stebėjimo arba individualių kintamumo priemonių (didžiausias bet kurio mato trūkstamų verčių skaičius buvo 4). Norėdami panaudoti kuo daugiau duomenų iš mūsų mažo fMRI mėginio, priskyrėme trūkstamas reikšmes naudodami „pelių“ paketą (van Buuren & Groothuis-Oudshoorn, 2011) R. Sukūrėme 10 skirtingų priskiriamų duomenų rinkinių ir pritaikyome Bajeso tiesinę regresiją. kiekvienam iš jų naudojant R paketą „brms“ (Bürkner, 2018) kaip sąsają su STAN (Stan Development Team, 2020). Galutines išvadas padarėme iš visų dešimties tvirtų regresijos modelių kombinuotų paskirstymų, kad sumažintume bet kurio priskirtų verčių rinkinio įtaką mūsų rezultatams. Kiekviename iš 10 modelių buvo naudojami z balo priklausomi ir nepriklausomi kintamieji ir studento t priorai visiems fiksuotiems efektams (vidurkis=0, SD = 1, laisvės laipsniai=10). Kiekviename modelyje buvo panaudota 6 000 MCMC mėginių trijose nepriklausomose grandinėse po 1 000 kiekvienos grandinės pašildymo mėginių ir retinimo žingsnio=5. Visas regresoriaus kintamųjų rinkinys ir šių regresijų rezultatai pateikti S7 lentelėje. Visos regresijos kontroliuojamos pagal kiekvieno priklausomo kintamojo pradinį našumą, kuris veiksmingai įvertina rezultatų pokyčius.

2.7 Koncepcinis replikavimas ir apibendrinimas naudojant nepriklausomus pavyzdžius

Išbandėme, ar pagrindiniai aspektai pasikartotų ar apibendrintų dviejuose nepriklausomuose didesniuose pavyzdžiuose. Koncepcinis replikavimas apėmė naujas Berger ir kt. duomenų analizes. (2020), nuo šiol vadinamas BFHSW tyrimu. BFHSW tyrimas buvo atliktas su atskira 1-os klasės vaikų imtimi (amžius=6–7 m., vidurkis = 6,8 m., SD=4.3 mėn.) nei ta, iš kurios vaikai. buvo paimtas mūsų fMRI mėginys. Tačiau dviejuose tyrimuose buvo naudojamos tos pačios WMT procedūros, taip pat daugelis tų pačių vertinimo priemonių pradiniame ir tolesniame etape. Šie sutapimai leidžia patikrinti ryšį tarp atsako laiko ICV pokyčių po mokymo ir jų sąsajos su akademiniais įgūdžiais 12-mėnesio stebėjimo metu, kaip mūsų fMRI mėginys, nors atsako laiko ICV skaičiuojant iš atsako slopinimo. o ne darbinės atminties užduotis (išsamiau žr. 2.7.1). Taip pat išbandėme, ar ryšys tarp individualaus užduočių atlikimo kintamumo ir esamos bei būsimos gerovės rodiklių, kurį nustatėme mūsų mažoje fMRI imtyje, apibendrintų daug didesnį vaikų skaičių, dalyvaujantį paauglių smegenų ir pažinimo raidos (ABCD) tyrime. (Casey ir kt., 2018).

Bergeris ir kt. (2020 m.) įgyvendino tą pačią WMT intervenciją ir tuos pačius įvertinimus prieš ir po treniruotės tais pačiais stebėjimo laiko momentais (6 ir 12 mėnesių po mokymo pabaigos), kurie buvo naudojami mūsų fMRI pavyzdyje atskirame 572 vaikų rinkinyje. (6–7 metų amžiaus). Šiame pavyzdyje WMT grupėje buvo 279 dalyviai, kurie atliko tą patį WMT kaip ir mūsų pradiniame pavyzdyje. Kontrolinės grupės gavo arba standartinį mokyklos mokymą, savireguliacijos mokymą, panašų į mūsų pradinį pavyzdį, arba mokymosi programinės įrangos mokymą. Pagal Berger ir kt. nustatytas procedūras. (2020), palyginome ICV atsako laiko pokytį po WMT su 101 vaiku, kuris gavo standartinį mokyklos mokymą. Tačiau mūsų pirminiai testai dėl sąsajos tarp ICV pokyčių per penkių savaičių intervencijos laikotarpį ir skaitymo ar geometrijos balų pagerėjimo praėjus 1 metams po mokymo buvo atlikti su 521–565 vaikais, kuriems kiekvieną kartą turime visas atitinkamas priemones. punktas (išsamiau žr. 1 ir 2 lenteles).

BFHSW tyrime apskaičiavome individualų atsako laiko kintamumą pagal atsako slopinimo užduotį, o ne darbinės atminties užduotį. Tame tyrime nebuvo įtraukta darbinės atminties užduoties, kai kiekvienas vaikas reaguotų pakankamai greitai, kad būtų galima patikimai apskaičiuoti individualų atsako laiko kintamumą. Tačiau ji apėmė „Go / Nogo“ užduotį, kuri matuoja atsako slopinimą visose vertinimo bangose, kurias galėtume naudoti skaičiuodami individualų atsako laiko kintamumą. Todėl norėdami patikrinti ryšį tarp individualaus kintamumo pagerėjimo po treniruotės ir ilgalaikio, tolimojo perkėlimo į akademinius įgūdžius, apskaičiavome ICV kaip bandomųjų RT standartinį nuokrypį, padalytą iš bandomųjų RT vidurkio. Atkreipkite dėmesį, kad ICV apskaičiuojame iš teisingų bandymų tik taip, kaip darėme visoms užduotims pradiniame pavyzdyje ir atitinka standartinę literatūroje pateiktą procedūrą (Bellgrove ir kt., 2004; Bos ir kt., 2020; Fagot ir kt., 2018 m.; Marciano ir Yeshurun, 2017). Šias analizes vadiname konceptualiu replikavimu, nes naudojame užduotį „Go/Nogo“, o ne „N-back“. Galiausiai, mes patikrinome tik akademinius įgūdžius BFHSW imtyje, nes daugelis tėvų tame tyrime neužbaigė savo vaikų SDQ.

Mes pritaikome tiesinės regresijos modelius naudodami Stata (StataCorp 2015). Tiksliau, mes laikėmės metodų, apie kuriuos pranešė Berger ir kt. (2020) ir įvertintos paprastosios mažiausių kvadratų regresijos su patikimomis standartinėmis paklaidomis, sugrupuotomis klasės lygiu. Visi regresijos modeliai apėmė gydymo tipo, mokyklos, lyties, amžiaus ir pradinio veikimo kontrolinius kintamuosius tiek priklausomiems kintamiesiems (geometrijos arba skaitymo balams), tiek ICV iš Go/Nogo užduoties.

For more information:1950477648nn@gmail.com