تغییرات درون فردی در عملکرد تکلیف پس از آموزش شناختی با نتایج بلند مدت در کودکان مرتبط است قسمت 1

خلاصه

مزایای بالقوه و اثرات مکانیکی آموزش حافظه کاری (WMT) در کودکان موضوع تحقیقات و بحث های زیادی است. ما نشان می‌دهیم که پس از پنج هفته WMT سازگار با مدرسه، کودکان دبستانی 6 تا 9 ساله فعالیت بیشتری در نواحی مغز پیشانی و مخطط، دقت کار بالاتر و کاهش تنوع درون فردی در زمان‌های پاسخ در مقایسه با گروه کنترل داشتند. با استفاده از یک مدل تصمیم‌گیری نمونه‌گیری متوالی، نشان می‌دهیم که این کاهش در تنوع درون فردی را می‌توان با تغییرات در نرخ‌ها و آستانه‌های تجمع شواهد توضیح داد. به طور بحرانی، تنوع درون فردی در تعیین کمیت تاثیر فوری مداخلات آموزشی شناختی مفید است، که پیش‌بینی‌کننده بهتری برای مهارت‌های تحصیلی و رفاه 6 تا 12 ماه پس از پایان آموزش نسبت به دقت کار است.

آموزش حافظه فعال کودکان به بهبود حافظه و توانایی های تفکر کودکان از طریق یک سری فعالیت های تمرینی اشاره دارد. حافظه کاری بخش مهمی از مغز انسان است. وظیفه پردازش حافظه کوتاه مدت ما را بر عهده دارد و می تواند به افراد در پردازش و ذخیره اطلاعات بهتر کمک کند. بنابراین، کودکان باید آموزش حافظه کاری خود را بهبود بخشند.

فرآیند آموزش باید در سطح شناختی و ویژگی های سنی کودکان، به ویژه مشکلات حافظه ای که کودکان در زندگی روزمره با آن مواجه می شوند، هدف گذاری شود تا کودکان بتوانند به طور موثرتری از حافظه در زندگی روزمره استفاده کنند.

آموزش حافظه کاری را می توان برای بسیاری از فعالیت های فکری مختلف، مانند استدلال منطقی، درک زبان، ادراک فضایی و حل مسئله به کار برد. از طریق این آموزش، کودکان می توانند توانایی های تجزیه و تحلیل، قضاوت و حل مسئله خود را بهبود بخشند.

علاوه بر این، بهبود حافظه فعال نیز ارتباط تنگاتنگی با عملکرد تحصیلی کودکان دارد. یادگیری مستلزم داشتن یک حافظه قوی برای تسلط بر دانش است. بنابراین، آموزش موثر حافظه کاری می تواند به کودکان در یادگیری بهتر دانش و بهبود عملکرد تحصیلی کمک کند.

به طور خلاصه آموزش حافظه کاری کودکان تاثیر مثبتی بر رشد کودکان دارد. در طول فرآیند آموزش، ما باید بر درک شخصیت و ویژگی های کودکان تمرکز کنیم و به آنها اجازه دهیم شادی و احساس موفقیت را که آموزش برای پیشرفت آنها به ارمغان می آورد، احساس کنند. ما معتقدیم که با حمایت والدین و معلمان، کودکان می توانند به طور مداوم مهارت های تفکر و حافظه خود را از طریق آموزش حافظه فعال بهبود بخشند. مشاهده می شود که باید حافظه خود را تقویت کنیم. Cistanche deserticola می تواند به طور قابل توجهی حافظه را بهبود بخشد زیرا Cistanche deserticola یک ماده دارویی سنتی چینی با اثرات منحصر به فرد بسیاری است که یکی از آنها بهبود حافظه است. اثربخشی گوشت چرخ کرده از ترکیبات فعال مختلفی که شامل اسید، پلی ساکاریدها، فلاونوئیدها و غیره است، ناشی می شود. این مواد می توانند به طرق مختلف سلامت مغز را تقویت کنند.

روی روش های بهبود عملکرد مغز کلیک کنید

روی هم رفته، نتایج ما نشان می‌دهد که کنترل توجه مکانیسم اولیه‌ای است که به مزایای بلندمدت WMT تطبیقی ​​منجر می‌شود. توانایی های توجه انتخابی و پایدار ممکن است به عنوان داربستی برای تغییرات بعدی در فرآیندهای شناختی بالاتر، مهارت های تحصیلی و رفاه عمومی عمل کند. علاوه بر این، این نتایج نشان می‌دهد که انتخاب معیارهای نتیجه و زمان‌بندی ارزیابی‌ها نقش مهمی در تشخیص اثربخشی آموزش دارند. بنابراین، ارزیابی تنوع درون فردی، در حین یا مستقیماً پس از آموزش، می‌تواند امکان تنظیم اولیه مداخلات آموزشی از نظر مدت یا محتوا را فراهم کند تا تأثیر آنها به حداکثر برسد.

کلید واژه ها

کنترل توجه، کودکان، آموزش شناختی، fMRI، تنوع درون فردی، حافظه کاری.

1. معرفی

برنامه های آموزشی شناختی با توجه به پتانسیل آنها برای بهبود توانایی های شناختی در جمعیت های سالم و بالینی در طول سال ها مورد توجه قابل توجهی قرار گرفته است. با این حال، اثربخشی و تداوم مزایای برنامه های آموزشی شناختی هنوز به طور دقیق مورد بررسی قرار گرفته و به شدت مورد بحث قرار می گیرد (Au et al., 2015; Bogg & Lasecki, 2014; Cortese et al., 2015, Karbach & Verhaeghen, 2014; Melby-Lervag. و همکاران، 2016؛ سالا و گوبت، 2020، شوایگوفر و همکاران، 2015؛ اسمیدت همکاران، 2020، واس و همکاران، 2012). اگرچه نشان داده شده است که برنامه های آموزشی شناختی عملکرد را در کارهای مشابه آموزش ندیده (نزدیک انتقال) بهبود می بخشد، شواهد انتقال به مهارت های شناختی در حوزه های دیگر (انتقال دور) کم و بحث برانگیزتر باقی می ماند (Au et al.. 2015; Cortese et al. همکاران، 2015، دلالند و همکاران، 2020؛ گیلیگان و همکاران، 2020؛ جونز و همکاران، 2020؛ کارباخ و ورهاگن، 2014؛ ملبی-لرواگ و همکاران، 2016؛ سالا و گوبت، 2020، شوخوفریگ .، 2015؛ اسمید و همکاران، 2020). ما هنوز درک کافی از انواع مهارت‌ها و توانایی‌های شناختی که برای آموزش مفید هستند، انواع روش‌ها و دوزهای تمرینی که برای مهارت‌های خاص به بهترین نحو کار می‌کنند، و انواع افرادی که می‌توانند از مزایای کافی برای توجیه زمان و هزینه‌های مالی بهره ببرند، نداریم. هزینه های مداخلات آموزشی شناختی

مانند بسیاری از جنبه های آموزش شناختی، میزان تأثیرات انتقال بر دستاوردهای تحصیلی موضوع بحث های شدیدی است. به نظر می رسد بهبود در عملکرد تحصیلی برای حوزه زبان و خواندن قوی تر و در ریاضیات کمتر سازگار است، اگرچه این بسته به نوع رژیم آموزشی و نمونه مطالعه متفاوت است (به Sala & Gobet، 2020 و Titz & Karbach، 2014 برای بررسی و متا مراجعه کنید. -تحلیل و بررسی). به عنوان مثال، گزارش‌هایی وجود دارد مبنی بر اینکه اثرات انتقال اولیه به ریاضیات سه ماه بعد باقی نمی‌ماند (جونز و همکاران، 2020) و کودکانی که توانایی حافظه کاری پایینی دارند، مهارت‌های ریاضی بدتری نسبت به گروه کنترل کلاس درس عادی 2 سال پس از حافظه کاری نشان می‌دهند. آموزش (WMT) (رابرتس و همکاران، 2016). از سوی دیگر، یک مطالعه اخیر نشان داد که اثرات آموزش می‌تواند در طول زمان در گروهی متشکل از بیش از 500 کودک کلاس اولی که بر اساس توانایی‌های حافظه فعال از پیش انتخاب نشده‌اند ظاهر شود و افزایش یابد (برگر و همکاران، 2020).

این مطالعه نشان داد که مزایای انتقال دور از WMT تطبیقی ​​به مهارت‌های تحصیلی تنها 6 تا 12 ماه پس از پایان آموزش مشهود است. علاوه بر این، این کار نشان داد که پنج هفته WMT تطبیقی ​​در طول سال اول ابتدایی منجر به افزایش احتمال ورود به بالاترین مسیر تحصیلی سیستم دبیرستان آلمان در 3 تا 4 سال بعد شد. با توجه به نتایج جمع‌آوری شده در مطالعات متعدد، واضح است که طرح‌های مطالعه طولی که شامل اقدامات پیگیری در طول چندین سال است برای تعیین اثربخشی بالقوه انواع و/یا دوزهای مختلف آموزش شناختی، به‌ویژه برای کودکان مهم است.

درک تغییرات شناختی و عصبی زیستی که در طول یا بلافاصله بعد از تمرین رخ می دهد، مهم است. احتمالاً، این اثرات نزدیک به ظهور نهایی مزایای گسترده در آینده امکان پذیر است. سطح توجه می تواند تعیین کند که اطلاعات چقدر خوب به خاطر سپرده می شوند (Gazzaley & Nobre, 2012). فرآیندهای حافظه کاری، که به عنوان ذخیره سازی و دستکاری موقت اطلاعاتی تعریف می شود که امکان انجام وظایف شناختی پیچیده را فراهم می کند (بدلی، 1996؛ بدلی، 2010)، بنابراین ارتباط نزدیکی با کنترل توجه دارند.

ما به ظرفیت هماهنگی و تخصیص توجه به محرک های مربوطه در محیط بدون توجه به حواس پرتی و خستگی به عنوان کنترل توجه اشاره می کنیم (کارت رایت، 2012؛ کوربتا و شولمن، 2002؛ نورمن و شالیس، 1983). حافظه کاری به کنترل توجه نیاز دارد تا اطلاعات مربوط به کار را حفظ و ارزیابی مجدد کند و در عین حال مانع از تداخل اطلاعات نامربوط با کار شود (Engle, 2018؛ Fukuda & Vogel, 2011؛ ​​Kane et al., 2008؛ Mcnab & Klingberg, 2008). هر دو فرآیندهای حافظه فعال و کنترل توجه به شبکه های مغزی فرونتو-پاریتال و مخطط متکی هستند (کلینگبرگ، 2010). گزارش شده است که آموزش شناختی ساختار و عملکرد مغز را تغییر می دهد، با تغییرات القایی که اغلب در نواحی پیش پیشانی، جداری و مخطط مشاهده می شود (Astle و همکاران، 2015؛ Buschkuehl و همکاران، 2012؛ Flegal و همکاران، 2019؛ کلینگبرگ، 2010). ؛ مک ناب و همکاران، 2009؛ سالمی و همکاران، 2018؛ اشنایدرز و همکاران، 2012).

اینها نواحی حیاتی هستند که از عملکردهای اجرایی مانند حافظه فعال و کنترل توجه پشتیبانی می کنند (D'Esposito & Postle, 2015; Frank et al., 2001; Mcnab & Klingberg, 2008; Owen et al., 2005; Wager & Smith, 2003). مطالعات تصویربرداری مغز نشان می دهد که انتقال موفقیت آمیز از مهارت های آموزش دیده به مهارت های آموزش ندیده مستلزم آن است که هر دو فرآیند شناختی حداقل تا حدی با سیستم های ساختاری و عملکردی مغز همپوشانی داشته باشند (دالین و همکاران، 2008؛ موریسون و چین، 2011). بنابراین، برای اینکه برنامه‌های آموزشی شناختی سودمندتر باشند، باید پیشرفت‌های عصبی را تسهیل کنند که امکان تعامل مؤثرتر و کارآمدتر چنین سیستم‌های عصبی مشترک را فراهم کند.

اندازه گیری های حساس و قابل اعتماد از تغییرات در عملکردهای ذهنی و عصبی برای تشخیص اثرات فوری مداخلات آموزشی و پیش بینی مزایای بلند مدت تمرین ضروری است. در کار فعلی، ما این فرضیه را آزمایش می کنیم که تنوع درون فردی در زمان پاسخ ممکن است در این رابطه مفید باشد. معیارهای تغییرپذیری درون فردی مبتنی بر دقت یا زمان پاسخگویی، هنگام تلاش برای درک مکانیسم‌هایی که اثرات مفید آموزش شناختی ممکن است به مهارت‌های آکادمیک منتقل شود، آموزنده‌تر از معیارهای دقت متوسط ​​هستند (کارباخ و آنگر، 2014؛ کونن و کارباخ، 2015). برای پیش‌بینی مزایای بلندمدت در عملکرد تحصیلی (جاد و همکاران، 2021)، و تسهیل شناسایی افرادی که بیشترین سود را از مداخله آموزشی می‌برند (Karbach & Unger, 2014؛ Könen & Karbach, 2015؛ MacDonald et al. همکاران، 2009؛ ساویل و همکاران، 2011).

چندین روش برای تعیین کمیت و تمایز بین فرآیندهای شناختی مختلف استفاده شده است که ممکن است منجر به تنوع درون فردی در زمان‌های پاسخ شود. ضریب تغییرات فردی (ICV) یک معیار رایج است که به عنوان یک نسبت مستقیم انحراف استاندارد نسبت به میانگین محاسبه می شود. علاوه بر این، شکل توزیع زمان پاسخ را می توان با برازش مدل های گاوسی سابق پارامتری کرد (Geurts et al., 2008; Hervey et al., 2006; van Belle et al., 2015) و منابع بالقوه تغییرپذیری را می توان تعیین کرد. با برازش مدل های تصمیم گیری انتشار (DDM) متمایز می شود (فورستمن و همکاران، 2016؛ کارالوناس و هوانگ پولاک، 2013؛ راتکلیف و همکاران، 2016؛ اشمیدک و همکاران، 2009). علاوه بر این، DDM ها همچنین می توانند برای اندازه گیری و درک اثرات توجه بر عملکرد کار و تصمیم گیری استفاده شوند (کاوانا و همکاران، 2014؛ کراجبیچ و رانگل، 2011؛ ​​کراجبیچ و همکاران، 2015).

تنوع درون فردی در عملکرد با توانایی‌های شناختی و عملکردهای مغزی که توسط مداخلات آموزشی شناختی مورد هدف قرار می‌گیرند مرتبط است (Castellanos و همکاران، 2005؛ Geurts و همکاران، 2008؛ Judd و همکاران، 2021؛ Kofler و همکاران، 2013؛ MacDonald. و همکاران، 2006). تنوع درون فردی نیز با عملکرد مغز پیشانی و تعدیل عصبی دوپامینرژیک مرتبط است (ایلگ و همکاران، 2018؛ جانسون و همکاران، 2015؛ مک دونالد و همکاران، 2006، 2009؛ پاپنبرگ و همکاران، 2013؛ تامنس و همکاران. 2012؛ ون بل و همکاران، 2015)، به ویژه توانایی های مهاری و کنترل شناختی با واسطه سیستم های دوپامینرژیک مغز پیشانی و زیر قشری (بلگرو و همکاران، 2004؛ ایزبل و همکاران، 2018؛ مونتز و همکاران، 2017؛ ون بل، 2017). و همکاران، 2015).

اندازه‌گیری‌های تنوع درون فردی ممکن است به ویژه هنگام مقایسه بین گروه‌های ناهمگن، مانند کودکان و نوجوانانی که رشد شناختی آنها همچنان ادامه دارد یا جمعیت‌هایی با مشکلات شناختی مانند ADHD یا اوتیسم مفید باشد (Castellanos et al., 2005; Dirk & Schmiedek, 20). ؛ Geurts و همکاران، 2008؛ کارالوناس و همکاران، 2014؛ Könen و Karbach، 2015). مطابق با الگوی تثبیت شده رشد مغز و شناختی در طول عمر، تنوع درون فردی یک ارتباط U شکل معکوس با سن را نشان می دهد که از کودکی تا نوجوانی تا بزرگسالی کم می شود و در سنین بالا دوباره افزایش می یابد (مونتز و همکاران .، 2017؛ پاپنبرگ و همکاران، 2013؛ ویلیامز و همکاران، 2005).

مزیت معیارهای تنوع درون فردی این است که نه تنها نتیجه، بلکه کارایی فرآیندهای شناختی را نیز در بر می گیرد. افزایش تنوع در زمان پاسخ با مشکلات در کنترل توجه یا توانایی حفظ توجه و اهداف همراه است (آنسورث، 2015). بهبود ظرفیت شناختی، افزایش کارایی یا ثبات فرآیندهای شناختی، همگی به عنوان مکانیسم‌های بالقوه‌ای در زمینه تأثیر مداخلات آموزشی فرض شده‌اند (فون باستیان و اوبراور، 2014). عدم توجه در طول اجرای کار ممکن است نشان دهنده اجرای متناقض به جای کاهش ظرفیت یا عملکرد غیرعادی باشد. چنین ناهماهنگی در اجرای سیستم های شناختی مربوطه ممکن است با کاهش دقت همراه نباشد اگر تکلیف یا آزمون به اندازه کافی دشوار نباشد و/یا تنها معیارهای دقیقی از دقت را به همراه داشته باشد، اما همچنان ممکن است عملکرد تحصیلی در کودکان را به طور قابل توجهی مختل کند (جاد و همکاران، 2021). ). اجرای ناسازگار فرآیندهای شناختی مرتبط با رفتار می تواند توزیع زمان پاسخ را تغییر دهد. این اثرات لزوماً به تفاوت‌هایی در میانگین زمان‌های پاسخ منجر نمی‌شوند، اما می‌توان آن‌ها را از طریق معیارهای مختلف تغییرپذیری زمان پاسخ درون فردی اندازه‌گیری کرد (Ali et al., 2019; Geurts et al., 2008; van Belle et al., 2015).

تنوع درون فردی در واقع با نقص توجه همراه است. این امر در کودکان مبتلا به ADHD نشان داده شده است که اغلب در زیر مجموعه ای از کارآزمایی ها RT های طولانی غیر طبیعی نشان می دهند (Hervey et al., 2006; van Belle et al., 2015). در مقایسه با معیارهای گرایش مرکزی (به عنوان مثال، میانگین یا میانه)، معیارهای تنوع درون فردی نسبت به خستگی در بزرگسالان جوان حساس تر است (وانگ و همکاران، 2014)، یا به مشکلات توجه رتبه بندی شده خارجی (گومز-گوئررو و همکاران، 2011)، و برای طبقه بندی صحیح بیماران مبتلا به ADHD (کلین و همکاران، 2006). بنابراین، معیارهای تغییرپذیری درون فردی می‌توانند تغییرات ناشی از مداخلات آموزشی را که (هنوز) نمی‌توانند با معیارهای میانگین عملکرد شناسایی کنند، به طور قابل قبولی تشخیص دهند، زیرا معیارهای تغییرپذیری عملکرد نسبت به کارایی فرآیندهای شناختی حساس‌تر هستند.

کار اخیر نشان داده است که تغییر عملکرد با توانایی های حافظه کاری، آموزش و انتقال به مهارت های تحصیلی مرتبط است. تنوع درون فردی در دقت درون و بین جلسات در تکالیف حافظه کاری با عملکرد تحصیلی در کودکان کلاس سوم و چهارم مرتبط است (Dirk & Schmiedek, 2016) و مطالعه اخیر در کودکان 6- ساله نشان داد که تنوع درون فردی پس از آموزش شناختی حافظه کاری با عملکرد در ریاضیات 3 سال بعد مرتبط است (جاد و همکاران، 2021). با توجه به ارتباط پیش‌بینی‌کننده بین عملکرد تحصیلی در مدرسه و بهزیستی در بزرگسالی (توماسیک و همکاران، 2019)، بررسی تأثیر هر گونه آموزش شناختی بر عملکرد تحصیلی مهم است.

به طور خلاصه، دلایل کافی برای این فرضیه وجود دارد که معیارهای متغیر زمان پاسخ درون فردی می‌توانند اثرات آموزشی کوتاه‌مدت را تشخیص دهند و ممکن است در پیش‌بینی میزان مزایای بلندمدت مفید باشند. در اینجا، ما این فرضیه را آزمایش می‌کنیم که تنوع درون فردی در عملکرد تکلیف - که از طریق زمان‌های پاسخ اندازه‌گیری می‌شود - می‌تواند برای ارزیابی اثربخشی آموزش در کوتاه‌مدت استفاده شود و با اثرات انتقال دور آینده در ارتباط است. ما از ترکیبی از وظایف شناختی (N-Back و Flanker)، تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) و مدل‌سازی تصمیم‌گیری انتشار عملکرد فردی برای بررسی تأثیرات پنج هفته WMT سازگار بر مغز و عملکرد شناختی در کودکان کلاس اول استفاده می‌کنیم. .

فرضیه‌های خاص ما این بود که WMT در کوتاه‌مدت برای عملکرد N-Back و Flanker مفید است، دقت را افزایش می‌دهد و تنوع درون فردی را در زمان‌های پاسخ کاهش می‌دهد. ما همچنین فرض کردیم که کاهش تغییرپذیری زمان پاسخ به دنبال WMT با فعال شدن مغز در مناطق کلیدی حافظه کاری مانند قشر جلوی پیشانی پشتی جانبی و مخطط مرتبط است. علاوه بر این، ما فرض کردیم که، اگر WMT بر توانایی یا انگیزه برای توجه انتخابی به اطلاعات مربوط به کار تأثیر بگذارد، باید تفاوت‌هایی را در نرخ رانش تخمینی برای DDM بین گروه‌های آموزشی و کنترل ببینیم. در نهایت، با توجه به شواهد موجود برای ارتباط بین تنوع درون فردی و عملکرد شناختی در جمعیت‌های مختلف روانپزشکی و سالخوردگی، ما فرض کردیم که معیارهای تنوع درون فردی نشان‌دهنده پیامدهای آینده در 6 و {6}ماه بعدی خواهد بود. بالا بردن ارزیابی ها ما این فرضیه ها را با استفاده از سه مجموعه داده مستقل آزمایش می کنیم.

2 روش

2.1 شرکت کنندگان

برای این مقاله، داده‌های سه نمونه جداگانه از کودکان (N=28، 572، و 11878) را تجزیه و تحلیل کردیم. ما شرکت کنندگان و وظایف مورد استفاده در دو نمونه تکرار مفهومی بزرگتر را در زیر بخش 2.7 زیر توضیح می دهیم. نمونه اولیه fMRI شامل 28 کودک دبستانی 7–{8}} ساله (میانگین سنی=93 ماه، SD=5 ماه، 14 زن، گروه آموزش حافظه کاری [WMT]) بود که معمولاً در حال رشد بودند. {13}}، گروه مقایسه [CMP]=12). این کودکان از یک مطالعه مداخله ای مداوم بر روی بیش از 500 کودک و 29 کلاس درس مختلف انتخاب شدند. کمیته اخلاق محلی (Kantonale Ethikkommission Zürich) همه رویه‌ها و روش‌های مورد استفاده در این مطالعه را تأیید کرد.

2.2 برنامه آموزشی شناختی

روش‌های آموزشی شامل یک مداخله پنج هفته‌ای و چهار موج ارزیابی، یک پیش مداخله (پایه)، یکی بلافاصله پس از پایان مداخله پنج هفته‌ای و دو موج پیگیری به ترتیب در 6 و 12 تا 13 ماهگی بود. . باتری ارزیابی شامل آزمون‌های حافظه فعال و ضریب هوشی (فاصله رقم، فاصله مکان، فاصله شی، آزمون ریون)، نتایج آموزشی (حساب ریاضی و هندسه ریاضی، توانایی‌های خواندن) و آزمون‌های تمرکز (تکلیف Go/NoGo و BP) بود.

برنامه آموزش حافظه کاری اجرا شده RoboMemo1 Cogmed's بود. این یک برنامه کامپیوتری است که به شدت با عملکرد فردی سازگار است و از طریق رایانه های نوت بوک از جمله هدفون برای دستورالعمل های گفتاری و یک ماوس خارجی اجرا می شود. مداخله شامل یک جلسه WMT روزانه در روز (مدت 30 دقیقه)، طی 5 هفته (25 جلسه) بود. هر جلسه آموزشی شامل شش ماژول تطبیقی ​​(وظایف حافظه کاری)، شامل 12 آزمایش (در مجموع 75 آزمایش) بود. در طول مداخله، یک مربی دانش آموز آموزش دیده در هر کلاس وجود داشت.

ما گروه WMT را با کودکانی مقایسه می‌کنیم که یا آموزش استاندارد کلاسی (N=3) یا آموزش خودتنظیمی را در شش درس مدرسه (N=9) دریافت کرده‌اند. در این درس‌ها، معلم نسخه‌ای از تکنیک تضاد ذهنی با اهداف اجرا (MCII) را آموزش داد (داک‌ورث و همکاران، 2013) که با گروه سنی مربوطه و زمینه کلاس درس اقتباس شده بود.

2.3 وظایف شناختی و تصمیم گیری پس از آموزش

وظیفه حافظه کاری (N-Back): 11-کار حافظه کاری طراحی بلوک حداقل از چهار شرط تشکیل شده است (شکل S1a). در شرایط "0-برگشت"، آنها باید هر زمان که عکسی از خورشید را روی صفحه دیدند، پاسخ دهند. در شرایط «1-برگشت»، «2-برگشت» و «3-برگشت»، آنها باید هر زمان که تصویر روی صفحه با 1، 2، یا یکسان است، پاسخ دهند. 3 قبل از آن به ترتیب. داده های عملکرد در حین اسکن ثبت شد. متغیرهای عملکرد اصلی عبارتند از شاخص d-prime (d'=z(HitRate) – z(FalseAlarms)) و ضریب تغییرات درون فردی (ICV=SDRT/MRT) برای هر کار. وضعیت حافظه

وظیفه فلانکر: 11-کار مربوط به رویداد دقیقه بر اساس Rueda و همکاران طراحی شده است. (2004). 240 کارآزمایی به شرکت کنندگان ارائه شد (شکل S1b). هر آزمایش شامل یک ردیف مرکزی از پنج ماهی زرد روی پس‌زمینه آبی بود.

به آنها دستور داده شد که به ماهی‌هایی که در مرکز صفحه نمایش قرار دارد، غذا بدهند. برای انجام این کار، کودک باید بسته به جهت ماهی مرکزی و نادیده گرفتن جهت پهلوها، دکمه راست/چپ روی جعبه دکمه را فشار دهد. متغیرهای اصلی عملکرد عبارتند از درصد پاسخ های صحیح و ضریب تغییرات درون فردی در زمان پاسخ. علاوه بر این، ما یک مدل انتشار تصمیم را با نتایج و زمان‌های پاسخ برای تعیین منبع(های) تنوع افتراقی در عملکرد منطبق می‌کنیم (به بخش 2.4.2 مراجعه کنید). در نهایت، برای مقایسه با مقالات منتشر شده قبلی، ما همچنین یک تجزیه و تحلیل post hoc از داده های RT با استفاده از رویکرد گاوسی سابق انجام دادیم. بر اساس مطالعات قبلی (Geurts et al., 2008; Hervey et al., 2006; van Belle et al., 2015)، ما انتظار داشتیم که بین گروه ها در پارامترهای مولفه نمایی توزیع گاوسی سابق RT ها تفاوت وجود داشته باشد.

برای کامل‌تر شدن، توجه می‌کنیم که بچه‌ها یک تکلیف انتخاب بین‌زمانی شبیه به یکی در Steinbeis و همکاران را نیز انجام دادند. (2014) در حالی که در اسکنر، که برای آزمایش یک فرضیه جداگانه از فرضیه ای که در این مقاله روی آن تمرکز می کنیم، اجرا شد.

جزئیات بیشتر در مورد این سه کار را می توان در روش های تکمیلی یافت.

2.4 تجزیه و تحلیل داده های رفتاری

دو نفر از 28 کودک نمونه fMRI پس از اولین کار (در هر دو مورد، کار انتخاب بین زمانی) از مطالعه خارج شدند. برای سه شرکت‌کننده نقص فنی در جمع‌آوری داده‌های عملکرد در حین کار Flanker وجود داشت، که منجر به حذف یک شرکت‌کننده به دلیل از دست دادن کامل داده‌های عملکرد شد، و برای دو شرکت‌کننده فقط یک اجرا از کار می‌توانست در تجزیه و تحلیل استفاده شود.

2.4.1 رگرسیون بر عملکرد رفتاری

تجزیه و تحلیل های آماری با استفاده از RStudio (نسخه 1.1.442) (RStudio Team 2020) انجام شد.

ما تفاوت‌های بین گروه‌های آموزش‌دیده و آموزش‌دیده را بر روی متغیرهای عملکرد اصلی وظایف درست بعد از WMT بررسی کردیم. برای انجام این کار، ما یک مدل خطی کلی (GLM) برای وظایف NBack و Flanker با گروه آموزشی (WMT در مقابل CMP) به عنوان فاکتور اثرات و شرایط وظیفه (N-Back: حافظه کاری زیاد در مقابل کم؛ Flanker: همخوان در مقابل کم) انجام دادیم. ناهمخوان) به عنوان عوامل اثرات تصادفی.

2.4.2 تجزیه و تحلیل مدلسازی انتشار تصمیم

ما از یک رویکرد سلسله مراتبی بیزی برای تطبیق پارامترهای مدل انتشار تصمیم (DDM) با کار Flanker با استفاده از JAGS (Plummer, 2003) و ماژول JAGS-Wiener (Wabersich & Vandekerckhove, 2014) همراه با بسته jags استفاده کردیم (Plummer, 2018) در R. ما از توصیه های قبلی برای مدل سازی تصمیم گیری انتشار سلسله مراتبی در Wiecki و همکاران استفاده کردیم. (2013). اتصال با سه زنجیر، 100،000 نمونه سوختگی، و 10،000 نمونه خلفی با نرخ نازک شدن 10 نمونه اجرا شد. همگرایی با استفاده از بازرسی بصری ارزیابی شد و با اطمینان از اینکه معیارهای psrf زیر 1.05 برای همه پارامترها هستند. نرخ‌های رانش به‌عنوان یک ترکیب خطی وزنی از محرک‌های هدف و غیرهدف محاسبه شد تا سهم نسبی هر یک در نرخ تجمع شواهد مشخص شود. در اینجا، ما DDM را با رفتار کودکان در کار Flanker مطابقت می دهیم. ما داده‌های مربوط به تکلیف N-Back را مطابقت ندادیم، زیرا فقط در کارآزمایی‌های هدف، که اقلیت کوچکی (25٪) از همه کارآزمایی‌ها بودند، به پاسخ نیاز داشت.

در مشخصات ما از DDM، بزرگی ضرایب نرخ رانش به ما اطلاع می دهد که هر محرک چقدر بر فرآیندهای انباشت شواهد تأثیر می گذارد. در تکلیف فلانکر، کودکان باید بر روی ماهی مورد نظر تمرکز کنند زیرا به تنهایی شواهدی برای پاسخ صحیح در هر آزمایش ارائه می دهد. جهتی که ماهی های حواس پرتی طرفین رو به آن هستند نامربوط است و باید نادیده گرفته شود. بنابراین، نرخ رانش را طبق رابطه (1) زیر مشخص کردیم. ما فرض کردیم که 1-2 (یعنی وزن بر روی اطلاعات مربوطه منهای نامربوط) باید در WMT بیشتر از گروه CMP باشد.

2.5 جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده های fMRI

توضیحات مفصلی از پیش پردازش fMRI، پارامترهای اسکن، و fMRI GLM را می توان در روش های تکمیلی یافت.

2.6 ارتباط بین عملکرد تکلیف شناختی پس از آموزش

ما بررسی کردیم که آیا معیارهای تنوع درون فردی که بلافاصله پس از آموزش محاسبه می‌شوند، می‌توانند به عنوان شاخص‌هایی از نتایج مربوطه در آینده در ارزیابی‌های بعدی مورد استفاده قرار گیرند. به طور خاص، ما نمره کل در SDQ را بررسی کردیم (Woerner et al., 2002)، یک معیار غربالگری رفتار و بهزیستی روانشناختی که معمولاً در تنظیمات بالینی انجام می‌شود تا مناطق بالقوه مشکل‌ساز در کودک را شناسایی کنیم که ارزش ارزیابی بیشتر توسط متخصص را دارد. SDQ توسط والدین 6 ماه پس از آموزش پر شد. همچنین آزمون‌های عملکرد تحصیلی در خواندن و دو خرده مقیاس ریاضی (هندسه و حساب) را که 12 ماه پس از آموزش انجام شد، بررسی کردیم. ما بر روی این مهارت های تحصیلی خاص به دلیل نتایج حاصل از نمونه مستقل در برگر و همکاران تمرکز کردیم. (2020)، که نشان می دهد WMT نمرات هندسه و خواندن را بهبود می بخشد، اما نه محاسباتی.

برای بررسی اینکه آیا معیارهای تنوع درون فردی می‌تواند نشان‌دهنده پیامدهای آینده در ارزیابی‌های پیگیری بعدی در تمام گروه‌های مداخله باشد، ما تحلیل‌های رگرسیون خطی قوی بیزی را انجام دادیم. این تحلیل‌ها آزمایش کردند که آیا تغییرات در SDQ و مهارت‌های تحصیلی (یعنی کنترل نمرات پایه) را می‌توان با دقت (d-prime) یا تغییر زمان پاسخ‌دهی کودکان در وظایف شناختی انجام‌شده در پایان دوره آموزشی توضیح داد. به طور خاص، ما از ضریب تغییرات در زمان‌های پاسخ و نمرات d-prime از تکلیف N-Back و تخمین‌های نرخ رانش DDM از کار کناری برای توضیح نتایج آتی استفاده کردیم. برخی از معیارهای تغییرپذیری پیگیری یا درون فردی برای برخی از کودکان وجود نداشت (حداکثر تعداد مقادیر از دست رفته برای هر معیار 4 بود). برای استفاده تا حد امکان از داده‌های نمونه کوچک fMRI خود، مقادیر گمشده را با استفاده از بسته «موش» (van Buuren & Groothuis-Oudshoorn، 2011) در R در نظر گرفتیم. به هر یک از آنها با استفاده از بسته R، 'brms' (Bürkner, 2018) به عنوان یک رابط برای STAN (تیم توسعه Stan، 2020). ما استنباط نهایی خود را از توزیع‌های پسین ترکیبی هر ده مدل رگرسیون قوی برای کاهش تأثیر هر یک از مجموعه‌ای از مقادیر نسبت داده شده بر نتایج خود استخراج کردیم. هر یک از 10 مدل از متغیرهای وابسته و مستقل با امتیاز z و اولویت های student-t برای همه اثرات ثابت (میانگین=0، SD = 1، درجه آزادی=10) استفاده کردند. هر مدل از 6000 نمونه MCMC در سه زنجیره مستقل پس از 1000 نمونه گرم کردن برای هر زنجیره و یک مرحله نازک کردن استفاده کرد=5. مجموعه کامل متغیرهای رگرسیون و نتایج حاصل از این رگرسیون ها در جدول S7 گزارش شده است. همه رگرسیون ها برای عملکرد پایه برای هر متغیر وابسته کنترل می شوند، که به طور موثر تغییرات در نتایج را تخمین می زند.

2.7 تکرار مفهومی و تعمیم با استفاده از نمونه های مستقل

ما آزمایش کردیم که آیا جنبه‌های اصلی در دو نمونه مستقل و بزرگ‌تر تکرار می‌شوند یا تعمیم می‌یابند. تکرار مفهومی شامل تحلیل‌های جدید داده‌های برگر و همکاران بود. (2020)، از این پس به عنوان مطالعه BFHSW شناخته می شود. مطالعه BFHSW در یک نمونه جداگانه از کودکان کلاس اول (سن=6-7 سال، میانگین = 6.8 سال، SD=4.3 ماه) انجام شد. نمونه fMRI ما کشیده شد. با این حال، دو مطالعه از روش‌های WMT یکسان و همچنین بسیاری از ابزارهای ارزیابی یکسان در شروع و پیگیری استفاده کردند. این همپوشانی‌ها به ما اجازه می‌دهد تا ارتباط بین تغییرات ICV زمان پاسخ را پس از آموزش و ارتباط آنها با مهارت‌های تحصیلی در پی‌گیری ماهانه مانند نمونه fMRI آزمایش کنیم، اگرچه ICV‌های زمان پاسخ را از بازداری پاسخ محاسبه می‌کنیم. به جای یک کار حافظه کاری (برای جزئیات به 2.7.1 مراجعه کنید). ما همچنین آزمایش کردیم که آیا ارتباط بین تنوع درون فردی در عملکرد کار و معیارهای رفاه حال و آینده که در نمونه کوچک fMRI ما یافتیم، به مجموعه بسیار بزرگتری از کودکانی که در مطالعه مغز و رشد شناختی نوجوانان (ABCD) شرکت می‌کنند تعمیم می‌یابد یا خیر. (کیسی و همکاران، 2018).

برگر و همکاران (2020) همان مداخله WMT و همان ارزیابی‌های قبل و بعد از تمرین را در همان زمان‌های پیگیری (6 و 12 ماه پس از پایان آموزش) مورد استفاده در نمونه fMRI ما در یک مجموعه جداگانه از 572 کودک اجرا کرد. (6-7 سالگی). در این نمونه، گروه WMT شامل 279 شرکت کننده بود که همان WMT را در نمونه اولیه ما انجام دادند. گروه کنترل یا آموزش استاندارد مدرسه، آموزش خودتنظیمی مشابه نمونه اولیه ما، یا آموزش نرم افزار یادگیری را دریافت کردند. پیروی از رویه های ایجاد شده توسط برگر و همکاران. (2020)، ما تغییر ICV را در زمان پاسخ پس از WMT با 101 کودکی که آموزش استاندارد مدرسه را دریافت کردند، مقایسه کردیم. با این حال، آزمایش‌های اولیه ما در مورد ارتباط بین تغییرات ICV در طول دوره مداخله پنج هفته‌ای و بهبود نمرات خواندن یا هندسه 1 سال پس از آموزش در بین 521 تا 565 کودک انجام شد که ما همه اقدامات مربوطه را در هر زمان برای آنها داریم. نقطه (برای جزئیات به جداول 1 و 2 مراجعه کنید).

ما تنوع درون فردی در زمان پاسخ را از یک کار مهار پاسخ به جای یک کار حافظه کاری در مطالعه BFHSW محاسبه کردیم. آن مطالعه شامل یک تکلیف حافظه کاری با پاسخ های سریع کافی از هر کودک برای محاسبه قابل اعتماد تنوع درون فردی در زمان پاسخ نمی شد. با این حال، شامل یک کار Go/Nogo بود که بازداری پاسخ را در تمام امواج ارزیابی که می‌توانیم برای محاسبه تنوع درون فردی در زمان‌های پاسخ استفاده کنیم، اندازه‌گیری می‌کند. بنابراین، برای آزمایش ارتباط بین بهبود تغییرپذیری درون فردی پس از آموزش و انتقال طولانی‌مدت و دور به مهارت‌های آکادمیک، ما ICV را به عنوان انحراف استاندارد RT‌های آزمایشی برو بر میانگین RT‌های آزمایشی برو محاسبه کردیم. توجه داشته باشید که ما ICV را از آزمایش‌های صحیح فقط همانطور که برای همه وظایف در نمونه اولیه و مطابق با روش استاندارد موجود در ادبیات انجام دادیم محاسبه می‌کنیم (Bellgrove و همکاران، 2004؛ Bos et al., 2020؛ Fagot et al., 2018؛ Marciano & Yeshurun، 2017). ما به این تحلیل ها به عنوان یک تکرار مفهومی اشاره می کنیم زیرا به جای N-back از وظیفه Go/Nogo استفاده می کنیم. در نهایت، ما فقط مهارت‌های تحصیلی را در نمونه BFHSW آزمایش کردیم، زیرا بسیاری از والدین SDQ را برای فرزندان خود در آن مطالعه تکمیل نکردند.

ما مدل‌های رگرسیون خطی را با استفاده از Stata برازش کردیم (StataCorp 2015). به طور خاص، ما از روش های گزارش شده توسط برگر و همکاران پیروی کردیم. (2020) و رگرسیون حداقل مربعات معمولی را با خطاهای استاندارد قوی که در سطح کلاس درس خوشه‌بندی شده‌اند، برآورد کردند. همه مدل‌های رگرسیون شامل متغیرهای کنترلی برای نوع درمان، مدرسه، جنس، سن و عملکرد پایه در هر دو متغیر وابسته (نمرات هندسه یا خواندن) و ICV از کار Go/Nogo بودند.

For more information:1950477648nn@gmail.com