Visuaalis-spatiaalisten työmuistivalmiuksien yhteys (esi)matemaattisiin taitoihin ja merkitys osana matemaattisilta taidoiltaan heikkojen lasten ja nuorten kognitiivista profiilia

Tämän itsenäisistä osatutkimuksista koostuvan tutkimussarjan tavoitteena oli pyrkiä täydentämään kuvaa matemaattisilta taidoiltaan heikkojen lasten ja nuorten tiedonkäsittelyvalmiuksista selvittämällä, ovatko visuaalis-spatiaaliset työmuistivalmiudet yhteydessä matemaattiseen suoriutumiseen. Teoreettinen viitekehys rakentui Baddeleyn (1986, 1997) kolmikomponenttimallin ympärille. Työmuistikäsitys oli kuitenkin esikuvaansa laajempi sisällyttäen visuaalis-spatiaaliseen työmuistiin Cornoldin ja Vecchin (2003) termein sekä passiiviset varastotoiminnot että aktiiviset prosessointitoiminnot. Yhteyksiä työmuistin ja matemaattisten taitojen välillä tarkasteltiin viiden eri osatutkimuksen avulla. Kaksi ensimmäistä keskittyivät alle kouluikäisten lukukäsitteen hallinnan ja visuaalis-spatiaalisten työmuistivalmiuksen tutkimiseen ja kolme jälkimmäistä peruskoulun yhdeksäsluokkalaisten matemaattisten taitojen ja visuaalis-spatiaalisten työmuistitaitojen välisten yhteyksien selvittämiseen. Tutkimussarjan avulla pyrittiin selvittämään, ovatko visuaalis-spatiaaliset työmuistivalmiudet yhteydessä matemaattiseen suoriutumiseen sekä esi- että yläkouluiässä (osatutkimukset I, II, III, IV, V), onko yhteys spesifi rajoittuen tiettyjen visuaalis-spatiaalisten valmiuksien ja matemaattisen suoriutumisen välille vai onko se yleinen koskien matemaattisia taitoja ja koko visuaalis-spatiaalista työmuistia (osatutkimukset I, II, III, IV, V) tai työmuistia laajemmin (osatutkimukset II, III) sekä onko yhteys työmuistispesifi vai selitettävissä älykkyyden kaltaisella yleisellä päättelykapasiteetilla (osatutkimukset I, II, IV). Tutkimussarjan tulokset osoittavat, että kyky säilyttää ja käsitellä hetkellisesti visuaalis-spatiaalista informaatiota on yhteydessä matemaattiseen suoriutumiseen eikä yhteyttä voida selittää yksinomaan joustavalla älykkyydellä. Suoriutuminen visuaalis-spatiaalista työmuistia mittaavissa tehtävissä on yhteydessä sekä alle kouluikäisten esimatemaattisten taitojen hallintaan että peruskoulun yhdeksäsluokkalaisten matematiikan taitoihin. Matemaattisilta taidoiltaan heikkojen lasten ja nuorten visuaalis-spatiaalisten työmuistiresurssien heikkoudet vaikuttavat kuitenkin olevan sangen spesifejä rajoittuen tietyntyyppisissä muistitehtävissä vaadittaviin valmiuksiin; kaikissa visuaalis-spatiaalisen työmuistin valmiuksia mittaavissa tehtävissä suoriutuminen ei ole yhteydessä matemaattisiin taitoihin. Työmuistivalmiuksissa ilmenevät erot sekä alle kouluikäisten että kouluikäisten matemaattisilta taidoiltaan heikkojen ja normaalisuoriutujien välillä näyttävät olevan kuitenkin jossain määrin yhteydessä kielellisiin taitoihin viitaten vaikeuksien tietynlaiseen kasautumiseen; niillä matemaattisesti heikoilla, joilla on myös kielellisiä vaikeuksia, on keskimäärin laajemmat työmuistiheikkoudet. Osalla matematiikassa heikosti suoriutuvista on näin ollen selvästi keskimääräistä heikommat visuaalis-spatiaaliset työmuistivalmiudet, ja tämä heikkous saattaa olla yksi mahdollinen syy tai vaikeuksia lisäävä tekijä heikon matemaattisen suoriutumisen taustalla. Visuaalis-spatiaalisen työmuistin heikkous merkitsee konkreettisesti vähemmän mentaalista prosessointitilaa, joka rajoittaa oppimista ja suoritustilanteita. Tiedonkäsittelyvalmiuksien heikkous liittyy nimenomaan oppimisnopeuteen, ei asioiden opittavuuteen sinänsä. Mikäli oppimisympäristö ottaa huomioon valmiuksien rajallisuuden, työmuistiheikkoudet eivät todennäköisesti estä asioiden oppimista sinänsä. Avainsanat: Työmuisti, visuaalis-spatiaalinen työmuisti, matemaattiset taidot, lukukäsite, matematiikan oppimisvaikeudet

Teste de não-palavras para afásicos: uma contribuição para a prática fonoaudiológica

A afasia pode ser definida como uma alteração no conteúdo, na forma e no uso da linguagem e de seus processos cognitivos subjacentes, tais como percepção e memória adquirida por lesão neurológica. Essa alteração é caracterizada por redução e disfunção, que se manifestam tanto no aspecto expressivo quanto no receptivo da linguagem oral e escrita, embora em diferentes graus em cada uma dessas modalidades (CHAPEY 1996). A alça fonológica constitui um dos três componentes do modelo de memória de trabalho proposto por Baddeley e Hitch (1974) e sua função é armazenar temporariamente as informações verbais e retê-las por um breve período tanto para a compreensão verbal como para a repetição acústica. De acordo com Gathercole e Baddeley (1993), a tarefa de repetição de não-palavras é capaz de solicitar mais a memória fonológica, uma vez que o fato do input ser desconhecido, e não exposto às influências lexicais ou ao uso de estratégias mnemônicas, possibilita avaliar as reais condições do sistema de memória. Considerando-se que afásicos têm dificuldades para memorizar palavras, frases ou instruções e que inexistem estudos nacionais que verificassem o desempenho de afásicos em um teste de não-palavras, a presente dissertação tem como objetivo verificar a integridade da alça fonológica de seis afásicos por meio da aplicação de um teste de não-palavras elaborado para tal objetivo. Como resultado, observou-se através das análises, desempenhos variados, porém com piora significativa no desempenho influenciado pelo aumento da extensão da palavra, corroborando assim, com estudos já realizados com outras categorias de distúrbios linguísticos

Following instructions in a virtual school: Does working memory play a role?

Accumulating evidence that working memory supports the ability to follow instructions has so far been restricted to experimental paradigms that have greatly simplified the practical demands of performing actions to instructions in everyday tasks. The aim of the present study was to investigate whether working memory is involved in maintaining information over the longer periods of time that are more typical of everyday situations that require performing instructions to command. Forty-two children 7–11 years of age completed assessments of working memory, a real-world following-instructions task employing 3-D objects, and two new computerized instruction-following tasks involving navigation around a virtual school to complete a sequence of practical spoken commands. One task involved performing actions in a single classroom, and the other, performing actions in multiple locations in a virtual school building. Verbal working memory was closely linked with all three following-instructions paradigms, but with greater association to the virtual than to the real-world tasks. These results indicate that verbal working memory plays a key role in following instructions over extended periods of activity.

Un análisis comparativo del papel del bucle fonológico versus la agenda visoespacial en el cálculo en niños de 7-8 años = A comparative analysis of the phonological loop versus the visuo-spatial sketchpad in mental arithmetic tasks in 7-8 y.o. children

En esta investigación se ha estudiado la relación entre dos subsistemas de la memoria de trabajo (bucle fonológico y agenda viso-espacial) y el rendimiento en cálculo con una muestra de 94 niños españoles de 7-8 años. Hemos administrado dos pruebas de cálculo diseñadas para este estudio y seis medidas simples de memoria de trabajo (de contenido verbal, numérico y espacial) de la «Batería de Tests de Memoria de Treball» de Pickering, Baqués y Gathercole (1999), y dos pruebas visuales complementarias. Los resultados muestran una correlación importante entre las medidas de contenido verbal y numérico y el rendimiento en cálculo. En cambio, no hemos encontrado ninguna relación con las medidas espaciales. Se concluye, por lo tanto, que en escolares españoles existe una relación importante entre el bucle fonológico y el rendimiento en tareas de cálculo. En cambio, el rol de la agenda viso-espacial es nulo

El papel de la memoria de trabajo en el cálculo mental un cuarto de siglo después de Hitch = The role of working memory in mental arithmetic a quarter of century after Hitch

Desde que Hitch (1978) publicó el primer estudio sobre el rol de la memoria de trabajo en el cálculo han ido aumentando las investigaciones en este campo. Muchos trabajos han estudiado un único subsistema, pero nuestro objetivo es identificar qué subsistema de la memoria de trabajo (bucle fonológico, agenda viso-espacial o ejecutivo central) está más implicado en el cálculo mental. Para ello hemos realizado un estudio correlacional en el que hemos administrado dos pruebas aritméticas y nueve pruebas de la “Bateria de Test de Memòria de Treball” de Pickering, Baqués y Gathercole (1999) a una muestra de 94 niños españoles de 7-8 años. Nuestros resultados indican que el bucle fonológico y sobretodo el ejecutivo central inciden de forma estadísticamente significativa en el rendimiento aritmético

La intervención de la memoria de trabajo en el aprendizaje del cálculo aritmético.

Analiza la intervención de la memoria de trabajo en el cálculo. Responder a algunas cuestiones básicas relativas a los procesos de aprendizaje del cálculo y las causas que inciden en la aparición de dificultades. Verificar los siguientes objetivos: 1. La intervención global de la memoria de trabajo en el cálculo. 2. La intervención específica de los distintos subsistemas de la memoria de trabajo (bucle fonológico, agenda visoespacial y ejecutivo central) en el cálculo. 3. El efecto de un programa de activación de la memoria de trabajo en la capacidad de memoria de trabajo y en el cálculo. Para la primera fase: 94 niños de 7-8 años escolarizados en cinco colegios ubicados en la Cataluña Central. Para la segunda fase: 50 niños (25 en el grupo experimental y 25 en el grupo control) que han formado parte ya de la muestra de la primera fase. La tesis consta de un apartado teórico en el que se plantea, en primer lugar, una breve revisión de las principales teorías psicológicas que han incidido en el aprendizaje del cálculo; en segundo lugar, se revisan los trabajos sobre dificultades de aprendizaje del cálculo; y, por último, un tercer capítulo aborda la problemática de los estudios sobre memoria de trabajo y cálculo. El apartado empírico presenta la investigación realizada en dos fases: La primera fase consiste en administrar a la muestra diferentes pruebas. Antes de iniciar la segunda fase, los dos grupos de la muestra no presentan diferencias estadísticamente significativas en ninguna de las pruebas administradas en la primera fase. Al iniciar la segunda fase los sujetos del grupo experimental reciben la aplicación de un programa de activación de la memoria de trabajo diseñado para esta tesis. Al final de esta aplicación, se recogen nuevos datos empíricos con el objetivo de contrastar los resultados respecto al grupo control, y de esta forma determinar la posible incidencia del programa. Pruebas de medida del rendimiento académico en numeración y cálculo, elaboradas de acuerdo con el currículum de matemáticas de Primaria del Departament d'Ensenyament de la Generalitat de Catalunya (1992), así como distintas pruebas de la 'Bateria de Tests de Memòria de Treball' de Pickering, Baqués y Gathercole (1999). El programa de activación de la memoria de trabajo consta de 40 sesiones de aproximadamente 45 minutos cada una, y se aplica durante dos trimestres escolares. De la prime ra fase se extrae que: Los niños con peores recursos de memoria de trabajo son los que rinden menos en tareas de numeración y cálculo; los que tienen más recursos de memoria de trabajo son los que obtienen mejores rendimientos, y los que tienen un nivel medio de memoria de trabajo obtienen también niveles de rendimiento intermedio en tareas de numeración y cálculo. La tendencia se repite tanto al considerar las tareas de numeración y cálculo globalmente como por separado. En el trabajo se establece, por primera vez, una relación entre memoria de trabajo y cálculo en escolares españoles. La tendencia de los escolares españoles es similar a la de otros niños de culturas occidentales. Tanto al considerar las tareas de numeración y cálculo globalmente como por separado, se produce una relación estadísticamente significativa con los recursos de dos de los tres subsistemas de la memoria de trabajo: bucle fonológico y ejecutivo central, aunque la relación más consistente se da con el ejecutivo central. Respecto a la agenda viso-espacial, los resultados obtenidos indican una escasa incidencia en tareas de numeración y cálculo. Los principales resultados de la segunda fase son: Todos los niños de 7-8 años de nuestra muestra (grupo experimental y control) tienden a incrementar su rendimiento en tareas de memoria de trabajo. El programa de activación de la memoria de trabajo ejerce un claro efecto en el rendimiento del bucle fonológico y sobretodo del ejecutivo central, puesto que los sujetos del grupo experimental obtienen incrementos estadísticamente superiores respecto al grupo control. El programa ha conseguido también mejorar el rendimiento en pruebas de la agenda viso-espacial, aunque los incrementos son inferiores. El programa se muestra efectivo sobretodo en niños que parten de un nivel más bajo de memoria de trabajo. Todos los niños de 7-8 años de la muestra tienden a aumentar sus puntuaciones en tareas de numeración y cálculo. El programa ejerce un claro efecto en el rendimiento en tareas de numeración y cálculo, ya que los niños del grupo experimental obtienen incrementos estadísticamente superiores respecto al grupo control.

El papel de la memoria de trabajo en el cálculo mental un cuarto de siglo después de Hitch.

Resumen tomado de la revista

Divided attention, selective attention and drawing: processing preferences in Williams syndrome are dependent on the task administered

The visuo-spatial abilities of individuals with Williams syndrome (WS) have consistently been shown to be generally weak. These poor visuo-spatial abilities have been ascribed to a local processing bias by some [R. Rossen, E.S. Klima, U. Bellugi, A. Bihrle, W. Jones, Interaction between language and cognition: evidence from Williams syndrome, in: J. Beitchman, N. Cohen, M. Konstantareas, R. Tannock (Eds.), Language, Learning and Behaviour disorders: Developmental, Behavioural and Clinical Perspectives, Cambridge University Press, New York, 1996, pp. 367-392] and conversely, to a global processing bias by others [Psychol. Sci. 10 (1999) 453]. In this study, two identification versions and one drawing version of the Navon hierarchical processing task, a non-verbal task, were employed to investigate this apparent contradiction. The two identification tasks were administered to 21 individuals with WS, 21 typically developing individuals, matched by non-verbal ability, and 21 adult participants matched to the WS group by mean chronological age (CA). The third, drawing task was administered to the WS group and the typically developing (TD) controls only. It was hypothesised that the WS group would show differential processing biases depending on the type of processing the task was measuring. Results from two identification versions of the Navon task measuring divided and selective attention showed that the WS group experienced equal interference from global to local as from local to global levels, and did not show an advantage of one level over another. This pattern of performance was broadly comparable to that of the control groups. The third task, a drawing version of the Navon task, revealed that individuals with WS were significantly better at drawing the local form in comparison to the global figure, whereas the typically developing control group did not show a bias towards either level. In summary, this study demonstrates that individuals with WS do not have a local or a global processing bias when asked to identify stimuli, but do show a local bias in their drawing abilities. This contrast may explain the apparently contrasting findings from previous studies. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Exploring block construction and mental imagery: evidence of atypical orientation discrimination in Williams syndrome

The visuospatial perceptual abilities of individuals with Williams syndrome (WS) were investigated in two experiments. Experiment I measured the ability of participants to discriminate between oblique and between nonoblique orientations. Individuals with WS showed a smaller effect of obliqueness in response time, when compared to controls matched for nonverbal mental age. Experiment 2 investigated the possibility that this deviant pattern of orientation discrimination accounts for the poor ability to perform mental rotation in WS (Farran, Jarrold, & Gathercole, 2001). A size transformation task was employed, which shares the image transformation requirements of mental rotation, but not the orientation discrimination demands. Individuals with WS performed at the same level as controls. The results suggest a deviance at the perceptual level in WS, in processing orientation, which fractionates from the ability to mentally transform images.

Children’s and Adults’ Processing of Anomaly and Implausibility during Reading: Evidence from Eye Movements

The eye movements of 24 children and 24 adults were monitored to compare how they read sentences containing plausible, implausible, and anomalous thematic relations. In the implausible condition the incongruity occurred due to the incompatibility of two objects involved in the event denoted by the main verb. In the anomalous condition the direct object of the verb was not a possible verb argument. Adults exhibited immediate disruption with the anomalous sentences as compared to the implausible sentences as indexed by longer gaze durations on the target word. Children exhibited the same pattern of effects as adults as far as the anomalous sentences were concerned, but exhibited delayed effects of implausibility. These data indicate that while children and adults are alike in their basic thematic assignment processes during reading, children may be delayed in the efficiency with which they are able to integrate pragmatic and real world knowledge into their discourse representation.

Errors in nonword repetition: bridging short- and long-term memory

According to the working memory model, the phonological loop is the component of working memory specialized in processing and manipulating limited amounts of speech-based information. The Children's Test of Nonword Repetition (CNRep) is a suitable measure of phonological short-term memory for English-speaking children, which was validated by the Brazilian Children's Test of Pseudoword Repetition (BCPR) as a Portuguese-language version. The objectives of the present study were: i) to investigate developmental aspects of the phonological memory processing by error analysis in the nonword repetition task, and ii) to examine phoneme (substitution, omission and addition) and order (migration) errors made in the BCPR by 180 normal Brazilian children of both sexes aged 4-10, from preschool to 4th grade. The dominant error was substitution [F(3,525) = 180.47; P < 0.0001]. The performance was age-related [F(4,175) = 14.53; P < 0.0001]. The length effect, i.e., more errors in long than in short items, was observed [F(3,519) = 108.36; P < 0.0001]. In 5-syllable pseudowords, errors occurred mainly in the middle of the stimuli, before the syllabic stress [F(4,16) = 6.03; P = 0.003]; substitutions appeared more at the end of the stimuli, after the stress [F(12,48) = 2.27; P = 0.02]. In conclusion, the BCPR error analysis supports the idea that phonological loop capacity is relatively constant during development, although school learning increases the efficiency of this system. Moreover, there are indications that long-term memory contributes to holding memory trace. The findings were discussed in terms of distinctiveness, clustering and redintegration hypotheses.

Are Working Memory Measures Free of Socioeconomic Influence?

Purpose: This study evaluated the impact of socioeconomic factors on children's performance on tests of working memory and vocabulary.Method: Twenty Brazilian children, aged 6 and 7 years, from low-income families, completed tests of working memory ( verbal short-term memory and verbal complex span) and vocabulary ( expressive and receptive). A further group of Brazilian children from families of higher socioeconomic status matched for age, gender, and nonverbal ability also participated in the study.Results: Children from the low socioeconomic group obtained significantly lower scores on measures of expressive and receptive vocabulary than their higher income peers but no significant group differences were found on the working memory measures.Conclusion: Measures of working memory provide assessments of cognitive abilities that appear to be impervious to substantial differences in socioeconomic background. As these measures are highly sensitive to language ability and learning in general, they appear to provide useful methods for diagnosing specific learning difficulties that are independent of environmental opportunity.

Images of desire: Cognitive models of craving

Cognitive modelling of phenomena in clinical practice allows the operationalisation of otherwise diffuse descriptive terms such as craving or flashbacks. This supports the empirical investigation of the clinical phenomena and the development of targeted treatment interventions. This paper focuses on the cognitive processes underpinning craving, which is recognised as a motivating experience in substance dependence. We use a high-level cognitive architecture, Interacting Cognitive Subsystems (ICS), to compare two theories of craving: Tiffany's theory, centred on the control of automated action schemata, and our own Elaborated Intrusion theory of craving. Data from a questionnaire study of the subjective aspects of everyday desires experienced by a large non-clinical population are presented. Both the data and the high-level modelling support the central claim of the Elaborated Intrusion theory that imagery is a key element of craving, providing the subjective experience and mediating much of the associated disruption of concurrent cognition.