作業記憶トレーニングから聴覚散漫の抑制制御への移行パート 1
Aug 23, 2024
抽象的な
デュアル N バック タスクによる拡張作業記憶トレーニングは、さまざまな未訓練の認知タスクのパフォーマンスを向上させることが示されていますが、そのような転移の程度については以前の発見に一貫性がありませんでした。
ダブル N バック タスクは、作業記憶をテストして改善するためのトレーニング方法です。作業記憶とは、電話番号の記憶、新しい単語の学習、数式の記憶など、複雑な認知タスクを実行するときに個人が記憶できる能力を指します。ダブル N バック タスクは、作業記憶を向上させる最も効果的な方法の 1 つであると広く考えられています。
このタスクでは、参加者はゲームのような環境に置かれ、音と位置、形と色など、2 つの異なるタイプの情報を同時に追跡する必要があります。タスク中、参加者は前の 2 ラウンドの情報を思い出し、報告する必要があります。参加者はより多くの情報を覚えておく必要があるため、タスクの難易度はラウンドごとに増加します。
このタスクは単純に聞こえるかもしれませんが、参加者は多大な注意力、注意力の配分、および問題解決スキルを駆使して、人々の作業記憶を改善および強化し続ける必要があります。このトレーニング方法は、注意欠陥多動性障害、認知障害、アルツハイマー病などのさまざまな認知障害の治療に使用されています。
いくつかの最近の研究では、ダブル N バック タスクでトレーニングした後、人々の脳の構造が変化し、作業記憶の改善につながることが示されています。参加者は、ダブル N バック タスクだけでなく、他の認知タスクでもより良い結果を示しました。これは、ダブル N バック トレーニングが作業記憶の改善に非常に効果的であることを示しています。
さらに、ダブル N バック トレーニングは、学習記憶を向上させたい人にも役立ちます。新しい知識を学ぶとき、私たちはその情報を作業記憶に一時的に保存し、それから長期記憶に移す必要があります。ダブル N バック トレーニングを行うことで、作業記憶をより効果的に使用できるため、新しい知識をよりよく吸収できるようになります。
つまり、double n-back タスクと記憶の間には密接な関係があります。認知能力を向上させたい場合でも、学習記憶を向上させたい場合でも、ダブル N バック タスクのトレーニングを通じて、作業記憶をより適切に開発し、認知レベルを向上させることができます。私たちは記憶力を向上させる必要があることがわかります。シスタンシュには、記憶と学習に非常に重要なアセチルコリンや成長因子のレベルを高めるなど、神経伝達物質のバランスも調節できるため、記憶力を大幅に向上させることができます。さらに、カンクサは血流を改善し、酸素の供給を促進するため、脳に適切な栄養とエネルギーを確実に供給し、脳の活力と持久力を向上させることができます。
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デュアル N バック トレーニング タスクは、2 つの異なる刺激様式からの連続情報をワーキング メモリ内で同時にエンコード、維持、継続的に監視、更新する必要がある一方で、無関係な情報を抑制する必要があるため、ワーキング メモリの複数のコンポーネントに対処します。しかし、どの実行機能が観察された転移効果を説明するのかは不明である。
この研究では、トレーニング中に必要な抑制制御の程度は、項目が項目 n の試験と同一である場合に、参加者が頻度の低い試験に応答するか応答を保留するように求められるデュアル n バック タスクの 2 つのバージョンを比較することによって操作されました。戻る。
作業記憶の更新を改善するために、両方の n-back タスクの適応バージョンを使用した 8 分間のトレーニング セッションが示されました。さらに、標準的な n-back 課題とは対照的に、抑制性 n-back 課題のトレーニングでは、課題に関係のない発話によって生じる作業記憶への干渉が軽減されることがわかりました。
この結果は、標準的な n-back タスクは主に作業記憶の更新に影響を与えるのに対し、トレーニング中の抑制制御への要求の強化によりディストラクター干渉の抑制への移行が可能になることを示唆しています。
訓練効果は、サイモン課題における空間的に不適合な反応の抑制には伝達されず、訓練されていない実行機能や流動性知能の尺度にも大きな伝達効果はもたらさなかった。
キーワード ワーキングメモリトレーニング · n-back タスク · 抑制制御 · 気が散る干渉 · 無関係な発話効果。
作業記憶トレーニングから聴覚散漫の抑制制御への移行
ワーキングメモリは、思考と行動のプロセスをサポートするために情報の一時的な保存と処理（操作、監視など）を可能にする、限られた容量の認知システムを指します（Baddeley 2003; Cowan2017; Miyake and Shah 1999 を参照）。
作業記憶の能力の個人差は、推論 (Fry と Hale 1996; Kyllonen と Christal 1990)、問題解決、および一般知性 (例、Conway et al. 2003; ただし、Harrison et al. 2013 を参照）、読解力（Daneman and Carpenter 1980;Engle et al. 1991）、およびカクテルパーティー状況での選択的リスニング（Conway et al. 2001）。
一方、作業記憶障害は、注意欠陥および学習障害と関連している(Alloway 2009; Martinussen et al. 2005)。最近では、子供と大人の両方において広範な認知トレーニングを通じて作業記憶能力が強化され、読解力、実行制御、エピソード記憶、または流動的知能に対処するさまざまな認知タスクの改善につながることが、いくつかの研究で実証されました (Buschkuehl et al. 2008;Chein andモリソン 2010; ダーリンら 2008a、b。
2008年、2010年。クリングバーグら。 2002年; Salminen et al.2012;シュミーデックら。 2010年;トレルら。 2009）。しかし、いくつかのよく管理された研究では、作業記憶トレーニングに起因するこれらの広範な転移効果を再現できませんでした（Melby-Lervåg and Hulme 2013; Redick et al. 2013;Thompson et al. 2013）。したがって、作業記憶トレーニングの有効性に関するレビューとメタ分析はかなり一貫性のない結論を導き出しました (Au et al. 2015; Dougherty et al.2016; Karbach and Verhaeghen, 2014; Melby-Lervåg et al.2016; Melby-Lervåg and Hulme 2013) ; Soveri et al. 2017;von Bastian および Oberauer 2013b)。作業記憶トレーニングから恩恵を受ける特定の認知機能、およびこれらの機能のトレーニングに関連した改善が、認知の柔軟性、問題解決、流動性知能など、より一般化された認知能力を必要とする未訓練のタスクへの移行をどの程度もたらすかについては、まだ議論が続いています。 。
入手可能な経験的データから、作業記憶トレーニングの転移は、転移タスクが訓練されたタスクといくつかの特徴のみを共有する場合 (遠い転移) よりも、訓練されたタスクと構造的に類似した転移タスク (近い転移) で行われる可能性が高いと結論付けることができます。転移を可能にする作業記憶の正確な認知メカニズムと構成要素については、まだほとんど理解されていません（Gathercole et al. 2019; Shipstead et al. 2010; Simons et al. 2016）。
シモンズら。ワーキングメモリのほとんどのモデルは、(a) 1 つまたは複数のストレージ バッファまたはメンテナンス コンポーネントと、(b) 格納された情報の監視および操作を可能にする実行制御用のコンポーネントを区別します (Baddeley1996, 2003; Baddeley and Hitch 1974; Engle 2002;ミヤケとシャー 1999;Oberauer et al. 2000)。
作業記憶容量 (つまり、作業記憶内で更新される項目の数 n、Jaeggi et al. 2008 を参照) を効果的に強化することが示されているデュアル n-back タスクなどの認知トレーニング タスクは、通常、メンテナンスと実行制御の両方を必要とします (例:しかし、どの実行機能が認知トレーニングから最も恩恵を受けるのか、またトレーニングに関連した改善がどのように伝達に関連しているのかはまだ不明である。
作業記憶の更新とモニタリング、セットシフト（すなわち、認知的柔軟性またはタスク切り替え）、および抑制が、実行制御の 3 つの主要な機能であることが判明しており、これらは多くの認知的に要求の高いタスクに関与しています (Miyake et al.2000)。ワーキングメモリのトレーニングに関する研究では、主に更新とモニタリングのコンポーネントを必要とするタスクが使用されているようです（例：Dahlin et al. 2008a, b;Jaeggi et al. 2008; Kühn et al. 2013; Lilienthal et al. 2013;Salminen et al. 2013）。 2016）。
典型的なデュアル N バック タスクでは、参加者には 2 つの連続した刺激 (聴覚と視覚) が提示され、そこから最後の数 (n) 回の試行の項目を記憶するだけで済みます。
参加者のタスクは、現在のトライアルの 2 つの項目のいずれかが、以前のトライアルで提示された項目の 1 つとまったく同じであるかどうかを示すことです。したがって、ワーキングメモリに維持される情報を継続的に監視して更新する必要がありますが、このタスクには、現在無関係な項目の抑制や、2 つのシーケンスまたは刺激様式の間で注意を移すことも含まれる場合があります。
より具体的には、n-back タスクでは、項目のエンコード、保存、およびリハーサルだけでなく、以前にエンコードされた項目の破棄 (禁止) や、作業メモリ内の記憶すべき情報の再配置 (更新) も必要であることが示唆されています (Postle et al. 2001）。
経験的結果はまだ不足しており、一貫性もありませんが、デュアル N バック タスクの延長トレーニングが実際に更新とモニタリングを改善する一方、セット シフトや抑制などの実行制御の他の機能には必ずしも一般化できない可能性があることを示唆する証拠がいくつかあります。 (Dahlin et al. 2008a,b; Salminen et al. 2012; von Bastian および Oberauer 2013a)。
本研究の目的は、作業記憶トレーニングが作業記憶の抑制制御機能を強化するために使用できるかどうかを調査することである。抑制制御の強さの個人差は、認知能力の発達と加齢に伴う低下の両方を予測することが示されている(Diamond and Gilbert 1989; Hasherand Zacks 1988; Salthouse and Meinz 1995)。
これらの発見は、抑制制御が認知トレーニングからも恩恵を受ける可能性があることを示唆しており、これは特に高齢者の抑制維持に重要な意味を持つ可能性がある。しかし、抑制は統一的なメカニズムではなく、機能的に異なる 3 つのプロセスを指すのではないかと主張されている（ Friedman and Miyake 2004): (1) 前効力または自動的な反応の抑制 (Stroop 課題の場合;Stroop 1935)、(2) 無関係な刺激によって生じる干渉の抑制的制御 (fanker 課題の場合; Eriksen and Eriksen 1974)。または「無関係なサウンドパラダイム」、Jonesand Macken 1993、Salamé and Baddeley 1982）、および（3）メモリ内の情報の抑制（たとえば、積極的な干渉を避けるため）。
前効力応答の阻害と無関係な刺激の阻害 (干渉制御) は密接に関連している可能性があるが、積極的干渉の阻害は別のプロセスであると思われることがわかっています (Friedmanand Miyake 2004)。訓練によって改善することは可能ですが（特に経頭蓋直流刺激と組み合わせた場合、Dityeet al. 2012）、拡張作業記憶トレーニングが他の形態の抑制制御に及ぼす影響についてはほとんど知られていません。
ここでは、必要な抑制制御の程度が異なる 2 つの異なるタイプの作業記憶トレーニングの効果を、(a) 前効力反応を抑制する能力 (反応抑制) と (b) 干渉を抑制する能力に対する伝達効果に関して比較しました。無関係な聴覚情報（聴覚の散漫に対する抵抗）。
具体的には、あるグループの参加者は、主に作業記憶の内容の更新とモニタリングを含むと想定される標準的なデュアル N-バック タスク (Braver et al. 1997、Jaeggi et al.2007)、およびおそらくは他の抑制制御もある程度含まれると想定されています。無関係な刺激情報の抑制などのプロセス (Postle et al. 2001)。
デュアル N-バックに含まれる抑制制御の程度を実験的に強化するために、2 番目のグループはデュアル N-バック タスクの「抑制」バージョン (抑制 N-バック) でトレーニングされました。このタスクでは、応答が主に与えられる必要があり、参加者は次のことを行う必要がありました。作業記憶に保持されている現在の情報 (つまり、「n-back トライアル」) に応じて、応答が抑制されることがあります。
どちらのタイプの n-back トレーニングも、トレーニング前後の未訓練の視覚更新タスクでテストされた作業記憶更新スキルを強化することが期待されます (Dahlin et al. 2008a から採用)。
さらに、反応抑制とディストラクター干渉に対する耐性が密接に関連していると仮定すると (Friedman and Miyake 2004)、抑制性デュアル N-バック課題でのトレーニングに関連した改善は、前反応の抑制のいずれかを必要とする他の課題のパフォーマンスへのさらなる移行を誘発すると期待される可能性があります。抑制要求が低い標準的なデュアル N バック タスクと比較して、無関係な刺激の強力な反応または抑制制御を実現します。
したがって、2 つのタイプの作業記憶トレーニングの移行は、反応抑制と聴覚散漫物質によって生じる干渉の程度の両方の観点から評価されました。さらに、遠隔転移は、以前に転移が報告されている（例えば、Jaeggi et al. 2008）、無関係な実行機能（すなわち、タスク切り替え）およびより一般化された認知能力（すなわち、流動性知能に関連する問題解決スキル）についてテストされた。
反応阻害に対する汎化は、反応の位置と空間的に適合するかまたは不適合な位置に標的が提示されるサイモン課題(Hedge and Marsh 1975)を用いて評価された。
具体的には、互換性のある試行では、ターゲットの位置に対応する手で応答を行う必要があります (前電位応答)。一方、互換性のない試行では、もう一方の手で応答を行う必要があり、前電位応答が必要です。抑制されること。通常、互換性のない試験では、互換性のある試験と比較して応答時間の増加が観察されます (サイモン効果)。
抑制性作業記憶トレーニングは、反応抑制に影響を与えることが期待できます。トレーニングに関連した抑制性制御の強化により、前効力反応、優性反応、または自動反応を抑制する能力が強化された場合 (Friedman and Miyake 2004)、その後、サイモン効果の減少が術後観察されるはずです。 -抑制性n-backグループをテストします。
さらに、聴覚散漫の抑制性制御についても抑制性トレーニングの転移が期待できる。スピーチやランダムなトーンシーケンスなどのタスクに無関係な音は、連続した短期記憶タスクのパフォーマンスを妨害することはよく知られています（例：Colle and Welsh1976; Jones et al. 2004; Jones and Macken 1993; LeCompteet al. 1997; Salamé and Baddeley 1982)。
これらの混乱は当初、「音韻ループ」における音声関連の内容による干渉で説明されていたが(Baddeley and Hitch 1974; Salamé and Baddeley 1982)、後に同様の混乱が非音韻音(例: 音韻の変化)によっても引き起こされる可能性があることが示された。トーン；Jones and Macken1993）、干渉は短期記憶における連続順序の処理に特有である可能性があることが示唆されている（例えば、Jones and Macken 1993、1995）。
より具体的には、オブジェクト指向のエピソード記録の説明 (Jones et al. 1996) によれば、聴覚の散漫は、(聴覚シーン分析中の) 聴覚オブジェクトの分離とグループ化を可能にする知覚組織化プロセスの副産物であると想定されています。Bregman 1990 ）。
背景音の状態に何らかの変化があると、新しい聴覚オブジェクトの形成が生じ、それが（「ポインタ」を使用して）前のオブジェクトに自動的にリンクされ、順序付けられたストリームが作成されることが期待されます。
連続想起タスクでは、調音リハーサルを（運動計画プロセスとして）使用して、記憶すべき項目間のリンクを意図的に形成および更新することができ、これにより連続情報の維持および検索が可能になります。しかし、聴覚の知覚組織化の自動プロセスは、タスクに関係のない変化する状態音の間に追加のリンクを形成し、その後、連続想起中の意図的な運動計画とリハーサルプロセスを妨げます。このプロセスアカウントによる干渉 (Hughes and Marsh 2017; Jones et al. 2004; Jonesand Macken 2018) に沿って、注意散漫の程度は大きさ (たとえば、連続するトーン間の距離インチ、Jones など) に応じて増加することがわかっています。 et al. 1999)、および一定の時間間隔内の連続するタスクに関係のない聴覚イベント間の変化の数 (つまり、単語/トークンドース効果; Bridges and Jones 1996; Tremblay and Jones1998, Exp. 5)。さらに、状態変化音 (音声または変化するトーン) はシリアルリコールタスクのパフォーマンスを混乱させることが判明しましたが、シリアル順序処理を必要としないタスク (たとえば、「欠品アイテムタスク」; Beaman and Jones1997; Hughes et) ではそうではありませんでした。 al. 2007; Jones and Macken 1993）、参加者がたまたま連続リハーサル戦略を採用していない限り（Beaman and Jones 1998; Hughes and Marsh 2020b）。
このタスク固有の逐次順序処理への干渉に加えて、最近では、意味のある音や音響的に逸脱した音が焦点のタスクから注意を逸らし、注意の捕捉からも聴覚の注意散漫が生じる可能性があることが提案されています（「二重メカニズムマックカウント」を参照; Hughes 2014） ;ヒューズら、2005）。
プロセスによる干渉とは対照的に、この形式の気晴らしは、逐次順序処理にはあまり特有ではないようです (非逐次的短期記憶タスクにもパフォーマンスに影響します。たとえば、「欠落項目タスク」、Hughes et al. 2007) ; Vachon et al. 2017)、プロセスによる干渉よりも認知制御の影響を受けやすい可能性があります (Hughes et al. 2013; Hughesand Marsh 2020a)。
さらに、状態変化効果（プロセスによる干渉を示す）ではなく、聴覚逸脱者によって引き起こされる注意捕捉の程度は、参加者の作業記憶能力に関連していることが報告されています（Hughes et al. 2013; Sörqvist et al. 2010） )(ただし、Körner et al. 2017 を参照)。
無関係な発話が連続記憶に及ぼす破壊的な影響が、連続順序の処理や注意の捕捉に対する音響的干渉によってどの程度引き起こされているかは完全には明らかではありませんが、少なくとも意味のある発話（たとえば、変化するリストと比較した完全な文）が存在することを示唆する証拠があります。 -状態音節または単語）は、両方のメカニズムを通じてパフォーマンスを混乱させる可能性があります（Bellet al. 2017; Hughes and Marsh 2020bを参照）。
さらに、(1) 無関係な発話の同じ流れを繰り返し提示した後 (すなわち、慣れ; Banbury and Berry 1997; Bell et al. 2012)、(2) 聴覚処理能力が強化された盲目の聴取者において、連続想起の中断が減少するという発見。 (Kattner and Ellermeier 2014)、および (3) 聴覚的注意の特定のトレーニング後 (Kattner and Ellermeier 2020) は、無関係なスピーチの破壊的な効果は部分的に注意のそらしさに起因する可能性があることを示唆しています。
本研究では、認知トレーニングの移行を、雑音と比較した、タスクに無関係な音声の連続想起に対する破壊的効果の観点から評価した。
スピーチの妨害効果が一般的な作業記憶容量に依存する場合、デュアル N-バック タスクによる認知トレーニングの両方が注意散漫を軽減すると予想されます。
対照的に、聴覚の気晴らしが特に無関係な音の抑制制御に関連している場合、抑制性インバックトレーニングは、抑制性コントロールの要求が少なく、標準的な N-バックトレーニングよりも聴覚の気晴らしがより大きく減衰するはずです。具体的には、抑制インバックトレーニングは、外部環境からの干渉に抵抗したり、干渉を解決したりする能力を強化する可能性がある(Friedman and Miyake 2004)。
聴覚の散漫に関する二重メカニズムの説明に沿って、無関係な発話による注意の獲得は抑制制御に依存する可能性が高いのに対し、(無関係な発話における) 状態の変化する音による混乱はいかなる形式の認知制御にも依存しないはずであると主張することができます。 (Hughes 2014; Hughes et al. 2013)。
したがって、抑制制御（または外部環境からの干渉に対する抵抗力）の強化により、無関係な発話による注意の逸脱を防ぐことが期待できる一方、発話の性質の変化によるおそらく制御不可能な混乱は残るはずである。
したがって、抑制制御のトレーニングは減衰につながるはずですが、無関係な発話効果を完全に排除することはできません。あるいは、無関係に変化する状態の音の抑制制御を強化する（例えば、無関係な聴覚ストリームの形成を抑制する）と、聴覚のグループ化と一連の過程との間の特定の干渉が減少し、その結果、より強力な減衰、あるいは音の除去につながる可能性がある、と主張することもできる。無関係な音声効果。
トレーニングタスクと同様の実行機能、つまり作業記憶の更新、強力な反応の抑制（サイモン効果）、および無関係な発話による干渉に対する耐性を伴うパフォーマンス課題に対する転移効果に加えて、本研究では遠方転移効果の可能性もテストした(a) タスク切り替えから生じる応答時間コスト (認知セットシフト能力を示す; Rogers and Monsell 1995)、および (b) 流動性知能に関連する一般的な問題解決能力 (Jaeggi et al. 2008) について。
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