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Memoria di lavoro e acquisizione di competenze nei bambini con ADHD

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Un interessante articolo nel quale viene sottolineata l'importanza della Memoria di Lavoro nei processi di acquisizione delle competenze e delle automaticità nei bambini con ADHD.

memoriaMemoria di lavoro, acquisizione di competenze ed automaticità

“Una delle poche "leggi" che si trovano in psicologia è che l'esecuzione di un compito complesso richiede inizialmente intensive risorse della WM (memoria di lavoro), ma con la pratica, le prestazioni migliorano notevolmente…”

Nel 1974 Baddeley e Hitch analizzarono il concetto di memoria a breve termine (MBT), al quale sostituirono quello di memoria di lavoro (WM). Gli autori definirono la memoria di lavoro come un sistema per il mantenimento temporaneo e per la manipolazione dell’informazione durante l’esecuzione di differenti compiti cognitivi, come la comprensione, l’apprendimento ed il ragionamento. Questo modello di memoria è costituito da tre differenti componenti: loop fonologico, taccuino visuo-spaziale ed il sistema esecutivo centrale.  L’esecutivo centrale è il sistema sovraordinato, a capacità limitata, che presiede a tutte le operazioni cognitive intenzionali e che svolge funzioni di coordinamento e di integrazione delle informazioni provenienti dal circuito fonologico e dal taccuino visuo-spaziale, i quali elaborano e mantengono, rispettivamente, l’informazione verbale ed acustica e quella visiva e spaziale. Il circuito fonologico è, a sua volta, suddiviso in un magazzino fonologico(che mantiene per un tempo brevissimo le tracce del materiale verbale e acustico) e in un processo articolatorio (che consente il consolidamento della traccia tramite la reiterazione).
“…esistono più modelli per spiegare i meccanismi di automaticità che si possono sviluppare per le competenze cognitive (ad es. Anderson, 1982; Cheng, 1985; Logan, 1988; Shiffrin e Schneider, 1977, 1984).”
I processi automatici si sviluppano con la pratica, la quale fa diminuire le risorse attentive necessarie all’esecuzione del compito.
In questo articolo il modello al quale si fa maggior riferimento, per spiegare meglio il concetto di automaticità,  è il modello di Logan (1988). Esso spiega che quando uno stimolo viene elaborato lascia delle tracce in memoria e successivamente con la pratica si immagazzinano sempre più informazioni su cosa fare con quello specifico stimolo, ciò, infine, porta ad una maggiore facilità di recupero delle informazioni utili in rapporto a quest’ultimo. L’automaticità, dunque, per Logan, consisterebbe semplicemente in un rapido recupero della risposta appropriata, memorizzata precedentemente. Le competenze cognitive, invece, sono tutte quelle capacità complesse risultanti dai processi che possono essere comuni a diverse funzioni cognitive quali: linguaggio, comprensione, memoria e apprendimento, concentrazione e attenzione, orientamento, capacità di lettura e scrittura, calcolo, giudizio, pensiero astratto, programmazione, organizzazione ed inibizione del comportamento, movimento volontario, elaborazione visiva e consapevolezza.

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Risultati empirici/studi precedenti

Alcuni studi precedenti, hanno rilevato che i bambini con ADHD tendono a non completare il loro percorso di studi (con un tasso di abbandono scolastico del 30%) ed in età adulta hanno un lavoro ed uno status socio-economico inferiore rispetto ai loro omologhi senza ADHD (Barkley, 2002; Mannuzza & Klein, 2000). Poiché uno scarso rendimento scolastico è così comune tra i bambini con problemi di attenzione e poiché esso agisce sui risultati a lungo termine, è essenziale sia da un punto di vista teorico che applicativo ottenere una migliore comprensione di come i bambini con ADHD imparano. Altre ricerche hanno dimostrato la correlazione tra anomalie strutturali e / o di attività ridotta nella corteccia prefrontale, nel caudato e nel cervelletto (Bush, Valera, e Seidman, 2005; Swanson & Castellanos, 2002; Valera, Faraone, Murray, e Seidman, 2007) e tra le carenze nella funzione esecutiva (EF) che si possono osservare in una sostanziale percentuale di bambini con ADHD (d = 0,4-0,6; Barkley, 1998).  La capacità di imparare in modo esplicito è intimamente e neuro-anatomicamente  relativa alla funzionalità esecutiva (Bunge & Zelazo, 2006) dunque, la presenza di una debolezza nella funzione esecutiva è una spiegazione probabile per la persistenza delle difficoltà scolastiche nei bambini con ADHD (Biederman e al., 2004; Hinshaw, 1992; Mariani & Barkley, 1997; Rapport, Scanlan, & Denney, 1999)  pur tuttavia, la conoscenza del modo in cui i deficit EF abbiano un impatto sull’acquisizione delle competenze complesse è ancora mancante.
 Se i bambini con ADHD sono meno in grado di acquisire automaticità per i compiti, come è stato suggerito da alcuni (ad esempio, Ackerman, Anhalt, Holcomb, e Dykman, 1986), allora tale debolezza può aiutare a spiegare la maggiore difficoltà che hanno nel padroneggiare le competenze accademiche di base come ad es. i meccanismi di matematica. A supporto di questa affermazione, Van Der Meere e il Sergant (1988) hanno trovato che anche dopo una formazione intensiva in un compito di memoria di riconoscimento, i bambini con il sottotipo combinato di ADHD (ADHD-C), continuarono a mostrare tempi di reazione più lenti collegati ad una maggiore variabilità dei tempi di reazione stessi ed a tassi di errore superiori rispetto a quelli che si trovavano in bambini con sviluppo tipico (van der Meere & Sergeant, 1988).


Domande di ricerca

Questo studio è stato progettato per verificare specifiche ipotesi di ricerca, ossia:

  • I bambini con ADHD hanno una WM più debole rispetto ai bambini senza ADHD?;   
  • Le prove AA (alfabeto-aritmetica) richiedono più risorse della WM rispetto alle prove FM (Finger Math)?;
  • Il tasso di acquisizione delle abilità (il grado di automatizzazione) nei bambini con ADHD è influenzato dal carico del compito (in questo caso, AA o FM) nella WM?;                                                                                                                               
  • Le abilità di acquisizione dei compiti AA ed FM sono diverse nei bambini con ADHD a confronto con quelli senza ADHD?;
  • La performance dei bambini con ADHD migliora dopo un periodo di prove pratiche precedenti ai compiti AA e FM?;                                 
  • Il processo generale di acquisizione delle abilità cognitive era effettivamente compromesso nei bambini con ADHD?.

 

Metodologia

I partecipanti

Sono stati selezionati nelle scuole locali ed attraverso annunci sui giornali e sui volantini distribuiti nelle Contee Centrali e York della Pennsylvania.  In totale i partecipanti erano 101, tra gli 8 e i 12 anni, dei quali, 48 appartenevano al gruppo di controllo dei bambini senza ADHD, 32 facevano parte del gruppo ADHD-C (sottotipo combinato deficit di attenzione/iperattività)  e 21 con ADHD-I (sottotipo disattento). In un secondo momento nel gruppo ADHD-I e nel gruppo di controllo vennero rimossi rispettivamente 7 ed 1 partecipante che non rispettavano più i criteri di inclusione per lo studio. La razza del campione era per l’80% di razza caucasica, per il 3% ispanica, per il 4% Afro Americana, per l’1% Americana Asiatica, per l’8% meticcia e per il 4% sconosciuta. A 13 bambini con ADHD, era stato prescritto un farmaco psicostimolante ed era stato richiesto loro di interromperne l’assunzione almeno 24 ore prima del giorno del test (mode =  3 giorni, range = 1-33 giorni). A 3 bambini con ADHD-C, invece, erano stati prescritti farmaci non stimolanti i quali potevano continuare ad essere assunti. Né nel primo e né nel secondo caso i farmaci hanno interferito con i risultati dello studio, dunque, non mostrando particolari differenze tra i risultati ottenuti dagli altri bambini è stato possibile utilizzare i dati ottenuti anche da questi partecipanti. 

Per essere classificati come aventi l’ADHD, i bambini partecipanti allo studio dovevano aver avuto tre o più sintomi di disattenzione o tre o più sintomi di iperattività/ impulsività o ancora, quattro o più sintomi caratterizzanti che si verificano spesso o molto spesso nella Scale-IV di valutazione ADHD (ADHD-RS, DuPaul, Potenza, Anastopoulos, e Reid, 1998) da parte dei “report”  ottenuti  dagli  insegnanti  e  dai  genitori.  Sia  i “report”  del  genitore  che dell’insegnante dovevano inoltre superare l’ 85° percentile in entrambe le sottoscale nello specifico: a) Sottoscale dei problemi di attenzione o iperattività della Scala di valutazione del comportamento per  bambini (2 ª ed,. BASC-2, Reynolds & Kamphaus, 2004) ; b) Sottoscale problemi cognitivi / Disattenzione, Indice iperattività, o indice ADHD della Scala di Valutazione di Conners- Revisionata (CRS-R; Conners, 2001).
Per essere diagnosticati come aventi l'ADHD, i bambini erano tenuti a rispettare, inoltre, i criteri di inclusione del DSM-IV per l'ADHD (American Psychiatric Association, 1994) in relazione all’ età di insorgenza, al valore  e alla gravità della situazione, ottenuti dal “report” del genitore alla Scheda di Intervista Diagnostica della salute mentale  dell’Istituto Nazionale per i bambini - Versione 4 (DISC-4) - (National Institute of Mental Health’s Diagnostic Interview Schedule for Children– Version 4).



Strumenti

Il presente studio si serve di misure di screening cognitive quali, una forma breve a quattro o a due sub-test della WISC-IV (2003) per bambini, le scale di valutazione BASC-2 e CRS-R e due compiti comunemente utilizzati negli studi sull’acquisizione delle abilità cognitive, ossia,  la prova AA (Alfabeto-Aritmetica) e la prova FM (Finger Math), entrambe composte da compiti generati da un computer programmato in Eprime (Schneider, Eschman, e Zuccolotto, 2002).



Procedure

Prima della loro partecipazione allo studio, i genitori hanno dato il consenso informato scritto per far sì che i loro figli potessero prendere parte allo studio ed hanno ricevuto una ricompensa monetaria; i bambini, invece, hanno dato il loro assenso verbale e ricevuto un piccolo premio di valore inferiore ai due dollari. Le misure di screening cognitive ed i paradigmi sperimentali furono effettuate dai bambini in giorni separati con un minimo di una settimana di intervallo tra le sessioni. Inizialmente, una stima del FSIQ per tutti i partecipanti fu fornita dalla forma breve a quattro sub-test (vocabolario, matrice di ragionamento, aritmetica e ricerca di simboli) della WISC-IV (2003) per bambini, fatta eccezione per due bambini che, a causa di vincoli di tempo, furono sottoposti alla forma breve a due sub-test (vocabolario e matrice di ragionamento) della medesima scala (i sub-test relativi alla sequenza lettera/ numero e  allo span digitale della WISC-IV costituivano l'indice della capacità della WM). Successivamente, invece, i bambini dovettero risolvere le prove di Alfabeto Aritmentica (AA) e Finger Math (FM). I compiti riguardanti l’AA erano strutturati nel seguente modo: al centro dello schermo del computer appariva per 1.000 ms. un primo avviso di richiesta  con la scritta “PRONTO?” subito dopo ai bambini venivano mostrati 4 item di prova e successivamente 6 problemi AA, ripetuti in maniera randomizzata, da risolvere (i problemi delle prove AA erano presentati in ordine casuale per un totale di 48 volte ciascuno, ossia, 288 prove divise in otto blocchi di 36 prove e dovevano essere svolti dai bambini in un periodo di tempo non superiore ai 30 min.) Ogni item era composto da una lettera dell'alfabeto accoppiata con un numero (ad esempio, A+1 = ?). I bambini venivano quindi istruiti a convertire la lettera in un numero sulla base della sua posizione all'interno dell'alfabeto (ad esempio, A = 1, B = 2, C = 3) cosa che gli avrebbe dovuto permettere di arrivare al risultato del problema di aritmetica (ad esempio, "A + 1= 2"). Trovata la soluzione, i bambini premevano un pulsante al centro della finestra di risposta, (questa loro azione, permetteva ai clinici di registrare i tempi di risposta, RT) e pronunciavano il risultato ad alta voce. Assistenti di ricerca addestrati, trascrivevano dunque la risposta parlata dei bambini, che veniva codificata a seconda della sua correttezza; inoltre, veniva fornito un feedback in tutte le prove il quale rimaneva sullo schermo per 1.000 ms. sia per le risposte corrette che per quelle sbagliate.

Quando la risposta dei bambini era corretta, la parola “GIUSTO!” appariva sopra gli item, insieme alla risposta esatta (esempio, Giusto! A + 1 =2); quando le risposte dei bambini, invece, non erano giuste, la parola “SBAGLIATO!” appariva sopra gli item, anche in questo caso, insieme alla risposta corretta (ad esempio, Sbagliato! A + 1 = 2). I compiti riguardanti la FM erano strutturati in maniera identica a quelli delle prove AA (anche i problemi delle prove FM erano presentati in ordine casuale per un totale di 48 volte ciascuno, ossia, 288 prove divise in otto blocchi di 36 prove e dovevano essere svolti dai bambini in un periodo di tempo non superiore ai 30 min.), le uniche differenze consistevano nel fatto che sebbene ogni item fosse sintatticamente identico a quello presentato per nel compito AA (ad esempio, "A+ 1=?"), ai bambini non fu chiesto di identificare un numero come soluzione ma, di identificare la lettera che specificava il numero di passi di distanza dalla lettera data (per esempio, "A+1=B"). Il compito FM era inoltre, stato progettato per essere meno dipendente dalla WM di quanto non fosse il compito AA. Nei compiti FM venne, infatti, data la possibilità di avvalersi di un dispositivo esterno di “conteggio”, che prevedeva l’uso di alcuni adesivi stampati con le lettere A ed H disposti in cerchio sul lato destro di un tastierino numerico al posto dei numeri 1, 4, 7, 8, 9, 6 e 3.  Infine, anche in questo caso ai bambini vennero forniti dei feedback sia in caso di risposta corretta che sbagliata.

 

Misure/categorie di codifica

Sia nelle prove AA che nelle prove FM, le variabili dipendenti si riferivano al tempo per generare una risposta e al numero di errori commessi dai bambini nel risolvere i problemi. Prove con errori o RT (tempi di risposta) < a 100 ms. furono rimosse dall’analisi per garantire la validità dell'interpretazione dei dati RT e per impedire l'inclusione delle risposte anticipatorie.



Analisi dei dati

Tecniche statistiche: Analisi della varianza (ANOVA) e t-test (item-appaiati/item-scala, TSV (analisi della varianza del compito Vs affidabilità del compito, Chapman & Chapman, 1973, 1978; Strauss, 2001).



Risultati

A conferma di una delle domande di ricerca è risultato che i bambini con ADHD (nello specifico, con ADHD-C [sottotipo combinato] ed ADHD-I [sottotipo disattento ] avevano una WM più debole rispetto ai soggetti appartenenti al gruppo di controllo senza ADHD,  F (2,98 = 3.71, p = .03, n2p= .07). Dai risultati, inoltre, è emerso che la prova FM ( R2= .04, p = .09) richiedeva davvero meno risorse della WM rispetto alle prove AA(R2 = .09, p = .02) e ciò aveva un riscontro anche nei risultati i quali indicavano che l’apprendimento era più rapido nei compiti AA che per i compiti FM, nello specifico: i bambini del gruppo ADHD-I erano più rapidi nell’apprendimento dei bambini con ADHD-C, ma soprattutto si notò che entrambi i gruppi dei bambini con ADHD ebbero miglioramenti complessivi maggiori sia nell’apprendimento delle prove AA che delle prove FM, rispetto al gruppo di controllo senza ADHD che non ebbe, infatti, effetti di significativo miglioramento. Per quanto riguarda, invece, i risultati ottenuti dai bambini sull’ abilità di acquisizione dei compiti AA ed FM si notò che per le prove AA, fu trovato un maggior effetto della diagnosi  per i valori relativi  all’accuratezza complessiva, (F[2,82] = 22.17, n2p = .35,  p < .001, e RT, F [2, 82] = 8.22, n2p = .17, p < .001); il gruppo ADHD-C compiva un numero maggiore di errori rispetto al gruppo ADHD-I ed al gruppo di controllo ed entrambi i gruppi con ADHD erano più lenti nel risolvere i problemi rispetto al gruppo senza ADHD. Per le prove FM, invece, fu osservato un maggiore e effetto della diagnosi rispetto ai valori relativi  alla precisione, ( F [2,80] = 9.45, n2p = .19, p < .001, e RT, F[2,80] = 4.84, n2p = .11, p = .01), in questa prova,  i bambini con ADHD-C facevano più errori ed erano più lenti rispetto ai bambini con ADHD-I o senza ADHD nella risoluzione dei problemi.

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Infine, per quanto riguarda le abilità di acquisizione ed automatizzazione dei compiti AA ed FM, i risultati mostrarono che anche con un’ampia pratica, dopo la quale i RT delle performance di tutti i soggetti  miglioravano, i bambini con ADHD-C ed ADHD-I, non erano in grado tuttavia di acquisire lo stesso livello di abilità cognitive rispetto alle loro controparti appartenenti al gruppo di controllo senza ADHD.
Discussone: Rispetto alle ricerche passate presenti in letteratura, questo studio, probabilmente, fu uno dei primi a dimostrare direttamente che le crescenti richieste alla WM durante il processo di acquisizione delle competenze possono compromettere le capacità dei bambini affetti da ADHD nello sviluppare un’automaticità per i compiti cognitivi complessi. I risultati ottenuti, infatti, suggeriscono che lo sviluppo dell’automaticità per i processi cognitivi complessi è di fatto compromessa nei bambini con ADHD e che la gravità di questa compromissione dipende direttamente dalle richieste che gravano sulla WM per un determinato compito; dunque, più memoria di lavoro serve per svolgere un compito più si accentua la compromissione dello sviluppo dell’automaticità. Il carico della WM, inoltre, può avere effetti differenti sullo sviluppo dell’automaticità in base allo specifico sottotipo di ADHD, cosa che invece venne già precedentemente indagata e confermata da autori come ad es. Hynd et al., 1991.
Gli autori, infine, scelsero di seguire il modello di acquisizione delle abilità cognitive e dell’ automaticità proposto da Logan (1988, 2002). Quest’ultimo, era stato infatti molto efficace nella spiegazione dei cambiamenti della velocità e dell’accuratezza delle prestazioni che prevedevano un periodo di pratica o in materia di compiti cognitivi, come AA, decisione lessicale e categorizzazione semantica. Il raggiungimento dell’ automaticità è definito da questo modello come un miglioramento logaritmico sia nel RT che nella variabilità della risposta con la pratica, risultati che poi sono stati ritrovati in parallelo anche nel presente studio.


Conclusioni

Tutte le domande che gli autori si erano posti all’inizio dello studio, hanno trovato una risposta grazie ai risultati emersi dalla ricerca. Questi risultati, inoltre, hanno implicazioni significative per la concettualizzazione predominante nel settore, ossia, che l’ attributo primario cognitivo del disturbo sia un processo faticoso ma non automatico. Essi, hanno anche implicazioni dirette per lo sviluppo di nuovi interventi psicoeducativi (Blakemore & Frith, 2005; Posner e Rothbart, 2007), tra i quali, l'individuazione di modi per ridurre il carico WM durante l'apprendimento per i bambini con ADHD tramite ad es. i processi di allenamento della WM (e potenzialmente delle sue sottocomponenti), che potrebbero contribuire all'acquisizione delle abilità. In vista di nuovi studi, gli autori, infine, auspicano una modifica sistematica dei paradigmi sperimentali che a loro avviso dovrebbe concretizzarsi in variazioni nella lunghezza della pratica, modificando ad es. le richieste dell’immagazzinamento a breve termine o nell’elaborazione dell’efficienza (entrambe le sottocomponenti di WM, per esempio, Bayliss, Jarrold, Baddeley, Gunn, e Leigh, 2005).

 

A cura della Dottoressa Emanuela Torrente

 

Per approfondimenti:

  • Cynthia L. Huang-Pollock and Sarah L. Karalunas; “Working memory demands skill acquisition in children whith   ADHD”. Journal of Abnormal Psychology , 2010, Vol. 119, No. 1, 174–185

 

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Tags: ADHD memoria bambini, competenze memoria di lavoro Emanuela Torrente;

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