האם ניתן לשפר את החשיבה הפלואידית באמצעות שיפור במהירות העיבוד?

Kail, R. V., Lervåg, A., & Hulme, C. (2016). Longitudinal evidence linking processing speed to the development of reasoning. Developmental science, 19(6), 1067-1074. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4860185/

תמיד הרגשתי שמהירות העיבוד היא מושג שאינו לגמרי ברור לי, ושיש פער בין הדרך בה אנו מודדים אותו לבין החלק שהוא לוקח בחשיבה.  אנו מודדים מהירות עיבוד באמצעות מבחנים בהם הילד מבצע משימות מאד פשוטות (למשל, לאתר את כל המופעים של סימן כלשהו מבין שורה של סימנים מסיחים).  בשל פשטותן, משימות אלה בודקות בעיקר את מרכיב המהירות ומבודדות אותו מהיבטים מורכבים יותר של החשיבה. 

השאלה היא ניתן להשתמש באותו מושג כדי לתאר את המהירות שבה הילד מעבד חומר פשוט ואת המהירות שבה הילד מעבד חומר מורכב.  לשם כך צריך אולי להשוות בין שלוש משימות:  משימה בה נבדקת היכולת הפלואידית ללא מימד של זמן,  משימה בה נבדקת היכולת הפלואידית עם מימד של זמן, ומשימה בה נבדקת מהירות העיבוד.  טרם מצאתי מחקר כזה.

מהירות העיבוד של משימות פשוטות וקצת יותר מורכבות מתפתחת עם העליה בגיל.  כאשר ילדים פותרים רצף של תרגילים במתמטיקה, קובעים האם זוגות של גירויים דומים במראם, או שולפים ברצף ובמהירות שמות של אובייקטים מהזיכרון לטווח ארוך, הם מגיבים מהר יותר ככל שהם גדלים ומתפתחים.  מהירות הביצוע במשימות אלה ובמשימות קוגניטיביות אחרות בדרך כלל עולה באופן משמעותי במהלך הילדות המוקדמת והאמצעית.  בילדות המאוחרת ובגיל ההתבגרות המוקדם קצב העליה מתמתן. 

עליות אלה במהירות קשורות להתפתחות של תהליכים קוגניטיבים מורכבים יותר.   קלארק וחבריה   מצאו שמהירות העיבוד בגיל שלוש מנבאת כישורים במתמטיקה בגיל חמש.  רוז וחבריה מצאו שמהירות העיבוד  בגיל 3 מנבאת יכולת לקסיקלית בגיל 13. 

יש חוקרים הטוענים שעליה במהירות העיבוד עם הגיל קשורה לעליה בקיבולת זיכרון העבודה.  עליה בקיבולת זיכרון העבודה היא שגורמת לשיפור בעיבוד הקוגניטיבי, ולשיפור בביצוע במשימות פלואידיות.   קאיל מצא שעליה במהירות העיבוד אצל ילדים בגילאי 8-13 קשורה לזיכרון עבודה חזק יותר.  זיכרון עבודה חזק יותר ניבא ציונים במבחני יכולת פלואידית שהועברו כעבור שנה.  גם דמטריו Demetriou וחבריו מצא במחקר עם ילדים בגילאי 8-14 שעליה במהירות העיבוד היתה קשורה לדיוק רב יותר במשימות של חשיבה ופתרון בעיות – הן באופן ישיר, והן באופן עקיף, דרך עליה בקיבולת זיכרון העבודה.   אך הם בדקו את מהירות העיבוד באמצעות משימות של שיום מהיר.  משימות של שיום מהיר נמצאות במתאם עם מדדים של מהירות עיבוד, אך יש הבדלים ביניהן. 

מטרת המחקר של  Kail, Lervag and Hulme היתה להעריך את ההשפעות הישירות והעקיפות של מהירות העיבוד על היכולת הפלואידית, תוך שימוש במבנה מחקר דומה לזה של דמטריו אבל עם מדדים קונבנציונלים של מהירות עיבוד.  ילדים ומתבגרים נבחנו כמה פעמים במהלך שנתיים וחצי במשימות שהעריכו מהירות עיבוד, זיכרון עבודה ויכולת פלואידית., באופן שאיפשר לחוקרים להבחין בין שלוש אפשרויות:

א.      עליה במהירות העיבוד קשורה ישירות לעליה בחשיבה פלואידית,

ב.      עליה במהירות העיבוד קשורה בעקיפין לשיפור בחשיבה פלואידית (כלומר, עליה במהירות העיבוד משפיעה על עליה בזיכרון עבודה שמשפיע על עליה בחשיבה פלואידית).

ג.       עליה במהירות העיבוד קשורה לחשיבה הפלואידית הן באופן ישיר והן באופן עקיף.

במחקר השתתפו 227 ילדים בני  6-13 שגיויסו באמצעות פרסומים בעיתונים ומכתבים לצוות האוניברסיטה.  מרביתם היו לבנים וממיצב סוציואקונומי בינוני.  הילדים נבדקו שש פעמים, בהפרשי זמן של כחצי שנה.

מהירות העיבוד נמדדה על ידי שני מבחנים מתוך מבחן הוודקוק גו'נסון:  התאמה חזותית ואיתור ציורים מהיר.  מבחנים אלה יהיו זמינים בארץ בקרוב עם נורמות ישראליות.  במבחן התאמה חזותית הילד צריך לעבור במהירות האפשרית על שורות ובהן ששה מספרים, ששניים מהם זהים, ולסמן את המספרים הזהים בכל שורה.  במבחן איתור ציורים מהיר, הילד צריך לעבור במהירות האפשרית על שורות של צורות.  בכל שורה הילד צריך לאתר  חמש צורות זהות לצורת המטרה המופיעה בקצה השורה. 

זיכרון עבודה נבדק על ידי חמש משימות שונות (שלא יפורטו כאן)

ויכולת פלואידית נבדקה באמצעות מבחן רייבן. 

החוקרים מצאו תמיכה חזקה לקשרים ישירים בין מהירות עיבוד לחשיבה פלואידית, תוצאה שחוזרת על הממצאים של דמטריו.  מהירות עיבוד שנמדדה בזמן 1 היתה קשורה לחשיבה פלואידית שנמדדה בזמן 2 (חצי שנה לאחר מכן).  מהירות עיבוד בזמן 2 היתה קשורה לחשיבה פלואידית בזמן 4 (שנה לאחר מכן).  כלומר, מהירות עיבוד גבוהה יותר קשורה לעיבוד קוגניטיבי ברמה גבוהה יותר.

מה משמעות הדבר?  האם ניתן לשפר את מהירות העיבוד?  ואם כן, האם שיפור במהירות העיבוד ישפר את החשיבה הפלואידית?   

החוקרת מאקי וחבריה מצאו שתירגול נרחב במשחקי וידאו המדגישים עיבוד מהיר ותגובה מהירה, גרם לילדים בני 7 עד 10 להגיב מהר יותר במבחנים של מהירות עיבוד, אבל לא במבחנים  של חשיבה או של זיכרון עבודה.  למרות שהאימון גרם לילדים להגיב מהר יותר במבחן איתור ציורים מהיר (מתוך מבחן הוודקוק), הוא לא הגדיל את הדיוק של הילדים בפתירת מבחן מטריצות.  ממצא זה מטיל ספק על כך שעליה במהירות העיבוד מובילה בהכרח לשיפור בחשיבה הפלואידית. 

ובחזרה למחקר הנוכחי של קאיל, לרבג והולם:  החוקרים הללו מצאו תמיכה הרבה יותר חלשה לקשרים עקיפים אפשריים בין מהירות עיבוד לחשיבה פלואידית, דרך זיכרון עבודה.  ממצא זה היה בלתי צפוי, מכיוון שבמחקרים רבים אחרים מהירות העיבוד משפיעה על זיכרון העבודה שמשפיע בתורו על היכולת הפלואידית.  החוקרים משערים, שסיבה אחת לכך היא שהיה מתאם גבוה יותר בין המשימות שבדקו מהירות עיבוד לבין המשימות שבדקו זיכרון עבודה.  כלומר, מהירות העיבוד נמדדה באופן אחיד יותר מאשר זיכרון העבודה ולכן השפעותיה היו ברורות יותר.

סיבה משוערת נוספת לכך שנמצא נתיב חלש בין מהירות עיבוד לזיכרון עבודה ומשם לחשיבה הפלואידית היא שמהירות העיבוד הוערכה במחקר זה באופן עקבי יותר מאשר זיכרון העבודה.  בכל ששת המדידות הוערכה מהירות העיבוד באמצעות אותן שתי מטלות, אך זיכרון העבודה הוערך באמצעות מטלות שונות.  לכן היה קל יותר לגלות קשרים המערבים את מהירות העיבוד מאשר קשרים המערבים את זיכרון העבודה.  למרות זאת, זיכרון העבודה היה יציב מאד בין המדידות, כלומר המשימות השונות שבדקו אותו מדדו תהליך משותף שעמד בבסיסן. 

האם הקשרים בין מהירות עיבוד, זיכרון עבודה וחשיבה פלואידית הם שונים בגילאים שונים?

במחקר הנוכחי הניחו החוקרים, שהקשרים בין מהירות עיבוד לבין חשיבה פלואידית לא משתנים במהלך הגילאים שנכללו במדגם (6-13).  קיימת אפשרות, אותה מציע דמטריו, שהקשרים בין מהירות עיבוד, זיכרון עבודה ויכולת פלואידית עשויים להשתנות עם הגיל.   זה מסבך את התמונה...ולכן כדאי לעצור כאן.

Clark, C. A. C., Nelson, J. M., Garza, J., Sheffield, T. D., Wiebe, S. A., & Espy, K. A. (2014). Gaining control: changing relations between executive control and processing speed and their relevance for mathematics achievement over course of the preschool period. Frontiers in psychology, 5, 107.

Demetriou A, Christou C, Spanoudis G, Platsidou M. The development of mental processing: Efficiency, working memory, and thinking. Monographs of the Society for Research in Child Development. 2002;67 Serial No. 268.

Kail RV. Longitudinal evidence that increases in processing speed and working memory enhance children’s reasoning. Psychological Science. 2007;18:312–313. 

Mackey AP, Hill SS, Stone SI, Bunge SA. Differential effects of reasoning and speed training in children. Developmental Science. 2011;14:582–590.

Rose, S. A., Feldman, J. F., Jankowski, J. J., & Van Rossem, R. (2008). A cognitive cascade in infancy: Pathways from prematurity to later mental development. Intelligence, 36(4), 367-378.