דיסקלקוליה קשורה לקושי בזיכרון עבודה חזותי מרחבי ובאינהיביציה

Szucs, D., Devine, A., Soltesz, F., Nobes, A., & Gabriel, F. (2013). Developmental dyscalculia is related to visuo-spatial memory and inhibition impairment. cortex, 49(10), 2674-2688.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3878850/

מאמר זה ניסה להתחקות אחר המקורות הקוגניטיבים לדיסקלקוליה והגיע לממצאים קצת שונים מהמקובל.  למרות שבמחקר השתתפה קבוצה קטנה מאד של ילדים דיסקלקולים, הם נבחרו בקפידה ועברו מבחנים רבים שבדקו תחומים שונים, לכן כדאי לייחס לממצאים חשיבות. 

דיסקלקוליה התפתחותית (נכנה אותה כאן בקיצור: דיסקלקוליה) היא לקות ספציפית במתמטיקה שמשפיעה על 3-6% מהאוכלוסיה.  המאמר הזה דן בדיסקלקוליה התפתחותית טהורה, כלומר במצב בו לילד יש קשיים בחשבון בלבד, בלי קשיים נלווים בקריאה או הפרעת קשב וריכוז.   

אחת ההשערות הדומיננטיות במחקר לגבי המקור לדיסקלקוליה גורסת שדיסקלקוליה נגרמת מפגיעה ביצוג הכמות (או חוש הכמות/חוש המספר/תפיסת כמות).  חוש הכמות הוא הבנה אינטואיטיבית של כמויות מספריות, שמאפשרת הבחנה בין כמויות (באיזה תור במרכול יש לאנשים יותר מוצרים בעגלות שלהם), אומדן במשימות חשבון (האם הפתרון שקיבלתי הגיוני, כמה בערך יעלו חמש חבילות של אלכוג'ל, האם בהתקהלות הזו יש יותר או פחות מחמישים איש, האם אני עומדת במרחק של שני מטר מהאדם שלידי) ועוד.  חוש הכמות הוא מולד, החדות שלו הולכת ומשתפרת במהלך ההתפתחות, וגם תרגול של חשבון בסיסי עוזר לחדד אותו עוד יותר.  פגיעה בחוש הכמות אצל דיסקלקולים גורמת לכך שהם מתקשים יותר מתלמידים שהתפתחותם תקינה להשוות בין קבוצות של עצמים (באיזו צלחת יש יותר במבה).  יש חוקרים שסבורים שחוש הכמות עצמו תקין אצל דיסקלקולים ושהקושי שלהם טמון בקישור בין כמות לספרה (לקשר בין הכמות ****   לבין הספרה 4).  קושי כזה יכול לבוא לידי ביטוי בקושי להחליט מהר איזה מספר גדול יותר, 3 או 4 למשל. 

גורם נוסף לדיסקלקוליה יכול להיות פגיעה בזיכרון העבודה.  יש מספר רב של מחקרים שמצאו פגיעה כזו אצל דיסקלקולים.  כאשר זיכרון העבודה נמוך, קשה מאד לבצע חישובים בעל פה, וגם קשה ללמוד את עובדות החשבון.  למשל, כשילד מתחיל ללמוד כפל הוא משתמש בחיבור חוזר (6=2+2+2=3X2).  אם הילד לא יכול להחזיק בו זמנית בזיכרון העבודה הן את תרגיל הכפל, הן את המרתו לתרגיל חיבור והן את הפתרון, הוא יתקשה ללמוד את הקשר שבין 3X2 לבין 6. 

גם תהליכי עיבוד מרחבי עשויים להיות קשורים לדיסקלקוליה.  למשל, כאשר ילד צעיר פותר תרגילי חיבור וחיסור, הוא יכול להסתייע בדימוי של תנועה על ציר המספרים (או בציר מספרים מצויר).  דימוי חזותי יכול לעזור לפתור בעיות מילוליות. 

גם אינהיביציה יכולה להיות קשורה לדיסקלקוליה.  למשל, תרגיל הכפל 4X5 עשוי לעורר תרגילים דומים אחרים שנמצאים במאגר הידע, כמו 3X5  או 6X5  או 6X4 או 4+5.  תרגילים אלה מעוררים מכיוון שעובדות החשבון קשורות זו לזו בזיכרון ברשת אסוציאטיבית.  כדי לשלוף את הפתרון הנכון יש לדכא את הפתרונות לתרגילים האחרים הללו.

במחקר זה, העבירו החוקרים Szucs Denes  וחבריו מבחן סינון בחשבון ובקריאה ל – 1004 ילדים בני תשע, בהעברה כיתתית.  מתוכם נבחרו 114 ילדים שהציונים שלהם ייצגו את ההתפלגות של הציונים בחשבון ובקריאה.  ילדים אלה עברו מבחנים נוספים בחשבון ובקריאה, וכן מבחן רייבן, ומבחני קוביות ואוצר מלים מה – WISC.  ילדים שהביצוע שלהם במבחני החשבון היה נמוך בסטית תקן ויותר מהממוצע של האוכלוסיה ושאר הציונים שלהם היו בטווח הממוצע הוגדרו לצורך מחקר זה כדיסקלקולים.  היו 12 כאלה.  ל – 12 ילדים אלה הותאמו ילדים בעלי תפקוד ממוצע בכל המבחנים (כולל מבחני החשבון) – כקבוצת ביקורת.   

כל 24 הילדים עברו מבחנים רבים נוספים:  מבחנים שבדקו זיכרון עבודה שמיעתי מילולי (זכירת ספרות, זכירת מלים) וזיכרון עבודה חזותי-מרחבי, מבחני TRAILS, מבחנים שבדקו רוטציה מנטלית, מבחנים שבדקו תפיסת סימטריה, מבחנים שבדקו זמן תגובה, מבחנים שבדקו קשב מתמשך ויכולת לעצור תגובה, מבחנים שבדקו אינהיביציה (גרסאות שונות של מבחן STROOP), ומבחנים שבדקו את חוש הכמות (לומר בלי למנות כמה נקודות יש במקבצים של 1-6 נקודות, לומר באיזה משני מקבצים של נקודות יש יותר, לומר אם ספרה מוצגת גדולה או קטנה מ - 5).   

הילדים הדיסקלקולים ביצעו פחות טוב מהילדים שהתפתחותם תקינה במבחני זיכרון עבודה חזותי-מרחבי (אך לא במבחני זיכרון עבודה שמיעתי מילולי.  מחקרים אחרים מצאו שלילדים בעלי קשיים בקריאה ובחשבון יש הנמכה הן בזיכרון עבודה חזותי והן בזיכרון עבודה שמיעתי מילולי.  לילדים בעלי קשיים בקריאה בלבד יש הנמכה בזיכרון עבודה שמיעתי מילולי בלבד.  אצל ילדים שמתקשים רק בחשבון הקושי מתמקד בזיכרון עבודה חזותי בלבד.  מכיוון שאין לנו מבחנים באמצעותם ניתן לבדוק זיכרון עבודה חזותי, אנו עלולים לפספס את הגורם הקוגניטיבי הזה אצל ילדים הסובלים מקשיים בחשבון בלבד. 

ממצא נוסף שמצאו Szucs  וחבריו הוא שלילדים הדיסקלקולים היו קשיים רבים יותר באינהיביציה מאשר לילדי קבוצת הביקורת.  ככל הנראה, דיסקלקולים מתקשים יותר לדכא היבטים לא רלוונטים של גירויים (למשל לדכא קריאת מילה כשאומרים את שם הצבע במבחן סטרופ). 

שילוב זה של קשיים בזיכרון עבודה ויזומרחבי ובאינהיביציה יכול להעיד על קשיים בתפקודים ניהוליים אצל דיסקלקולים, שכן זיכרון עבודה ואינהיביציה הם מרכיבים של תפקודים ניהוליים.    עדות נוספת לפגיעה בתפקודים הניהוליים היא הממצא שהילדים הדיסקלקולים ביצעו לאט יותר במבחן TRAIL MAKING TEST מאשר ילדי קבוצת הביקורת.  התפקוד במבחן זה מושפע מתפקודים ניהוליים.

לא נמצא הבדל בין הילדים הדיסקלקולים לבין ילדי קבוצת הביקורת במידת הדיוק במבחנים שבדקו עיבוד חזותי (מבחן סימטריה ומבחן רוטציה מנטלית).  לעומת זאת הילדים הדיסקלקולים עבדו לאט יותר הן במבחן TRAIL MAKING TEST והן במבחן רוטציה מנטלית, מה שעשוי להעיד על הנמכה במהירות העיבוד.

באופן מפתיע, במחקר זה לא נמצאו עדויות לכך שיש לדיסקלקולים הנמכה בחוש הכמות ביחס לקבוצת ביקורת. 

האם הבדלים בינאישיים בשליפת עובדות חשבון קשורים לאינהיביציה?

Bellon, E., Fias, W., & De Smedt, B. (2016). Are individual differences in arithmetic fact retrieval in children related to inhibition?. Frontiers in psychology, 7, 825.  https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2016.00825/full

הימים ימי קורונה.  בעוד הפסיכולוגים החינוכיים האמריקנים שוקדים לפתח דרכים חדשניות לביצוע אבחון מרחוק, אנחנו הישראלים שוקדים לדכא בהצלחה את הגל הראשון של הקורונה כדי שנוכל לחזור לאבחן פנים אל פנים. 

בפוסט זה נעסוק בסוג אחר של דיכוי: אינהיביציה.  למען הדיוק: השפעה של אינהיביציה על יכולת השליפה של עובדות החשבון. 

קיימים הבדלים גדולים בין ילדים ביכולת לשלוף עובדות חשבון.  קושי משמעותי בשליפה מהירה ואוטומטית של עובדות החשבון הבסיסיות (לוח הכפל, תרגילי חיבור חד ספרתיים) אצל ילד שכבר למד ותרגל אותן עשוי להצביע על דיסקלקוליה.  אילו גורמים קוגניטיבים משפיעים על הבדלים אלה? 

אחד הגורמים העיקריים הוא קושי בתפיסת כמות או קושי בחוש הכמות.  מדובר בהבנה אינטואיטיבית של סדרי גודל של כמויות ושל יחסים בין כמויות, שמשפיעה הרבה בחיי היומיום.  למשל, כשמנסים להחליט איזו חבילה של עטים לקנות, ניתן לראות במבט אחד ומבלי למנות שבחבילה מסוימת יש יותר עטים מבחבילה אחרת).  תפיסת כמות עוזרת להבין את המשמעות הכמותית של מספרים סמליים (למשל, להבין מהי הכמות שמייצג המספר 8).  תפיסת כמות משפיעה על היכולת לשלוף עובדות חשבון אולי משום שהיא מסייעת לילד לבצע בקרה על הפתרון אליו הגיע (לא הגיוני ש – 2X3 יהיה 14). 

גם יכולות קוגניטיביות שאינן ספציפיות לחשבון יכולות להשפיע על שליפה של עובדות חשבון.  כאשר ילד לומד את עובדות החשבון, הוא בתחילה מחשב אותן (למשל, הוא מחשב את הפתרון ל – 4X4 באמצעות חיבור).  לאחר שתרגיל מסוים נפתר כמה פעמים באמצעות חישוב, נוצרת אסוציאציה בין התרגיל לפתרון שלו, ואז הילד יכול לשלוף את הפתרון בצורה אוטומטית כאשר התרגיל מוצג.  אם יש לילד זיכרון עבודה נמוך, קשה לו לחשב את התרגיל בשלב הלמידה.  הוא עושה טעויות רבות בחישוב ואז לא נוצרת אצלו אסוציאציה חזקה בין התרגיל לפתרון שלו.  

גם קושי באינהיביציה יכול לגרום לקושי בשליפה של עובדות חשבון.  אינהיביציה היא היכולת לשלוט בקשב, בהתנהגות, ובמחשבות כדי להתגבר על נטיה פנימית חזקה או על פיתוי חיצוני להגיב באופן מסוים, ולהגיב במקום זה באופן מתאים יותר.  מכיוון שעובדות החשבון מורכבות מעשר ספרות שמופיעות שוב ושוב בתרגילי החשבון השונים, נוצרים בין התרגילים אפקטים של הפרעה (הם מבלבלים, ומפריעים זה לזה).  כאשר ילד (או מבוגר) מנסה לשלוף עובדת חשבון מסוימת, עובדות חשבון אחרות, למשל כפולות של אותם אופרנדים, מתחרות על השליפה ומפריעות לאדם לשלוף את הפתרון הנכון.  כדי לדכא את הפתרונות המתחרים והמסיחים נדרשת אינהיביציה.  למשל, כששולפים את הפתרון לתרגיל 6X3  צריך לדכא את הפתרונות המתחרים לתרגילים – 6X2, 6X4, 5X3 ו -  4X3.  ילד שיכולת האינהיביציה שלו נמוכה עלול להתקשות לדכא פתרונות אלה ולכן הוא עלול לבצע טעויות כמו 24=6X3. ילד שיכולת האינהיביציה שלו תקינה עשוי לבצע פחות טעויות כאלה.   

Elien Bellon  וחבריה בדקו את ההשפעה של אינהיביציה ושל תפיסת כמות על היכולת לפתור תרגילי חיבור וכפל חד ספרתיים אצל 86 ילדים בלגים בכיתה ג' (בני 8-9) שהתפתחותם תקינה.  האינהיביציה נמדדה באמצעות מבחן סטרופ המוכר (הילד צריך לומר במהירות את הצבע בו כתובות מלים.  המלים הן שמות של צבעים.  ביצוע המטלה דורש דיכוי של קריאת המילה כדי לנקוב בשם הצבע הנכון).  כמו כן הילדים נבחנו בסטרופ מספרי.  במטלה זו הילד צריך לומר כמה ספרות יש בכל מספר המוצג בפניו (למשל, המספר המוצג הוא 222 והתשובה היא "שלוש").  המספרים שהוצגו היו בני 1-4 ספרות.  כל מספר היה מורכב מאחת הספרות 1,2,3 או 4, שחזרה על עצמה.  במטלה זו יש לדכא את קריאת הספרות המוצגות כדי לנקוב במספרן.  בנוסף המורים של הילדים השיבו על עשרת הפריטים משאלון ה- BRIEF שבודקים אינהיביציה.

עיבוד כמות נבדק באמצעות מטלת השוואה בין שתי ספרות (לומר במהירות האפשרית מה יותר גדול, 3 או 4?) או בין שני מקבצים של נקודות (לומר במהירות האפשרית איפה יש יותר נקודות, בצד ימין או שמאל?).  מקבצי הנקודות נחשפו לזמן קצר כדי שהילדים לא יוכלו לספור.  נבדק זמן התגובה בשתי המטלות. 

כמו כן נבדקה מהירות השליפה של תרגילי כפל וחיבור חד ספרתיים.  בכפל הוצגו רק התרגילים שפתרונם קטן מ – 25 מתוך המחשבה שיש סיכוי רב יותר לפתור אותם באמצעות שליפה ישירה מהזיכרון (ולא באמצעות חישוב), ושאינהיביציה מפריעה כשמנסים לשלוף את הפתרון באופן ישיר. 

אחד הדברים המעניינים שהתגלו הוא שהפריטים שמדדו אינהיביציה בשאלון BRIEF לא היו במתאם עם מבחן הסטרופ הרגיל והמספרי.  כלומר, השאלון והמדדים בודקים דברים שונים.  זו לא הפעם הראשונה שאני רואה דבר כזה, והוא מעלה הרהורים לגבי מה אנחנו בודקים במבחנים ובשאלונים הללו.

דבר מעניין נוסף הוא שילדים עם עיבוד טוב יותר של כמויות, ובמיוחד עם עיבוד טוב של כמויות המוצגות בספרות (לומר במהירות האפשרית מה יותר גדול, 3 או 4?) הצליחו לשלוף עובדות חשבון טוב יותר מילדים עם עיבוד פחות טוב של כמויות.   

לא נמצא מתאם בין שאלות האינהיביציה ממבחן BRIEF לבין שליפת עובדות חשבון.  לא נמצא מתאם בין מטלות הסטרופ ושליפת עובדות חשבון.  כלומר, בניגוד לציפיות, לא נמצא קשר בין אינהיביציה לבין שליפת עובדות חשבון.  יתכן שהדבר נובע משימוש בתרגילי כפל קטנים בלבד.  ייתכן שהדבר נובע מכך שמחקרים קודמים השתמשו במדדי אינהיביציה שבדקו גם תפקודים ניהוליים.  ייתכן שהדבר נובע מכך שבמחקר זה השתתפו ילדים תקינים ולא דיסקלקולים. יתכן שאינהיביציה משפיעה על שליפת עובדות חשבון אצל דיסקלקולים אבל לא אצל ילדים שהתפתחותם תקינה.  יתכן שלא נמצא קשר בין אינהיביציה לשליפה של עובדות חשבון מכיוון שבכיתה ג' הילדים עדיין לא שולפים את עובדות החשבון באופן אוטומטי, ולכן עובדות אחרות פחות מתחרות על שליפה ופחות צריך אינהיביציה.  בנוסף, יתכן שבכיתה ג' יכולת האינהיביציה עדיין לא מספיק מפותחת כדי להשפיע על השליפה של עובדות החשבון.