השפעתם של זיכרון עבודה, מהירות עיבוד, אינהיביציה ושיום מהיר על קריאה של מלים בודדות ועל הבנת הנקרא

 

Christopher, M. E., Miyake, A., Keenan, J. M., Pennington, B., DeFries, J. C., Wadsworth, S. J., ... & Olson, R. K. (2012). Predicting word reading and comprehension with executive function and speed measures across development: a latent variable analysis. Journal of Experimental Psychology: General, 141(3), 470.

 

מחקר זה בדק האם שני היבטים של תפקודים ניהוליים (זיכרון עבודה ואינהיביציה) ושני היבטים של מהירות (מהירות עיבוד ושיום מהיר) מנבאים או קשורים לקריאה של מלים בודדות ולהבנת הנקרא.   

 

זיכרון עבודה עשוי להשפיע על קריאה של מלים בודדות בעיקר בראשית הקריאה. בשלב זה נדרש לבצע חיבור בין האותיות וסימני הניקוד לצלילים שלהם ואינטגרציה של האותיות והצלילים למילה.  זיכרון עבודה עשוי להשפיע על הבנת הנקרא: כדי להבין משפט יש צורך להחזיק במשמעויות של המלים שקראנו ולבצע בהן מניפולציה.  כדי להבין פיסקה יש צורך להחזיק במשמעויות של המשפטים שקראנו ולבצע בהם מניפולציה.  כדי להבין טקסט יש צורך להחזיק במשמעויות של הפיסקאות שקראנו ולבצע בהן מניפולציה.

   

מהירות עיבוד עשויה להשפיע על קריאה של מלים בודדות בראשית הקריאה, בה החיבור בין האותיות וסימני הניקוד לצלילים צריך להיות מהיר, שוטף ואוטומטי. מהירות עיבוד עשויה להשפיע על הבנת הנקרא מכיוון שככל שאדם קורא מלים מהר יותר ומתאים אותן מהר יותר לייצוגים שלהן במאגר הידע, כך הוא יכול להבין את הנקרא מהר וטוב יותר. ככל שעיבוד המשמעות של משפטים ורעיונות בטקסט הוא מהיר יותר, הבנת הנקרא טובה יותר. קריאה יעילה יותר עוזרת ללמוד ולאחסן מלים חדשות רבות יותר, וזה מוביל ליכולת קריאת מלים טובה יותר שעוזרת להבנת הנקרא וכן הלאה. 

 

במחקר זה החוקרים הגדירו אינהיביציה כיכולת לדכא מידע ישן ולהתעלם ממידע לא רלוונטי כדי לשמור על המיקוד במטרה ובגירויים הרלוונטים.  יש חוקרים שסבורים שסוג זה של אינהיביציה חשוב להבנת הנקרא מכיוון שמלים רבות הן רב-משמעיות כשהן כתובות בעברית לא מנוקדת.  כדי להבין את הנקרא צריך לדכא את המשמעויות הלא מתאימות ולשמר את המשמעות המתאימה למשפט.  גם ברמה גלובלית יותר, הבנת נקרא דורשת דיכוי של פרשנויות ביניים לא מדויקות של הטקסט בכללותו במהלך הקריאה. לילדים עם קשיים בהבנת הנקרא יש חסכים באינהיביציה. 

 

שיום מהיר עשוי להשפיע על קריאה של מלים בודדות מכיוון שמבחני שיום מהיר דורשים התאמה אוטומטית, שוטפת ומהירה בין צליל לסמל – בדיוק הפעולה הנדרשת בקריאה. 

 

במחקר השתתפו 483 ילדים בני 8-16 שחולקו לשתי קבוצות גיל.  קבוצת הגיל הצעירה (8-10) כללה 266 ילדים והקבוצה המבוגרת כללה 217 ילדים. לכרבע מהילדים היתה לקות בקריאה ולחמישית היתה הפרעת קשב וריכוז. 

 

זיכרון העבודה נבדק באמצעות זכירת ספרות מהוכסלר, זכירת מלים מתוך משפטים (להשלים משפטים ואחר כך לומר את כל המלים שהושלמו) ומשימה דומה עם מספרים.  אינהיביציה נמדדה באמצעות מבחן בו הילדים צפו במספרים והתבקשו ללחוץ על כפתור כאשר המספר 1 הופיע לאחר המספר 9.  במטלה אחרת, הם התבקשו ללחוץ על X או O בהתאם לאות שהופיעה על המסך.  לעתים הושמע צליל וכאשר הוא הושמע, הם התבקשו להימנע מללחוץ על הכפתור.  מהירות העיבוד נבדקה על ידי מבחן בו היה צריך למצוא סדרות של אותיות זהות לסדרה מוצגת מבין מסיחים.  במשימה דומה הילדים התבקשו למצוא ציורים זהים לציור מוצג מבין מסיחים. שיום מהיר נמדד על ידי שיום מהיר של צבעים ואובייקטים.  הבנת הנקרא נבדקה על ידי מבחן הבנה של שפה דבורה ממבחן הוודקוק, בו הילד מתבקש להאזין לקטע קצר ולהשלים מלה חסרה בו.  נבדקו גם הבנת הנשמע, קריאת מלים בודדות (עם ובלי מרכיב של מהירות) ואיות. 

 

נמצא שזיכרון עבודה מנבא קריאה של מלים בודדות והבנת הנקרא (כלומר, ככל שזיכרון העבודה עלה, עלו הציונים בקריאה של מלים בודדות ובהבנת הנקרא).  מהירות העיבוד מנבאת קריאת מלים בודדות וגם הבנת הנקרא (באופן גבולי). אינהיביציה ומהירות שיום לא ניבאו הבנת הנקרא או קריאת מלים בודדות  - כלומר, הם לא השפיעו על קריאת מלים או הבנת הנקרא מעבר לגורמים הקוגניטיבים האחרים.  דפוס זה של תוצאות התקיים בשתי קבוצות הגיל.

 

למה אינהיביציה ומהירות שיום לא היו קשורים לקריאת מלים בודדות ולהבנת הנקרא?

 

אינהיביציה לא היתה קשורה לקריאה כאשר היא נותחה ביחד עם שלושת הגורמים האחרים (זיכרון עבודה, מהירות עיבוד ושיום מהיר).  כאשר החוקרים בדקו אם אינהיביציה כגורם קוגניטיבי יחיד קשורה לקריאה, הם מצאו שהיא אכן קשורה הן לקריאת מלים בודדות והן להבנת הנקרא. מכאן ניתן להסיק ששלושת הגורמים האחרים "בולעים" וממסכים את ההשפעה של אינהיביציה על הקריאה. 

 

במחקר זה השתמשו במבחן RAN עם צבעים ואובייקטים.  לא נמצא קשר בין מבחן זה לבין קריאה.  החוקרים בדקו האם RAN ספרות ואותיות קשור לקריאה.  הם מצאו שכאשר מוסיפים מבחני RAN אותיות וספרות למבחן הצבעים והאובייקטים, השיום המהיר מנבא קריאה של מלים בודדות אבל לא מנבא את הבנת הנקרא.

 

החוקרים שאלו את עצמם עד כמה הקשר בין קריאת מלים להבנת הנקרא מונע מרמת המשכל הכללית? הם מצאו, שרמת המשכל הכללית מנבאת הן קריאת מלים והן הבנת נקרא בנפרד מארבעת הגורמים הקוגניטיבים האחרים. רמת המשכל הכללית היתה קשורה להבנת הנקרא יותר מאשר לקריאה של מלים בודדות.   

 

בגלל שהשתתפו במחקר זה ילדים רבים עם הפרעת קשב וריכוז, החוקרים ביצעו ניתוח נוסף של נתוני הילדים ללא הפרעת קשב וריכוז.  ניתוח זה כלל 215 ילדים בקבוצת הגיל הצעירה ו – 174 ילדים בקבוצת הגיל הגדולה יותר.  דפוס הממצאים לא השתנה. 

 

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. 

מודל מעניין של זיכרון העבודה: מודל חלוקת משאבים מבוססת זמן

Pierre Barrouillet    הוא פרופ' לפסיכולוגיה באוניברסיטת ז'נבה.  הוא עוסק הרבה בקוגניציה חשבונית.  כאן הוא נושא הרצאה בת חצי שעה בה הוא מציג מודל חדש ומעניין לזיכרון העבודה.

https://www.youtube.com/watch?v=32u9klU0o3o

זיכרון עבודה הוא מערכת מרכזית לפירוש והבנה של הסביבה הפנימית והחיצונית, באמצעות בניה של ייצוגים זמניים של מצבים פנימיים וחיצוניים (מודלים מנטלים).  המערכת אחראית גם לשמירה על הייצוגים הללו מפני דעיכה ומפני הפרעה, ועל המרה של הייצוגים הללו לפעולה בהתאם למטרות שלנו.

כדי לחשב 35X68 בעל פה, צריך להחזיק תוצאות ביניים בעודך מחשב את ההמשך.  אלה שני תפקידים של זיכרון העבודה:  אחסון (של תוצאות הביניים, למשל) ועיבוד (חישוב המשך התרגיל).  המודל שמציג פרופ' Barrouillet מסביר את קשרי הגומלין בין שני התפקידים הללו.  זהו מודל חלוקת משאבים מבוססת זמן:

MODEL TIME BASED RESOURCE SHARING

שני תפקידי זיכרון העבודה, עיבוד ואחסון, חולקים משאב מיוחד ומוגבל:  קשב.  אנחנו מסוגלים להפנות את הקשב לביצוע של פעולה קוגניטיבית אחת בלבד בכל פעם.  זה יוצר "צוואר בקבוק".  כאשר "צוואר הבקבוק" של זיכרון העבודה עסוק בעיבוד פריטים, פריטי זיכרון אחרים, שיצאו ממוקד הקשב, מתחילים לדעוך.   

כדי להתמודד עם שתי המשימות המוטלות על זיכרון העבודה – אחסון ועיבוד – אנחנו מבצעים מעברים מהירים בין עיבוד לאחסון ובחזרה.  כך, כדי להימנע מאבדן מוחלט של פריטים שלא נמצאים במוקד הקשב, אנו צריכים לעבור מהר מעיבוד לאחסון, לרענן את הפריטים שנמצאים באחסון, ואז לחזור ולהמשיך בתהליך העיבוד.  לעתים עיבוד נעשה על חשבון אחסון ולעתים אחסון נעשה על חשבון עיבוד. 

את המעברים הללו ניתן לראות בניסויים בהם נבדק מתבקש, למשל, לזכור שלוש אותיות (TFB), ובו זמנית לומר אם תרגיל מסוים הוא נכון או לא (22=6+7+8).  כדי לאמת תרגיל זה צריך לפתור אותו (פעולת עיבוד).  ביצוע החישוב דורש מספר שלבים.  בין שלב ושלב הנבדק חוזר על האותיות שעליו לזכור.  כלומר, בין שלב עיבוד אחד למשנהו הנבדק עובר מעיבוד לאחסון ומרענן את האותיות.  ביצוע הרענון מתאפשר בין שלבי החישוב השונים, בהם הקשב קצת יותר פנוי.  בזמן ביצוע כל אחד משלבי החישוב, הקשב עסוק בעיבוד, והאותיות מתחילות לדעוך. 

עומס קוגניטיבי הוא פרופורצית הזמן שבמהלכו העיבוד תופס את "צוואר הבקבוק" ומפריע לרענון של שרידי הזיכרון.  עומס קוגניטיבי הוא כמות העבודה/זמן.  אם מקצרים את הזמן המוקצב לעיבוד, לא נשאר זמן לעבור לפרטי האחסון ולשמר אותם.  הביצוע תלוי בעומס הקוגניטיבי – לא במספר הפריטים שיש לעבד, ולא במשך משימת העיבוד, אלא בשילוב ביניהם. 

למשל, מבקשים מנבדק לזכור אותיות שמופיעות על המסך.  בין האותיות מופיעים גירויים מסיחים, למשל מספרים שהנבדק צריך לקרוא בקול.  גם אם מופיעים הרבה מספרים מסיחים, אך הם מופיעים לאט, לא נוצר עומס קוגניטיבי ואין לנבדק קושי לזכור את האותיות.   האיטיות בה מופיעים המספרים המסיחים מאפשרת לנבדק לחזור על האותיות בין המסיחים וכך הן לא דועכות. 

לעומת זאת, אם בין האותיות שהנבדק מתבקש לזכור הוא צריך לבצע משימה שדורשת זמן עיבוד ממושך, האותיות ידעכו והנבדק יתקשה לשלוף אותן לאחר ביצוע העיבוד.   

ולהיפך:  אם נבדק מתבקש לזכור כמות רבה יותר של אותיות (כלומר, כאשר יש עומס על האחסון), ובו זמנית לבצע חישוב (פעולה של עיבוד), פעולת העיבוד תיפגע ותתבצע לאט יותר.   כאשר צריך לאחסן ולשמור על כמות של מעל ארבעה פריטים, נדרש זמן רב יותר כדי לרענן אותם בכל פעם מחדש, וזה פוגע בתהליך העיבוד.   

האם עיבוד פונולוגי יכול להיות סיבה לקושי בשליפה של עובדות החשבון בכלל ושל תרגילי כפל בפרט?

אני ממשיכה לדון בנושא הקשר בין עיבוד פונולוגי לשליפה של עובדות חשבון.  ככל שאני קוראת יותר, כך אני רואה שהעדויות נשענות על בסיס מחקרי לא מאד יציב (מחקרים עם מספר קטן של נבדקים; מחקרים שלא בדקו את העיבוד הפונולוגי באופן נקי).

ילדים שמתמודדים עם דיסלקסיה לעתים קרובות מתמודדים עם קושי בשליפה של עובדות חשבון. Boets and De Smedt (2010)  השוו קבוצה של 13 ילדים בכיתה ג' עם דיסלקסיה והישגים תקינים במתמטיקה לקבוצת ביקורת של 16 ילדים.  הילדים הדיסלקטים היו נמוכים מילדי קבוצת הביקורת בכפל ובחיסור חד ספרתי.  ההבדלים בין שתי הקבוצות היו חזקים במיוחד בתחום הכפל. 

ילדי קבוצת הביקורת היו מהירים יותר בפתירת תרגילי בכפל מאשר תרגילי חיסור.  החוקרים חושבים שיתכן שהסיבה לכך היא שאת תרגילי הכפל שולפים באופן ישיר מהזיכרון ואת תרגילי החיסור מחשבים.  חישוב מנטלי תמיד אורך זמן רב יותר מאשר שליפה ישירה.

הילדים הדיסלקטים פתרו תרגילי כפל וחיסור במהירות זהה.  זה כנראה מרמז על כך שהם משתמשים פחות בשליפה או בשליפה פחות יעילה במהלך פתירת תרגילי כפל. 

האם עיבוד פונולוגי נמוך שיש לילדים עם דיסלקסיה יכול להסביר גם את הקושי שלהם בשליפה של עובדות חשבון?

De Smedt and Boets (2010) בדקו 25 סטודנטים עם דיסלקסיה וללא דיסקלקוליה והשוו אותם לקבוצת ביקורת בת 25 אנשים.  הסטודנטים עברו מבחנים של עיבוד פונולוגי ופתרו תרגילי חיסור וכפל, במהלכם תועד השימוש שלהם באסטרטגית חישוב (לאחר כל תרגיל, הסטודנט אמר אם הוא חישב אותו או שלף אותו).     

הסטודנטים הדיסלקטים שלפו פחות את התשובות לתרגילי חיסור וכפל מאשר הסטודנטים בקבוצת הביקורת.  הם ביצעו את התרגילים, ובמיוחד את תרגילי הכפל, באיטיות רבה יותר מאשר קבוצת הביקורת.  בשתי קבוצות הסטודנטים, תדירות גבוהה יותר של שליפה מהזיכרון של הפתרונות לתרגילים היתה קשורה ליכולות פונולוגיות טובות יותר.  

כל הנתונים הללו הם מתאמיים.  כך שקשה לדעת אם הקשר בין עיבוד פונולוגי לשליפת עובדות הוא סיבתי.   Lee and Kang (2002)  ניסו למצוא קשר סיבתי בין עיבוד פונולוגי לשליפת עובדות חשבון באמצעות משימה שמכבידה על זיכרון העבודה.  בגלל מעורבות זיכרון העבודה, לדעתי סוג זה של משימה אינו בודק את העיבוד הפונולוגי באופן נקי.

ניזכר שבמודל של Baddeley זיכרון העבודה מורכב ממספר מרכיבים, ביניהם הלולאה הפונולוגית (שעוזרת לנו להחזיק מספר פריטים אודיטורים במוקד הקשב, כדי לבצע בהם מניפולציה) ולוח העבודה החזותי מרחבי (שעוזר לנו להחזיק מספר פריטים חזותיים במוקד הקשב, כדי לבצע בהם מניפולציה).

 Lee and Kang (2002)   ביקשו מעשרה סטודנטים לבצע משימה שמכבידה על הלולאה הפונולוגית (לחזור על מלת תפל) בעודם פותרים תרגילי כפל וחיסור חד ספרתיים.  במועד אחר, אותם סטודנטים ביצעו משימה שמכבידה על לוח העבודה החזותי מרחבי (לזכור צורה ואת המיקום שלה) בעודם פותרים תרגילים אלה.  ובמועד שלישי, אותם סטודנטים פתרו את תרגילי החשבון הללו ללא ביצוע של משימה נוספת באופן בו זמני.  החוקרים גילו, שהמשימה הפונולוגית פגעה בביצוע של כפל אבל לא בביצוע של חיסור.   המשימה שהעסיקה את לוח העבודה החזותי מרחבי פגעה בביצוע של חיסור אבל לא של כפל.  כך, כפל קשור יותר ללולאה הפונולוגית וחיסור קשור יותר ללוח העבודה החזותי מרחבי.  ייתכן שאנו מבצעים את פעולת החיסור באופן שיש בו מימד חזותי כלשהו.   

De Smedt (2018) טוען שנתונים מחקריים אלה מראים שהקשר בין עיבוד פונולוגי לבין שליפה של עובדות חשבון עשוי להיות קשר סיבתי, לפחות לגבי כפל.  אך אני חולקת עליו. 

הלולאה הפונולוגית היא מרכיב של זיכרון העבודה.  כך שממצאים אלה מראים שביצוע תרגילי כפל דורש הפעלה של זיכרון עבודה.  קשה להבחין כאן בין ההשפעה של זיכרון העבודה להשפעה של העיבוד הפונולוגי על ביצוע פעולת הכפל.   מעורבות זיכרון העבודה עשויה לרמוז על כך שלפחות חלק מתרגילי הכפל מחושבים ולא נשלפים ישירות מהזיכרון. 

נזכור שגם מחקר זה של  Lee and Kang (2002)  נערך על אוכלוסיה של סטודנטים ועל מדגם קטן ביותר – עשרה אנשים. 

 Boets, B., & De Smedt, B. (2010). Single-digit arithmetic in children with dyslexia. Dyslexia, 16(2), 183–191.

De Smedt, B., & Boets, B. (2010). Phonological processing and arithmetic fact retrieval: Evidence from developmental dyslexia. Neuropsychologia, 48(14), 3973–3981.

De Smedt, B. (2018). Language and arithmetic: the potential role of phonological processing. In Heterogeneity of Function in Numerical Cognition (pp. 51-74).

Lee, K. M., & Kang, S. Y. (2002). Arithmetic operation and working mem­ory: Differential suppression in dual tasks. Cognition, 83(3), B63–B68.

שינויים במבנה היכולת הרחבה "זיכרון לטווח קצר" במודל גירסת אלפיים ושמונה עשרה CHC

Schneider, W. J., & McGrew, K. S. (2018). The Cattell-Horn-Carroll theory of cognitive abilities. Contemporary intellectual assessment: Theories, tests, and issues, 73-163.

במודל ה – CHC גירסת 2012, הגדירו שניידר ומקגרו את היכולת הרחבה "זיכרון לטווח קצר" כיכולת לקודד, לשמר ולבצע מניפולציה במידע שנמצא במודעות המיידית.  בתוך היכולת הרחבה הזו היו שתי יכולות צרות: טווח זיכרון וזיכרון עבודה.    טווח זיכרון הוגדר כיכולת לקודד מידע, לשמור אותו בזיכרון הראשוני (הזיכרון לטווח קצר) ולהפיק אותו מחדש באופן מיידי, בסדר הצגתו.  כלומר, המוקד כאן היה ביכולת לשמור את המידע בלי לעשות בו מניפולציה.  זיכרון עבודה הוגדר כיכולת לכוון את מוקד הקשב לביצוע מניפולציות, שילובים ושינויים פשוטים יחסית במידע שנמצא בזיכרון הראשוני, בעודנו חוסמים גירויים מסיחים ועוסקים בחיפוש מידע בזיכרון השניוני (הזיכרון לטווח ארוך).  במלים אחרות, זיכרון עבודה התמקד ביכולת לעשות מניפולציה במידע.

במודל CHC גירסת 2018 רצו שניידר ומקגרו להתקרב קצת למודל זיכרון העבודה של Baddeley (ובכך הם מבטאים מגמה מבורכת של השפעה של מודלים נוירופסיכולוגים על מודל ה – CHC הפסיכומטרי). 

Alan Baddeley

על המודל של בדאלי ניתן לקרוא בהרחבה כאן:

Baddeley, A.   Working Memory: Theories,Models, and Controversies.  Annu. Rev. Psychol. 2012. 63 :1–29 http ://www.csuchico.edu/~nschwartz/1.%20Working%20Memory%20-%20Theories%20and%20Models%20and%20Controversies.pdf

אנחנו ניזכר בו בקצרה (לחצו על השקופית להגדלה):

בדאלי רואה את זיכרון העבודה כמערכת בעלת קיבולת מוגבלת שמאפשרת אחסון זמני ומניפולציה של מידע החיוניים לביצוע טווח רחב של פעילות קוגניטיבית.  כפי שניתן לראות בתמונה למעלה, המודל מניח שמערכת זו מורכבת ממספר יחידות.

המעבד המרכזיCentral executive :  מרכיב זה אחראי על שליטה קשבית בפעולה.  המעבד המרכזי ממקד את הקשב ומחלק את הקשב בין שתי מטרות או שני זרמי גירויים.  הוא מפקח על מעברים בין משימות.  המעבד המרכזי גם יוצר קשר עם הזיכרון לטווח ארוך, וגם קושר בין מאפיינים של גירויים (למשל בין צורה לצבע שלה). 

מגבלת הקיבולת של זיכרון העבודה היא היעילות שבה ניתן ליצור קשרים חדשים בין גירויים או לפרק קשרים קיימים, כאשר פותרים בעיות.  אם אדם יכול לשמור על הרבה אובייקטים במיקוד הקשב במשך זמן רב, יש לו אפשרות להבחין בקשרים מורכבים יותר בין האובייקטים הללו.  מסיבה זו, זיכרון העבודה מסייע מאד לחשיבה פלואידית. 

הלולאה הפונולוגית :Phonological loop מרכיב זה אחראי על אחסון זמני של מידע בעל מרכיב שפתי שנשמר באמצעות חזרה קולית או תת קולית.  זה יכול להיות גם מידע שקשור לשפת סימנים או קריאת שפתיים.  מרכיב זה חשוב לרכישה של מלים חדשות.

לוח העבודה החזותי – מרחבי :Visuospatial sketchpad  מרכיב זה אחראי על אחסון זמני של מידע בעל מרכיב חזותי מרחבי.  ייתכן שקיימת בו חלוקה פנימית למעבד מרחבי ומעבד חזותי. 

Episodic Buffer – מרכיב זה מחבר בין המידע שמגיע מהלולאה הפונולוגית, לוח העבודה החזותי מרחבי, הזיכרון לטווח ארוך ויוצר    CHUNKS   או EPISODES  (בכל CHUNK יכול להיות שילוב של מידע חזותי, שמיעתי ומידע מהזיכרון לטווח ארוך).  למרכיב זה קיבולת של כ – 4 CHUNKS.  הוא יכול לחבר מידע באופן יצירתי (למשל, לחשוב על פיל שמשחק כדורסל).

וכעת לשינויים שהכניסו שניידר ומקגרו במודל ה – CHC בגירסת 2018:

שם היכולת הרחבה שונה מ"זיכרון לטווח קצר" ל - קיבולת זיכרון העבודה Gwm, והיא מוגדרת כיכולת לשמור ולבצע מניפולציה במידע שנמצא בקשב הפעיל.  זיכרון העבודה הוא מרחב עבודה מנטלי שבו המוח יכול לשלב מושגים ותפיסות ולארגן אותם מחדש. 

יכולות צרות בתוך קיבולת זיכרון העבודה:

 אחסון שמיעתי לטווח קצר    Auditory Short-Term Storage (Wa) :  היכולת לקודד לשמור מידע מילולי בזיכרון העיקרי (בזיכרון לטווח קצר).  יכולת זו נמדדת במבחנים הדורשים מהנבדק לחזור מיד על רשימות קצרות של מידע לפי סדר הצגתן (וללא מניפולציה).  יכולת זו חשובה ללמידה של מלים חדשות ולהבנה של משפטים מורכבים.  היא מקבילה ללולאה הפונולוגית במודל של בדאלי. 

אחסון חזותי לטווח קצר Visual-Spatial Short-Term Storage (Wv)   :  היכולת לקודד ולשמור על מידע חזותי בזיכרון העיקרי (בזיכרון לטווח קצר).  היכולת הזו נמדדת בדרך כלל במשימות כמו CORSI BLOCKS, בהן הבוחן מצביע על רצף של גירויים חזותיים והנבדק צריך לחזור על רצף זה.  יכולת זו מקבילה ללוח העבודה החזותי מרחבי במודל של בדאלי.

שליטה בקשב  :Attentional Control (AC)    היכולת לבצע מניפולציה במוקד הקשב באופן גמיש כדי להתמקד בגירויים רלוונטים למשימה ולהתעלם מגירויים לא רלוונטים למשימה.  זה נקרא גם שליטה ניהולית בקשב.   מבחני "מהירות עיבוד" רבים גם הם דורשים שליטה בקשב. יכולת זו מקבילה למעבד המרכזי במודל של בדאלי.

שניידר ומקגרו לא שילבו את ה - Episodic buffer  במודל. 

בשקופית המופיעה למטה מוצג מיפוי המבחנים (כולל מבחנים מתוך מבחן הוודקוק 3WJ) ליכולת הרחבה "קיבולת זיכרון העבודה" (לחצו על השקופית להגדלה).

שימו לב:  מבחנים שמופו עד כה ליכולת הצרה "זיכרון עבודה" ממופים כעת ישירות ליכולת הרחבה "קיבולת זיכרון העבודה", ללא יכולת צרה כלל.  זו לא טעות.  כך בנויה היכולת "קיבולת זיכרון העבודה" במודל ה - CHC החדש.