Working memory in explaining individual differences in scholastic skills: Insights from assessment and training

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-5423-1
Title: Working memory in explaining individual differences in scholastic skills: Insights from assessment and training
Author: Kanerva, Kaisa
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Medicine, Department of Psychology and Logopedics
Doctoral Programme Brain and Mind
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019-10-10
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-5423-1
http://hdl.handle.net/10138/305525
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Working memory (WM), a limited cognitive storing and processing mechanism for information, explains individual differences in scholastic learning and, more generally, complex cognition. One dominant view explaining these relationships proposes that variation in WM capacity reflects individual differences in general attentional processes. However, some models propose, that there are also domain-specific aspects in WM that explain variation in cognitive skills. Present series of four studies explored the nature of the mechanisms explaining the close relation between WM and scholastic skills in 5–16-year-old children and adolescents. A total of 1069 subjects participated in the studies. Studies I and II investigated whether the individual differences in the general cognitive capacity are sensitive to external or internal distraction. In Study I the natural environmental noise at the classroom during WM assessment was documented (external distraction). In Study II the complexity of the WM task was manipulated (task’s internal distraction). The contribution of the distraction in the memory scores and in the correlation between WM and scholastic skills was explored. Studies III and IV, in turn, aimed at investigating whether this relationship is causal, that is, whether the training of domain-general WM capacity or domain-specific counting skills, or both, would enhance children's WM and emergent mathematical skills. In two interventions lasting four to five weeks, domains of WM components (verbal WM and short-term memory, STM; visuospatial WM and STM; Study III) and domains of outcome (counting, combined WM and counting; Study IV) were addressed. The results of Studies I and II showed that environmental distraction and task demands contributed the relationship between WM and scholastic skills manifesting the individual differences more clearly. The cognitive constructs assessed appeared to be highly overlapping. However, the results of Studies III and IV indicate that while WM has an important role in scholastic skills, the computerised training of different WM domains did not lead to improvement in numeracy. Despite the lack of such training effects, the group-based interventions addressed to the skill of interest, in this case numeracy, enhanced these skills. Taken together, the present results suggest that while attentional load contributes substantially to individual differences in WM capacity by restricting the mental workspace, the acquired long-term memory representations are needed in order to apply the WM capacity in scholastic learning. The results of the present thesis can be applied in regognising the cognitive deficits that hinders children's scholastic learning, and in developing interventions that benefit scholastic skills.Työmuisti on kapasiteetiltaan ja kestoltaan rajallinen tiedon säilytys- ja prosessointimekanismi. Yksilöllinen vaihtelu työmuistin toiminnassa selittää yksilöiden välisiä eroja kouluoppimisessa ja muissa vaativissa kognitiivisissa eli tiedonkäsittelyn tehtävissä. Yhden vallalla olevan selitysmallin mukaan työmuistin kapasiteetin yksilöllinen vaihtelu heijastaa yksilöiden välisiä eroja yleisissä tarkkaavuuden prosesseissa. Toisten mallien mukaan työmuistiin kuuluu erikoistuneita alayksiköitä ja tiedonkäsittelyn toimintoja, jotka selittävät yksilöiden välisiä eroja kognitiivisissa taidoissa. Tämän väitöskirjatyön neljän osatutkimuksen tavoitteena oli selvittää tarkemmin selittävätkö yleiset vai erikoistuneet työmuistitoiminnot työmuistikapasiteetin ja koulutaitojen yksilöllisen vaihtelun vahvaa yhteyttä 5–16-vuotiailla lapsilla ja nuorilla. Kaikkiaan 1069 koehenkilöä osallistui tutkimuksiin. Osatutkimukset I ja II selvittivät, ovatko yksilölliset erot kognitiivisessa kapasiteetissa herkkiä ulkoiselle tai sisäiselle häiriölle. Ensimmäisessä osatutkimuksessa kirjattiin ulkoisen ympäristön eli luokkahuoneen melu työmuistiarvion aikana (ulkoinen häiriö). Toisessa osatutkimuksessa käytettiin työmuistitehtäviä, joissa oli vaativuustasoltaan erilaiset prosessointiosiot (tehtävän sisäinen häiriö). Ulkoisen ja sisäisen häiriön vaikutuksia tutkittiin toisaalta suhteessa työmuistitehtävässä suoriutumiseen ja toisaalta suhteessa työmuistikapasiteetin ja koulutaitojen välisen yhteyden voimakkuuteen. Osatutkimukset III ja IV sen sijaan pyrkivät selvittämään, onko työmuistikapasiteetin ja koulutaitojen suhde kausaalinen, eli parantaako yleisen työmuistikapasiteetin ja/tai erityisen laskemistaidon harjoitteleminen lasten työmuitikapasiteettia ja varhaisia matemaattisia taitoja. Vaikuttavuustutkimuksissa harjoitettiin tietokoneavusteisesti viiden viikon ajan työmuistin erikoistuneita osa-alueita (kielellinen työmuisti ja lyhytkestoinen muisti; visuospatiaalinen työmuisti ja lyhytkestoinen muisti; Osatutkimus III) sekä ryhmämuotoisesti neljän viikon ajan harjoitettavan taidon kannalta oleellisia taitoja (laskeminen; sekä työmuisti että laskeminen; Osatutkimus IV). Osatutkimusten I ja II tulokset osoittivat, että sekä ympäristön häiriöt että tehtävän vaatimukset vaikuttivat työmuistikapasiteetin ja koulutaitojen välisen suhteen voimakkuuteen siten, että yksilöiden väliset erot tulivat esiin tietyissä ulkoisen ja sisäisen häiriön tilanteissa selvemmin kuin tilanteissa, joissa häiriö oli vähäisempi. Lisäksi arvioitujen kognitiivisten toimintojen havaittiin olevan päällekkäisiä. Osatutkimukset III ja IV puolestaan osoittivat, että vaikka työmuistilla on vahva yhteys koulutaitoihin, työmuistin eri alayksiköiden harjoittaminen ei vahvistanut lasten varhaisia matemaattisia taitoja. Sen sijaan laskemisen harjoittaminen vahvisti lasten varhaisia matemaattisia taitoja. Tämän väitöskirjan tulosten kokonaisuudesta voidaan päätellä, että työmuistin yleisen tarkkaavuusmekanismin kuormittuminen kaventaa mentaalista työtilaa ja on siten merkittävä tekijä yksilöiden välisen kognitiivisen suoriutumisen selittäjänä. Kuitenkin myös aiemmin opittuja tehtäväkohtaisia säilömuistin edustuksia tarvitaan, jotta työmuisti voi toimia tehokkaasti ja edistää näin kouluoppimista. Tutkimustuloksia voidaan hyödyntää lasten kouluoppimisen taustalla olevien ongelmien tunnistamisessa sekä koulutaitoja edistävien harjoitteiden kehittämisessä.
Subject: Psykologia
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
WORKINGM.pdf 744.0Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record