Perché la capacità della memoria di lavoro visiva migliora con l'età: più oggetti, più dettagli sulle funzionalità o entrambi? Un rapporto registrato, parte 1

Astratto

Abbiamo studiato come la memoria di lavoro visiva (WM) si sviluppa con l'età nel periodo della prima scuola elementare (6-7 anni), nella prima adolescenza (11-13 anni) e nella prima età adulta (18-25 anni). Il lavoro si concentra sui cambiamenti in due parametri: il numero di oggetti conservati almeno in parte e la quantità di dettagli delle caratteristiche ricordati per tali oggetti. Alcune prove suggeriscono che, mentre i bambini possono ricordare fino a tre oggetti, proprio come gli adulti, i bambini piccoli ne ricordano solo circa due. Questa curiosa traiettoria non monotona potrebbe essere spiegata dalle differenze nel livello di dettaglio delle caratteristiche richiesto per ottenere prestazioni di successo nei paradigmi di memoria del neonato rispetto a quelli del bambino/adulto.

L’adolescenza è un periodo critico della vita che non riguarda solo lo sviluppo fisico ma ha anche un profondo impatto sulla memoria. La prima adolescenza è al culmine dello sviluppo del cervello. L’apprendimento, l’allenamento e l’esercizio fisico durante questo periodo svolgono un ruolo importante nello sviluppo e nel miglioramento della memoria.

Durante la prima adolescenza, il cervello inizia a maturare e il numero di neuroni e sinapsi aumenta gradualmente. Allo stesso tempo, durante questo periodo miglioreranno anche le capacità di apprendimento delle persone, rendendo più facile per i giovani avere successo nell'apprendimento di nuove conoscenze e competenze. Inoltre, attraverso un allenamento e un esercizio adeguati, è possibile esplorare e stimolare ulteriormente il potenziale del cervello e migliorare l’efficienza della memoria e dell’apprendimento.

Pertanto, nella prima adolescenza, è necessario prestare particolare attenzione alla coltivazione e all'esercizio della memoria. Puoi migliorare il tuo livello e le tue capacità di memoria leggendo di più, prendendo più appunti e facendo più esercizi. Allo stesso tempo, bisogna anche garantire un sonno e un riposo adeguati, che sono molto importanti per lo sviluppo del cervello e il miglioramento della memoria.

In breve, la prima adolescenza è un periodo favorevole allo sviluppo del cervello e al miglioramento della memoria. Dovremmo utilizzare attivamente le caratteristiche e i vantaggi di questo periodo per migliorare la nostra memoria e le capacità di apprendimento attraverso una formazione e un esercizio adeguati e gettare solide basi per l’apprendimento e la crescita futuri. Si può vedere che abbiamo bisogno di migliorare la memoria, e la Cistanche deserticola può migliorare significativamente la memoria perché la Cistanche deserticola è un materiale medicinale tradizionale cinese che ha molti effetti unici, uno dei quali è quello di migliorare la memoria. L'efficacia della carne macinata deriva dai vari principi attivi che contiene, tra cui acidi, polisaccaridi, flavonoidi, ecc. Questi ingredienti possono favorire la salute del cervello in vari modi.

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Qui, abbiamo esaminato se i cambiamenti in uno dei due parametri (il numero di oggetti e la quantità di dettagli conservati per ciascun oggetto) o in entrambi insieme possono spiegare lo sviluppo dell'abilità visiva WM man mano che i bambini crescono. Per testarlo, abbiamo variato la quantità di dettagli sulle funzionalità che i partecipanti dovevano conservare. Nella condizione di base, i partecipanti vedevano una serie di oggetti e dovevano semplicemente indicare se un oggetto era presente o meno in una posizione esplorata. Questo inizia con una procedura di titolazione per regolare la dimensione dell'array di ciascun individuo per ottenere un risultato corretto all'80%. In altre condizioni, abbiamo testato la memoria non solo della posizione ma anche di caratteristiche aggiuntive degli oggetti (colore e talvolta anche orientamento). I nostri risultati suggeriscono che la crescita della capacità attraverso i periodi è espressa sia dal miglioramento della memoria della posizione (se c'era un oggetto in una posizione) sia dalla completezza delle rappresentazioni degli oggetti.

La memoria di lavoro (WM) è il sistema che mantiene le rappresentazioni mentali disponibili per l'elaborazione da utilizzare in attività cognitive di livello superiore (ad esempio, Logie & Cowan, 2015). Si ritiene che la capacità della WM sia un determinante cruciale dello sviluppo cognitivo nell'infanzia (Bayliss, Jarrold, Gunn e Baddeley, 2003; Holmes, Gathercole e Dunning, 2010) e delle differenze individuali nelle capacità intellettuali (Conway, Kane e Engle, 2003; Jarrold e Towse, 2006). In generale, le prestazioni della WM migliorano man mano che i bambini crescono (ad esempio, Brockmole & Logie, 2013; Cowan, Fristoe, Elliott, Brunner e Saults, 2006; Cowan, Morey, AuBuchon, Zwilling e Gilchrist, 2010; Cowan, Naveh-Benjamin, Kilb e Saults, 2006; Gathercole, Pickering, Ambridge e Wearing, 2004; Isbell, Fukuda, Neville e Vogel, 2015; Riggs, McTaggart, Simpson e Freeman, 2006; Riggs, Simpson e Potts, 2011). e comprendere questo sviluppo ha importanti conseguenze per i contesti educativi.

Ad esempio, la capacità dei bambini di seguire le istruzioni può essere limitata dalla capacità di WM (Jaroslawska, Gathercole, Logie e Holmes, 2016). Tuttavia, nonostante sia opinione diffusa che le capacità della WM migliorino man mano che si raggiunge l’età adulta, non è chiaro quale aspetto della WM determini questo miglioramento. Numerosi processi candidati sono stati proposti, testati e rifiutati. Ad esempio, lo sviluppo della WM non sembra guidato dalla migliore capacità di allocare l'attenzione in modo efficace (Cowan et al., 2010; Morey et al., 2010), dalla migliore conoscenza degli oggetti (Cowan, Ricker, Clark, Hinrichs e Glass, 2015) o limitazioni ridotte della codifica della memoria (Cowan, AuBuchon, Gilchrist, Ricker e Saults, 2011).

Qui ci concentriamo su due fattori che potrebbero spiegare il miglioramento visivo della WM man mano che i bambini crescono dagli anni della scuola elementare fino all’età adulta. Il primo fattore su cui ci concentriamo è l'aumento del numero di oggetti che possono essere conservati in WM, mentre il secondo è la quantità di dettagli conservati per ciascun oggetto. Considera quando qualcuno chiede a un bambino di ricordare tre animali: un uccello, un pesce e una giraffa. Per distinguere un uccello da un pesce, devono fare affidamento su alcune caratteristiche di questi oggetti (hanno le ali, hanno un becco?). Gli animali possono anche differire per dimensioni, colore e altre caratteristiche. È possibile che conservare tre oggetti (o animali) separati sia troppo, e i bambini dimenticheranno uno degli animali. Oppure, potrebbero conservare qualcosa di ciascun animale, ma non tutte le caratteristiche. Ad esempio, potrebbero ricordare che un animale era giallo, ma dimenticarne le altre caratteristiche, e ricordare che un altro animale era un uccello, dimenticandone il colore.

Numerose ricerche suggeriscono che gli adulti tipicamente riescono a ricordare da tre a quattro elementi quando non c’è modo di combinare gli elementi presentati in meno parti più grandi (Cowan,2001; Luck & Vogel, 1997). Tuttavia, quando la complessità dell'oggetto aumenta, il dettaglio delle caratteristiche non è completo (Cowan, Blume e Saults, 2013; Hardman & Cowan, 2015; Oberauer & Eichenberger, 2013, sebbene si veda Luck & Vogel, 1997). Cowan et al. (2013) hanno presentato serie di forme colorate e hanno richiesto la memoria solo dei colori, solo delle forme o di entrambi. Dopo un breve periodo di ritenzione, i partecipanti hanno giudicato se una serie visiva differiva da un elemento della sonda di confronto presentato ("cambiamento") o non differiva da esso ("nessun cambiamento").

I partecipanti giovani adulti ricordavano qualcosa di circa tre elementi in media in tutte le condizioni ma, quando erano responsabili di entrambe le caratteristiche, spesso dimenticavano la forma o il colore. Risultati simili sono stati trovati per oggetti con più funzioni con 4-6 funzioni (Hardman & Cowan, 2015; Oberauer & Eichenberger, 2013). Sebbene esuli dallo scopo del presente lavoro, rendere i partecipanti adulti responsabili di due caratteristiche invece che di una sola può anche ridurre la precisione della memoria, come la sua esatta posizione su un cerchio che rappresenta possibili orientamenti o colori (Fougnie, Asplund e Marois, 2010). .

Abbiamo ipotizzato che il numero di oggetti e i dettagli delle caratteristiche di tali oggetti possano seguire traiettorie di sviluppo separate, sulla base di un intrigante paradosso presente nella letteratura sulla capacità di memoria nei neonati, nei bambini e nei giovani adulti.

Mentre gli adulti in genere commettono errori se il numero di elementi da tenere a mente supera i tre o quattro elementi (Cowan, 2001; Luck&Vogel, 1998), i bambini in età prescolare e i bambini che hanno appena iniziato la scuola sembrano in grado di memorizzare solo circa 2-2,5 elementi (ad esempio, Cowan et al. al., 2005; Cowan, Nugent, Elliott, Ponomarev e Saults, 1999; Riggs et al., 2006; Simmering, 2012). Sorprendentemente, però, ci sono prove che suggeriscono che i bambini di 18-mese possano ricordare circa tre oggetti (ad esempio, Ross-Sheehy, Oakes e Luck, 2003; Zosh & Feigenson, 2015). Ciò porterebbe alla conclusione inquietante che la capacità di memoria diminuisce con l’età nei bambini piccoli. Tale conclusione sarebbe tuttavia ingiustificata, dal momento che gli studi utilizzano paradigmi diversi rispetto agli studi sulla WM nei bambini più grandi. Ad esempio, Feigenson e Carey (2003; 2005) hanno scoperto che i bambini di 14-mesi cercavano il numero corretto di oggetti quando erano nascosti fino a tre oggetti. In tale ricerca infantile, i partecipanti hanno attribuito una capacità di memoria pari a tre semplicemente ricordando che c'erano tre elementi.

Al contrario, i paradigmi utilizzati con i bambini più grandi implicano tipicamente il rilevamento di cambiamenti (o la riproduzione) di oggetti in base a caratteristiche come colore, forma o orientamento (ad esempio, Burnett Heyes, Zokaei, van der Staaij, Bays e Husain, 2012; Cowan et al. , 2006; Heyes, Zokaei, & Husain, 2016; Riggs, Simpson, & Potts, 2011; Sarigiannidis, Crickmore, & Astle, 2016), richiedendo ai partecipanti di ricordare ciò che hanno visto, invece di indicare semplicemente di aver visto qualcosa.

Infatti, quando si esplora la memoria dei bambini per le caratteristiche degli oggetti, le stime della capacità di memoria sono inferiori. Zosh e Feigenson (2012) hanno testato se i bambini ricordavano le caratteristiche di un oggetto sostituendo gli oggetti nascosti che il bambino aveva visto con oggetti nascosti che non erano stati visti. Se i bambini ricordano i dettagli delle caratteristiche, dovrebbero notare quando un oggetto è stato scambiato con un altro e cercare l'oggetto mancante. Se, al contrario, i bambini ricordassero solo di aver visto un oggetto, ma non quello che era (cioè nessun dettaglio), non noterebbero il cambiamento e quindi non cercherebbero l'oggetto originale. Utilizzando questo approccio, Zoshand Feigenson ha scoperto che i bambini di 18-mese sembravano ricordare sufficienti dettagli caratteristici per distinguere tra oggetti (ad esempio, notare cambi di identità) quando avevano il compito di ricordare uno o due oggetti.

Ai bambini veniva permesso di recuperare gli oggetti da un contenitore e continuavano a cercare gli oggetti ricordati quando invece i nuovi oggetti venivano trovati nel contenitore, presumibilmente pensando che i vecchi oggetti dovessero essere ancora lì. Tuttavia, quando tre oggetti venivano nascosti, i bambini non sembravano più notare tali cambiamenti poiché smettevano di cercare i tre oggetti. Pertanto, nonostante ricordassero la presenza di tre oggetti, sembravano ricordare gli array di tre oggetti con meno dettagli rispetto agli array di due oggetti. È interessante notare che, quando il cambiamento di identità era più pronunciato – i ricercatori sostituivano un oggetto con una sostanza non solida – i bambini sembravano notarlo, anche alla taglia tre. Ciò indica che mentre alcuni dettagli delle caratteristiche sono stati mantenuti, la rappresentazione potrebbe essere troppo debole per distinguere tra due oggetti solidi, ma sufficiente per distinguere tra rappresentazioni più distintamente diverse (cioè un oggetto solido rispetto a un oggetto non solido). Risultati simili sono stati trovati in bambini di appena sei mesi, che sembravano ricordare l'identità categoriale (palla contro testa di bambola) di un oggetto nascosto ma non riuscivano a ricordare la sua identità percettiva (ad esempio, il suo colore; Kibbe & Leslie, 2019).

Pertanto, il marcato aumento delle capacità di WM osservato dall'infanzia all'adolescenza (ad esempio, Cowanet al., 2006; Cowan et al., 2010; Cowan, Naveh-Benjamin, Kilb e Saults, 2006; Riggs et al., 2006; Riggs et al., 2006; al., 2011) potrebbe non essere guidato dalla capacità di conservare più elementi, ma piuttosto da un aumento dei dettagli delle caratteristiche conservati per gli elementi ricordati. Le differenze in ciò che costituisce "ricordare un oggetto" nei tipici paradigmi infantili – rispetto ai paradigmi utilizzati con bambini e adulti – possono spiegare questa controintuitiva funzione a forma di U della capacità di memoria con l'età. Se, come i neonati in alcune procedure, i bambini hanno semplicemente bisogno di sapere se c'era qualcosa (senza ricordare i dettagli delle caratteristiche), la loro capacità di memoria stimata (k), dovrebbe essere di circa tre elementi, simili alle stime ottenute per i neonati nelle procedure sopra menzionate e per i giovani adulti nei test procedure come la nostra. Se così fosse, ciò suggerirebbe che il numero di oggetti che possono essere tenuti a mente è costante per tutta la vita umana, ma la quantità di dettagli per elemento potrebbe spiegare il miglioramento della memoria associato allo sviluppo. Coerentemente con questa possibilità, i bambini che sono in grado di memorizzare solo uno o due elementi nella WM visiva in genere ritengono ancora di avere circa tre elementi in mente quando viene loro chiesto su una serie di colori prima di un test oggettivo (Blume, 2018). In questi casi, i bambini possono ricordare alcuni oggetti di cui non si rendono conto che non conservano più la caratteristica critica da testare (nella procedura di Blume, il colore).

Come suggeriscono questi esempi, misurare l'atto di "ricordare un oggetto" non è necessariamente semplice. In effetti, la relazione tra caratteristiche e oggetti e lo spazio che occupano nella memoria di lavoro è una questione controversa. Alcune ricerche hanno suggerito che un numero specifico di elementi può essere mantenuto in memoria indipendentemente dal numero di caratteristiche per elemento (Luck & Vogel, 1997; Luria & Vogel, 2011; Vogel, Woodman e Luck, 2001). Tuttavia, altri hanno scoperto che ricordare caratteristiche aggiuntive compromette la memoria (Cowan et al., 2013; Cowan & Hardman, 2015; Oberauer & Eichenberger, 2013). Cowan e Hardman (2015) hanno utilizzato un paradigma simile al nostro e hanno scoperto che sia l'aumento del numero di oggetti sia la memoria compromessa dal carico sono presenti nei partecipanti adulti. Il modello adatto a tutti e tre questi insiemi di dati più recenti è quello in cui esiste un limite a circa 3 oggetti e anche un limite al numero di caratteristiche per oggetto per gli array presentati brevemente. Includendo una condizione di base titolata per produrre un livello di prestazione costante tra le fasce d'età, intendiamo esaminare se l'aggiunta di caratteristiche da ricordare a ciascun oggetto crei maggiori difficoltà per i bambini più piccoli che per i bambini più grandi o gli adulti.

Ci siamo avvicinati alla misurazione degli oggetti ricordati in due modi. In primo luogo, abbiamo misurato la memoria dell’oggetto in quanto ricordava che qualcosa era presente in un luogo specifico. Questa implementazione di qualcosa-quindi è strettamente legata al concetto di "file oggetto" (Kahneman e Treisman, 1984). In questa visione, gli eventi visivi sono paragonati ai rapporti di una stazione di polizia, dove viene aperto un nuovo fascicolo per ogni nuovo evento, in base alla sua ora e al luogo. Quindi è possibile aggiungere ulteriori funzionalità (come dettagli sul crimine o, per un oggetto visivo nel nostro studio, il suo colore e il suo orientamento). La nostra domanda "c'era qualcosa" potrebbe essere come chiedere se è stato creato un file oggetto, dato che gli oggetti non si muovono all'interno di un array.

Quindi, a volte venivano esaminati ulteriori dettagli che potevano essere stati aggiunti al file oggetto (colore e orientamento). Questo ordine di test si adatta all'idea che la posizione viene utilizzata per accedere a caratteristiche visive specifiche (Nissen, 1985) e ha uno status speciale nel vincolare le caratteristiche visive (ad esempio, Kahneman, Treisman e Gibbs, 1992; Treisman & Zhang, 2006; Wheeler & Treisman, 2002). Tuttavia, anche se la percezione viene creata tramite un file oggetto specifico per la posizione, è teoricamente possibile che per alcuni oggetti la posizione venga successivamente dimenticata mentre viene mantenuto il colore o l'orientamento dell'oggetto. In effetti, altre ricerche suggeriscono che le informazioni sulla posizione e sulle caratteristiche non sono necessariamente integrate.

Sebbene la posizione appaia cruciale per il legame percettivo iniziale, lo status speciale della posizione potrebbe essere perso una volta che le rappresentazioni si formano nella WM, che opera secondo principi diversi rispetto all'attenzione visiva e alla percezione (ad esempio, Hedayati & Wyble; Logie, Brockmole e Jaswal, 2020). Abbiamo considerato la possibilità che la posizione esatta potesse essere ricordata male mentre altre caratteristiche venivano ricordate in una seconda misurazione degli oggetti in memoria, vale a dire il numero di oggetti per i quali almeno una caratteristica veniva ricordata (oltre a utilizzare la prima quantificazione, le posizioni degli oggetti venivano ricordate correttamente).

Questa domanda teorica che abbiamo posto potrebbe essere ortogonale ad alcune altre domande che si potrebbero porre sullo sviluppo della WM. Ad esempio, è possibile che ciò che si sviluppa sia la velocità di aggiornamento delle rappresentazioni degli elementi nella memoria di lavoro (ad esempio, Gaillard, Barrouillet, Jarrold e Camos, 2011). Anche se così fosse, ci si può comunque chiedere se il tasso di sviluppo consenta il mantenimento di più elementi, più funzionalità per elemento o entrambi. Allo stesso modo, potrebbero esserci aumenti evolutivi nella conoscenza e nelle strategie (ad esempio, Cowan, 2016), ma il loro sviluppo non risolverebbe la questione se i progressi che si verificano influenzano il numero di rappresentazioni WM o il loro dettaglio, determinando quest'ultimo se le rappresentazioni sono sufficienti per rispondere alle risposte sperimentali. domande di prova.

Abbiamo testato se i cambiamenti evolutivi dall'infanzia all'età adulta sono guidati dal ricordare più oggetti e/o dal ricordare oggetti con dettagli più ricchi, chiedendo ai partecipanti di ricordare oggetti a diversi livelli di complessità caratteristica. Di seguito, descriviamo come abbiamo concettualizzato la completezza delle rappresentazioni degli oggetti, definiamo i termini che utilizzeremo e presentiamo le domande chiave a cui abbiamo risposto.

Obiettivi sperimentali e ipotesi

Nelle applicazioni pratiche della conoscenza della memoria di lavoro, come nell'istruzione, un potenziale modo per aggirare i limiti della WM e facilitare l'apprendimento è adattare la presentazione dei materiali riducendo il numero di parti da tenere a mente in modo indipendente (vedi Cowan,2014; Gathercole & Alloway , 2007). Per fare ciò, è utile sapere se il numero di parti o la quantità di dettagli delle caratteristiche – o entrambi – tendono a sovraccaricare la WM dei bambini piccoli. Tornando all'esempio animale di cui sopra, saremmo interessati a sapere se le limitazioni della WM dei bambini piccoli sono causate dal numero di oggetti (animali) o dal numero di caratteristiche (la complessità delle caratteristiche di quegli animali). Utilizzando oggetti più semplici con tre caratteristiche, abbiamo mirato a rispondere a due domande. Innanzitutto, i bambini ricordano meno oggetti? In secondo luogo, l'aumento della complessità del compito di memoria (cioè chiedere ai partecipanti di ricordare più caratteristiche per oggetto), influenza equamente le prestazioni durante lo sviluppo?

Abbiamo testato l'ipotesi che ciò che migliora con lo sviluppo è la completezza delle rappresentazioni degli oggetti ma non il numero di oggetti in WM di per sé. Secondo questa ipotesi, la ragione per cui i bambini piccoli hanno risultati più scarsi degli adulti nel ricordare, ad esempio, serie di quadrati colorati (ad esempio, Cowan et al., 2005) è che i quadrati colorati sono oggetti con due caratteristiche con posizione e colore come caratteristiche distintive. , e i bambini possono ricordare le posizioni di tanti oggetti quanto gli adulti ricordando meno colori o possono ricordare almeno una caratteristica (posizione o colore) di tanti oggetti quanto gli adulti ricordando complessivamente meno caratteristiche.

Questa ipotesi di arricchimento delle caratteristiche del cambiamento evolutivo porta a due previsioni: (1) Indipendentemente dall’età, il numero di oggetti, almeno parzialmente, nella WM dovrebbe essere circa tre, ma (2) per tali oggetti, i bambini più piccoli dovrebbero essere meno capaci di ricordare le caratteristiche (vale a dire, le loro prestazioni saranno maggiormente compromesse quando verrà loro chiesto di ricordare ulteriori dettagli sulle funzionalità di questi oggetti). Abbiamo esaminato i cambiamenti dello sviluppo in entrambi questi parametri (numero di oggetti e numero di caratteristiche all'interno degli oggetti) utilizzando una versione di metodi precedentemente utilizzati negli adulti con oggetti multi-funzione (Cowan et al., 2013; Cowan & Hardman, 2015), adattati qui per lo studio dello sviluppo infantile.

È importante sottolineare che abbiamo incluso una condizione di base "c'era qualcosa-lì", rendendo il nostro paradigma concettualmente correlato ad alcune ricerche infantili utilizzate, per ottenere una comparabilità generale con i metodi di stima della capacità in tali studi. Abbiamo utilizzato un compito in cui il tipo di visualizzazione è sempre lo stesso, ma in cui le informazioni richieste per una perfetta esecuzione del compito variano. A volte i partecipanti erano responsabili solo di ricordare se un oggetto era presente in una posizione particolare sullo schermo del computer (linea di base); altre volte, per ricordare la posizione e il colore dell'oggetto (una funzionalità aggiunta); e altre volte ancora, per ricordare la posizione, il colore e l'orientamento dell'oggetto (due funzionalità aggiunte).

Il vantaggio di questo disegno è che la complessità percettiva degli elementi della memoria è identica in tutte le condizioni, il che è importante poiché elementi più complessi potrebbero essere più difficili da ricordare perché sono più difficili da percepire in un arco di tempo limitato (Eng, Chen e Jiang, 2005). , un fattore al di fuori dell'ambito del nostro studio. Tuttavia, i partecipanti potrebbero ignorare le istruzioni del compito o preferire focalizzarci su una determinata caratteristica indipendentemente dalle istruzioni del compito. Tale codifica preferenziale dovrebbe essere particolarmente evidente nel "blocco di prova con una qualsiasi caratteristica" (in cui è possibile sondare una qualsiasi delle tre caratteristiche). Abbiamo incluso anche un'analisi di controllo per rilevare l'eliminazione selettiva della seconda caratteristica (vedere Materiali supplementari, Sezione 2).

Ipotesi specifiche e come verranno testate

Le ipotesi sono riassunte nella Tabella 1. Qui enunciamo solo le ipotesi in cui le condizioni differiscono, ma per ognuna di esse è possibile dimostrare anche l'ipotesi opposta e nulla, dati i nostri metodi di inferenza bayesiani.

In primo luogo, secondo un’ipotesi di aumento della capacità di crescita evolutiva, potremmo scoprire che i partecipanti più anziani conservano più oggetti nella condizione di Localizzazione (Ipotesi H1A) e che questo vantaggio dovrebbe estendersi ai test di Localizzazione all’interno di ogni condizione (Ipotesi H1B), senza alcuna pretesa di cambiamento evolutivo. nei dettagli delle caratteristiche degli oggetti ricordati. Ciò corrisponderebbe all'ipotesi secondo cui il miglioramento della WM durante l'infanzia è dovuto a un discreto aumento della capacità visiva della WM, vale a dire che il numero massimo di oggetti che possono essere osservati nella WM visiva aumenta (ad esempio, Cowan, 2016) mentre il livello di dettaglio delle caratteristiche di ciascuno aumenta con successo. l'oggetto codificato rimane costante con l'età. Ad esempio, Riggs e colleghi (2011) hanno confrontato le prestazioni della memoria per oggetti con una o più caratteristiche in tre gruppi di età: 7-anni, 10-anni e adulti.

Anche se gli adulti ricordavano più oggetti dei bambini piccoli, la condizione multi-funzione non comportava ulteriori deficit di prestazione in nessun gruppo di età, rispetto agli studi in cui poteva cambiare solo una caratteristica. Ciò suggerisce che il numero di rappresentazioni di oggetti con funzionalità multiple integrate nella WM è cambiato con l'età. Tuttavia, nella condizione di funzionalità singola di Riggs et al. (2011) solo l'orientamento poteva cambiare, mentre nella condizione con funzionalità multiple, sia il colore che l'orientamento. potrebbe cambiare. Le prestazioni della memoria per il colore sono in genere migliori di quelle per l'orientamento (vedi Cowan & Hardman,2015; Oberauer & Eichenberger, 2013; Peich, Husain e Bays, 2013). In effetti, gli adulti di Riggs et al. si sono comportati altrettanto bene anche nelle condizioni con una o più caratteristiche, al contrario di Cowan e Hardman (2015; vedere anche Oberauer & Eichenberger, 2013).

È possibile che un aumento generale della memoria cromatica abbia mascherato l’effetto dannoso del ricordo di due caratteristiche. Pertanto, per escludere questa possibilità in questo studio, abbiamo esaminato sistematicamente la memoria per alcune funzionalità variando la richiesta di ricordare altre funzionalità. Ad esempio, abbiamo esaminato la memoria relativa alla posizione di un oggetto in tre condizioni: quando deve essere ricordato solo l'oggetto, quando la posizione e il colore devono essere ricordati e quando la posizione, il colore e l'orientamento devono essere ricordati tutti.

Il secondo risultato potenziale concorda con l’ipotesi di arricchimento delle caratteristiche della crescita dello sviluppo. Secondo questa ipotesi, tutti i partecipanti potrebbero conservare un uguale numero di oggetti, ma i partecipanti più anziani conserveranno più dettagli sulle caratteristiche di ciascun oggetto. Per tutti, ci si aspettava che le prestazioni nella memoria della posizione diminuissero man mano che si aggiungeva la necessità di conservare caratteristiche aggiuntive (Ipotesi H2A ), ma secondo l'ipotesi dell'arricchimento delle funzionalità, questo calo sarà più marcato per i partecipanti più giovani (Ipotesi H2B). Allo stesso modo, la memoria del colore dovrebbe diminuire quando è richiesta anche la memoria per l'orientamento (Ipotesi H2C) e, secondo l'ipotesi dell'arricchimento delle caratteristiche, questo declino dovrebbe essere più ripido per i partecipanti più giovani (Ipotesi H2D).

Il miglioramento della memoria derivante da rappresentazioni sempre più dettagliate degli oggetti ricordati, piuttosto che da un aumento del numero di oggetti, concorda con la letteratura che suggerisce che i bambini possono ricordare circa tre oggetti contemporaneamente (Oakes & Luck, 2013; Zosh & Feigenson, 2015), ma con funzionalità limitate. dettaglio (vedi Zosh & Feigenson, 2012). Questo resoconto potrebbe anche allinearsi con i resoconti dei deficit vincolanti le caratteristiche nei bambini piccoli, rispetto alle condizioni in cui è richiesta una sola caratteristica (vedi Cowan et al., 2006; Lorsbach & Reimer, 2005). Se l'ipotesi dell'arricchimento delle caratteristiche spiega completamente lo sviluppo della memoria di lavoro, si presuppone che i risultati precedenti di capacità crescente con l'età siano stati ottenuti perché i bambini più piccoli più spesso dimenticavano la caratteristica testata (ad esempio, il colore), pur conservando la conoscenza di dove si trovavano circa 3 oggetti.

Questi risultati opposti (aumento di capacità vs. arricchimento delle funzionalità) possono essere controllati in un modo diverso che non dipende dallo stato speciale di una qualsiasi funzionalità o dal carico totale delle funzionalità. Nello specifico, nel nostro blocco di test finale, ogni prova includeva solo una sonda, che poteva essere Posizione, Colore o Orientamento, sconosciuta al partecipante fino a quando la sonda non veniva presentata. Sulla base di questo blocco di prove, come spiegato più avanti, potremmo utilizzare un recente modello WM per stimare il numero di prove per le quali è nota almeno una caratteristica, un tipo di k che potrebbe aumentare con lo sviluppo (Ipotesi H1C), e in alternativa, potremmo anche stimare se il numero totale di caratteristiche note per oggetti almeno parzialmente conosciuti aumenta con lo sviluppo (ipotesi H2D) (cfr. Cowan et al., 2013; Hardman & Cowan. 2015; Oberauer & Eichenberger, 2013).

Un terzo risultato potenziale è che i partecipanti più anziani conserverebbero più oggetti e più dettagli sulle caratteristiche di quegli oggetti; sia l'ipotesi dell'aumento di capacità che quella dell'arricchimento delle funzionalità potrebbero essere corrette. Man mano che i bambini crescono, entrambi i parametri possono aumentare e contribuire a migliorare la capacità di WM. In letteratura si trovano risultati simili, anche se non identici. In particolare, lavori recenti hanno dimostrato che sia la capacità (il numero di oggetti nella WM) che la precisione con cui tali oggetti venivano ricordati erano maggiori negli adulti rispetto ai bambini con una dimensione fissa di due oggetti (Sarigiannidis, Crickmore e Astle, 2016). Sono stati riscontrati aumenti sia nel numero di elementi conservati che nella precisione con l'età anche per la memoria delle serie tonali (Clark et al., 2018). Allo stesso modo, la precisione della memoria dei bambini durante la riproduzione dell'orientamento di una o tre barre è migliorata con l'età, utilizzando sia dati trasversali (Burnett Heyes et al., 2012) che dati longitudinali (Heyes, Zokaei e Husain, 2016). Questo vantaggio legato all'età era significativamente maggiore nella condizione a tre barre rispetto a quella a una barra, il che potrebbe riflettere il fatto che il numero di slot ad alta precisione aumentava con l'età. Non stavamo studiando la precisione e non sappiamo se la precisione di qualche caratteristica giochi un ruolo paragonabile nello sviluppo a quello che stiamo studiando, il numero di caratteristiche per oggetto.

Infine, i bambini e i giovani adulti teoricamente potrebbero conservare oggetti e livelli di dettaglio uguali. Questa ipotesi complessivamente nulla è improbabile date le ricerche passate, poiché i giovani adulti in genere superano i bambini e gli adolescenti nei compiti di WM visiva (ad esempio, Brockmole &Logie, 2013; Cowan et al., 2005, 2006; Gathercole et al., 2004; Isbell et al., 2015; Riggs et al., 2006).

Metodo

Caratteristiche del campione proposto

Avevamo pianificato di reclutare 40 bambini (6 – 7 anni), 40 adolescenti precoci (11 – 13 anni) e 40 adulti in età universitaria (18 – 25 anni). Questa dimensione del campione è stata selezionata in seguito alle simulazioni di analisi del progetto del fattore di Bayes e alla simulazione dei posteriori bayesiani (vedere i dettagli di seguito). Inoltre, se l'evidenza delle differenze di età in k tra gruppi di età (ipotesi H1A, Analisi 1) fosse inconcludente (definita come un fattore di Bayes compreso tra 0,33 e 3), recluteremmo altri 10 partecipanti per gruppo di età e rianalizzeremmo, un massimo di due volte ( vedere Schönbrodt & Wagenmakers, 2018). I partecipanti idonei hanno riferito di avere una visione normale o corretta alla normalità, una visione dei colori normale e di parlare inglese fluentemente. Lo studio è stato approvato dal comitato etico della ricerca locale (Institutional ReviewBoard) presso l'Università del Missouri. Tutti i partecipanti (o, per i bambini partecipanti, i loro tutori legali) hanno fornito il consenso informato prima della partecipazione. Descriviamo criteri dettagliati di esclusione (e sostituzione) nei materiali supplementari (vedere Sezione 1), basati su prestazioni vicine al pavimento (sotto .55 proporzione corretta), vicino al soffitto (sopra .97), prestazioni inferiori al 90% nel compito di corrispondenza percettiva , nonché il mancato completamento dell'attività.

Informazioni demografiche da raccogliere

I partecipanti e i loro genitori o tutori hanno segnalato la loro età (misurata in mesi) e il sesso (femmina, maschio, altro/preferisco non dirlo), e riporteremo l'età media e i rapporti di genere per fascia di età. Informazioni demografiche facoltative sulla razza e sul gruppo etnico dei partecipanti sono state raccolte per scopi di monitoraggio della partecipazione alla ricerca e requisiti di finanziamento federale, ma non sono state riportate o analizzate in questo studio.

Procedura sperimentale

Panoramica: il nostro piano originale era raccogliere dati di persona. Tuttavia, a causa della pandemia dovuta al COVID-19, i dati sono stati raccolti online tramite una videochiamata online con lo sperimentatore. Pertanto, i partecipanti non hanno ricevuto libri e adesivi come originariamente previsto. Durante le procedure di consenso scritto e orale, i partecipanti sono venuti a conoscenza del pagamento in contanti. Le fasi dell'esperimento, in ordine, includevano le istruzioni e il coinvolgimento dei partecipanti, un compito di abbinamento percettivo, la titolazione delle dimensioni dell'insieme per adattare la difficoltà per accogliere le differenze individuali nel livello di abilità, e l'esperimento vero e proprio. La procedura di titolazione era basata su una serie di gatti dalle molteplici caratteristiche seguiti da una posizione di sonda in cui un gatto era o non era posizionato, con il riconoscimento di quella posizione testato. L'esperimento vero e proprio includeva prove con dimensioni impostate uguali e una sopra il risultato della titolazione, divise in blocchi di prova in cui ciascuna prova includeva una sonda (posizione del test), due sonde (posizione del test e colore) e tre sonde (posizione del test, colore e orientamento ) in quest'ordine o nell'ordine inverso. Infine, ciascun partecipante completerà un blocco in cui, in ogni prova, verrà sondata una qualsiasi caratteristica (Posizione, Colore o Orientamento). Stimiamo che il tempo totale del test durerà tra i 45 e i 55 minuti comprese tutte le procedure.

Istruzioni e coinvolgimento dei partecipanti. Prima di iniziare l'esperimento, lo sperimentatore utilizzerà una storia di copertina per migliorare la comprensione e il coinvolgimento del compito. Diranno ai partecipanti che abbiamo bisogno di aiuto per capire quali gatti si stavano divertendo a una festa di compleanno (ad esempio, alla festa c'era un gatto con un cappello di questo colore?). Quando la sonda è la stessa di un elemento nella matrice di memoria ("i gatti alla festa"), i partecipanti devono premere "SÌ", se è diversa da tutti gli elementi simili, devono premere "NO".

Tutti i partecipanti vedranno le istruzioni del compito sullo schermo prima di iniziare l'esperimento, mentre lo sperimentatore le legge ad alta voce. Sullo schermo appariranno anche istruzioni scritte prima di ogni nuovo blocco di prove (vedere Materiali supplementari, Sezione 8, per i dettagli sulle istruzioni dei partecipanti). I partecipanti riceveranno un feedback dopo ogni prova; un segno di spunta verde ( ✓) indicherà le risposte corrette e una croce rossa chiara (✗) quelle errate. Inoltre, alla fine di ogni blocco, i partecipanti vedranno sullo schermo numerosi segni di spunta verdi, che rappresentano tutte le prove con risposta corretta, oltre a una barra di avanzamento mobile che indica la parte dello studio che hanno completato. I partecipanti più giovani riceveranno degli adesivi come ulteriore incoraggiamento. Uno sperimentatore era disponibile online tramite un software di comunicazione virtuale per domande e incoraggiamento.

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