算数障害

ディスカリキュリア（/ ˌ dɪ s k æ l ˈ k juː l i ə /）[ ^{1] [2] [ 3] [4]は、}数字の理解、数字の操作方法の学習、数学的計算の実行、数学の事実の学習などの困難を伴う、算数の学習または理解の困難につながる学習障害である。口語的には「数学ディスレクシア」と呼ばれることもあるが、これらは異なる症候群であるため、この類推は誤解を招く可能性がある。^[5]

算数障害は、頭頂間溝周辺の機能障害と関連しており^[6]、前頭葉にも関連している可能性がある。^{[7] [8]}算数障害は、認知能力の一般的な欠陥や、時間、測定、空間推論の困難を反映するものではない。^{[9] [ 10]}算数障害の有病率は、人口の3～6%と推定されている。 [9] ^{[10] 2015年には、算数障害のある子供の11%が}ADHDを患っていることが判明した。^{[11]算数障害は、}ターナー症候群^[12]や二分脊椎の人とも関連している。^[13]

数学的障害は、ある種の脳損傷の結果として発生する可能性があり、その場合には、先天性、遺伝性、または発達性起源の算数障害ではなく、失算症という用語が使用されます。

ディスカリキュリアの最も初期の症状は、通常、瞬時認識能力の欠陥です。瞬時認識能力とは、小さなグループの中に物がいくつあるかを、数えずに一目見ただけで知る能力です。5歳の子供でも、特にサイコロの側面の点を見ながら、6つの物を瞬時認識することができます。しかし、ディスカリキュリアの子供は、瞬時認識できる物が少なく、正しく認識できたとしても、同年齢の子供よりも数を特定するのに時間がかかります。^[14]ディスカリキュリアは、年齢によって見た目が異なる場合があります。子供が成長するにつれて、より顕著になる傾向がありますが、症状は就学前の早い時期に現れることもあります。^{[15]ディスカリキュリアの一般的な症状は、}暗算が困難であること、時間の分析やアナログ時計の読み取りが困難であること、数字を含む運動順序付けが困難であること、数字を足すときに指で数えることが多いことです。^[16]

多くの研究者は算数障害は持続的な障害であると考えているが、算数障害の持続性に関する証拠は依然としてまちまちである。^[17]例えば、Mazzocco と Myers (2003) による研究では、研究者は多数の尺度で子供たちを評価し、最も一貫性のある尺度を最良の診断基準として選択した。それは、TEMA-2 の厳格な 10 パーセンタイル カットオフである。^[18]最良の基準であっても、子供たちの算数障害の診断は長期的には持続しないことが判明した。4 年間で診断された生徒のうち、少なくとも 2 年間診断されたのは 65% に過ぎなかった。2 年連続で診断された子供の割合はさらに減少した。これは、誤診された子供たちが通常通り進歩するにつれて数学と空間認識が向上した結果なのか、改善が見られた被験者は正確に診断されていたが非持続性学習障害の兆候を示したのかは不明である。^[要出典]

成長期に算数障害を患った成人に関する研究はごくわずかですが、そのような研究では、算数障害は成人期まで続く可能性があることが示されています。算数障害は、成人の生活の大きな部分に影響を与える可能性があります。^[19]算数障害のある成人のほとんどは、4年生レベルの算数を処理するのに苦労しています。1～4年生レベルでは、多くの成人は算数の問題をどう解くべきかを知っていますが、問題に関しては不注意ではないにもかかわらず、「不注意な間違い」のために間違えることがよくあります。成人は算数の問題での間違いを処理できないか、間違いを犯したことにさえ気付かない場合があります。これらの処理エラーにより、視覚空間入力、聴覚入力、および触覚入力が影響を受けます。算数障害のある人は、頭が数字を混同することがあるため、列形式で数字を加算するのが難しい場合があります。また、頭が問題を誤って処理するため、同じ（間違った）答えを2回得る可能性があります。算数障害のある人は、異なる硬貨の違いや大きさを判別したり、お釣りの正しい金額を言い当てたりすることが難しい場合があります。また、数字がグループ化されている場合、どちらが少ないか多いか判断できない可能性があります。^[20]算数障害のある人に、2つの数字のうち大きい方を選ぶように求められ、小さい方の数字が大きい方のフォントで書かれている場合、質問を文字通りに受け取り、大きいフォントの数字を選ぶことがあります。^[21]算数障害のある成人は、運転中の方向指示や金銭管理に苦労し、日常生活に支障をきたすことがあります。^[22]

特に大学生は、課題の難易度が急激に変化し、課題のペースが速いため、苦労することがある。その結果、学生は大きな不安やフラストレーションを感じるようになる。長い間不安と向き合ってきた結果、学生は数学を嫌うようになり、できるだけ避けようとするようになる。その結果、数学の成績が下がる可能性がある。しかし、算数障害のある学生も、書くこと、読むこと、話すことに関しては非常に優秀な成績を収めることがある。^[20]

領域全般の原因と領域特有の原因の両方が提唱されている。純粋な発達性算数障害に関しては、読解力などの他の領域にも影響を与えずに数値領域での能力を損なうことはないはずなので、領域全般の原因は考えにくい。^[要出典]

発達性算数障害の原因については、大きさの表現（または数モジュール欠陥仮説）とアクセス欠陥仮説という、領域特有の競合する2つの仮説が提唱されている。^[要出典]

デハーン^[23]の「数感覚」理論は、近似数は心的数直線上で自動的に昇順に並べられることを示唆している。非記号的大きさ（例えば点の数）を表現し処理するメカニズムは「近似数体系」（ANS）として知られており、「大きさ表現仮説」または「数モジュール欠陥仮説」として知られるANSの精度の根本的な欠陥が、発達性算数障害の根本的な原因として提案されている。^[24]

特に、ANSの構造的特徴は、数値比較課題で確実に観察されている「数値距離効果」と呼ばれる現象によって理論的に裏付けられています。^[25]通常発達している個人は、近い数字のペア（例：7と8）を比較する際、遠い数字のペア（例：2と9）を比較する場合よりも正確性が低く、時間がかかります。ウェーバーの法則に基づく関連する「数値比率効果」（2つの数字の比率は変化しますが、距離は一定に保たれます。例：2対5、4対7）も、 ANSの構造をさらに裏付けるために使用されています。^[26]数値比率効果は、個人が、比率が大きい数字のペア（例：8と9、比率=8/9）を比率が小さい数字のペア（例：2と3、比率=2/3）と比較する際よりも正確性が低く、時間がかかる場合に観察されます。物体のセット（非記号的）の比較における数値距離または比率効果が大きいことは、ANSの精度が低いことを反映していると考えられており、ANSの鋭さは、通常発達している子供^[26]および成人^{[27]の数学の成績と相関していることがわかっています。}

さらに重要なことに、いくつかの行動研究^{[28] [29]}では、発達性算数障害の子供は、通常発達している子供よりも距離/比率効果が弱いことがわかっています。さらに、神経画像研究では、距離/比率効果の行動の違いが明確に現れない場合でも、追加の洞察が得られています。たとえば、Gavin R. Price とその同僚^[30]は、発達性算数障害の子供は、通常発達している子供と比較して、反応時間に対する距離効果に差は見られなかったが、反応の正確さに対する距離の影響は大きかったことを発見しました。彼らはまた、発達性算数障害の子供の右頭頂間溝は、通常発達している子供ほど非記号的数値処理に対する反応で調整されていないことも発見しました^[30] 。頭頂間溝が大きさの表象に強く関与していることから、発達性算数障害の子供は頭頂部で大きさの表象が弱い可能性があります。しかし、これは、記号表現（アラビア数字など）から数値にアクセスして操作する能力に障害がある可能性を排除するものではありません。

さらに、横断研究の結果によると、発達性算数障害のある子供は、数値の大きさの表現の発達が最大5年遅れる可能性があることが示唆されています。^[31]しかし、縦断的研究が不足しているため、数値の大きさの表現の欠陥が発達の遅れなのか、障害なのかについては依然として疑問が残っています。^[要出典]

Rousselle & Noël ^{[32] は、}算数障害は、既存の数値の大きさの表現をアラビア数字の記号にマッピングできないことによって引き起こされると提唱している。この仮説の証拠は、算数障害のある人は非記号的な数値の大きさの知識を測定するタスク（非記号比較タスク）では熟練しているが、数の記号表現を処理する能力（記号比較タスク）が低下していることを明らかにした研究調査に基づいている。^[33] 神経画像研究では、数値の大きさの記号処理を測定するタスク中に右頭頂間溝の活性化が増加するが、非記号処理は増加しないことも報告されている。^[34]しかし、アクセス障害仮説に対する支持は、研究調査間で一貫していない。^[30]

最も基本的なレベルでは、算数障害は算数能力の正常な発達に影響を及ぼす学習障害である。^[35]

算数障害の適切な診断基準についてはまだ合意が得られていない。^[36]数学は複雑（つまり、算数、代数、文章題、幾何学など、多くの異なるプロセスを含む）かつ累積的（つまり、プロセスが互いに積み重なって高度なスキルを習得するには多くの基本スキルの習得が必要）な特定の領域である。したがって、算数障害はさまざまな基準で診断することができ、実際にそうであることが多い。診断基準のこの多様性は、特定されたサンプルのばらつきにつながり、したがって算数障害に関する研究結果のばらつきにつながる。^[要出典]

診断基準として達成度テストを使用する以外に、研究者はより包括的な診断を作成するために、領域固有のテスト（ワーキングメモリ、実行機能、抑制、知能などのテスト）と教師の評価に頼ることがよくあります。または、fMRI研究では、前頭前野の活性化に基づいて、神経学的に正常な子供の脳と算数障害のある子供の脳を確実に区別できることが示されています。^[37]しかし、脳と神経の研究に関連するコストと時間の制限により、これらの方法は、その有効性にもかかわらず、診断基準に組み込まれる可能性は低いでしょう。^{[引用が必要]}

算数障害のサブタイプの研究はコンセンサスがないまま始まっており、予備研究ではサブタイプの候補として併存する学習障害に焦点を当ててきました。算数障害の患者に最も多くみられる併存疾患は失読症です。^[38]併存疾患のあるサンプルと算数障害のみのサンプルで行われたほとんどの研究では、異なるメカニズムが働いており、併存疾患の付加効果があることが示されており、このようなサブタイプ分けは算数障害の診断には役立たない可能性があることが示されています。しかし、現時点では結果にばらつきがあります。^{[39] [40] [41]}

^{失読症[38]}やADHD ^[7]などの他の障害との併存率が高いため、一部の研究者は、数学的障害には異なる根本的なプロファイルと原因を持つサブタイプが存在する可能性を示唆しています。^{[42] [8]}特定のサブタイプが、より一般的な数学的学習障害ではなく「失算症」と具体的に呼ばれているかどうかは、科学文献では多少議論されています。

• 意味記憶：このサブタイプは、失読症などの読書障害と併存することが多く、長期記憶の表現と検索が不十分なのが特徴です。これらのプロセスは、左角回で共通の神経経路を共有しており、算数の事実検索戦略^[43]と記号の大きさの判断^[44]において選択的であることが示されている。この領域はまた、失読症の成人の音韻処理中に言語関連領域との機能的接続性が低いことも示している。^{[45] [46]}したがって、左角回の破壊は、読書障害と計算困難の両方を引き起こす可能性がある。これは、計算障害が症状群の1つであるゲルストマン症候群の患者で観察されている。
• 手続き的概念：ギアリーの研究によると、数学障害のある子供は、事実の検索に関する問題の増加に加えて、未熟な計算戦略に頼っている可能性がある。具体的には、数学障害のある子供は、数値事実を検索する能力とは関係のない、計数戦略の習得が不十分であることが示された。^[47]この研究では、概念的知識の乏しさが数処理の質的欠陥を示すのか、それとも単に典型的な数学的発達の遅れを示すのかを見分けるのは難しいと指摘している。
• ワーキングメモリ：研究によると、算数障害のある子供は、神経学的に正常な子供と比較して、ワーキングメモリタスクのパフォーマンスが低下していることがわかっています。 ^{[48] [49]}さらに、研究では、算数障害のある子供は、視空間ワーキングメモリタスク中に頭頂間溝の活性化が弱いことが示されています。 ^[6]このようなタスク中のこの領域の脳活動は、全体的な算数パフォーマンスに関連しており、^[50]数値とワーキングメモリの機能が頭頂間溝に収束する可能性があることを示唆しています。ただし、ワーキングメモリの問題は、領域全般の学習障害と混同されているため、これらの欠陥は算数障害に特有のものではなく、より大きな学習障害を反映している可能性があります。前頭葉領域の機能障害は、ワーキングメモリやその他の実行機能の欠陥にもつながり、ADHDとの併存症の原因となる可能性があります。^{[7] [8]}

研究では先天性または遺伝性疾患が原因であるという兆候も示されていますが^[51]、これを証明する証拠はまだありません。

現在までに、算数障害のある人に特化した介入法はほとんど開発されていない。具体的な操作活動は、何十年もの間、改善目的で基本的な数の概念を訓練するために使用されてきた。^[52]この方法は、目標、学習者の行動、および行動に関する情報のフィードバックの間の本質的な関係を促進する。^{[53] [54]} Lynn Fuchsらが設計した、ゲーム、フラッシュカード、および操作可能なものを使用して算数、数の概念、計数、および数の家族の概念を教える 1 対1 の個別指導パラダイムは、一般的な数学の学習障害のある子供に効果があることが証明されているが、算数障害のある子供に特化した介入法はまだテストされていない。 ^{[55] [56] [57]}これらの方法では、特別に訓練された教師が小グループまたは個々の生徒と直接取り組む必要がある。そのため、教室での授業時間は必然的に限られている。このため、いくつかの研究グループが、算数障害のある人に特有の欠陥をターゲットにしたコンピューター適応型トレーニング プログラムを開発している。^[58]

計算力障害の治療を目的としたソフトウェアが開発されている。^{[59] [60] [21]}コンピュータ適応型トレーニングプログラムは1対1の介入をモデルにしているが、いくつかの利点がある。最も顕著なのは、デジタル介入では、クラスや教師と行うよりも多くの練習ができることである。^[61] 1対1の介入と同様に、いくつかのデジタル介入も、一般的な数学学習障害のある子供に効果があることが証明されている。Räsänenと同僚は、The Number RaceやGraphogame-mathなどのゲームが、一般的な数学学習障害のある子供の数比較タスクのパフォーマンスを向上させることができることを発見した。^{[62] [63]}

算数障害患者に特化したデジタル介入がいくつか開発されている。いずれも数学の困難に関連する基本的なプロセスをターゲットにしている。Rescue Calcularisは、初期のコンピュータ化された介入の1つであり、心の中の数直線の完全性とアクセス性を改善することを目指した。^[62]算数障害患者向けのその他のデジタル介入では、ゲーム、フラッシュカード、操作可能なものをテクノロジーを通じて機能させる。^[61]

各介入は基本的な数的処理能力を向上させると主張しているが、これらの介入の著者らは、報告されたパフォーマンスの向上には反復と練習の効果が関与する要因である可能性があることを認めている。^{[61] [62] [63]}さらなる批判は、これらのデジタル介入には数値を操作するオプションがないことである。^[54]前の2つのゲームは正解を提供するが、介入を使用する個人は操作を通じて正解が何であるかを積極的に決定することはできない。 Butterworthと同僚は、個人が異なるサイズの棒を比較することを可能にするThe Number Bondsのようなゲームがデジタル介入が進むべき方向であると主張した。 このようなゲームは、操作アクティビティを使用して、計算力障害の研究によって導かれたコンテンツに対する内発的動機付けを提供する。 これらのシリアスゲームの1つがMeister Cody – Talasiaで、これは計算力障害を検出するための診断テストであるCODYアセスメントを含むオンライントレーニングです。 これらの調査結果に基づいて、Dybuster Calcularisは学習者による操作を可能にする適応アルゴリズムとゲーム形式によって拡張されました。^{[64] [65]}加算、減算、数直線上の計算能力が向上することがわかり、Dybuster Calcularisとして発売されました。^{[64] [66]}

ある研究では、数字の学習中に頭頂葉に経頭蓋直流刺激（TDCS）を使用し、通常発達している個人において、選択的に数字の能力が向上し、6か月後もその能力が維持されていることが実証されました。^[67]改善は、右頭頂葉に陽極電流を、左頭頂葉に陰極電流を流し、逆の設定と比較することで達成されました。同じ研究グループが2人の算数障害患者を対象にしたトレーニング研究でtDCSを使用したところ、逆の設定（左陽極、右陰極）で数字の能力が向上したことが実証されました。^[68]

算数障害は一般人口の3～6%に存在すると考えられていますが、国やサンプルによって推定値は多少異なります。^[69]多くの研究では、男女の有病率は同等であることがわかっています。^{[36] [70]}有病率に性差があると考える研究では、女性の算数障害の有病率が高いことがよくありますが、男性の有病率が高いという研究もいくつかあります。^[17]

ディスカリキュリアという用語は1940 年代に造られたが、1974 年にチェコスロバキアの研究者ラディスラフ・コシュの研究によって初めて完全に認識された。コシュはディスカリキュリアを「数学的能力の構造的障害」と定義した。彼の研究により、学習障害は数学的計算を制御する脳の特定の部分の障害によって引き起こされるのであって、症状のある個人が「知的障害者」だからではないことが証明された。研究者は現在、この症状について言及する際に「数学ディスレクシア」または「数学学習障害」という用語を使用することがある。^[71]数学に特有の認知障害は、もともと脳の特定の領域の損傷の結果として特定の算数障害を経験した患者の症例研究で特定された。より一般的には、ディスカリキュリアは遺伝的に関連した学習障害として発達的に発生し、数字や数の事実 (例えば、九九) を理解、記憶、または操作する能力に影響を与える。この用語は、算術演算が実行できないことを指すことが多いが、スタニスラス・デハーン^[72]やブライアン・バターワース^[10]などの教育専門家や認知心理学者によって、数字を比較量の抽象概念として概念化するより根本的な能力の欠如（「数感覚」の欠陥）として定義されており、これらの研究者は、この能力が他の数学的能力の基礎となるスキルであると考えている。算数障害の症状には、単純な数え上げの遅れ、加算、減算などの単純な算数の事実を記憶できないことなどがある。このテーマに関する研究はほとんど行われていないため、既知の症状はほとんどない。^{[9] [10]}

算数障害という用語は少なくとも1949年に遡ります。^{[73] [74]}

ディスカリキュリアはギリシャ語とラテン語に由来し、「下手に数える」という意味です。接頭辞のdys- はギリシャ語に由来し、「下手に数える」という意味です。語源のcalculia はラテン語のcalculareに由来し、「数える」という意味です。また、 calculationやcalculusの同源語でもあります。

• アベール、サマンサ（2003）。私の13歳の冬：回想録。ニューヨーク：オーチャードブックス。ISBN 978-0-439-33904-9. OCLC  51536704.
• Ardila A, Rosselli M (2002年12月). 「算数障害と算数障害」(PDF) . Neuropsychol Rev. 12 ( 4): 179–231. doi :10.1023/a:1021343508573. PMID  12539968. S2CID 2617160. 2016年3月4日時点の オリジナル(PDF)よりアーカイブ。2012年6月27日閲覧。
• トニー・アトウッド (2002)。「学校での算数障害：それが何なのか、そして何ができるのか」First & Best in Education Ltd. ISBN 978-1-86083-614-5. OCLC  54991398.
• Butterworth B、Yeo D (2004)。算数障害ガイダンス：算数で特定の学習困難を抱える生徒への支援。ロンドン：NferNelson。ISBN 978-0-7087-1152-1. OCLC  56974589.
• Campbell JI (2004).数学的認知ハンドブック. Psychology Press (UK). ISBN 978-1-84169-411-5. OCLC  644354765.
• メル・ブラフ、アン・ヘンダーソン、フィル・ケイム（2003年）。算数障害への取り組み：算数障害の認識：数学学習の障壁を克服する。サンタバーバラ、カリフォルニア州：ラーニングワークス。ISBN 978-0-9531055-2-6. OCLC  56467270.
• Chinn, Stephen J. (2004)。『数学の悩み：算数に困難を抱える学習者を支援する実践ガイド』ニューヨーク：RoutledgeFalmer. ISBN 978-0-415-32498-4. OCLC  53186668.
• Reeve R、Humberstone J (2011)。「5 ～ 7歳児の指認識と計算能力」 。Frontiers in Psychology。2 : 359。doi : 10.3389 / fpsyg.2011.00359。PMC 3236444。PMID  22171220。
• 「Sharma: Publications」。Dyscalculia.org。2012年6月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年6月27日閲覧。

• カーリーの算数障害