ワーキングメモリトレーニング

ワーキング メモリ トレーニングは、人のワーキング メモリを改善することを目的としています。ワーキング メモリは、IQ、老化、精神的健康に関連する中心的な知的機能です。ワーキング メモリ トレーニング プログラムは、ワーキング メモリ障害に関連する特定の病状の治療と、健康な神経学的典型的成人の認知能力の全般的な向上の両方に効果的な手段であると言われています。

このテーマに関する個々の研究では、異なる、時には矛盾する結果が示されています。あるメタ研究^[1]が述べているように、「認知トレーニングは知能を向上させるか？」という質問をすることは、「薬は病気を治すか？」という質問をすることと同じくらい不適切です。なぜなら、どの介入（どの薬またはワーキングメモリトレーニングプログラム）が評価されているのか、どの症状（ADHD、脳卒中、一般的な認知機能の改善など）を緩和するために適用されるのか、どのような状況下で実施されるのか（選択基準、遵守率、結果変数など）を明記していないからです。

認知トレーニングにとって非常に重要な、2012年の影響力のあるメタスタディでは、30のグループ比較を含む23の研究を分析し、臨床記憶トレーニングプログラムはADHDの子供と大人のワーキングメモリスキルの確実な短期的改善をもたらすが、追加のフォローアップトレーニングなしでそのような効果が長期的に維持できるという証拠はないという結論に達しました。^[2] 3年後、別のメタスタディは反対の結論に達しました。ワーキングメモリトレーニングは、実践されているタイプのワーキングメモリテストだけでなく、他のトレーニングされていないタスクや日常生活でも、一貫して有用な効果があるという結論です。^[3] それ以来、より大きなサンプルサイズ、明確に定義されたコントロールグループ、および結果変数のより均一な処理を備えたさまざまな追加の臨床実験が完了しました。証拠はまだ一致しているとは言えませんが、ワーキングメモリトレーニングに関する実験的研究がいくつかあり、ADHDの人^{[4] [5]、}脳卒中や外傷性脳損傷を患った人^{[6] [7]}、がん治療を受けた子供^{[8] [9]}、そして正常に発達している子供^{[10] [11]に有益な効果があることが示されています。}

ワーキングメモリ（WM）は、さまざまなタスクに必要な一時的な情報を複数記憶するシステムです。ワーキングメモリは、情報の保存と操作である点で短期記憶とは異なりますが、短期記憶は、すぐに利用できる状態で情報を保存するだけです。したがって、短期記憶はワーキングメモリの構成要素です。[ ^12]ワーキングメモリの容量は通常、人が一度に頭の中に保持できる情報の数を決定することによって評価されます。たとえば、人は一連の数字と文字を聞いて、それらを頭の中で順番に並べ替え、並べ替えられたリストを声に出して思い出すように求められます。確実に思い出すことができる文字やその他の項目の最長のセットがワーキングメモリの容量です。^[13]

ワーキングメモリの容量は人によって異なります。8つの指示を思い出せる人は、5つの指示しか思い出せない人よりもワーキングメモリの容量が大きいです。多くの科学的研究は、ワーキングメモリの容量と、注意力や知性などの他の基本的な認知能力の強さを関連付けています。^{[14] [15]逆に、ワーキングメモリの低さは、} ADHDや多くの学習障害 の主要な欠陥の1つであると考えられています。 ^{[16] [17]}

ワーキングメモリの訓練タスクはコンピュータ上で行われ、多くの場合、肯定的な強化、個人のパフォーマンスのフィードバック、 ^[18]、および個人の現在のスコアを個人の最高スコアの横に表示するなどの他の動機付け機能と組み合わせられます。^[19]これらのタスクの練習には、エンコード、抑制、維持、操作、注意の移動と制御、2つのタスクを同時に管理したり注意を分割したりする能力など、多くのプロセスが必要です。^[20]タスクの可能な形式には、画面上の一連のアイテムの場所を思い出す、提示された順序または逆の順序で数字または文字を思い出す、^[19]、または特定の数字または数字がシーケンス内のどこにあったかを具体的に思い出すなどがあります。^[18]コンピュータはさらに、学習と全体的な改善を最大化するために、各試行で個人のパフォーマンスに合わせてタスクの難易度を調整するようにプログラムされています。個人が1つの試行で悪い結果を出した場合、難易度は下がります。同様に、個人が次の数回の試行で優れた結果を出した場合、難易度は上がります。難易度を変える2つの方法は、記憶すべき刺激の数を調整することと、視覚的な気を散らすものを追加することである。^[21]

ワーキングメモリの訓練でよく使われる戦略としては、課題の繰り返し、親と本人の両方にパフォーマンスを向上させるためのヒントなどのフィードバックを与えること、研究の実施者と親からの賞賛と報酬による積極的な強化、^[18]、試行ごとに課題の難易度を徐々に調整することなどがある。個人がもっと明示的に使う戦略としては、教材のリハーサル、チャンキング、教材と心のイメージの組み合わせ、記憶術、その他のメタ認知戦略などがある。^{[22] [23]}後者の戦略は学習されたものであり、その使用は意識的に認識されている。

訓練開始前に、参加者は訓練前の言語および視覚空間課題を完了します。これらの課題は、研究のフォローアップで訓練後の課題として追加で完了します。訓練前および訓練後の課題はさまざまで、一部の研究では言語および視覚空間課題に加えて、わずかに異なる課題を使用します。これらは「訓練されていない課題」と呼ばれます。Klingberg ら^[21]は、訓練前および訓練後の期間中に、視覚空間課題、スパンボード、ストループ課題、Raven の色付き漸進的マトリックス、および選択反応時間課題を使用しました。Holmes ら^{[19] は、}非単語想起課題、迷路記憶課題、リスニング想起、および「異例の 1 つ」課題を使用しました。研究で使用した課題とは異なる課題を使用することで、高得点が達成された場合、それらは訓練中に学習されていないため、実験結果で転移効果を実証できます。

研修自体は、参加者が一定期間内に一定数のセッションに参加するように研究で設定されており、その期間は研究によって大きく異なります。この期間は 2 週間から 8 週間までさまざまです。セッションに費やす時間もさまざまで、15 分程度の研究もあれば 40 分かかる研究もあります。研究は研究室で行われることもあれば、研究者が毎週電話で連絡を取り合う自宅で行われることもあります。^[18]研修スケジュールを設定するための普遍的な方法はありません。すべてのスケジュールが少なくともある程度は異なる傾向があるためです。効果は研修の完了直後と数か月後、または最大 1 年後にもテストされ、研修の結果がまだ有効かどうかが確認されます。テストと評価は、学業効率の尺度、教師と保護者による個人の症状の評価、研究の実験グループと対照グループの比較、および自己報告尺度に基づいて行うことができます。

ワーキングメモリトレーニングからは、多くの転移効果が期待できます。ワーキングメモリ容量が増加すると、数学やその他の難しい学問など、ワーキングメモリへの負荷が高いタスクに取り組む可能性が高くなります。^[24] Holmesら^[25]は、トレーニング完了後6か月経っても数学的推論が改善されたと報告しています。さらに、ADHDの子供の不注意行動、多動性、衝動性が減少すると親から報告されています^[24]。運動活動の減少に加えて、 ^[21]転移効果の大部分は、フォローアップ中およびトレーニング終了直後に完了するラボベースの非トレーニングタスクで見られます。さまざまなワーキングメモリトレーニングの効果を評価した30の研究のメタ分析では、WMトレーニングは短期的には信頼できる効果があるものの、長期的には有効性が限られていることがわかりました。^[26]別の研究では、要求の厳しいアクションビデオゲームの使用は空間認知や素早い知覚などの基本的なプロセスに有益である可能性があるが、アクションのない3Dパズルゲームの使用では、ゲーム自体からは転用できない改善が見られることがわかった。^[27]これらの結果から得られる知見は、研究者がどの非訓練タスクを使用するかによって異なります。これらの研究の主な一般的な知見は、実験グループは対照グループと比較して訓練されたタスクで改善し、その効果を維持するには再訓練が必要であることを確認しています。^[24]

ADHD の子供における不注意行動、多動性、衝動性の減少が報告されているほか、脳卒中を経験した成人を対象にしたパイロット スタディでは、体系的なワーキング メモリ トレーニングによってワーキング メモリと注意力を改善できることがわかっています。この研究では、研究前と研究後の認知障害の症状の自己評価も実施しました。研究を完了した 9 人の参加者のうち 8 人が、研究後の評価で研究前と比較して認知障害の発生が減ったと報告しています。全体として、このパイロット スタディでは、以前に脳卒中を経験した成人患者に対するワーキング メモリ トレーニングによって、神経心理学的検査で測定される認知機能と、認知障害の主観的報告の両方が改善されると結論付けられています。^[28]

研究により、ワーキングメモリトレーニングは、特に青少年における不安障害やうつ病によるワーキングメモリの欠陥を改善するのに役立つ可能性があることも証明されています。ある試験研究では、733人の青少年参加者のWMをテストし、参加者をアクティブまたはプラセボの感情ワーキングメモリトレーニングにランダムに割り当てました。不安障害やうつ病障害は感情の調節に大きな影響を及ぼすため、結果を確認するための最良の方法として感情刺激を使用しました。2週間に1回のトレーニングを4週間行った後、アクティブグループではワーキングメモリ、短期および長期の感情機能の両方が改善され、自尊心も向上しました。両グループでWMの改善が見られましたが、多くの限界があり、不安障害やうつ病などの精神疾患に苦しむ人々に長期的な効果をもたらすトレーニングを生み出すには、さらなる研究が必要です。^[29]

ワーキングメモリトレーニングは全体的な知能を向上させる能力があると主張する研究がいくつか発表されているが、最近の文献ではワーキングメモリトレーニングは他の認知能力テストには転用できないと示唆している。また、以前の研究で導き出された結論は、設計上の制限、さまざまな結果、理論的根拠の欠如の結果であるとも示唆している。^[30]制限は主に、以前の研究におけるコントロールの欠如に見られる。ワーキングメモリトレーニングに関する以前のすべての文献を評価した論文では、実験グループとコントロールグループの両方で「モチベーション、コミットメント、および困難」を同時にコントロールした研究は1つもなかったと指摘されている。^[31]この論文が発表されてから数年後、前述のすべての側面をコントロールしながらワーキングメモリトレーニングの転用効果をテストするランダム化プラセボ対照研究が実施された。^[30]この研究では、ワーキングメモリトレーニングは、流動性知能、マルチタスク、結晶性知能、および知覚速度を含む他の認知能力テストのいずれにもプラスの転用がないという結論に達した。

1970 年代を通じて、ワーキング メモリの概念は広く受け入れられ、その重要性がよりよく理解されるようになりました。この頃、ワーキング メモリを改善するための多くの試みも開始されました。^[32]たとえば、あるケースでは、大学生が毎日 1 時間、声に出して読み上げられた数字を繰り返す練習をしました。 ^[33] 彼はこれを 20 か月間、週に 3 ～ 5 回繰り返し、79 桁もの数字を暗唱できるようになりました。この訓練されたタスクの能力は向上しましたが、ワーキング メモリ、つまり前述の情報を保存する能力は向上しませんでした。このことは、数字の代わりに文字を繰り返すように求められたときに、数字を思い出す練習を 320 時間以上行った同じ学生が一度に 6 文字しか思い出せなかったときに最も明確に示されました。これは、正常から平均以下のパフォーマンスでした。このトレーニングの効果は、ワーキング メモリ システムを改善することではなく、保存されている情報を変更することでした。学生は、数字をグループ化し、それらを長期記憶にすでにある類似の数字に関連付ける複数の方法を学習しました。実際には、彼のワーキング メモリの容量は増加していませんでした。この研究や同様の研究は、作業記憶は改善できない固定された特性であるという科学界における一般的な仮説に貢献しました。

1990年代と2000年代に発表された多くの臨床研究では、ワーキングメモリトレーニングはADHDやその他の認知障害の影響を軽減するための効果的な戦略であると主張しています。^[34]また、多くの研究では、ワーキングメモリトレーニングがエピソード記憶を強化し、高齢者の流動性知能と処理速度タスクのパフォーマンスと改善につながる可能性があることも実証されています。^{[35] [36] [37]}

ジョージア工科大学の研究者は、WMTに関する17の研究を検討した結果、多くの研究で「不適切な管理」と「対象となる認知能力の測定が効果的でない」ことから、「結果に一貫性がない」と結論付けました。^[38]

2012年に、体系的なメタ分析レビューが実施されました。^[2]厳格な包含基準により、すべての研究がランダム化比較試験または準実験のいずれかであることが保証されました。すべての研究には、治療と、治療または未治療の対照群が含まれていなければなりませんでした。この時点で、通常発達している子供と大人の臨床サンプルの両方を含む約23の研究がこれらの基準を満たしていました。結果は、Ericcsonら（1980）による元の発見をほぼ再現しました。^[33]練習したスキルに短期的な改善がありました。結果はADHD人口に対して決定的でしたが、通常発達している子供と健康な成人における転移または一般化効果（能力の向上を示す）の説得力のある証拠はありませんでした。" ^[2]

他の研究者も、注意力の問題を抱える子供に対する訓練の効果を研究している。その中には、ニューヨーク大学^{[39] [40]}やヨーク大学^[25]などがある。さらに、多くの研究者が現在、ワーキングメモリ訓練のさまざまな新しい用途への利用を模索しており、健常者や高齢者、^[41]小児がん生存者、^{[42] [原著研究? ]}および脳卒中や外傷性脳損傷の被害者を対象とした研究が完了または開始されている。^{[43] [44]} 2009年2月号のScienceで、F. McNab 率いる Klingberg らは、適応スパン訓練がドーパミンD1 および D2 受容体に変化をもたらしたと主張した。^[45]同じ研究で、「遠隔転移」、つまり1つのテストのスキルが非常に異なる知能関連スキルに適用されるかどうかのテストが行​​われた。結果は報告されていない。^[38]（オンライン資料を参照）。さらに、スウェーデンのワレンバーグ神経科学センターの研究では、ワーキングメモリのトレーニングが海馬の神経新生を減少させる可能性があることが示されています。実験医学者が成体の雄のラットにワーキングメモリの課題を4日間または14日間訓練したところ、2週間訓練したラットは4日間しか訓練しなかったラットよりも海馬の新生児ニューロンが少なかった。この報告書は、ワーキングメモリの激しいトレーニングによって引き起こされるストレスの増加が海馬ニューロンの生成を減少させる可能性があることを示唆しています。^[46]

有効性に関する信頼できる証拠の欠如は、一般メディアでますます強調されています。^{[47] [48] [49]}