PMC

Training Regimens and General Learning

Deși există nenumărate exemple de învățare extrem de specifică, au fost stabilite doar câteva paradigme de antrenament în care învățarea pare mai generală. Aceste paradigme de învățare sunt, de obicei, mai complexe decât manipulările de laborator și corespund unor experiențe din viața reală, cum ar fi antrenamentul pentru jocuri video de acțiune, antrenamentul muzical sau antrenamentul sportiv.

Lucrări recente indică faptul că experiența jocurilor video de acțiune duce la îmbunătățirea performanțelor la o serie de sarcini. De exemplu, jucătorii de jocuri de acțiune își depășesc colegii la sarcina de urmărire a mai multor obiecte, în care participanții trebuie să urmărească mai multe obiecte care se mișcă independent, afișând astfel o capacitate sporită a sistemului atențional (Green & Bavelier, 2006b). De asemenea, aceștia au performanțe mai bune la sarcina câmpului vizual util, în care participanții trebuie să localizeze o țintă care clipește rapid printre o multitudine de obiecte care le distrag atenția (Green & Bavelier, 2006a). Această abilitate indexează capacitatea de a desfășura atenția în spațiu (Ball, Beard, Roenker, Miller, & Griggs, 1988) și este unul dintre cei mai buni predictori perceptuali ai ratei accidentelor de conducere la persoanele în vârstă, depășind cu mult măsurile standard de acuitate (Myers, Ball, Kalina, Roth, & Goode, 2000). Jucătorii de jocuri de acțiune demonstrează capacități superioare la sarcina de clipire atențională, în care participanții trebuie să analizeze un flux de litere prezentate una după alta într-un ritm rapid (10 Hz), indicând caracteristici temporale mai rapide ale atenției vizuale (Green & Bavelier, 2003). Participanții pricepuți la jocuri de acțiune pot, de asemenea, să rezolve detalii vizuale în contextul unor distractori foarte strânși, ca în sarcina de aglomerare. În această sarcină, obiectele flancate deasupra și sub o țintă centrală afectează negativ capacitatea de a identifica ținta centrală. Procedând astfel, astfel de participanți prezintă o rezoluție spațială mai mare a procesării vizuale (Green & Bavelier, 2007). Jucătorii de jocuri video de acțiune demonstrează, de asemenea, abilități îmbunătățite de rotație mentală (Feng, Spence, & Pratt, 2007). S-a demonstrat că experiența jocurilor video de acțiune se transferă chiar și la sarcini de nivel înalt din lumea reală, cum ar fi procedurile de pilotaj (Gopher, Weil, & Bareket, 1994).

Critic, în fiecare dintre cazurile de mai sus, legătura de cauzalitate dintre experiența jocurilor video de acțiune și performanța îmbunătățită a fost demonstrată printr-un studiu de instruire în care persoanele care nu joacă jocuri au fost instruite în mod specific pe un joc video de acțiune, iar abilitatea în cauză (de ex, capacitatea de atenție) a fost evaluată înainte și după antrenament și a fost comparată cu performanța unui grup de control care a jucat un joc care nu este un joc de acțiune pentru aceeași perioadă de timp. Acest punct este de mare importanță, deoarece studiile de formare efectuate în mod corespunzător sunt esențiale pentru a avansa nivelul de înțelegere în acest domeniu. Deși multe persoane joacă jocuri video, muzică sau sporturi ca parte a vieții lor de zi cu zi, putem deduce doar atât de multe lucruri prin compararea performanțelor acestor „experți” cu cele ale „neexperților” care nu se implică în mod obișnuit în aceste activități. Prejudecata populației este o preocupare constantă; este probabil ca persoanele cu un anumit tip de talent și/sau abilitate inerentă să se îndrepte către acele activități care le recompensează setul lor special de abilități. De exemplu, persoanele născute cu o coordonare mână-ochi superioară pot avea succes la anumite tipuri de jocuri video și, prin urmare, au tendința de a juca în mod preferențial aceste tipuri de jocuri, în timp ce persoanele născute cu o slabă coordonare mână-ochi pot avea tendința de a evita să joace jocuri care necesită această abilitate. Este esențial să se demonstreze o legătură de cauzalitate definitivă între o anumită formă de experiență și orice îmbunătățire a abilităților prin antrenarea non-experților în experiența în cauză și observarea efectelor acestui antrenament.

În plus, nu este suficient să se testeze doar un grup experimental. Studiile de formare ar trebui să includă, de asemenea, un grup care să controleze efectele test-retest (de exemplu, cât de multă îmbunătățire poate fi așteptată pur și simplu prin simpla susținere a testului a doua oară) și, la fel de important, efectele psihologice și motivaționale. Într-adevăr, este bine documentat faptul că indivizii care experimentează un interes activ manifestat față de performanța lor tind să își sporească performanța mai mult decât indivizii care nu experimentează niciun interes manifestat față de performanța lor, un efect adesea numit efectul Hawthorne (Lied & Karzandjian, 1998). Acest efect poate duce la îmbunătățiri puternice ale performanței care au puțin de-a face cu regimul specific de antrenament cognitiv studiat, ci mai degrabă reflectă factorii sociali și motivaționali asupra performanței. Impactul acestor factori asupra învățării este important în sine și ar trebui cu siguranță să facă obiectul unor studii atente. Cu toate acestea, numeroasele studii care includ doar un grup de control fără intervenție și fără contact nu pot face distincția între conținutul cognitiv al regimului de instruire și stimularea socială ca sursă a îmbunătățirii (Drew & Waters, 1986; Goldstein și colab., 1997; Kawashima și colab., 2005; Willis și colab, 2006).

Deși lipsește un studiu de antrenament și, prin urmare, întrebarea cauzalității rămâne fără răspuns, există, de asemenea, o multitudine de alte rapoarte în literatura de specialitate (pentru o trecere în revistă, a se vedea Green & Bavelier, 2006c) potrivit cărora acele persoane care joacă în mod natural jocuri video de acțiune depășesc performanțele colegilor lor care nu joacă jocuri la alte măsuri ale atenției vizuale (Bialystok, 2006; Castel, Pratt, & Drummond, 2005; Greenfield, DeWinstanley, Kilpatrick, & Kaye, 1994; Griffith, Voloschin, Gibb, & Bailey, 1983; Trick, Jaspers-Fayer, & Sethi, 2005), abilități vizuomotorii și chiar abilități specifice meseriei, cum ar fi manevrele laparoscopice (Rosser et al., 2007).

În plus, și de o relevanță deosebită pentru domeniul gerontologiei, mai multe rapoarte au demonstrat că jocurile video pot îmbunătăți funcțiile perceptuale, motorii și cognitive la persoanele în vârstă. De exemplu, Drew și Waters (1986) au raportat îmbunătățiri semnificative atât în ceea ce privește măsurile de dexteritate manuală (Purdue pegboard, urmărire rotativă), cât și în ceea ce privește funcția cognitivă generală (scorurile Wechsler Adult Intelligence Scale-Revised Full Scale, Verbal, și Performance). Mai multe grupuri (Clark, Lanphear, & Riddick, 1987; Dustman, Emmerson, Steinhaus, Shearer, & Dustman, 1992; Goldstein et al., 1997) au raportat, de asemenea, scăderi semnificative ale timpului de reacție ca urmare a experienței jocurilor video la persoanele în vârstă. Deși este regretabil faptul că studiile enumerate mai sus nu au inclus în mare parte grupuri de control de intervenție, rezultatele sunt cu siguranță demne de luat în seamă și încurajatoare pentru investigații ulterioare. În special, este interesant de speculat că, având în vedere popularitatea crescândă a Nintendo Wii, care atrage o populație mult mai largă decât jocurile video standard, inclusiv persoanele în vârstă, s-ar putea să apară în curând o convergență interesantă între cercetătorii care examinează efectele jocurilor video și cei care examinează efectele activității fizice asupra abilităților perceptuale și cognitive (a se vedea mai jos).

Efectele jocurilor video asupra abilităților perceptuale și cognitive sunt deosebit de remarcabile, având în vedere specificitatea tipică a învățării abilităților. Într-adevăr, în cazul antrenamentului pentru jocuri video de acțiune, sarcinile utilizate pentru a măsura diferitele abilități perceptuale, atenționale și visuomotorii sunt destul de îndepărtate de „paradigma de antrenament” (adică jocurile video de acțiune). Există puține legături evidente între urmărirea monștrilor printr-un „peisaj spațial” cu pete de stele și determinarea orientării unui singur „T” negru pe un fundal gri uniform sau între conducerea unei mașini printr-un peisaj urban aglomerat, în timp ce se trage asupra vehiculelor rivale, și numărarea numărului de pătrate albe care apar rapid pe un fundal negru. Deși se poate argumenta cu siguranță că indivizii utilizează procese de bază similare în jocurile video de acțiune și în sarcinile psihofizice (identificarea rapidă a obiectelor, de exemplu), acest argument se opune numeroaselor articole care demonstrează că nu se observă niciun transfer în cazul în care se schimbă ceva aparent minor precum frecvența spațială sau orientarea. De-a lungul unui continuum de similaritate a sarcinilor, pare firesc să considerăm că discriminarea orientării în jurul valorii de 45° este mai apropiată de discriminarea orientării în jurul valorii de 135° decât de evitarea exploziilor laser ale navelor spațiale.

Cu toate acestea, nu este cazul ca experiența jocurilor video de acțiune să conducă la îmbunătățiri în fiecare abilitate perceptivă, atențională și/sau visuomotorie. De exemplu, Castel et al. (2005) au arătat că sistemul de orientare atențională pare să fie similar la jucătorii de jocuri video de acțiune și la nejucători. În plus, este esențial să se transmită faptul că nu toate tipurile de jocuri video conduc la efecte similare. Lucrarea noastră și, într-o oarecare măsură, majoritatea literaturii de specialitate, s-a concentrat în mod specific asupra efectului jocurilor video de acțiune, adică a jocurilor care au un ritm rapid și imprevizibil, care necesită o monitorizare eficientă a întregului ecran și care necesită ca deciziile să fie luate extrem de rapid. Alte tipuri de jocuri, cum ar fi jocurile de puzzle, jocurile fantastice sau jocurile de rol nu au efecte similare (deși pot influența alte tipuri de procesare).

Au fost observate și alte tipuri de activități, pe lângă jocurile video, care conduc la efecte rezonabil de generalizate, în special antrenamentul muzical și atletic. În domeniul muzical, de exemplu, Schellenberg (2004) a evaluat efectul lecțiilor de muzică asupra IQ-ului. Copiii dintr-un eșantion mare au fost repartizați în mod aleatoriu într-unul dintre cele patru grupuri. Două grupuri au primit pregătire muzicală (la claviatură sau vocală), un grup de control a primit pregătire dramatică, iar ultimul grup nu a primit nicio pregătire. Măsurile primare de interes au fost scorurile la Scala de inteligență Wechsler pentru copii, ediția a treia, înainte și după instruire. În timp ce scorurile IQ au crescut în toate grupurile, cele mai mari creșteri au fost observate în cele două grupuri de instruire muzicală (un efect care s-a menținut în continuare în toate subtestele, cu excepția a 2 dintre cele 12 subteste ale scalei complete). Rauscher et al. (1997) au monitorizat abilitățile de raționament spațio-temporal ale copiilor (3-4 ani) care au primit 6 luni de lecții de claviatură. Au fost observate îmbunătățiri semnificativ mai mari în ceea ce privește raționamentul spațio-temporal la copiii instruiți cu ajutorul tastaturii decât la două grupuri de control: un grup de instruire pe calculator și un grup fără instruire (a se vedea, de asemenea, Hetland, 2000). Cercetătorii au sugerat, de asemenea, că antrenamentul muzical îmbunătățește capacitatea matematică și memoria verbală (Gardiner, Fox, Knowles, & Jefferey, 1996; Graziano, Peterson, & Shaw, 1999; Ho, Cheung, & Chan, 2003). Poate că cel mai cunoscut și mai popularizat efect legat de muzică este așa-numitul „efect Mozart” (Rauscher, Shaw, & Ky, 1993), în care s-a constatat că ascultarea a doar 10 min dintr-o sonată de Mozart a dus la creșteri semnificative ale IQ-ului. Din păcate, pe lângă faptul că s-a dovedit dificil de replicat în mod constant (Fudin & Lembessis, 2004; McCutcheon, 2000; Rauscher & Shaw, 1998; Steele, Brown, & Stoecker, 1999), acest efect nu constituie o învățare veritabilă, deoarece orice efect pozitiv durează doar câteva minute, potențial ca rezultat al excitației pe termen scurt sau al schimbărilor de dispoziție (Thompson, Schellenberg, & Husain, 2001).

În domeniul atletic, Kioumourtzoglou, Kourtessis, Michalopoulou și Derri (1998) au comparat sportivii cu expertiză în diverse jocuri (baschet, volei și polo pe apă) cu privire la o serie de măsuri de percepție și cogniție. Experții au demonstrat îmbunătățiri (în comparație cu novicii) în ceea ce privește abilitățile care sunt importante în mod intuitiv pentru performanța în jocurile lor date. Jucătorii de baschet au prezentat o atenție selectivă și o coordonare ochi-mână superioare, jucătorii de volei au depășit novicii la estimarea vitezei și a direcției unui obiect în mișcare, iar jucătorii de polo pe apă au avut timpi de reacție vizuală mai rapizi și abilități mai bune de orientare spațială. Mai multe grupuri au observat diferențe similare legate de sporturi în sarcina Posner cueing (Lum, Enns, & Pratt, 2002; Nougier, Azemar, & Stein, 1992), iar Kida, Oda și Matsumura (2005) au demonstrat că jucătorii de baseball antrenați au răspuns mai repede decât novicii într-o sarcină de tip go/no-go („apăsați pe buton dacă vedeți culoarea A”; „nu apăsați butonul dacă vedeți culoarea B”), dar, în mod interesant, nu au prezentat îmbunătățiri într-o sarcină simplă de timp de reacție („apăsați butonul când se aprinde o lumină”). În viitor, studiile de antrenament care stabilesc efectele cauzale ale antrenamentului sportiv ar fi extrem de benefice.

În plus față de îmbunătățirile ca urmare a experienței în sporturi specifice, un număr tot mai mare de lucrări în creștere rapidă sugerează că exercițiile aerobice de orice fel pot fi benefice pentru o serie de abilități cognitive, în special la persoanele în vârstă, rezultate pozitive constante fiind găsite în multe studii transversale (adică comparând persoanele care fac în mod normal exerciții fizice cu cele care nu fac acest lucru). Efecte pozitive au fost documentate în sarcini atât de variate precum performanța în sarcină dublă sau atenția executivă/ respingerea distragerii (pentru analize recente, a se vedea Colcombe & Kramer, 2003; Hillman, Erickson, & Kramer, 2008; Kramer & Erickson, 2007). Din nefericire, la fel ca în literaturile de jocuri video și muzică, multe studii experimentale din această literatură fie nu au inclus o condiție de control (Elsayed, Ismail, & Young, 1980; Stacey, Kourma, & Stones, 1985) sau au inclus condiții de control în care grupurile nu au fost asortate în ceea ce privește implicarea experimentatorului (Hawkins, Kramer, & Capaldi, 1992). Mai mult, rezultatele din această literatură nu sunt întotdeauna în concordanță, unele grupuri prezentând rezultate pozitive (Dustman et al., 1984; Hawkins et al., 1992), iar altele nereușind să arate astfel de efecte (Blumenthal et al., 1991; Hill, Storandt, & Malley, 1993). Cu toate acestea, mai multe recenzii și meta-analize recente (Colcombe & Kramer, 2003; Etnier, Nowell, Landers, & Sibley, 2006; Hillman și colab, 2008; Kramer & Erickson, 2007) au demonstrat că, în toate studiile, modelele și măsurile dependente, adulții în vârstă care desfășoară activități aerobice prezintă performanțe cognitive îmbunătățite în comparație cu cei care nu fac acest lucru. Acest punct de vedere găsește sprijin dincolo de măsurile comportamentale, deoarece fitnessul aerobic a fost, de asemenea, legat de modificări neuroanatomice și neurofiziologice, inclusiv creșterea volumului de materie cenușie în zonele prefrontale și temporale (Colcombe & Kramer, 2003); modificări ale volumului de sânge cerebral în hipocampus (Pereira et al., 2007); și activitatea cerebrală funcțională într-o varietate de zone, inclusiv zonele parietale superioare și cortexul cingular anterior (Colcombe et al., 2004); și activitatea cerebrală funcțională într-o varietate de zone, inclusiv zonele parietale superioare și cortexul cingular anterior (Colcombe et al., 2004). Luată împreună cu dovezile tot mai numeroase care arată că o nutriție adecvată facilitează abilitățile cognitive (a se vedea Gomez-Pinilla, 2008, pentru o analiză amănunțită), imaginea emergentă confirmă vechea zicală „mens sana in corpore sano .”

În plus față de tipurile de experiențe zilnice descrise mai sus, mai multe grupuri au dezvoltat regimuri de antrenament special concepute pentru a îmbunătăți abilitățile cognitive, vizând, în special, persoanele în vârstă din generația baby boom și adulții în vârstă. Companii mici și mari au fost atrase de această piață cu potențial ridicat, inclusiv Nintendo, cu seria BrainGames, și companii mai mici, precum cea care dezvoltă POSIT (Mahncke, Bronstone, & Merzenich, 2006), pentru a cita doar câteva. Aceste regimuri de antrenament utilizează, de obicei, o varietate de teste psihologice standard, ceea ce înseamnă că indivizilor li se cere să efectueze mici teste care sunt foarte asemănătoare ca conținut și structură cu testele utilizate pe scalele de evaluare psihologică (de exemplu, învățarea listelor pentru a spori memoria semantică, identificarea modelelor pentru a spori recunoașterea formelor vizuale, căutarea vizuală pentru a spori eficiența atenției vizuale, potrivirea cuvintelor ușor de confundat consoană-vodă-consoană pentru a spori utilizarea adecvată a mecanismelor inhibitorii, sarcini n-back pentru a spori abilitățile memoriei de lucru). Aceste regimuri au demonstrat îmbunătățiri clare ale abilităților specifice celor antrenate, precum și menținerea acestor câștiguri de la 3 luni (Mahncke, Connor, et al., 2006) până la 5 ani (Willis et al., 2006). O problemă principală pentru lucrările viitoare rămâne măsura în care aceste câștiguri se generalizează în afara situației de laborator pentru a îmbunătăți viața de zi cu zi a participanților. Dovezile pentru efecte de transfer substanțiale între formare și testare au fost evazive până în prezent. Paradigma de instruire utilizată de Mahncke, Connor și colab. (2006) a avut ca rezultat îmbunătățiri într-o sarcină de memorie auditivă neantrenată, iar o versiune a paradigmei utilizate de Willis și colab. (2006) a avut ca rezultat reduceri auto-raportate ale dificultății activităților complexe de acasă, cum ar fi pregătirea mesei și cumpărăturile. Winocur et al. (2007) au raportat un transfer mai substanțial la sarcini neantrenate aplicabile în situații din viața reală; cu toate acestea, utilizarea unui grup de control fără intervenție lasă deschisă interpretarea efectelor lor (în special având în vedere interacțiunile extinse și foarte personale care au avut loc între grupul experimental și experimentatori). Ca și în cazul domeniului plasticii cerebrale, cele mai mari efecte ale antrenamentului sunt observate asupra sarcinilor care reflectă cel mai îndeaproape sarcina antrenată, transferul câștigurilor către alte abilități sau către competențele de zi cu zi fiind rareori documentat.

Este interesant de remarcat o diferență cheie între regimurile de antrenament „naturale” discutate mai sus (sport, muzică, jocuri video) și cele care au fost concepute în scopul specific al antrenamentului cerebral. Regimurile de antrenament natural sunt extrem de complexe și exploatează mai multe sisteme în paralel. În jocurile video dezvoltate pentru divertisment, de exemplu, o persoană poate fi angajată simultan în sarcini de memorie (de exemplu, memoria spațială pentru traseul către fortăreața inamică, memoria semantică pentru armele de care dispune sau pentru inamicii încă activi), sarcini executive (de exemplu, alocarea resurselor și a armelor, sarcini duble), sarcini de atenție vizuală (urmărirea mai multor obiecte, respingerea distractorilor), sarcini vizuomotorii (de exemplu, conducerea, pilotarea) și recunoașterea rapidă a obiectelor, pentru a cita doar câteva dintre acestea. Aceeași nevoie de procesare extrem de paralelă între domenii este predominantă în atletism și, în diferite grade, în învățarea de a cânta la un instrument muzical. Dimpotrivă, atunci când cercetătorii au conceput regimuri de antrenament în scopul antrenării creierului/cognitive, aceștia au separat în mod intenționat aceste sarcini sau domenii. De obicei, antrenamentul este împărțit în subdomenii, memoria semantică fiind antrenată în întregime separat de controlul inhibiției, care, la rândul său, este antrenat separat de viteza de procesare. Cercetările existente sugerează că o astfel de învățare blocată duce la o învățare mai rapidă în timpul fazei de achiziție, însă poate fi dăunătoare în timpul fazei de retenție, ducând la o retenție mai puțin robustă și la un transfer mai mic între sarcini (Ahissar & Hochstein, 2004; Schmidt & Bjork, 1992). De exemplu, Clopper și Pisoni (2004) au cerut la două grupuri de participanți să clasifice propozițiile în funcție de regiunea dialectală din regiunea de origine a vorbitorilor. Un prim grup de participanți a fost antrenat cu fiecare dialect fiind reprezentat de un singur vorbitor. Un al doilea grup de participanți a fost antrenat cu trei vorbitori diferiți pentru fiecare dialect. Grupul care a beneficiat de o instruire mai variabilă a învățat mai lent inițial, dar a fost mai precis într-un test de retenție care a implicat vorbitori noi cu propoziții noi.

.