Working Memory and Higher-Order Cognition in Children

Abstrakt

Syftet med avhandlingen var att öka vår kunskap om mentala kontrollfunktioner hos barn. Dessa funktioner, som kan sägas vara en del av det som skiljer oss från andra djur, gör det möjligt för oss att vara målinriktade individer. De gör det alltså möjligt för oss att komma ihåg och fokusera på målet med en handling, att planera vårt beteende i enlighet med detta mål, samt hämma lockelsen att göra sådant som inte är relevant för målet. Denna typ av mentala kontrollprocesser, som kallas exekutiva funktioner, har blivit mycket uppmärksammade under de senaste decennierna på grund av att en stor ansamling forskning har visat att många neuropsykiatriska funktionsnedsättningar (t ex. ADHD) är relaterade till brister i dessa funktioner. Den starka relationen till diagnosen ADHD, som är en av våra vanligaste barnpsykiatriska diagnoser idag, visar hur viktigt det är att öka vår kunskap om exekutiva funktioner. Definitionen av exekutiva funktioner är också tydligt relaterad till konventionella definitioner av mänsklig intelligens.

I avhandlingen studerade jag hur olika exekutiva funktioner var relaterade till intelligens hos barn. Jag fokuserade delvis på funktionen arbetsminne, vilken kan beskrivas som förmågan att mentalt bearbeta information som lagras under en kortare period (ett par sekunder) och använda denna information i komplext mentalt arbete, som t ex när du lyssnar på och försöker förstå en föreläsare samtidigt som du för anteckningar över vad hon säger. Jag studerade även intellektuella brister hos barn med ADHD för att försöka ta reda på vad dessa brister kan säga oss om de mentala funktionsnedsättningar som dessa barn ofta har.

I mina tre studier träffade jag och mina kollegor sammanlagt ca 500 barn. Undersökningarna har i stort gått ut på att låta barnen utföra olika mentala uppgifter och tester, för att mäta de mentala funktionerna, arbetsminne, interferenskontroll (förmågan att motstå distraktion), bibehållen uppmärksamhet, bearbetningshastighet, samt intelligens.

Mina resultat visade att olika exekutiva funktioner förklarade olika, snarare än samma, aspekter av intelligens, vilket tolkades som a) att de studerade funktionerna kan ses som relativt oberoende av varandra, b) att alla de studerade funktionerna, oberoende av varandra, är viktiga för det intellektuella fungerandet hos ett barn, samt c) att intelligens hos barn bäst ses som ett mentalt system som består av många olika oberoende ingredienser , snarare än en enda enhetlig process. En av studierna visade även att en av dessa ingredienser, arbetsminne, verkar vara ett system som består av minst fyra olika komponenter; två som har hand om lagring respektive bearbetning av verbal information och två som har hand om lagring respektive bearbetning av spatial information. Vidare visade den studien att alla dessa arbetsminneskomponenter, oberoende av varandra, var viktiga för det intellektuella fungerandet hos ett barn. Den sista studien visade att barn med ADHD har statistiskt signifikant lägre intelligens än barn med annan neuropsykiatrisk diagnos samt barn utan någon neuropsykiatrisk diagnos. Det är dock viktigt att notera att även om skillnaden mellan grupperna rent statistiskt var signifikant, så är det en relativt liten skillnad det handlar om. Intelligensnivån hos barn med ADHD ligger väl inom gränsen för normalvariationen. Det är inte heller alla barn med ADHD som har en signifikant lägre intelligens jämfört med barn utan denna diagnos, men på gruppnivå så upptäcker man ofta en sådan skillnad. Vidare visade studien att denna lägre intelligens hos barnen med ADHD inte kunde förklaras helt av dessa barns svagare exekutiva funktioner. Bristerna i intelligens verkar alltså kunna ge oss information om mentala funktionsnedsättningar hos dessa barn utöver den information som deras brister i exekutiva funktioner kan ge oss. Framtida forskning bör studera mer specifikt vilken information dessa brister kan ge oss. Vi spekulerar i att förutom separata exekutiva funktioner så består intelligenssystemet av en generell exekutiv uppmärksamhetsfunktion som fungerar som en överordnad chef över de exekutiva funktionerna. Utifrån denna spekulation, skulle de mentala bristerna hos barn med ADHD kunna involvera svagare exekutiva funktioner samt en funktionsnedsättning i denna överordnade uppmärksamhetsfunktion.

Working Memory and Higher-Order Cognition in Children

Higher-order cognitive functions, such as executive function (EF) and intelligence, are crucial to the everyday functioning of human beings. Gaining knowledge about these functions is important for our general understanding of human nature as well as for our ability to help those who may not develop these processes optimally. The present thesis focused particularly on the EF component working memory (WM), described as the ability to maintain informa-tion in consciousness during short time periods with the purpose of using that information in complex cognition. The major aims of the thesis were to increase our understanding of higher-order cognition in children as well as of deficiencies in intelligence found in children with Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD). We approached these aims by studying the interrelations among EF-related components in terms of their independent contributions to intellectual functioning. We also studied whether the lower intelligence in children with ADHD was mediated by fundamental EF-related components or whether these deficiencies went beyond the weaknesses in these specific cognitive functions.

Interpreting the present data, we suggest that intellectual functioning in children is best viewed as representing a system of primarily independent parts that may be accompanied by an overarching common mechanism. The multiple components involve, but are surely not limited to, WM functions, inhibitory functions, sustained attention, and processing speed. One of these functions, WM, was found to be further partitioned into domain-specific executive WM processes and domain-specific short-term storage processes, all of which constitute important aspects of higher-order cognitive functioning. We have further learned that deficits in fluid intelligence in children with ADHD may entail more than weaknesses in specific central cognitive functions. This additional deficit is cautiously interpreted as involving supe-rior executive attention functions setting the stage for the development and integration of the EF system as well as the intelligence system .