Työmuisti on kapasiteetiltaan ja kestoltaan rajallinen aivojen tiedonkäsittelyjärjestelmä. Yksilöllinen vaihtelu työmuistin toiminnassa selittää yksilöiden välisiä eroja kouluoppimisessa ja muissa vaativissa kognitiivisissa eli tiedonkäsittelyn tehtävissä.
– Vallalla olevan selitysmallin mukaan työmuistin kapasiteetin yksilöllinen vaihtelu heijastaa yksilöiden välisiä eroja yleisissä tarkkaavuuden prosesseissa. Toisten selitysmallien mukaan työmuistiin kuuluu erikoistuneita alayksiköitä ja tiedonkäsittelyn toimintoja, jotka selittävät yksilöiden välisiä eroja kognitiivisissa taidoissa, selittää psykologian maisteri Kaisa Kanerva.
Väitöstutkimuksessaan Kanerva selvitti tarkemmin tekijöitä, jotka selittävät työmuistikapasiteetin yhteyttä koulutaitojen yksilölliseen vaihteluun 5- 16-vuotiailla lapsilla ja nuorilla. Tutkimukseen osallistui 1 069 koululaista.
Häiriötekijöille altistuminen vahvisti yksilöllisiä eroja
Kahdessa ensimmäisessä osatutkimuksessaan Kanerva selvitti, miten ympäristön melu – ulkoinen häiriötekijä – ja toisaalta tehtävän vaativuustason vaihtelu – sisäinen häiriötekijä – vaikuttivat työmuistitehtävässä suoriutumiseen sekä työmuistikapasiteetin ja koulutaitojen välisen yhteyden voimakkuuteen.
– Sekä ulkoinen että tehtävänsisäinen häiriötekijä korostivat entisestään yksilöiden välisiä eroja työmuistikapasiteetin ja koulutaitojen välisen suhteen voimakkuudessa, Kanerva kertoo.
Väitöskirjan kahdessa viimeisessä osatyössä Kanerva tutki, onko työmuistikapasiteetin ja koulutaitojen välillä syy-seuraussuhde. Tutkimuksissa tarkasteltiin, paransiko yleisen työmuistikapasiteetin ja erityisen laskemistaidon harjoitteleminen lasten työmuistikapasiteettia ja varhaisia matemaattisia taitoja.
Vaikuttavuustutkimuksissa koululaiset harjoittelivat viiden viikon ajan tietokoneavusteisesti työmuistin erikoistuneita osa-alueita – kielellinen työmuisti ja lyhytkestoinen muisti sekä avaruudellisen hahmottamisen työmuisti ja lyhytkestoinen muisti – ja neljän viikon ajan ryhmämuotoisesti laskemista sekä työmuistia ja laskemista.
Tulokset osoittavat, että vaikka työmuistilla on vahva yhteys koulutaitoihin, työmuistin eri alayksiköiden harjoittaminen ei vahvistanut lasten varhaisia matemaattisia taitoja; laskemisen harjoittelu sen sijaan vahvisti.
Tarkkaavuusmekanismin herkkyys selittää oppimiseroja
– Väitöstutkimuksen tulosten perusteella näyttää siltä, että työmuistin yleisen tarkkaavuusmekanismin kuormittuminen kaventaa mentaalista työtilaa ja on siten merkittävä tekijä yksilöiden välisen kognitiivisen suoriutumisen selittäjänä. Kuitenkin myös aiemmin opittuja tehtäväkohtaisia säilömuistin edustuksia tarvitaan, jotta työmuisti voi toimia tehokkaasti ja edistää näin kouluoppimista, Kanerva tiivistää.
Tutkimustuloksia voidaan hyödyntää lasten kouluoppimisen taustalla olevien ongelmien tunnistamisessa sekä koulutaitoja edistävien harjoitteiden kehittämisessä.
– Tarvitaan standardoituja menetelmiä, joilla voidaan arvioida lapsen kykyä sietää häiriöitä muistitehtävän aikana. Kuntoutuksessa taas on keskityttävä niiden osataitojen harjoittamiseen, jotka ovat olennaisia lapselle ongelmia aiheuttavan koulutaidon kannalta.
PsM Kaisa Kanerva väittelee 10.10.2019 kello 12 Helsingin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Working memory in explaining individual differences in scholastic skills: Insights from assessment and training" (Työmuisti oppimiserojen selittäjänä: Näkökulmia työmuistin arvioinnista ja harjoittamisesta). Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Porthania, luentosali PIII, Yliopistonkatu 3. Vastaväittäjänä on Professor Paola Palladino, University of Pavia, ja kustoksena on professori Kimmo Alho.Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa E-thesis -palvelussa.