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Memoria de trabajo visual para objetos relacionados semánticamente en adultos sanos

I. García-Magariño, J.T. Fox-Fuller, G. Palacios-Navarro, A. Baena, Y.T. Quiroz   Revista 71(08)Fecha de publicación 16/10/2020 ● OriginalLecturas 2257 ● Descargas 137 Castellano English

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[REV NEUROL 2020;71:277-284] PMID: 33034365 DOI: https://doi.org/10.33588/rn.7108.2019479

Introducción. Pocos estudios han examinado cómo la manipulación de la relación semántica entre objetos puede influir en el desempeño o el tiempo de reacción en tareas de memoria de trabajo visual.

Objetivo. Caracterizar cómo la relación semántica de los objetos afecta el desempeño o el tiempo de reacción en una tarea de memoria de trabajo en adultos sanos utilizando una tarea cognitiva diseñada para el uso con tableta.

Sujetos y métodos. Se usó una tarea de emparejamiento demorado (delayed matching to sample) con una muestra de 76 participantes adultos de España y Colombia. La tarea incluyó 80 conjuntos únicos de cuatro o seis objetos relacionados/no relacionados semánticamente. Se registraron las respuestas y el tiempo de reacción de los participantes.

Resultados. Cuando los objetos estaban semánticamente relacionados, el tiempo de reacción fue mayor en la condición de seis objetos con respecto a la condición de cuatro objetos. La edad se asoció positivamente con el tiempo de reacción, pero no con la precisión de las respuestas. Los participantes con menos años de educación formal tuvieron un peor de­sempeño y un tiempo de reacción más lento en las condiciones somáticamente relacionadas en relación con los participantes con 16 años o más de educación formal.

Conclusión. Los resultados sugieren que, cuando los objetos están semánticamente relacionados y aumenta su número, se necesita más tiempo de procesamiento para determinar si un objeto está o no en el grupo de objetos codificado. Además, un mayor nivel educativo se relaciona con respuestas más rápidas y un mejor desempeño en ciertas condiciones de la tarea.

Cognición Corto plazo Función ejecutiva Memoria Neuropsicología Semántica Tiempo de reacción Neuropsicología

Introducción


La memoria de trabajo, un proceso cognitivo que se caracteriza por la manipulación a corto plazo de los estímulos para la toma de decisiones [1], se ha estudiado típicamente a través de dos sistemas: el circuito fonológico (que es responsable de la memoria de trabajo auditiva) y el circuito visuoespacial [2]. Los procesos de la memoria de trabajo interactúan con sistemas de memoria a largo plazo para interpretar el significado de los estímulos auditivos o visuales [3]. En el contexto de la memoria de trabajo visual, trabajos previos han demostrado que las señales semánticas mejoran la precisión en una tarea de memoria de trabajo de matriz visual en adultos más jóvenes [4]. Sin embargo, los adultos mayores no se beneficiaron de la ayuda semántica en la tarea de matriz visual [5], lo que refleja el deterioro semántico relacionado con la edad [6].

La memoria de trabajo visual se ha estudiado históricamente mediante el uso de varias pruebas cognitivas y paradigmas experimentales, como la tarea de emparejamiento demorado –delayed matching to sample (DMS)– [7,8]. El DMS es comúnmente una tarea de memoria de trabajo visual en la que los sujetos codifican varios estímulos y, después de un breve período de mantenimiento, se les pregunta, con un estímulo de evocación, si un objeto estaba o no en el conjunto previamente codificado [8]. Los estímulos de DMS suelen ser imágenes de objetos, y la persona que realiza la prueba debe determinar si el objeto que se presenta como esímulo de evocación coincide con uno de los objetos observados anteriormente. Hay muchas variaciones de la tarea de DMS que han sido diseñadas para diferentes propósitos. Algunas variaciones, por ejemplo, presentan una imagen en el centro de una pantalla durante el período de codificación y, después de un retraso, el usuario debe seleccionar, entre cuatro imágenes presentadas simultáneamente, qué imagen se mostró con anterioridad [9].

Daniel et al [7] realizaron un metaanálisis de 42 estudios de neuroimagen y demostraron que las regiones cerebrales más comunes que se activan durante el DMS se encuentran dentro de las cortezas frontal y parietal (por ejemplo, las cortezas prefrontal dorsolateral y parietal posterior) [7]. Raabe et al [9] descubrieron de manera similar que recordar ubicaciones, colores y orientaciones de cuatro objetos activaban diferentes regiones cerebrales de las que se activaban simplemente recordando un solo objeto, lo que sugiere mayores demandas de procesamiento con una mayor cantidad de objetos [9]. Se cree que la corteza prefrontal lateral izquierda y la corteza temporal anterior son responsables de la recuperación, el mantenimiento y la selección de información semántica [10-12]. Cuando estas regiones del cerebro se dañan, la memoria de trabajo visual también se ve afectada [13-15]. La corteza prefrontal y la corteza temporal anterior también son vulnerables a los trastornos neurodegenerativos relacionados con la edad, como la enfermedad de Alzheimer y la afasia progresiva primaria variante semántica, en la que la memoria semántica y la memoria de trabajo visual se ven afectadas de forma temprana en los síndromes clínicos [16-20].

Dada la creciente presencia de teléfonos inteligentes y tabletas, el uso de evaluaciones cognitivas basadas en estos dispositivos es cada vez más frecuente [21,22]. Reconociendo una creciente demanda de nuevas tareas neuropsicológicas para que estén disponibles en las plataformas de aplicaciones móviles, la presente investigación utilizó una versión adaptada para tableta móvil del DMS que permitió manipular la relación semántica de los objetos visuales entre relacionados semánticamente (RS) o no relacionados semánticamente (NRS) en una serie de 80 ensayos. Hasta donde sabemos, ninguna adaptación del DMS ha examinado si la manipulación de la relación semántica entre objetos impacta la precisión de la memoria de trabajo visual o el tiempo de reacción. La disminución de la memoria semántica y la memoria visual de trabajo en las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer y la afasia progresiva primaria variante semántica, entre otros trastornos, garantiza la investigación del impacto de la relación semántica entre los objetos en la precisión del trabajo visual y el tiempo de reacción. Este estudio examina esta pregunta primero en adultos sanos para sentar las bases de la investigación futura en personas con enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad. Nuestras hipótesis son que el aumento de la carga de tarea en la fase de codificación (de cuatro a seis objetos) afectaría el desempeño, reduciendo la precisión en las respuestas y aumentando el tiempo de reacción en la fase de evocación para los RS, pero no los ensayos NRS, y que la edad se asociaría positivamente con el tiempo de reacción en todas las condiciones de la tarea, pero más fuertemente en las condiciones de los RS en relación con las condiciones de los NRS. Dada la evidencia previa del deterioro semántico relacionado con la edad [6], anticipamos que, en general, la precisión de la tarea disminuiría y el tiempo de reacción aumentaría en todas las condiciones de la tarea en función del aumento de la edad.
 

Sujetos y métodos


Participantes y aprobación del estudio


Participaron 76 adultos voluntarios en este estudio en dos países: España y Colombia. Los criterios de inclusión fueron participantes de 18-60 años, que presentasen un autoinforme sin trastornos neurológicos o psiquiátricos conocidos que pudieran influir en el funcionamiento cognitivo. Este estudio fue aprobado por el comité de ética de la investigación de la Comunidad Autónoma de Aragón en España y el comité de ética local de la Universidad de Antioquia en Colombia. Los participantes firmaron los correspondientes consentimientos informados antes de participar en el estudio.

Diseño y adaptación de la tarea de emparejamiento demorado


La tarea empleó 220 imágenes en blanco y negro de objetos cotidianos como estímulo. La mitad de los objetos provenían de 15 categorías semánticas (animales, artículos de cocina, artículos de baño, vegetales, artículos de ejercicio físico, comida basura, artículos de oficina, ropa, juegos de mesa, transporte, muebles, deportes, frutas, partes del cuerpo y aparatos electrónicos). Las categorías se crearon con la presuposición de que los objetos en los conjuntos de codificación serían reconocibles (es decir, tendrían un significado semántico) por individuos de diferentes países. La otra mitad de los objetos consistía en combinaciones de objetos no relacionados, con algunos objetos que no pertenecían a ninguna categoría semántica específica. Los objetos se presentaron sobre un fondo de escala de grises.

Nuestra adaptación de la tarea de DMS siguió un diseño 2 × 2: cuatro objetos RS, seis objetos RS, cuatro objetos NRS y seis objetos NRS. Las condiciones de los objetos RS incluyeron sólo artículos de la misma categoría (por ejemplo, un par de pantalones, una camisa, un sombrero y un zapato), y las condiciones de los NRS incluyeron sólo artículos no relacionados semánticamente (por ejemplo, un plátano, un automóvil, un cepillo de dientes y un osito de peluche). En total, hubo 80 ensayos (es decir, 20 ensayos en cada condición). La mitad de los ensayos en cada condición fueron ensayos en los que el objeto presentado en el estímulo de evocación se incluyó en el conjunto de objetos presentados durante la codificación, mientras que, en la otra mitad de los ensayos, el objeto de evocación no estaba en el conjunto de codificación. Se instruyó a los participantes para que indicaran presionando el botón si creían que el objeto estaba o no en el conjunto observado con la mayor rapidez y precisión posible. Las condiciones de la tarea fueron diseñadas para capturar el tiempo de reacción y la precisión de la respuesta durante los estímulos de evocación. En ningún momento se informó a los participantes sobre la existencia de las cuatro condiciones. Cada prueba consistió en cuatro eventos presentados secuencialmente: breve presentación de cuatro o seis imágenes únicas de objetos (2 segundos por imagen), un breve tiempo de retardo (mantenimiento; 1,5 segundos), un tiempo de evocación (estímulo) y un intervalo entre pruebas (1,5 segundos). La figura 1 presenta un ejemplo de esta adaptación de la tarea de DMS con cuatro imágenes RS (categoría: animales) y cuatro imágenes NRS. Las pruebas de seis imágenes siguen un formato idéntico a las pruebas de cuatro imágenes, pero usan seis imágenes. Los participantes vieron las instrucciones de la tarea en español antes de completar la tarea. Durante el intervalo entre pruebas, los participantes vieron una máscara compuesta por un cuadrado gris de las mismas dimensiones que los objetos con una cruz negra fija en el centro. Los ensayos se presentaron de una forma compensada y aleatoria.

 

Figura 1. Diseño de adaptación de la tarea de emparejamiento demorado (DMS). Se presentan dos ejemplos de nuestra adaptación de la tarea de DMS para demostrar cómo se presentan los objetos relacionados semánticamente o no relacionados semánticamente durante la codificación y luego se pregunta durante el estímulo de evocación; la tarea incluye ensayos que usan cuatro objetos (como los que se muestran), así como ensayos que usan seis objetos.






 

Desarrollo y distribución de la adaptación de la tarea de emparejamiento demorado


Esta adaptación de la tarea de DMS a una aplicación móvil se desarrolló en colaboración con investigadores de España y Estados Unidos en los campos de la informática y la neuropsicología clínica. Los investigadores utilizaron el marco para desarrollar aplicaciones de m-Health [23] dentro del entorno Unity 3D utilizando el lenguaje de programación C#. El tiempo de reacción y la precisión de la respuesta se registraron a través de la aplicación móvil y se almacenaron en el dispositivo móvil antes de transferirse a un ordenador en el Hospital General de Massachusetts para su almacenamiento y análisis. La aplicación fue diseñada para reproducirse con su máxima calidad en resolución de alta definición completa, o resolución de 1.920 × 1.080 pixeles, aunque también se puede reproducir en cualquier otra resolución.

Nuestra adaptación de la tarea de DMS fue desarrollada bajo un proceso centrado en el usuario. La adaptación de la tarea de DMS fue conceptualizada inicialmente por un neuropsicólogo (Y.T.Q.). Un especialista en desarrollo de software (I.G.M.) implementó un prototipo inicial con la ayuda de otros dos coautores (J.T.F.F. y G.P.N.). Los coautores, así como otros miembros del laboratorio de investigación, probaron el protocolo inicial de la aplicación y sugirieron mejoras para la usabilidad. I.G.M. revisó después la aplicación para implementar las mejoras sugeridas con la ayuda de J.T.F.F. Este proceso se repitió hasta que todos los coautores quedaron sa­tisfechos con la aplicación de la adaptación de la tarea de DMS. Diecisiete personas adicionales (que no forman parte del estudio que se informa aquí) usaron la aplicación en una tarea piloto y sugirieron mejoras adicionales. Examinamos los datos de la prueba piloto y los comentarios de estos usuarios sobre la aplicación, e implementamos unos cambios de diseño adicionales menores (por ejemplo, reemplazando una imagen que se repitió en dos ensayos). La prueba piloto también constituyó un estudio de viabilidad para determinar si el nivel de dificultad de la tarea era adecuado para los participantes adultos. Todos los participantes de la tarea piloto inicial se autoevaluaron como sujetos sanos y sin antecedentes de trastornos neurológicos. La precisión de la tarea piloto fue sustancialmente superior al azar (50%) para todos los participantes.

La aplicación de DMS se desarrolló en dos idiomas diferentes, inglés y español, con el objetivo de usarla en varios países de habla hispana (por ejemplo, el trabajo presentado aquí desde Colombia y España), así como en los Estados Unidos y otros países angloparlantes. Los autores I.G.M. (nativo de España), J.T.F.F. (nativo de Estados Unidos) e Y.T.Q. (nativo de Colombia) son todos hablantes bilingües de inglés-español y participaron en el diseño y la traducción de las instrucciones de la tarea en ambos idiomas. Esta adaptación de DMS comienza presentando instrucciones simples en una sola pantalla, que le indican a los usuarios que la aplicación mostrará series de cuatro o seis imágenes. Luego, la aplicación informa al usuario de que después de ver una serie de objetos verán brevemente una cruz fija y luego se les pedirá que indiquen (presionando con el dedo los botones de la aplicación) si han observado un determinado objeto (‘sí’ o ‘no’). A los participantes también se les dijo que, después de la pregunta de evocación, aparecería otra cruz fija para indicar que comenzaría una nueva prueba de codificación. A los usuarios se les indicó también en las instrucciones que respondieran durante el estímulo de evocación de la forma más rápida y precisa posible.

La aplicación mostró imágenes en blanco y negro usó siempre la misma área de la pantalla con el mismo color de fondo de pantalla gris en todas las imágenes. Los objetos se mostraron usando una relación cuadrada que se expande hasta que el cuadrado ocupa el 81% del alto de la pantalla o el 40% del ancho de la pantalla. La aplicación utilizó un diseño apaisado, y todas las imágenes se adaptaron para tener una apariencia de tamaño similar dentro de este cuadrado. La figura 2 muestra una captura de pantalla de la aplicación en la que se observa una pregunta de estímulo de evocación. La esquina superior derecha muestra el número de ensayos que el participante ha completado para que pueda saber cuántos ensayos aún deben completarse.

 

Figura 2. Vista de un participante de la adaptación para tableta móvil de una pregunta de evocación de la tarea de emparejamiento demorado (DMS). Se presenta la captura de pantalla de una pregunta de estímulo de evocación para demostrar la relativa simplicidad de este diseño de tarea de DMS adaptado. Tras la codificación de cuatro o seis objetos y un período de mantenimiento de 1,5 segundos, se mostró a los usuarios algo similar a esta pantalla, donde se presenta un objeto con la pregunta ‘¿Has visto este objeto?’ y dos botones táctiles (‘Sí’ y ‘No’). La versión empleada en el estudio actual fue nuestra traducción al español, que hizo esta pregunta y tenía los botones táctiles en español. El número que aparece en la parte superior derecha de la pantalla es el número de pruebas completadas del total de 80 pruebas.






 

Después de la prueba piloto inicial con los 17 participantes (que no forman parte de este estudio), los autores A.B. y G.P.N. recopilaron datos utilizando la tarea de 76 adultos sanos que vivían en España y Colombia. Los participantes se ofrecieron co­mo voluntarios para participar en este breve estudio de nuestra adaptación de DMS, y todos los procedimientos (consentimiento informado hasta completar la tarea) llevaron menos de 30 minutos.

Análisis estadístico


Se realizaron pruebas t de Student pareadas con el programa SPSS v. 24 para determinar si había diferencias en el tiempo de reacción y la precisión de respuesta en las cuatro condiciones de la tarea. Se utilizó la mediana de años de educación formal (16 años) en una prueba t de Student de muestras independientes para analizar si la precisión de la respuesta o el tiempo de reacción diferían en función del nivel educativo. Para caracterizar cómo la edad de los participantes se relacionaba independientemente con el tiempo de reacción y la precisión de la respuesta, realizamos las correlaciones de Pearson. También se utilizaron correlaciones parciales para determinar el efecto de la edad en el tiempo de reacción y la precisión de la respuesta, mientras se controlaba durante años de educación formal.
 

Resultados


Datos demográficos


Con el fin de probar la aplicación, se seleccionó a 76 adultos sanos de 18-60 años en España y Colombia. Un total de 38 participantes eran de Colombia, y 38 eran mujeres. En ambos países, los participantes tenían una media de edad de 41,34 ± 12,85 años y una media de 15,09 ± 4,83 años de educación. Los participantes de España y Colombia no diferían en edad (Colombia: 38,87 ± 13,59 años; España: 43,82 ± 11,72 años; t(74) = 1,7; p = 0,09) o la proporción de hombres a mujeres (χ2 = 1,89; p = 0,16), pero los participantes españoles en promedio tuvieron más años de educación formal que los participantes colombianos (17,04 ± 4,40 años frente a 12,14 ± 4,74 años; t(74) = 4,43; p < 0,01). Los participantes españoles también tuvieron tiempos de reacción más rápidos en las cuatro condiciones de la tarea en relación con los colombianos (t(74) = –2,32 a –3,72; p = 0,02 a < 0,01), pero los grupos no difirieron en la precisión de la respuesta en las condiciones de la tarea.

Rendimiento de la tarea


En todos los participantes, la precisión de la respuesta (porcentaje de aciertos) media fue alta (92-96%) para las condiciones de RS y NRS en todas las tareas. Todos los participantes alcanzaron una precisión igual o superior al 50% en todas las condiciones de la tarea. Al examinar el efecto de la educación sobre la precisión y el tiempo de reacción, los participantes con una educación formal mayor o igual a 16 años tuvieron un rendimiento medio significativamente mejor en la condición de cuatro objetos RS (97,25 ± 4,29% frente a 93,06 ± 10,23%; t(74) = 2,38; p = 0,01) y en la condición de seis objetos RS (94,75 ± 5,31% frente a 93,61 ± 10,99%; t(74) = 0,556; p = 0,025). El tiempo de reacción de los participantes, en su conjunto, osciló entre 920 y 4.200 ms en todas las condiciones. El tiempo de reacción medio en las condiciones de la tarea fue el siguiente: cuatro RS, 1.735 ± 570 ms; seis RS, 1.829 ± 598 ms; cuatro NRS, 1.785 ± 634 ms; seis NRS, 1.812 ± 658 ms. Los participantes no mostraron diferencias significativas en el tiempo de reacción en ninguna condición de tarea en función de los años de formación (p > 0,05 para todos).

Independientemente de la relación semántica entre los objetos, la precisión de la respuesta de todos los participantes fue menor en la condición de seis objetos (93,7 ± 8,3%) en relación con la condición de cuatro objetos (95,1 ± 7,43%; t(75) = 2,38; p = 0,02). La precisión promedio de la respuesta en ensayos de cuatro y seis objetos, independientemente de la relación semántica, no difirió entre los participantes con mayor o menor número de años educación formal. De igual forma, el tiempo de reacción medio fue mayor en la condición de seis objetos (1820 ± 620 ms) en relación con la condición de cuatro objetos (1.760 ± 711 ms; t(75) = –2,94; p < 0,01), independientemente de la relación semántica. También independientemente de la relación semántica entre los objetos, los participantes con menos años de educación formal tuvieron tiempos de reacción más lentos que los participantes con más años de educación formal en las condiciones de cuatro (1.924 ± 691 ms frente a 1.613 ± 437 ms; t(74) = –2,37; p = 0,02) y seis objetos (1.975 ± 732 ms frente a 1.681 ± 466 ms; t(74) = –2,11; p = 0,03).

En todos los participantes, a pesar del aumento de la carga de objetos en la memoria de trabajo visual en el contexto de la manipulación semántica, el tiempo de reacción promedio fue significativamente mayor en los conjuntos de seis objetos (1.829 ± 598 ms) en relación con los conjuntos de cuatro objetos (1.735 ± 570 ms) cuando los conjuntos de objetos estaban relacionados semánticamente (t(75) = –3,72; p < 0,001), pero no cuando los objetos no estaban relacionados semánticamente (t(75) = –1,02; p = 0,31). Por el contrario, la precisión de la respuesta promedio sólo fue significativamente mejor en el conjunto de cuatro objetos (94,9 ± 7,7%) en relación con el conjunto de seis objetos (93,2 ± 9,3%) cuando los conjuntos de objetos no estaban relacionados semánticamente (t(75) = 2,22; p = 0,03). Éste no fue el caso cuando los objetos estaban relacionados semánticamente (t(75) = 1,63; p = 0,11).

Asociaciones entre la edad de los participantes con la precisión de la respuesta y el tiempo de reacción


Para determinar si la precisión de la respuesta o el tiempo de reacción en esta tarea eran sensibles a los cambios relacionados con la edad en la memoria de trabajo visual, evaluamos las correlaciones entre la edad con la precisión de la respuesta y el tiempo de reacción para las diferentes condiciones de la tarea. La edad no se asoció de forma independiente con la precisión de la respuesta entre los grupos, pero se asoció significativamente con el tiempo de reacción en las cuatro condiciones de la tarea (cuatro RS: r = 0,31, p < 0,01; cuatro NRS: r = 0,26, p = 0,03; seis RS: r = 0,32, p < 0,01; seis NRS: r = 0,24, p = 0,04). La figura 3 muestra las asociaciones entre edad y tiempo de reacción en todas las condiciones de la tarea. Al controlar el número de años de formación, las asociaciones entre la edad y el tiempo de reacción fueron significativas solo en las condiciones cuatro RS (r = 0,23; p = 0,05) y seis RS (r = 0,25; p = 0,03).

 

Figura 3. Asociaciones entre el tiempo de reacción con la edad en todas las condiciones de la tarea. Se muestran las correlaciones entre edad y tiempo de reacción en: a) cuatro RS (r = 0,31; p < 0,01); b) cuatro NRS (r = 0,26; p = 0,03); c) seis RS (r = 0,32; p < 0,01); y d) seis NRS (r = 0,24; p = 0,04). NRS: no relacionado semánticamente; RS: relacionado semánticamente.






 

Discusión


Nuestra adaptación de la tarea de DMS para tabletas móviles nos ha permitido explorar el impacto de la relación semántica (o la falta de ella) en el tiempo de reacción y la precisión de la respuesta en adultos sanos de habla hispana de España y Colombia. Los resultados de este estudio demuestran que, aunque el aumento de la carga de cuatro a seis objetos dio lugar a un aumento promedio de tiempo de reacción durante el estímulo de evocación, este aumento de tiempo de reacción se observó preferentemente entre conjuntos de objetos que estaban semánticamente relacionados. El tiempo de reacción fue significativamente mayor en las pruebas de seis objetos RS en relación con las pruebas de cuatro objetos RS, lo que sugiere que esta modificación del DMS puede ser más sensible a los procesos visuales relacionados con la memoria de trabajo que requieren un mayor tiempo de procesamiento, como una mayor carga en la tarea (es decir, seis objetos frente a cuatro). Las correlaciones observadas entre la edad y el tiempo de reacción en todas las condiciones de la tarea se alinean con el trabajo de otras iteraciones anteriores del DMS y otras tareas de memoria de trabajo visual [24,25]. También encontramos que los participantes con menos de 16 años de educación formal (el valor de la mediana para nuestra muestra) exhibieron una precisión de respuesta ligeramente peor en las condiciones de objetos relacionados semánticamente (cuatro y seis RS) en relación con los participantes con 16 años o más de educación formal, aunque no hubo diferencias significativas en el tiempo de reacción en cualquier condición de tarea en función del nivel educativo. Independientemente de la relación semántica, los participantes con menos de 16 años de educación formal mostraron un tiempo de reacción más lento en los promedios de las condiciones de cuatro y seis objetos. Sin embargo, no hubo diferencias significativas en la precisión promedio de los ensayos de cuatro y seis objetos en función del nivel educativo. Tomados en conjunto, los resultados de este estudio sugieren que el tiempo de reacción en esta memoria de trabajo visual es sensible a la edad avanzada (más que a la precisión de la tarea), y cuando los objetos están relacionados semánticamente, se necesita más tiempo de procesamiento durante el estímulo de evocación que cuando los objetos no están relacionados semánticamente.

Cuando los objetos están relacionados semánticamente, proponemos que se necesita más tiempo de reacción porque los elementos de la misma categoría semántica (por ejemplo, fruta) deben codificarse como representaciones más específicas de ítem en la memoria de trabajo visual (por ejemplo, uva, manzana, naranja), mientras que los artículos no relacionados (por ejemplo, un sombrero, un perro) se pueden codificar y recuperar con éxito en una representación de categoría no específica (por ejemplo, ropa, un animal). El proceso prospectivo de tener que entender primero la categoría semántica de los objetos y luego codificar los objetos relacionados semánticamente como elementos más distintos puede ser particularmente desafiante, especialmente a medida que las personas envejecen y se produce el deterioro semántico [6,26]. Dado que esta tarea implica la codificación, el mantenimiento y el recuerdo de objetos relacionados semánticamente en la memoria de trabajo visual, la corteza prefrontal lateral y la corteza temporal anterior pueden estar involucradas en la optimización del rendimiento en esta tarea [10-12]. Se ha demostrado que estas regiones cerebrales frontales y temporales se ven afectadas negativamente por el avance de la edad [27,28]. El trabajo futuro con esta adaptación del DMS necesitará el uso de técnicas de neuroimagen para investigar si el rendimiento y el tiempo de reacción en esta tarea correlacionan con la activación funcional en estas regiones neuroanatómicas. Además, también será experimental y clínicamente informativo estudiar cómo la precisión y el tiempo de reacción en controles sanos difieren de las personas con trastornos neurológicos que afectan preferentemente a la corteza prefrontal lateral y a la corteza temporal anterior, como la enfermedad de Alzheimer y la afasia progresiva primaria variante semántica [16-20].

Una limitación de este estudio es que no podemos determinar el grado en que esta evaluación converge con las evaluaciones de memoria de trabajo existentes, ya que los participantes no completaron otras tareas de memoria de trabajo. Del mismo modo, los participantes no se sometieron a una neuroimagen funcional durante esta tarea, por lo que no podemos saber si la actividad en las regiones del cerebro responsables de la memoria de trabajo visual y la semántica se modificaron durante los diferentes procedimientos de la tarea (por ejemplo, codificación o estímulo de evocación) frente al tiempo de descanso. Tenemos la intención de estudiar más a fondo esta modificación en la tarea de DMS en individuos cognitivamente normales y comparar los resultados con las tareas de memoria de trabajo previamente validadas (por ejemplo, la Wechsler Adult Intelligence Scale-IV Digit Span [29]). Otras versiones del DMS han demostrado convergencia con otras pruebas de memoria de trabajo y activación en las regiones cerebrales relacionadas con la memoria de trabajo [7], por lo que anticipamos que nuestra evaluación del DMS móvil arrojará resultados similares. Es posible que esta nueva aplicación, incluyendo la mencionada modificación, converja con otras pruebas de la función ejecutiva fuera de la memoria de trabajo porque muchas funciones ejecutivas comparten correlaciones clínicas y neuroanatómicas comunes [30,31].

Otra limitación de nuestro trabajo radica en que los datos en este estudio son de Colombia y España únicamente. Planteamos la recopilación de datos de otros países (por ejemplo, Estados Unidos) en fu­turas investigaciones utilizando esta adaptación del DMS. Además, a pesar de que la aplicación en este estudio se desarrolló en un marco intercultural, algunos aspectos del rendimiento de la tarea en nuestra aplicación móvil, como muchas pruebas cognitivas existentes, parecen verse afectados por el nivel educativo. El impacto de la educación en la precisión de la respuesta en las pruebas de objetos relacionados semánticamente y los tiempos de reacción promedio con el distinto número de objetos (cuatro frente a seis, independientemente de la relación semántica) sugiere que los años de escolarización formal pueden influir involuntariamente en el rendimiento en esta tarea. Los años de educación formal pueden desempeñar un papel en el desempeño de las tareas a través de un mecanismo particularmente claro: la familiaridad con la tecnología, como las tabletas móviles. A medida que las personas pasan por más años de educación formal, están generalmente más expuestas a una tecnología de aplicaciones móviles similar a la que se utilizó en este estudio. Al igual que otras pruebas neuropsicológicas, el trabajo futuro con esta aplicación móvil deberá centrarse en desarrollar normas de precisión y tiempo de reacción en las condiciones de la tarea en función de la edad y el nivel educativo.


En conclusión, mostramos que la relación semántica entre objetos, junto con una carga de objetos creciente (cuatro frente a seis objetos) está vinculada a una mayor demanda de tiempo de reacción durante el recuerdo en una tarea de memoria de trabajo visual. El tiempo de reacción en todas las condiciones de la tarea se asoció positivamente con la edad, lo que apunta a la sensibilidad de esta tarea a los cambios relacionados con la edad en la memoria de trabajo visual y el procesamiento semántico que se observan en el envejecimiento saludable y una variedad de trastornos neurológicos. Este trabajo preliminar prepara el escenario para futuras investigaciones sobre la memoria visual de trabajo para objetos relacionados semánticamente y no relacionados semánticamente, lo cual es importante experimental y también clínicamente a medida que se buscan nuevas y sensibles formas de evaluar los primeros cambios cognitivos observables en los trastornos neurológicos relacionados con la edad.

 

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Visual working memory for semantically related objects in healthy adults

Introduction. Few studies have examined how manipulating the semantic relationship between objects impacts visual working memory accuracy or reaction time.

Aim. To characterize how the semantic relatedness of visual objects impacts working memory accuracy and reaction time in healthy adults using a newly developed mobile-tablet cognitive task.

Subjects and methods. A delayed matching to sample paradigm on the tablet task was studied in a sample of 76 community-dwelling adult participants from Spain and Colombia. The tablet task included 80 unique sets of either four or six semantically related or semantically unrelated objects. The accuracy and reaction time of the participants on the task were recorded for analysis.

Results. When objects were semantically related, reaction time was greater in the six object sets relative to the four object sets. Age was positively associated with reaction time, but not accuracy across all four task conditions. Participants with fewer years of formal education than the sample median (16 years) exhibited worse response accuracy and slower reaction time on both the four and six semantically related conditions relative to participants with 16 or more years of formal education.

Conclusions. Findings from this study suggest that when objects are semantically related (versus unrelated) and object load is increased, more processing time is needed to determine whether an object was or was not in the encoded set. The results also suggest that greater educational attainment –which likely relates with greater exposure to more technologies– is related with faster and more accurate responses on some task conditions.

Key words. Cognition. Executive function. Memory. Neuropsychology. Reaction time. Semantics. Short-term.

 

© 2020 Revista de Neurología

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