計算力障害

Dyscalculia / ˌdɪskælˈkjuːliə /は、​​数字の理解、数字の操作方法の学習、数学計算の実行、数学の事実の学習など、算術の学習または理解が困難です。 「数学ディスレクシア」として非公式に知られることもありますが、これは別の条件であるため誤解を招く可能性があります。

計算力障害は、時間、測定、および空間的推論の困難に加えて、IQ範囲全体の人々に発生する可能性があります。計算力障害の有病率の推定値は、人口の3〜6％の範囲です。 2015年には、計算力障害のある子供の11％もADHDであることが確認されました。計算力障害は、ターナー症候群の患者および二分脊椎の患者にも関連しています。

数学的障害は、ある種の脳損傷の結果として発生する可能性があります。その場合、適切な用語acalculiaは、それを先天的、遺伝的、または発達的起源の計算力障害と区別することです。

兆候と症状

計算力障害の最も初期の出現は、通常、短いグループから数えずに、小グループ内に存在するオブジェクトの数を知る能力の不足です（サブチタイズを参照）。 5歳の子供は、特にダイスを見て、6個のオブジェクトをサブミットできます。ただし、計算力障害のある子供は、年齢が一致するピアよりも少数のオブジェクトを細分化することができ、正しい場合でも番号を識別するのに時間がかかります。計算力障害は多くの場合、年齢によって異なります。子供が年をとるにつれて、より明らかになる傾向があります。ただし、症状は就学前に現れることがあります。計算力障害の一般的な症状は、精神的な数学の難しさ、時間の分析とアナログ時計の読み取りに問題があること、数字を含む運動シーケンスに苦労すること、そしてしばしば数字を追加するときに指で数えることです。

一般的な症状

計算力障害の特徴は、一般的な算術タスクの難しさです。これらの問題には次のものがあります。

• アナログ時計の読み取りが難しい
• 2つの数字のどちらが大きいかを示す難しさ
• シーケンスの問題
• 財政的な計画や予算を理解できない、場合によっては基本的なレベルであっても;たとえば、買い物かご内のアイテムのコストを見積もったり、小切手帳のバランスをとったりする
• 加算、減算、乗算、除算の一貫性のない結果
• 数値を数値を示す文字として知覚するのではなく、無意味な記号または無意味な記号として数値を視覚化します（したがって、誤称「数学ディスレクシア」）。
• 乗算、減算、加算、および除算テーブル、暗算などの難しさ
• 左右の区別に関する問題
• 「ゆがんだ」空間認識の感覚、または実際の理解よりも推測に近いと思われる形状、距離、またはボリュームの理解
• 時間、道順、リコールスケジュール、イベントシーケンス、時間の追跡、頻繁に遅いまたは早い難しさ
• 数学の概念の記憶不足（保持と検索）;ある日は数学演算を実行できるかもしれませんが、次の日には空白を描画します。本の仕事はできるかもしれないが、テストに失敗する
• 概念レベルで数学を把握できるが、それらの概念を実践することができない
• 数字の名前を思い出すのが難しい、または特定の異なる数字が同じように「感じる」と思う（例：読んだり思い出したときに同じ2つの数字を頻繁に交換したりする）
• 楽譜を読むのが難しい
• 振り付けダンスのステップの難しさ
• 時間をさかのぼって作業するのが難しい（たとえば、「X」時間のどこかにいる必要がある場合、何時に出発するか）
• 物体または距離の測定値を精神的に推定するのが特に難しい（たとえば、何かが3メートルまたは6メートル（10フィートまたは20フィート）離れているかどうか）
• 数字の書き込み、読み取り、呼び出しの際に、数字の追加、置換、転置、省略、反転などの領域で間違いが発生する場合があります
• 数学的概念、規則、式、およびシーケンスを把握および記憶できない
• 精神的に集中的なタスクに集中できない
• 誤った名前の回想、貧弱な名前/顔の検索は、同じ文字で始まる名前を置き換える可能性があります。

子どもの永続性

多くの研究者は、計算力障害が持続性障害であると考えていますが、計算力障害の持続性に関する証拠はいまだに混在しています。たとえば、Mazzocco and Myers（2003）が行った研究では、研究者は多くの尺度で子供を評価し、最も一貫した尺度を最良の診断基準として選択しました：TEMA-2の10パーセンタイルの厳密なカットオフ。最良の基準があったとしても、彼らは子どもの計算力障害の診断が長期的に持続しないことを発見した。 4年の間に診断された学生の65％のみが少なくとも2年間診断されました。 2年連続で診断された子供の割合はさらに減少しました。これが、誤診された子どもたちが正常に進行するにつれて数学と空間認識が改善した結果なのか、改善を示した被験者が正確に診断されたが、非永続的な学習障害の兆候を示したのかは不明です。

成人の持続性

計算力障害のある大人の成長の歴史を持っている成人の研究はほとんどありませんが、そのような研究はそれが成人期まで持続できることを示しています。計算力障害のある成人のほとんどは、4年生レベルで数学を処理するのに苦労しています。 1年生から4年生のレベルでは、多くの大人は数学の問題に対して何をすべきかを知っていますが、問題に関しては不注意ではありませんが、「不注意なエラー」が原因で間違っていることがよくあります。大人は数学の問題に関するエラーを処理できず、これらのエラーを犯したことさえ認識できない場合があります。これらの処理エラーにより、視覚空間入力、聴覚入力、およびタッチ入力が影響を受けます。精神障害者は、心が数字を混同する可能性があるため、列形式で数字を追加するのが難しい場合があります。また、問題を誤って処理するため、同じ答えを2回受け取る可能性があります。計算障害は、異なるコインとそのサイズの違いを判断するのに問題がある場合があります。また、正しい変化量を与える場合、数字がグループ化されている場合、どちらが少ないか多いかを判断できない可能性があります。計算力障害者が2つの数字のうち大きい方を選択し、大きい方の数字が大きい方の数字よりも大きい数字を選択するように求められた場合、文字通り質問に答え、大きい方のフォントの数字を選択します。計算力障害のある成人は、運転中の指示や財政管理に苦労し、日々の困難を引き起こしています。

特に、大学生は、与えられた仕事のペースが速く、難易度が変化するため、より苦労する場合があります。この結果、学生は多くの不安と欲求不満を感じるかもしれません。長い間不安に対処した後、生徒は数学に嫌悪感を抱き、それを可能な限り避けようとする可能性があり、数学コースの成績が低下する可能性があります。しかし、計算力障害のある学生は、書くこと、読むこと、話すことを非常に頻繁に行います。生徒は、数字をうまく活用できないため、決意と粘り強さで成功しようとする場合があります。人生の目標を達成したいので、フラストレーションや不安があっても前向きな姿勢を保とうとするかもしれません。問題は、それが大学になると、教授が彼らの粘り強さ、決意、努力を完全に評価できないことです。学生は自分の困難を克服する方法を見つけ出す必要があります。学校が生徒に提供できるサービスはたくさんあります。 21世紀には、コミュニティカレッジの学習障害のある学生の入学者数が増加するという証拠があります。

原因

ドメイン全般およびドメイン固有の原因が提示されています。純粋な発達の計算力障害に関しては、読書などの他の領域にも影響を与えずに数値領域での能力を損なうべきではないため、領域全般の原因は考えられません。

発達の計算力障害の原因に関する2つの競合するドメイン固有の仮説が提案されています。 マグニチュード表現 （または数モジュール欠損仮説 ）とアクセス欠損仮説です。

大きさの表現の赤字

Dehaeneの「数の感覚」理論は、おおよその数が精神的な数直線上で昇順で自動的に順序付けられることを示唆しています。非記号的大きさ（例、ドット数）を表現および処理するメカニズムは、「近似数体系」（ANS）としてよく知られ、ANSの精度の中心的不足は「大きさ表現仮説」として知られています。または「数モジュール欠損仮説」は、発達の計算力障害の根本的な原因として提案されています。

特に、ANSの構造的特徴は、「数値距離効果」と呼ばれる現象によって理論的にサポートされています。これは、数値比較タスクで堅牢に観察されています。通常、発達中の個人は、離れた場所（例：2と9）よりも互いに近い番号のペア（例：7と8）を比較する際の精度と速度が低下します。ウェーバーの法則に基づいた関連する「数値比効果」（2つの数値間の比率は変化するが、距離は一定、たとえば2対5および4対7）も、構造をさらにサポートするために使用されています。 ANS。数値比の効果は、個人の精度が低く、小さい比率（2と3、比率= 2/3よりも大きい比率（8と9、比率= 8/9など）を持つ数値のペアの比較が遅い場合に観察されます。 ）。オブジェクトのセットの比較（つまり、非シンボリック）による数値的距離または比の効果が大きいほど、ANSの精度が低くなると考えられ、ANSの視力は、通常発達中の子供および大人の数学の達成度と相関することがわかっています。

さらに重要なこととして、いくつかの行動研究により、発達性の計算力障害のある子供は、通常発達している子供よりも距離/比率の影響が弱くなることがわかりました。さらに、距離/比率効果の行動の違いが明確に明らかでない場合でも、神経画像研究は追加の洞察を提供しました。たとえば、Gavin R. Priceと同僚は、発達性の計算力障害のある子供は、通常の発達中の子供と比較して、反応時間に距離の差の影響を示さないことを発見しましたが、応答の精度に距離の大きな影響を示しました。彼らはまた、発達性計算力障害のある子供の右頭頂間溝は、典型的な発達中の子供のような非象徴的な数値処理に応じて同じ程度には変調されないことも発見した。大きさの表現における頭頂間溝のロバストな含意により、発達性の計算力障害のある子供は頭頂部の弱い大きさの表現を持っている可能性があります。ただし、シンボリック表現（アラビア数字など）から数値にアクセスして操作する機能の低下を排除するものではありません。

さらに、横断的研究から得られた知見は、発達性計算力障害のある子供は、数値の大きさの表現が5年も遅れて発達する可能性があることを示唆しています。ただし、縦断的研究の欠如により、不十分な数値の大きさの表現が発達の遅れまたは障害であるかどうかについての疑問が未解決のままです。

アクセス不足仮説

Rousselle＆Noëlは、計算力障害は、数値の大きさの既存の表現をアラビア数字の記号にマッピングできないことが原因であると提案しています。この仮説の証拠は、計算力障害のある個人は、非記号的数値の大きさの知識を測定するタスク（すなわち、非記号的比較タスク）に習熟しているが、数のシンボリック表現を処理する能力が低下していることを発見した調査研究に基づいています（すなわち、シンボリック比較タスク）。ニューロイメージング研究では、シンボリックではあるがシンボリックではない数値的大きさの処理を測定するタスク中に、右頭頂間溝の活性化が増加することも報告されています。ただし、アクセス不足の仮説のサポートは、研究間で一貫していません。

診断

最も基本的なレベルでは、計算力障害は、算数スキルの通常の発達に影響を及ぼす学習障害です。

計算力障害の適切な診断基準については、まだ合意に達していない。数学は複雑な（つまり、算術、代数、単語問題、幾何学などの多くの異なるプロセスを含む）特定の領域であり、累積的です（つまり、高度なスキルの習熟には多くの習熟が必要になるようにプロセスが相互に構築されます）基本的なスキル）。したがって、計算力障害はさまざまな基準を使用して診断でき、多くの場合はそうです。診断基準のこの多様性は、同定されたサンプルの変動性、したがって、計算力障害に関する研究結果の変動性につながります。

診断基準として達成テストを使用する以外に、研究者は多くの場合、ドメイン固有のテスト（作業記憶、実行機能、抑制、知性などのテスト）と教師の評価に依存して、より包括的な診断を作成します。あるいは、fMRIの研究は、前頭前野の活性化に基づいて、神経型の子供の脳を障害のある子供の脳から確実に区別できることを示しています。ただし、脳と神経の研究に伴う費用と時間の制限により、これらの方法は有効性にもかかわらず診断基準に組み込まれない可能性があります。

タイプ

計算力障害のサブタイプに関する研究は、コンセンサスなしで開始されました。予備研究は、サブタイプの候補として共存する学習障害に焦点を合わせています。計算力障害を持つ個人で最も一般的な併存疾患は、失読症です。共存症のサンプルと筋力障害のみのサンプルで行われたほとんどの研究は、仕事での異なるメカニズムと共存症の相加効果を示しており、このようなサブタイプは計算力障害の診断に役立たない可能性があることを示しています。しかし、現在のところ結果にはばらつきがあります。

失読症やADHDなどの他の障害との高い共存症のため、一部の研究者は、さまざまな根本的なプロファイルと原因を持つ数学的障害のサブタイプの可能性を示唆しています。特定のサブタイプが、より一般的な数学的学習障害とは対照的に、特に「計算力障害」と呼ばれるかどうかは、科学文献で議論されています。

• 意味記憶 ：このサブタイプは、失読症などの読字障害と共存することが多く、長期記憶からの表現力と検索能力が乏しいという特徴があります。これらのプロセスは、左角回の共通の神経経路を共有しています。これは、算術的事実検索戦略と象徴的な大きさの判断において選択的であることが示されています。この地域はまた、失読症の成人の音韻処理中に言語関連分野との低い機能的接続性を示しています。したがって、左角回の混乱は、読み取り障害と計算の困難の両方を引き起こす可能性があります。これは、ゲルストマン症候群の個人で観察されており、その計算力障害は症状の星座の一つです。
• 手続きの概念 ：Gearyの研究は、事実検索に関する問題の増加に加えて、数学の障害を持つ子供が未熟な計算戦略に依存する可能性があることを示しています。具体的には、数学的障害のある子どもたちは、数値的事実を取得する能力とは関係のない数え方の貧弱なコマンドを示した。この研究では、貧弱な概念的知識が数処理の質的欠陥を示しているのか、それとも単に典型的な数学的発達の遅れを示しているのかを見分けるのは難しいと指摘しています。
• 作業記憶 ：計算力障害のある子供は、神経型の子供と比較して作業記憶課題のパフォーマンスが低下していることが研究でわかっています。さらに、研究では、計算空間障害のある子供は、視空間の作業記憶作業中に頭頂間溝の活性化が弱いことが示されています。このようなタスク中のこの領域の脳活動は、全体的な算術パフォーマンスにリンクされており、数値および作業記憶機能が頭頂間溝に収束する可能性があることを示しています。ただし、作業記憶の問題は、一般的な学習障害と混同されるため、これらの赤字は計算力障害に固有のものではなく、より大きな学習赤字を反映している可能性があります。前頭前野の機能障害は、ADHDとの併存症を説明する作業記憶および他の実行機能の欠損につながる可能性があります。

研究では、先天性または遺伝性障害による原因の兆候も示されていますが、この証拠はまだ具体的ではありません。

処理

これまで、計算力障害のある人を対象にした介入はほとんど開発されていません。具体的な操作アクティビティは、修復のために基本的な数の概念を訓練するために何十年も使用されてきました。この方法は、目標、学習者のアクション、およびアクションに関する情報フィードバックの間の本質的な関係を促進します。ゲーム、フラッシュカード、および操作可能物を使用して算術、数概念、数え方、数族の概念を教えるLynn Fuchsと同僚によって設計された1対1の個別指導パラダイムは、一般的な数学学習の難しさを持つ子供で成功しましたが、介入はまだ計算力障害のある子供については特にテストされていません。これらの方法では、少人数のグループまたは個々の生徒と直接作業する特別に訓練された教師が必要です。そのため、教室での指導時間は必然的に制限されます。このため、いくつかの研究グループが、計算力障害者に特有の赤字を対象とするように設計されたコンピューター適応トレーニングプログラムを開発しました。

計算力障害を改善するためのソフトウェアが開発されました。コンピューター適応型トレーニングプログラムは、1対1のタイプの介入後にモデル化されますが、いくつかの利点があります。最も注目すべきは、個人はクラスや教師で通常可能であるよりもデジタル介入でより多くの練習ができることです。 1対1の介入の場合と同様に、一般的な数学学習が困難な子供でも、いくつかのデジタル介入が成功していることが証明されています。 Räsänenと同僚は、The Number RaceやGraphogame-mathなどのゲームは、一般的な数学学習が困難な子供の数比較タスクのパフォーマンスを改善できることを発見しました。

数人のデジタル介入が、特にディスカルキュリックスのために開発されました。それぞれが数学の難しさに関連する基本的なプロセスを対象としています。救難カルキュラリスは、精神的番号の整合性とアクセスを改善しようとする初期のコンピューター化された介入でした。計算力障害に対する他のデジタル介入は、ゲーム、フラッシュカード、および操作可能物をテクノロジーを通じて機能するように適合させます。

各介入は基本的な数のスキルを向上させると主張していますが、これらの介入の著者は、反復と実践の効果が報告されたパフォーマンスの向上に関与する要因であることを認めています。追加の批判は、これらのデジタル介入には数値量を操作するオプションがないことです。前の2つのゲームは正解を提供しますが、介入を使用している個人は、操作を通じて正解がどうあるべきかを積極的に決定することはできません。バターワースと同僚は、個人が異なるサイズのロッドを比較できるようにするナンバーボンドのようなゲームは、デジタル介入が進む方向であるべきだと主張しました。そのようなゲームは、計算活動を使用して、計算力障害の研究によって導かれたコンテンツへの本質的な動機付けを提供します。これらの深刻なゲームの1つは、マイスターコーディ-タラシアです。これは、計算障害を検出するための診断テストであるCODYアセスメントを含むオンライントレーニングです。これらの調査結果に基づいて、Rescue Calcluarisは学習者による操作を可能にする適応アルゴリズムとゲームフォームによって拡張されました。足し算、引き算、数直線のタスクを改善することがわかり、Dybuster Calcularisとして利用できるようになりました。

ある研究では、数値学習中に頭頂葉に経頭蓋直流刺激（TDCS）を使用し、6か月後も通常発達中の個人にまだ存在する数値能力の選択的改善を実証しました。改善は、右頭頂葉に陽極電流を、左頭頂葉に陰極電流を適用し、逆のセットアップと比較することで達成されました。同じ研究グループが2人の筋力障害のある個人のトレーニング研究でtDCSを使用した場合、逆のセットアップ（左陽極、右陰極）で数値能力の改善が実証されました。

疫学

計算力障害は、一般人口の3〜6％に存在すると考えられていますが、国およびサンプルによる推定は多少異なります。多くの研究は、性別による有病率が同等であることを発見しています。有病率の性差を発見した人は、女性では計算力障害がより高いことをしばしば発見しますが、男性では有病率がより高いことがいくつかの研究で確認されています。

歴史

「計算力障害」という用語は1940年代に作られましたが、1974年までチェコスロバキアの研究者ラディスラフコスクの研究によって完全に認識されませんでした。 Koscは、計算力障害を「数学的能力の構造的障害」と定義しました。彼の研究によると、学習障害は数学的計算を制御する脳の特定の部分の障害が原因であり、症状のある個人が「精神障害」ではないことが証明されました。現在、研究者は、状態に言及するときに「数学ディスレクシア」または「数学学習障害」という用語を使用することがあります。数学に固有の認知障害は、脳の特定の領域への損傷の結果として特定の算数障害を経験した患者のケーススタディで最初に特定されました。より一般的には、計算力障害は、数字または数字の事実（例、掛け算表）を理解、記憶、または操作する能力に影響を与える遺伝的に関連した学習障害として発達的に発生します。この用語は、算術演算を実行できないことを特に指すためによく使用されますが、スタニスラス・デハーンやブライアン・バターワースなどの一部の教育専門家や認知心理学者によっても、数値を比較量の抽象的な概念として概念化することができないという定義があります（a 「数字の意味」の赤字）、これらの研究者は、他の数学の能力を構築する基礎的なスキルであると考えています。計算力障害の症状には、単純なカウントの遅延、加算、減算などの単純な算術的事実を記憶できないことが含まれます。このトピックに関する研究はほとんど行われていないため、既知の症状はほとんどありません。

語源

計算力障害という用語は、少なくとも1949年に遡ります。

計算力障害はギリシャ語とラテン語に由来し、「ひどく数える」ことを意味します。接頭辞「 dys- 」はギリシャ語に由来し、「ひどく」を意味します。ルート「calculiaは、」「カウントする」を意味し、また「計算」と「計算」に関連しているラテン語「calculare」、から来ています。