Early development of attention control: Impact of temperament and environment factors

Resumen

El objetivo de la presente tesis doctoral ha sido estudiar el desarrollo del control endógeno y ejecutivo de la atención en etapas tempranas del desarrollo. En concreto, nos centramos en dos periodos: 1) Durante el primer y segundo año de vida, implicando edades desde los 6 hasta los 16-18 meses; y 2) Un periodo preescolar, el cual abarca desde los 24 hasta los 48 meses de edad. En el primer periodo temprano, también exploramos en qué medida diferentes aspectos del control atencional se encuentran interrelacionadas, con el objetivo de explorar la posibilidad de derivar un único índice de control atencional desde los primeros meses de vida. Finalmente, en ambos periodos analizamos el impacto que las diferencias individuales a nivel de factores constitucionales y ambientales tienen sobre el desarrollo atencional. En concreto, nos planteamos intentar resolver las siguientes preguntas de investigación: En relación al desarrollo atencional en los dos primeros años de vida: 1) Existen diferencias en el desarrollo de diversos aspectos del control endógeno de la atención entre el primer y segundo año de vida? 2) Durante los dos primeros años de vida, muestran estabilidad las habilidades atencionales tempranas? 3) Existe relación entre las diferentes medidas de control atencional entre los 6 y 16-18 meses de edad? Es posible combinar estas medias en un único índice de control atencional? 4) Cómo contribuye el temperamento y el ambiente temprano en la predicción de las habilidades atencionales futuras? 5) Es el temperamento en el primer año de vida capaz de mediar la relación entre el ambiente temprano y las habilidades atencionales durante el segundo año? Con respecto al estudio sobre desarrollo atencional durante el periodo preescolar: 1) Contribuye la edad a predecir el control endógeno y ejecutivo de la atención entre los 24 y 48 meses de edad? 2) Cómo contribuye la edad a predecir el cambio en medidas atencionales entre dos sesiones de evaluación espaciadas por un periodo de 6 meses? 3) Muestran estabilidad las medidas de control endógeno de la atención en un intervalo temporal de 6 meses? 4) Contribuyen los factores temperamentales y ambientales a la predicción de las habilidades atencionales en este periodo? Investigación previa en el campo del desarrollo cognitivo, muestra que el control atencional experimenta cambios significativos entre el primer y segundo año de vida (Hendry et al., 2019). De acuerdo al modelo atencional de Posner (Posner & Petersen, 1990), existen tres redes cerebrales responsables de las funciones atencionales: 1) La red de alerta, ayudando a mantener un estado de activación del sistema atencional; 2) La red de orientación, permitiendo orientar la atención para filtrar la información del entorno, seleccionando solo aquella que es considerada relevante; y 3) La red ejecutiva, la cual permite imponer un control voluntario y más flexible sobre las habilidades atencionales. Durante los primeros años de vida, es la red de orientación la que supervisa y facilita a los bebés el poder ejercer un control voluntario sobre la atención (Posner et al., 2014). Al mismo tiempo, es el funcionamiento temprano de esta red la que contribuye al surgimiento de la red ejecutiva como principal mecanismo supervisor de control atencional hacia el final del segundo año de vida (Posner et al., 2014). Esto se debe a que ambas redes comparten diversos sustratos neurales (Rueda et al., 2015). Las primeras manifestaciones de un control voluntario de la atención se observan sobre la alerta atencional en los primeros meses tras el nacimiento. Inicialmente, se observa un incremento en el control voluntario de la alerta, específicamente sobre la alerta tónica. Este mayor control permite a los bebés, mantener un estado de alerta hacia el entorno sostenido en el tiempo. Además, las horas que los bebés pasan despiertos, manteniendo voluntariamente un estado de alerta hacia su entorno, incrementa de forma progresiva en los primeros años de vida (Figueiredo et al., 2016) y durante la etapa preescolar (Paavonen et al., 2020). Mejoras en la alerta atencional durante el desarrollo postnatal van seguidos de incrementos en otras habilidades atencionales, como la orientación. La habilidad para ejercer control sobre la orientación visual es una de las principales medidas para evaluar incrementos en el control endógeno de la atención en etapas muy tempranas del desarrollo, debido a las limitaciones motoras de los bebés. Alrededor del tercer mes de vida se comienzan a observar indicios tempranos de un control voluntario sobre el desenganche atencional. A partir de los 3 meses en adelante, se han observado mejoras continuadas en el desenganche atencional bajo competencia estimular hasta, al menos, los 6 meses de edad (Colombo & Cheatham, 2006; Csibra et al., 1998). Sin embargo, hasta la fecha no han detectado diferencias entre los 6 y 36 meses de edad entre un desenganche facilitado y bajo control estimular, y un desenganche competitivo y bajo control voluntario (Nakagawa & Sukigara, 2013; 2019). Otras habilidades atencionales relacionadas con el control endógeno de la atención muestran incrementos con la edad. La atención anticipatoria visual ha permitido observar cambios en el control endógeno desde edades muy tempranas. Bebés de 2 meses de edad muestran capacidad para anticipar eventos visuales sencillos en base a expectativas adquiridas (Canfield & Haith, 1991). Además, durante los 3 primeros años de vida, se han observado mejoras en esta habilidad (Clohessy et al., 2001; Rothbart et al., 2003). Aparte del desenganche atencional y la atención anticipatoria, la flexibilidad atencional es de especial relevancia en el desarrollo temprano, permitiendo adaptar conductas o patrones atencionales no adaptativos en el contexto actual (Stahl & Pry, 2005). Varios estudios han observado mejoras en la flexibilidad atencional entre los 5 y 12 meses de edad en tareas manuales (Cuevas & Bell, 2010; Clearfield et al., 2006). No obstante, las limitadas habilidades motoras durante este periodo de desarrollo, ha llevado a la formulación de tareas basadas en movimientos oculares. Uno de estos casos es el desarrollo de la tarea Switching por Kóvacs & Mehler (2009), la cual se ha llegado a emplear para evaluar mejoras en flexibilidad atencional a los 11 meses de edad, a través del número de perseveraciones visuales que los bebés cometen, tras la aplicación de un programa de entrenamiento (Wass et al., 2011). Sin embargo, no existen investigaciones que la hayan utilizado para evaluar cambios madurativos en el desarrollo de la flexibilidad atencional en bebés. Como mencionamos anteriormente, el control endógeno de la atención está bajo supervisión de la red de orientación durante los dos primeros años de vida (Posner et al., 2014). Esto no implica que la red de atención ejecutiva no se encuentre activa durante este periodo (Ellis et al., 2021; Fiske et al., 2022). Es a partir del final del segundo año de vida cuando la red ejecutiva comienza a emerger como principal mecanismo supervisor del control atencional, sustituyendo así a la red de orientación (Posner et al., 2014). Este cambio de actor supervisor lleva a un incremento en otras habilidades cognitivas más sofisticadas, como la monitorización. La capacidad de monitorización se define como la habilidad para seguir, de forma sostenida en el tiempo, el curso de diversos eventos, estando asociada al control ejecutivo atencional (Posner & DiGirolamo, 1998; Botvinick et al., 2001) y a la flexibilidad con la que dicho control es aplicado (Chevalier & Blaye, 2016). Es a partir de la edad preescolar cuando los mecanismos ejecutivos comienzan a ser más extensamente visibles. Por ejemplo, se ha encontrado que las anticipaciones correctas ante secuencias visuales complejas, las cuales requieren de mecanismos de monitorización para mantener información en el tiempo y aplicar un control endógeno de forma flexible sobre la orientación, no aumentan entre los 4 y 18 meses (Clohessy et al., 2001), pero si entre los 24 y 36 meses de edad (Rothbart et al., 2003). Se debe tener en cuenta que el desarrollo atencional no se produce de forma aislada a otros factores intrínsecos o extrínsecos al individuo, con capacidad para impactar sobre el mismo. Décadas de investigación al respecto han demostrado que no es solo la base genética o el ambiente de crianza lo que determina el desarrollo cognitivo, si no la interacción entre ambos aspectos (Finkel et al., 2021; Tucker-Drob & Briley, 2014). Uno de los principales factores constitucionales del individuo más estudiados en relación al control atencional, es el temperamento. Este constructo tomado de la psicología de la personalidad se define como las tendencias emocionales, las diferencias individuales en reactividad, y las habilidades del individuo para autorregularse a nivel conductual, emocional y atencional (Rothbart & Derryberry, 1981). En relación a extrínsecos o ambientales, el ambiente de crianza es un aspecto fundamental que modula el desarrollo de diversas habilidades cognitivas (Conger & Donnellan, 2007). Uno de los factores ambientales más estudiados es el estatus socioeconómico familiar. Esta medida recoge información sobre el nivel educativo de los padres, el nivel de su posición laboral y los ingresos para necesidades de la familia (Farah, 2017). Igualmente, otros factores ambientales menos estudiados han mostrado capacidad de impactar negativamente sobre el desarrollo cognitivo temprano. Es el caso del nivel de caos o desorganización en el hogar, y la depresión materna. Para responder a las preguntas de investigación planteadas y en base a la evidencia encontrada hasta la fecha, se llevaron a cabo dos estudios experimentales. Un primer estudio longitudinal, en el que se evaluó la capacidad de control endógeno y ejecutivo sobre la atención, en una muestra inicial de 160 bebés a los 6 (n = 142), 9 (n = 122) y 16-18 (n = 91) meses de edad. Para ello, se emplearon 3 tareas de seguimiento ocular: 1) La tarea Gap-overlap (Holmboe et al., 2018); 2) La tarea Visual Sequence Learning (VSL; Clohessy et al., 2001); y 3. La tarea Switching (Kóvacs & Mehler, 2009). Además, se recogió información sobre el temperamento de los bebés y ambiente en el hogar a través de cuestionarios completados por los padres o cuidadores legales en cada una de las edades de evaluación. El segundo estudio contó con un diseño longitudinal acelerado, evaluándose el control endógeno y ejecutivo sobre la atención, en una muestra inicial de 150 niños en edad preescolar, divididos en 5 cohortes de 24 (n = 24), 30 (n = 23), 36 (n = 32), 42 (n = 32) y 48 (n = 24) meses de edad. Para ello se empleó la tarea VSL (Clohessy et al., 2001) con el objetivo de medir la atención anticipatoria ante eventos visuales con diferentes cargas de monitorización. Cada cohorte fue reevaluada a los 6 meses de la primera sesión, con el objetivo de medir el cambio en las habilidades atencionales y su estabilidad en el tiempo. Al igual que en el estudio longitudinal, se obtuvieron datos de temperamento de los niños y ambiente en el hogar a través de cuestionarios completados por los padres o cuidadores legales. Se obtuvieron los siguientes resultados para las preguntas de investigación planteadas en el estudio longitudinal llevado a cabo entre los 6 y 16-18 meses de edad: 1) El desenganche atencional mejora a lo largo de los dos primeros años de vida en la tarea Gap-overlap. Tanto la latencia como el fallo de desenganche muestras mejoras con la edad. Además, entre los 6 y 16-18 meses de edad, los bebés parecen incrementar su habilidad para beneficiarse de claves atencionales para reorientar la atención cuando el desenganche es facilitado. En contextos de competencia visual donde se requiere un desenganche más endógenamente controlado, no se producen cambios madurativos. Además, desde los 6 hasta los 16-18 meses de edad, los bebés incrementan el número de anticipaciones visuales que son capaces de realizar en la tarea VSL, independientemente de que estas sean correctas o incorrectas. Sin embargo, no encontramos diferencias en la capacidad de monitorización ante secuencias complejas. Finalmente, la flexibilidad atencional también mejora en este rango de edad medido en la tares Switching, incrementando las perseveraciones visuales desde los 6 hacia los 9 meses, para disminuir posteriormente hacia los 16-18 meses de edad. Este patrón se ha observado previamente en la tarea A-no-B, sugiriendo un cambio madurativo inicial en la capacidad de mantener representaciones mentales, seguido de una mejora en el control atencional que permite una mayor flexibilidad cognitiva. 2) La latencia de desenganche atencional es la única medida que muestra estabilidad entre el primer y segundo año de vida. La latencia de desenganche en contextos de competición visual muestra estabilidad solo entre los 6 y 9 meses de edad. Sin embargo, en contextos donde el desenganche es facilitado, la estabilidad se encuentra tanto desde los 6 a los 9 meses, como de los 9 a los 16-18 meses de edad. Tanto las medidas de anticipación visual, como las de flexibilidad atencional no muestran estabilidad entre las edades estudiadas. 3) No se encuentra correlación entre las medidas atencionales derivadas de las tres tareas empleadas. Esto indica que los diferentes mecanismos de control atencional son independientes entre sí, no haciendo fiable el cómputo de un único índice de control atencional derivado de los tres aspectos atencionales estudiados. 4) Nuestros resultados sugieren que tanto el temperamento como el ambiente contribuyen a la predicción del desenganche atencional. Se encuentra una contribución positiva del factor de control esforzado a los 9 meses, pero negativa del caos en el hogar a los 6 meses sobre el fallo de desenganche a los 16-18 meses. En relación a la atención anticipatoria, una mayor surgencia temperamental a los 9 meses y un menor caos en el hogar a los 6, predicen un mayor número de anticipaciones totales a los 16-18 meses. Igualmente, una mayor surgencia a los 9 meses, y menores niveles de caos en el hogar y depresión materna a los 6 meses predicen un mayor número de anticipaciones correctas a los 16-18 meses de edad. No se observan efectos de factores temperamentales o ambientales en la predicción de la flexibilidad atencional. 5) No observamos efectos de mediación del temperamento de forma longitudinal. Es decir, el temperamento a los 9 meses no parece mediar los efectos del ambiente temprano, a los 6 meses, sobre las habilidades atencionales a los 16-18 meses de edad. Con respecto a las preguntas planteadas en relación al desarrollo atencional durante el periodo preescolar: 1) Entre los 24 y 48 meses de edad, observamos que la edad predice un incremento en las anticipaciones totales que los niños son capaces de realizar. Además, la edad también predice un incremento en las anticipaciones correctas ante secuencias complejas, pero no en las secuencias sencillas, lo cual es indicativo de una mejora madurativa en la capacidad de monitorización, dependiente de la red de atención ejecutiva. 2) Con respecto al cambio en las habilidades atencionales en un intervalo temporal de 6 meses entre evaluaciones, la edad solo predice un incremento en el número de anticipaciones totales, pero no en anticipaciones correctas. 3) En este periodo de 6 meses entre evaluaciones, las anticipaciones totales y las miradas reactivas, las cuales miden componentes exógenos de control atencional, son las únicas medidas que muestran estabilidad. No se observa estabilidad en anticipaciones correctas ante secuencias sencillas o complejas. 4) A pesar de que no se observan contribuciones de medidas temperamentales sobre las anticipaciones totales, encontramos que el caos en el hogar contribuye a predecir un mayor número de anticipaciones correctas ante secuencias complejas. Referencias Botvinick, M. M., Braver, T. S., Barch, D. M., Carter, C. S., & Cohen, J. D. (2001). Conflict monitoring and cognitive control. Psychological Review, 108(3), 624-652. https://doi.org/10.1037/0033-295X.108.3.624 Canfield, R. L., & Haith, M. M. (1991). Young Infants¿ Visual Expectations for Symmetric and Asymmetric Stimulus Sequences. Developmental Psychology, 27(2), 198-208. https://doi.org/10.1037/0012-1649.27.2.198 Chevalier, N., & Blaye, A. (2016). Metacognitive Monitoring of Executive Control Engagement During Childhood. Child Development, 87(4), 1264-1276. https://doi.org/10.1111/cdev.12537 Clearfield, M. W., Diedrich, F. J., Smith, L. 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