DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-42643-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41781447
تاريخ النشر: 2026-03-04
المؤلف: Rabeb Laatar وآخرون
الموضوع الرئيسي: التوازن، والمشي، والوقاية من السقوط
نظرة عامة
هذه الدراسة فحصت تأثير ظروف المهام المزدوجة (DT) والمهام الثلاثية (TT) على أداء المشي بين الأطفال الذكور والمراهقين والشباب. افترض الباحثون أن تعدد المهام سيؤدي إلى تقليل سرعة المشي، مع توقع أكبر تدخل تحت ظروف TT. أكمل ثلاثون مشاركًا (عشرة من كل فئة عمرية) اختبار مشي بطول عشرة أمتار تحت أربع ظروف: مهمة واحدة (ST)، مهمة مزدوجة معرفية (المشي + الطلاقة اللفظية)، مهمة مزدوجة حركية (المشي + حمل صينية بها كرة)، وTT (المشي + الطلاقة اللفظية + حمل صينية بها كرة). أشارت النتائج إلى أن الأطفال والمراهقين عانوا من انخفاضات كبيرة في سرعة المشي خلال جميع ظروف تعدد المهام مقارنة بـ ST (p<0.001)، مع ملاحظة أكبر انخفاضات في حالة TT (p<0.01). أظهر الشباب انخفاضات كبيرة فقط في ظروف DT المعرفية وTT. تسلط النتائج الضوء على الفروق المعتمدة على العمر في أداء المشي أثناء تعدد المهام، حيث أظهر الأطفال أكبر انخفاضات في الأداء. وهذا يشير إلى أن العوامل التنموية المتعلقة بالنضوج العصبي المعرفي، وخاصة في السيطرة التنفيذية والتنسيق الحركي، تؤثر على قدرات تعدد المهام. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى إشراف دقيق في البيئات التي يشارك فيها الأطفال في مهام معقدة، حيث يمكن أن تؤثر ظروف TT بشكل كبير على أداء المشي وتزيد من خطر السقوط. بالإضافة إلى ذلك، تدعو النتائج إلى دمج أنشطة DT وTT المنظمة في البيئات التعليمية والترفيهية لدعم تطوير المهارات الحركية والسلامة.
مقدمة
في المقدمة، تناقش الورقة أهمية تعدد المهام في الحياة المعاصرة، مع تسليط الضوء على انتشاره في الأنشطة اليومية مثل المشي أثناء التحدث على الهاتف. يُعرف تعدد المهام بأنه التنفيذ المتزامن لمهمتين أو أكثر، حيث تمثل ظروف المهام المزدوجة (DT) والمهام الثلاثية (TT) سيناريوهات تتضمن مهمتين وثلاث مهام متزامنة، على التوالي. تركز الأبحاث على تأثير تعدد المهام على الوظائف الحركية، وخاصة من خلال عدسة تفاعلات المهام المعرفية والحركية أثناء المشي. يتم تحديد تدخل DT على أنه انخفاض في الأداء عند تنفيذ المهام بشكل متزامن، يتم قياسه من خلال تكلفة DT، التي تقيس نسبة التغيير في الأداء مقارنةً بظروف المهمة الواحدة.
تشمل الأطر النظرية التي تفسر تدخل DT نموذج مشاركة السعة المركزية، الذي يفترض وجود مجموعة موارد معرفية محدودة مشتركة بين المهام، ونموذج الاختناق، الذي يقترح أن بعض العمليات المعرفية يجب أن تحدث بشكل متسلسل، مما يؤدي إلى تأخيرات في المعالجة. بالمقابل، ترى نظرية الأنظمة الديناميكية أن تعدد المهام هو سلوك معقد ومنظم ذاتيًا ينشأ من التفاعلات بين مكونات النظام المختلفة، بما في ذلك العوامل المعرفية والبيئية والعاطفية. تشير المقدمة أيضًا إلى التغيرات المرتبطة بالعمر في قدرات تعدد المهام، حيث تشير الأبحاث إلى أن الأفراد الأصغر سناً، وخاصة الأطفال، يعانون من تدخل DT أكبر بسبب التطور المعرفي والحركي المستمر. بشكل عام، تمهد هذه القسم الطريق لاستكشاف العلاقة المعقدة بين تعدد المهام والعمليات المعرفية والأداء الحركي عبر مجموعات عمرية مختلفة.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم إجراء جلسة تعارف قبل يومين من البروتوكول التجريبي الرئيسي لضمان فهم المشاركين وقدرتهم على تنفيذ المهام المعنية بدقة. خلال هذه الجلسة، أكمل المشاركون تجربتين من كل مهمة وتم جمع بياناتهم الأنثروبومترية. في يوم التجربة، تم إجراء تجربة قصيرة مدتها 10 ثوانٍ لكل مهمة متزامنة لمزيد من تأقلم المشاركين مع متطلبات التوقيت والتنسيق، مما يقلل من التباين الناتج عن حداثة المهمة ويضمن أن الأداء اللاحق يعكس بدقة تدخل المهام المزدوجة (DT) والمهام الثلاثية (TT).
تكون البروتوكول التجريبي من تجربتين لكل من ثلاث ظروف تقييم: المشي بمهمة واحدة (ST)، المشي بمهمة مزدوجة (DT) (تشمل إما مهمة معرفية أو حركية)، والمشي بمهمة ثلاثية (TT) (تشمل كل من المهام المعرفية والحركية في وقت واحد). تم تصميم جميع المهام لتكون مناسبة للعمر وتعكس الأنشطة اليومية، مما يسمح بتقييم شامل لتأثير تدخل المهام المعرفية والحركية على أداء المشي.
النتائج
أشارت نتائج تحليل التباين الثنائي إلى تأثيرات كبيرة لكل من مجموعة العمر (F=127.65، p<0.001، ηp²=0.90) وظروف المهمة (F=195.33، p<0.001، ηp²=0.87) على سرعة المشي، إلى جانب تفاعل كبير بين مجموعة العمر وظروف المهمة (F=14.98، p<0.001، ηp²=0.52). كشفت التحليلات اللاحقة أن سرعة المشي انخفضت بشكل كبير (p<0.001) لكل من الأطفال والمراهقين خلال جميع ظروف المهام المتعددة مقارنةً بحالة المهمة الواحدة (ST). من الجدير بالذكر أنه لم يتم ملاحظة اختلافات كبيرة بين ظروف المهمة المزدوجة الحركية (motor-DT) والمهمة المزدوجة المعرفية (cognitive-DT)، بينما كانت سرعة المشي أقل بشكل كبير في حالة تبديل المهام (TT) مقارنةً بكل من ظروف cognitive-DT وmotor-DT. في مجموعة الشباب، لوحظت انخفاضات كبيرة في سرعة المشي (p<0.001) فقط في ظروف cognitive-DT وTT بالنسبة لحالة ST. علاوة على ذلك، أظهر الأطفال سرعات مشي أقل بشكل كبير (p<0.001) من كل من المراهقين والشباب عبر جميع ظروف المهام المتعددة. بالمقارنة، أظهر المراهقون سرعات مشي أقل بشكل كبير من الشباب في ظروف cognitive-DT (p<0.01)، motor-DT (p<0.05)، وTT (p<0.001). كما أظهر تحليل نسبة التغيير في سرعة المشي تأثيرات كبيرة لمجموعة العمر (F=95.92، p<0.001، ηp²=0.87) وظروف المهمة (F=55.20، p<0.001، ηp²=0.67)، إلى جانب تفاعل كبير (F=3.84، p=0.008، ηp²=0.22).
المناقشة
تستكشف الدراسة تأثيرات ظروف المهام المزدوجة (DT) والمهام الثلاثية (TT) على أداء المشي عبر مجموعات عمرية مختلفة: الأطفال والمراهقين والشباب. تشير النتائج إلى أن الأطفال يظهرون تدهورات أكبر في سرعة المشي تحت ظروف تعدد المهام مقارنةً بالمشاركين الأكبر سناً، مما يبرز تقدمًا تطوريًا في قدرات تعدد المهام. على وجه الخصوص، أدت حالة TT إلى أكبر انخفاض في سرعة المشي، مما يشير إلى أن التنفيذ المتزامن للمهام المعرفية والحركية يفرض عبئًا معرفيًا أكبر، خاصة على الأفراد الأصغر سناً. يتماشى هذا مع الأدبيات الحالية التي تؤكد على دور الوظائف التنفيذية والموارد الانتباهية في تنسيق المهام المتعددة.
تدعم النتائج نظريات مشاركة السعة ونموذج الاختناق لتعدد المهام، مما يشير إلى أنه مع زيادة تعقيد المهمة، يتراجع الأداء بسبب الموارد المعرفية المحدودة. من الجدير بالذكر أن الدراسة تكشف أنه بينما يدير الشباب متطلبات تعدد المهام بشكل أكثر فعالية، يواجه الأطفال صعوبة بسبب النضوج المستمر للوظائف التنفيذية والتنسيق الحركي. تؤكد النتائج على أهمية مراعاة الفروق التنموية في قدرات تعدد المهام عند تصميم التقييمات التعليمية والتدخلات التي تهدف إلى تعزيز التنسيق المعرفي الحركي لدى الأطفال. يجب أن تستكشف الأبحاث المستقبلية سيناريوهات تعدد المهام الأكثر تعقيدًا في العالم الحقيقي وأن تشمل ديموغرافية أوسع لتعزيز قابلية تعميم النتائج.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-42643-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41781447
Publication Date: 2026-03-04
Author(s): Rabeb Laatar et al.
Primary Topic: Balance, Gait, and Falls Prevention
Overview
This study examined the impact of dual task (DT) and triple task (TT) conditions on walking performance among male children, adolescents, and young adults. The researchers hypothesized that multitasking would lead to a reduction in walking velocity, with the most significant interference expected under TT conditions. A total of thirty participants (ten from each age group) completed a ten-meter walking test under four conditions: single-task (ST), cognitive-DT (walking + verbal fluency), motor-DT (walking + carrying a tray with a ball), and TT (walking + verbal fluency + carrying a tray with a ball). Results indicated that both children and adolescents experienced significant decreases in walking velocity during all multitasking conditions compared to ST (p<0.001), with the most pronounced reductions observed in the TT condition (p<0.01). Young adults showed significant decreases only in cognitive-DT and TT conditions. The findings highlight age-dependent differences in walking performance during multitasking, with children exhibiting the greatest performance decrements. This suggests that developmental factors related to neurocognitive maturation, particularly in executive control and motor coordination, influence multitasking abilities. The study underscores the need for careful supervision in environments where children engage in complex tasks, as TT conditions can significantly impair walking performance and increase fall risk. Additionally, the results advocate for integrating structured DT and TT activities into educational and recreational settings to support motor skill development and safety.
Introduction
In the introduction, the paper discusses the significance of multitasking in contemporary life, highlighting its prevalence in everyday activities such as walking while talking on the phone. Multitasking is defined as the simultaneous execution of two or more tasks, with dual-task (DT) and triple-task (TT) conditions representing scenarios involving two and three concurrent tasks, respectively. The research focuses on the impact of multitasking on motor functioning, particularly through the lens of cognitive and motor task interactions during walking. DT interference is identified as a decline in performance when tasks are performed simultaneously, quantified by the DT cost, which measures the percentage change in performance compared to single-task conditions.
Theoretical frameworks explaining DT interference include the central capacity sharing model, which posits a limited cognitive resource pool shared between tasks, and the bottleneck model, which suggests that certain cognitive processes must occur sequentially, leading to processing delays. In contrast, dynamical systems theory views multitasking as a complex, self-organized behavior emerging from interactions among various system components, including cognitive, environmental, and emotional factors. The introduction also notes age-related variations in multitasking abilities, with research indicating that younger individuals, particularly children, experience greater DT interference due to ongoing cognitive and motor development. Overall, the section sets the stage for exploring the intricate relationship between multitasking, cognitive processes, and motor performance across different age groups.
Methods
In this study, a familiarization session was conducted two days prior to the main experimental protocol to ensure participants understood and could accurately execute the tasks involved. During this session, participants completed two trials of each task and had their anthropometric data collected. On the day of the experiment, a brief 10-second trial of each concurrent task was performed to further acclimate participants to the timing and coordination demands, thereby minimizing variability due to task novelty and ensuring that subsequent performance accurately reflected dual-task (DT) and triple-task (TT) interference.
The experimental protocol consisted of two trials for each of three assessment conditions: single-task (ST) walking, dual-task (DT) walking (involving either a cognitive or motor task), and triple-task (TT) walking (involving both cognitive and motor tasks simultaneously). All tasks were designed to be age-appropriate and reflective of daily activities, allowing for a comprehensive assessment of the impact of cognitive and motor task interference on walking performance.
Results
The results of the two-way ANOVA indicated significant effects of both age group (F=127.65, p<0.001, ηp²=0.90) and task condition (F=195.33, p<0.001, ηp²=0.87) on walking velocity, alongside a significant interaction between age group and task condition (F=14.98, p<0.001, ηp²=0.52). Post-hoc analyses revealed that walking velocity decreased significantly (p<0.001) for both children and adolescents during all multi-task conditions compared to the single-task (ST) condition. Notably, no significant differences were observed between the motor dual-task (motor-DT) and cognitive dual-task (cognitive-DT) conditions, while walking velocity was significantly lower in the task-switching (TT) condition compared to both cognitive-DT and motor-DT conditions. In the young adults' group, significant reductions in walking velocity (p<0.001) were noted only in the cognitive-DT and TT conditions relative to the ST condition. Furthermore, children exhibited significantly lower walking velocities (p<0.001) than both adolescents and young adults across all multi-task conditions. Comparatively, adolescents showed significantly lower walking velocities than young adults in cognitive-DT (p<0.01), motor-DT (p<0.05), and TT (p<0.001) conditions. The analysis of the percentage change in walking velocity also demonstrated significant effects of age group (F=95.92, p<0.001, ηp²=0.87) and task condition (F=55.20, p<0.001, ηp²=0.67), along with a significant interaction (F=3.84, p=0.008, ηp²=0.22).
Discussion
The study investigates the effects of dual-task (DT) and triple-task (TT) conditions on walking performance across different age groups: children, adolescents, and young adults. Findings indicate that children exhibit greater impairments in walking velocity under multitasking conditions compared to older participants, highlighting a developmental progression in multitasking abilities. Specifically, the TT condition resulted in the most significant reduction in walking speed, suggesting that the simultaneous execution of cognitive and motor tasks imposes a greater cognitive load, particularly on younger individuals. This aligns with existing literature that emphasizes the role of executive functions and attentional resources in coordinating multiple tasks.
The results support the capacity-sharing and bottleneck theories of multitasking, indicating that as task complexity increases, performance declines due to limited cognitive resources. Notably, the study reveals that while young adults manage multitasking demands more effectively, children struggle due to ongoing maturation of executive functions and motor coordination. The findings underscore the importance of considering developmental differences in multitasking abilities when designing educational assessments and interventions aimed at enhancing cognitive-motor coordination in children. Future research should explore more complex real-world multitasking scenarios and include a broader demographic to enhance the generalizability of the results.