Attentional selectivity and attentional control in highly math-anxious individuals

Abstract

[eng] Math anxiety is an emotional response that arises in math-related contexts. It is described as a general dread of contact with math and a feeling of tension while dealing with it. In addition to causing suffering to many people, it is associated with lower math performance, which in turn may negatively affect people’s lives. To understand the etiology and cognitive consequences of anxiety, experimental research has studied individual differences in attentional processing that are related to this emotion. As math anxiety is a type of anxiety, research is also addressing its interaction with the attentional system. The goal of this thesis is to provide new evidence on this interaction. Specifically, it examines differences in attentional processing of threatening stimuli and in attentional control between the highly math-anxious (HMA) and the low math-anxious (LMA) populations. As for attentional processing of the specific threatening stimuli linked to math anxiety (i.e., math stimuli), previous research shows inconsistent results: a few studies have suggested different types of attentional bias for math stimuli in HMA individuals and a few studies have not found evidence to support the existence of this bias. The present thesis applies methodological criteria that have been proposed to solve problems of the classical paradigms in order to measure differences in engagement and disengagement from differentially valenced stimuli. It provides evidence of HMA individuals not having biased attentional selectivity for task-irrelevant math vs. neutral stimuli, neither in engagement with math vs. neutral stimuli, nor in disengagement from them. As for attentional control, several hypotheses based on attentional control theory (ACT) are evaluated. Consistent with ACT, this thesis provides several findings that support a negative association between math anxiety and attentional control. Two main outcomes must be highlighted. First, the present results suggest that HMA individuals show lower processing efficiency than LMA individuals in tasks that pose demands on the working memory system (even if no mathematical operations are required), at least when the former are experiencing higher state anxiety than the latter. Second, this thesis provides novel evidence on a negative relationship between math anxiety and proactive shifting. This is the executive function that allows individuals to intentionally shift their attentional focus to the task-relevant mental sets during a preparation interval, increasing their readiness to solve a task. The latter is an important contribution since this ACT premise has not been evaluated in the specific realm of math anxiety and might be of great relevance in explaining the link between math anxiety and math performance. Finally, a third aspect of the interaction between math anxiety and attention (related both to attentional bias for threat and to reduced attentional control) is studied. Anxiety is a future-oriented emotion that has been also associated with biased threat evaluation of upcoming events. Considering this, we explore attentional allocation to task-relevant stimuli that anticipate different levels of cognitive effort during a math test. We find that a task-relevant non-mathematical cue that announces a relatively

higher cognitive effort during a mathematical task mobilizes attentional resources to a greater extent than other task-relevant non-mathematical cues in HMA individuals. According to the results presented here, it is unlikely that an attentional bias for irrelevant math vs. neutral stimuli may origin or worsen math anxiety, as it has been suggested with general anxiety and some specific types of anxiety (e.g., social anxiety). This might reflect a dissimilitude between math anxiety and other kinds of anxiety, probably due to the lack of association between mathematical stimuli and danger during evolutionary history. By contrast, the present results do support ACT and suggest an association between math anxiety and less efficient attentional control (and, specifically, proactive shifting). Overall, these results encourage research concerning math anxiety and its treatment to keep focusing on the executive function deficits related to attentional control and their impact on math performance. Moreover, they support the proposal made previously by some authors that the effects of math anxiety during the anticipation of math tasks are likely to be of great importance for understanding the interaction between emotion and cognition in HMA individuals and, therefore, for helping them.

[spa] La ansiedad matemática consiste en un temor a las matemáticas y una sensación de tensión al enfrentarse a ellas. Además de causar sufrimiento, se asocia a un menor rendimiento en matemáticas, lo que a su vez puede afectar negativamente a la vida de las personas que tienden a experimentarla. Para comprender la etiología y las consecuencias cognitivas de la ansiedad, la investigación experimental ha examinado, durante décadas, las diferencias individuales en el procesamiento atencional relacionadas con esta emoción. Dado que la ansiedad matemática es un tipo de ansiedad, también es importante investigar su interacción con el sistema atencional. El objetivo de esta tesis es aportar evidencia científica sobre esta interacción. Concretamente, se examinan las diferencias en el procesamiento atencional de estímulos amenazantes y en el control atencional entre las poblaciones con alta y baja ansiedad matemática (en adelante, AAM, y BAM). Respecto al procesamiento atencional de los estímulos amenazantes característicos de este tipo de ansiedad (los estímulos matemáticos), la investigación previa muestra resultados inconsistentes: algunos estudios sugieren un sesgo atencional a favor o en contra de dichos estímulos en individuos con AAM, y otros estudios no encuentran evidencia que apoye este sesgo. Esta tesis aplica, por primera vez, criterios metodológicos que resuelven los problemas de los paradigmas experimentales clásicos para medir diferencias en el enganche y desenganche de la atención. Vemos que los individuos con AAM no presentan un sesgo respecto a los símbolos matemáticos irrelevantes en la frecuencia con la que se orientan hacia ellos, ni en el desenganche atencional de los mismos. En cuanto al control atencional, esta tesis proporciona varios resultados que apoyan la asociación negativa entre ansiedad matemática y control atencional. De dichos resultados, coherentes con la teoría del control atencional (TCA), cabe destacar dos. En primer lugar, los individuos con AAM muestran una menor eficiencia de procesamiento que los individuos con BAM en tareas demandantes de memoria de trabajo (incluso si no requieren operaciones matemáticas), al menos cuando los primeros experimentan mayor ansiedad estado que los últimos. En segundo lugar, esta tesis aporta evidencia sobre una relación negativa entre la ansiedad matemática y la eficiencia del cambio atencional proactivo. Esto último es la función ejecutiva que permite anticiparse y dirigir intencionadamente la atención hacia las reglas mentales relevantes para la tarea viniente, con el fin de prepararse para resolver dicha tarea rápidamente. Esto supone una importante contribución, ya que esta premisa de la TCA no se ha evaluado antes en el ámbito de la ansiedad matemática y podría ser de gran importancia para explicar la menor eficiencia de procesamiento matemático asociada a la misma. Por último, se explora un tercer aspecto de la interacción entre ansiedad matemática y atención, relacionado con los dos anteriores. La ansiedad es una emoción orientada hacia el futuro que también se ha relacionado con la evaluación sesgada del carácter amenazante de los acontecimientos venideros. Por consiguiente, se explora la atención destinada a las señales relevantes para la tarea que anticipan

diferentes niveles de esfuerzo cognitivo durante una tarea matemática. Encontramos que un estímulo no matemático que anuncia un esfuerzo cognitivo relativamente mayor moviliza los recursos atencionales en mayor medida que otras señales no matemáticas en individuos con AAM. Según los resultados aquí presentados, es poco probable que un sesgo atencional hacia lo matemático pueda originar o empeorar la ansiedad matemática. Esto podría reflejar una disimilitud entre la ansiedad matemática y otros tipos de ansiedad, probablemente por la falta de asociación entre los estímulos matemáticos y el peligro durante la historia evolutiva. Por el contrario, estos resultados sí apoyan la TCA y sugieren una asociación entre la ansiedad matemática y un control atencional reducido (incluyendo, concretamente, la habilidad de cambio proactivo). En general, lo hallado señala la importancia de seguir investigando los déficits de las funciones ejecutivas relacionadas con el control atencional y sus consecuencias sobre el procesamiento matemático en el ámbito de la ansiedad matemática. Además, apoya la necesidad de estudiar los efectos de la ansiedad matemática durante la anticipación de tareas matemáticas, cuestión abordada previamente por algunos autores, pero poco estudiada y que podría ser fundamental para comprender la interacción entre emoción y cognición en este tipo de ansiedad.