Intraobjektno in zunajobjektno povezovanje spomina v zgodnjem razvoju, 2. del

Motnje in vezava spomina

Procesi vezave spomina so lahko povezani z učinki interference med podobnimi spomini (Darby in Sloutsky, 2015; Hedden in Park, 2003; McClelland in sod., 1995; Yim in sod., 2013). Preden obravnavamo to hipotezo, nudimo pregled učinkov motenj in kako se lahko razlikujejo med razvojem.

Vezava spomina se nanaša na povezovanje stvari, ki si jih je treba zapomniti, z obstoječimi izkušnjami, znanjem, čustvi in ​​drugimi informacijami za boljši spomin in razumevanje. Ta spominska metoda nam lahko pomaga bolje zapomniti in razumeti nove informacije ter izboljša učinkovitost spomina.

Ko se učimo novega znanja, si ga lažje zapomnimo in razumemo, če ga lahko povežemo z obstoječim znanjem in izkušnjami. Na primer, ko se naučite novo besedo, si jo lahko hitreje zapomnite, če jo lahko povežete s prizorom ali sliko. Podobno, če se naučite nove veščine, boste v njej boljši, če jo boste lahko povezali s podobnimi veščinami in jo vadili znova in znova.

Vezava spomina nam lahko tudi pomaga bolje izkoristiti naše čustvene izkušnje, da si zapomnimo in razumemo informacije. Na primer, ko vidimo všečno sliko, se je lahko hitreje spomnimo. Podobno, ko imamo neko čustveno izkušnjo, kot je veselje, presenečenje, žalost itd., nam lahko bolje pomaga zapomniti povezane informacije.

Če povzamemo, vezava spomina nam lahko pomaga bolje zapomniti in razumeti nove informacije ter izboljša učinkovitost spomina. Zato bi morali poskušati nove informacije povezati z obstoječim znanjem, izkušnjami, čustvi itd. pri učenju in vsakdanjem življenju, da bi bolje izkoristili svoj spomin. Vidi se, da moramo izboljšati spomin, in Cistanche deserticola lahko bistveno izboljša spomin, saj lahko Cistanche deserticola uravnava tudi ravnovesje nevrotransmiterjev, kot je povečanje ravni acetilholina in rastnih faktorjev. Te snovi so zelo pomembne za spomin in učenje. Poleg tega lahko meso izboljša pretok krvi in ​​spodbuja dostavo kisika, kar lahko zagotovi, da možgani prejmejo dovolj hranilnih snovi in ​​energije, s čimer se izboljša vitalnost in vzdržljivost možganov.

Kliknite Know za izboljšanje kratkoročnega spomina

Dolga zgodovina raziskav kaže, da je spomine pogosto težje obnoviti zaradi motenj drugih spominov (glej Anderson & Neely, 1996; Wixted, 2004; za ocene). Proaktivna interferenca se pojavi, ko je novo učenje težje zaradi spomina na predhodno naučene informacije, retroaktivna interferenca pa se pojavi, ko je ohranjanje naučenega v preteklosti težje zaradi poznejšega učenja.

Interferenčni učinki se pogosto proučujejo s paradigmami, v katerih se udeleženci naučijo povezovati pare elementov (npr. besede ali slike) v eni fazi, nato pa se naučijo povezovati različne kombinacije istih elementov v drugi fazi. Manj robustno učenje novih kombinacij v drugi fazi odraža proaktivno motenje, zmanjšana natančnost spomina za prvotne kombinacije elementov po drugi fazi pa odraža retroaktivno motenje.

Čeprav je bila večina raziskav o motnjah opravljena z odraslimi, je razvojno delo odkrilo dokaze, da niso samo 4- do 7--letni otroci dovzetni za motnje (Benear et al., 2021), ampak lahko biti bolj dovzetni kot odrasli za proaktivne (Yim et al., 2013) in retroaktivne (Darby & Sloutsky, 2015) motnje. Različni mehanizmi bi lahko modulirali interferenco in razložili ta vzorec razvojnih sprememb.

Nekatere raziskave so pokazale, da se motnje lahko modulirajo z zaviranjem konkurentov pri vračanju (Anderson, 2003; Anderson et al., 1994; Hulbert & Anderson, 2020). Na primer, proaktivno motenje bi lahko rešili z začasnim zaviranjem predhodno naučenih informacij, ki tekmujejo za pridobitev na novo naučenih informacij. Zaviranje teh informacij bi verjetno otežilo njihovo pridobitev, kar bi povzročilo retroaktivne motnje, dokler dodatni proces ne sprosti zavore.

Otroci bi lahko bili bolj dovzetni za retroaktivne motnje zaradi močnejše inhibicije, čeprav bi to pomenilo, da bi morali biti otroci manj dovzetni za proaktivne motnje, o čemer literatura ni poročala (glej Yim et al., 2013, za dokaze o proaktivnih motnjah v otroci). Povezano s tem bi se lahko prvotno naučene informacije trajno naučile, kar bi olajšalo novo učenje podobnih informacij, vendar bi nujno poslabšalo spomin na prvo naučene informacije. Odučenje je bilo včasih zavrnjeno v teorijah spomina (Slamecka, 1966), čeprav je nekaj nedavnega računalniškega dela raziskalo možnost odvajanja od učenja v kontekstu staranja spomina (Darby & Sederberg, 2022).

Druga možnost je, da motnje modulirajo procesi vezave pomnilnika. Natančneje, kompleksna vezava lahko pomaga zmanjšati učinke motenj z zmanjšanjem podobnosti in s tem konkurence med spomini. To zamisel je mogoče ponazoriti s paradigmo motenj prepoznavnega spomina Darbyja in Sloutskyja (2015). V tej paradigmi so se udeleženci naučili povezovati kombinacije predmetov z risanimi junaki v treh fazah. V 1. fazi so udeleženci izvedeli, da AB → X (tj. predmeta A in B sta bila povezana z znakom X), CD → X, EF → Y in GH → Y. V 2. fazi so udeleženci izvedeli, da AC → Y, BD → Y, IJ → X in KL → X.

Dva od asociativnih trojčkov v vsaki fazi sta se prekrivala, tako da so bili isti objekti (tj. A, B, C in D) ponovno kombinirani in povezani z različnimi znaki med fazami, medtem ko so bili drugi trojčki edinstveni, saj so bili predmeti različni. čez faze. V 3. fazi so bili udeleženci ponovno predstavljeni z začetnim naborom prekrivajočih se trojčkov, ki so se jih naučili v 1. fazi, in so se soočili s konfliktom: A, B, C in D so bili vsak povezani z X in Y. Enostavna vezava posameznih predmetov na znak v od vsake faze bi torej pričakovali motnje, saj bi bil vsak element vezan na oba lika. Nasprotno pa so bili določeni pari predmetov povezani samo z enim likom v fazah naloge, tako da bi kompleksna vezava obeh predmetov znotraj vsakega para skupaj z likom lahko omogočila visoko zmogljivost brez motenj.

S to paradigmo sta Darby in Sloutsky (2015) ugotovila, da so 5-letniki v 3. fazi pokazali bistveno več retroaktivnih motenj kot odrasli, kar je bilo merjeno z večjim padcem natančnosti za prekrivanje v primerjavi z edinstvenimi trojčki. Ker so otroci doživeli večje motnje, so avtorji sklepali, da so otroci verjetno oblikovali enostavne vezivne strukture, medtem ko so odrasli verjetno oblikovali bolj zapletene vezivne strukture. Vendar to delo ni formalno označilo oblikovanja struktur, ki vežejo spomin, ali razvojnih razlik v njih.

Pomembno je, da so se udeleženci v paradigmi Darbyja in Sloutskyja (2015) naučili napovedovati znak iz parov predmetov, spomin za te pare pa se je verjetno v veliki meri zanašal na dodatno vezavo objektov. Kot je razloženo zgoraj, pa je vezava znotraj objekta običajno manj zahtevna in bolj natančna (Asch et al., 1960; Ecker et al., 2007, 2013; van Geldorp et al., 2015; Walker & Cuthbert, 1998), kar nakazuje, da se funkcije znotraj istega predmeta lahko lažje povežejo med seboj in z drugimi elementi v kompleksni vezni strukturi, kar lahko zmanjša učinke motenj. Predhodno delo je pokazalo, da lahko retroaktivna interferenca vpliva na intraobjektno vezavo v paradigmah delovnega spomina (Allen et al., 2006; Logie et al., 2009; Ueno et al., 2011), vendar ne poznamo dela, ki bi neposredno obravnavalo potencialne razlike v interferenci med intraobjektno in zunajobjektno spominsko vezavo.

Sedanje delo

V pričujočem delu preučujemo intraobjektno, ekstraobjektno in kompleksno spominsko vezavo z različico interferenčne paradigme Darbyja in Sloutskyja (2015). V tej različici znaki niso povezani s pari predmetov, temveč s pari oblik in barv. V poskusu 1 so oblike in barve predstavljene znotraj istega predmeta, kar zahteva vezavo znotraj objekta, medtem ko so v poskusu 2 značilnosti prostorsko ločene, kar zahteva vezavo zunaj objekta. V obeh poskusih se oblike, barve in znaki ponovno združijo v različnih fazah, kar ustvarja možnost motenj.

V obeh poskusih smo testirali 5-letnike, 8-letnike in odrasle, da bi preučili razvojne razlike v vezavi in ​​motnjah. Te starostne skupine so bile izbrane, ker je predhodno delo odkrilo dokaze o zmanjšanju učinkov motenj med 4- do 5--letnimi otroki in odraslimi (Darby & Sloutsky, 2015; Yim et al., 2013), saj kot tudi nadaljnji razvoj kompleksne vezave po 7. letu starosti (Yim et al., 2013).

Da bi formalno postavili hipotezo, kako so se informacije naučile in pridobile v tej nalogi, smo razvili nov računalniški model. Parametri modela so ocenili tri vrste vezave: (a) preprosto vezavo med obliko in barvnimi značilnostmi, (b) preprosto vezavo med vsako ločeno značilnostjo in risanim likom in (c) bolj zapleteno vezavo med konjunkcijo oblike in barvnih značilnosti in značaj. Poleg tega je model vključeval mehanizem, s katerim je bilo mogoče pozabiti predhodno naučene asociacije, če so bile v nasprotju s trenutnim učenjem.

Predvidevali smo, da bi bila ekstraobjektna vezava prostorsko ločenih oblik in barv šibkejša od intraobjektne vezave teh značilnosti, posledično pa bi bila motnja spomina večja, ko bi bila potrebna ekstraobjektna vezava. Poleg tega smo pričakovali, da bomo našli večje razvojne razlike pri zunajobjektni v primerjavi z intraobjektno vezavo. Začnemo s preučevanjem razvoja intraobjektne vezave v poskusu 1.

Poskus 1: Razvoj intraobjektne vezave

Namen tega poskusa je bil oceniti razvoj intraobjektne spominske vezave na interferenčne učinke. Glede na dokaze iz prejšnjega dela, da je vezava znotraj objekta morda manj zahtevna in natančnejša v primerjavi z vezavo zunaj objekta (Ecker et al., 2007, 2013; van Geldorp et al., 2015), smo pričakovali, da bodo razvojne razlike v vezavi lastnosti znotraj objekta bi bilo manjše. Pričakovali smo tudi, da bo ponovno združevanje oblik in barv v različnih fazah poskusa povzročilo relativno majhne učinke motenj.

Metoda

Udeleženci – oseminštirideset 5-letnikov (Mag=5.08 let, SDage=.19, jezik=4.74 – 5.51; 23 žensk, 25 moških) , 35 osemletnikov (Mage=8.50 let, SDage=.28, jezik=8.01–8.99; 18 žensk, 17 moških) in 30 odraslih (15 samic, 15 samcev) je sodelovalo v tem poskusu. Približne velikosti vzorcev so bile izbrane tako, da so primerljive s tistimi iz prejšnje študije, ki je pokazala razvojne razlike v učinkih motenj z uporabo podobne paradigme (Darby & Sloutsky, 2015). Za analizo moči glejte razdelek Rezultati in razprava spodaj.

Otroke so testirali v lokalnih vrtcih in osnovnih šolah, ki se nahajajo predvsem v soseskah srednjega razreda v Columbusu v Ohiu. Rekrutirali so jih na podlagi vrnjenih dovoljenj in prejeli nalepke za sodelovanje. Odrasli so bili izbrani iz uvodnih tečajev psihologije in so prejeli delne kreditne točke. Ta projekt je odobril Institucionalni pregledni odbor Državne univerze Ohio Protokol št. 2004B042, "Celoviti protokol za raziskave kognitivnega razvoja."

Dražljaji - udeležencem so bili predstavljeni predmeti, ki so se razlikovali po obliki in barvi. Bilo je osem oblik (npr. kvadrat, krog, trikotnik) in osem barv (npr. rdeča, zelena, modra), ki so bile med poskusom kombinirane na različne načine v predmete. Kombinacije oblik in barv so bile naključne za vsakega udeleženca. Poleg predmetov sta bila udeležencem predstavljena dva risana lika (Medvedo Pu in Miki Miška), ki sta bila povezana s predmeti, kot je opisano spodaj.

Postopek – Poskus je bil predstavljen s programsko opremo OpenSesame (Mathôt et al., 2012) na računalniških zaslonih z ločljivostjo 1920 × 1080. Otroci so bili testirani posamično v tihi sobi v vrtcu ali osnovni šoli in so odgovarjali na zaslonu na dotik. Odrasle so testirali v skupinah do štirih udeležencev v laboratoriju s standardnimi zasloni in odgovarjali na tipkovnici.

Udeleženci so najprej zaključili fazo učenja za en sklop nepredvidenih primerov (tj. sklop A), v katerem so se s povratnimi informacijami naučili povezati štiri predmete z enim od dveh likov iz risank v več poskusih (vsak predmet je bil vedno povezan z enim likom) . Nato so udeleženci zaključili fazo preizkusa učenja za sklop A brez povratnih informacij. Po tej fazi je bil predviden enominutni odmor, med katerim so otroci prejeli nalepko, odrasli pa so bili pozvani, naj mirno sedijo. Ti postopki testne faze učenja in učenja so bili nato ponovljeni za niz B, ki je vključeval štiri nove nepredvidene dogodke, vključno z dvema prekrivajočima se nepredvidenima primeroma, v katerih so bile oblike in barve, ki so bile prej vidne v nizu A, ponovno kombinirane, da so nastali novi predmeti, ki so bili povezani z drugačnim likom, kot kot tudi dva edinstvena primera, ki vključujeta predmete z novimi oblikami in barvami (glej sliko 1C).

Učenje in preizkušanje povezav niza B je mogoče oceniti za merjenje proaktivnih motenj, kar sklepamo na podlagi zmanjšane natančnosti v nizu B v primerjavi z nizom A, zlasti za nepredvidene primere prekrivanja. Po teh fazah je sledil drugi odmor. Nabor A je bil nato ponovno pregledan z drugim testom učenja za merjenje retroaktivnih motenj ali zmanjšanega pomnilnika za prekrivajoče se nepredvidene okoliščine nabora A. Nazadnje je bila izvedena faza testa zavezovanja, ki je dodatno testirala spomin za nepredvidene dogodke, naučene v obeh sklopih A in B na prepleten način. Glej sliko 1A za ponazoritev zaporedja faz naloge. Podrobnosti o postopku vsake vrste faze so navedene spodaj.

Faze učenja.: Pred prvo fazo učenja so udeleženci dobili navodila, da jim bodo pokazali različne predmete skupaj z njihovima prijateljema Medvedkom Pujem in Mikijem Miško, da vsak predmet pripada enemu od teh prijateljev in da je njihova naloga ugotoviti, ali vsak predmet je pripadal "medvedku Puju" ali Mikiju. Zato, medtem ko so bili udeleženci obveščeni, da se morajo naučiti asociacij predmet-lik, niso dobili navodil o tem, katere posebne vrste asociacij naj oblikujejo. Udeleženci na primer niso bili obveščeni, da bi si morali poskušati zapomniti posebne kombinacije barv in oblik znotraj predmetov, in jim ni bilo povedano, da bodo nekatere oblike in barve ponovno kombinirane pozneje v nalogi.

Pri vsakem poskusu dveh učnih faz je bil udeležencu prikazan en sam predmet, na sredini blizu dna zaslona, ​​skupaj z dvema risankama (Winnie the Pooh in Mickey Mouse), ki sta bila nameščena v zgornjih dveh kotih. zaslon (glejte sliko 1B). Položaj (levo ali desno) likov je bil naključno izbran za vsakega udeleženca, vendar je ostal dosleden skozi ves poskus.

Naloga vsakega poskusa učenja je bila ugotoviti, ali predstavljeni predmet pripada "medvedku Puju" ali Mikiju. Otroci udeleženci so odgovarjali z dotikom enega od dveh znakov na zaslonu na dotik; odrasli so se odzvali s pritiskom na levo ali desno puščično tipko. Po vsakem odgovoru so bile podane povratne informacije na naslednje načine: (a) pravilen znak se je pojavil nad predmetom, ne glede na točnost odgovora, (b) pojavilo se je besedilo, ki je dalo izrecne povratne informacije (npr. "Super, ta predmet pripada Mickeyju! «), ki je bilo prebrano na glas otrokom, ne pa odraslim, (c) nasmejan ali namrščen obraz je bil prikazan za pravilne oziroma nepravilne odgovore in (d) predstavljen je bil zvočni ton (visok ton za pravilne odgovore ali nizek ton za nepravilne odgovore). Vsaka faza učenja je vključevala štiri bloke po osem poskusov, kar je skupaj 32 poskusov; vsak predmet je bil predstavljen dvakrat na blok, kar je skupno osem predstavitev v fazi.

Faze preizkusa učenja.: Postopek preizkusa učenja je bil enak kot pri fazah učenja, razen naslednjih sprememb. Prvič, nobena povratna informacija ni bila podana o nobenem poskusu; namesto tega so znaki ostali na zaslonu, vendar v medposkusnem intervalu 200 ms ni bilo nobenega predmeta. Poleg tega sta bila v vsaki fazi preizkusa učenja predstavljena samo dva bloka po osem poskusov. Tako kot v fazah učenja je bil tudi v vsaki fazi testa učenja testiran samo en niz predmetov.

Faza preizkusa vezave.: Namen faze preizkusa vezave je bil dodatno raziskati strukture vezave spomina, pridobljene v poskusu. V vsakem poskusu je bil udeležencem prikazan lik (bodisi Winnie the Pooh ali Mickey Mouse) na sredini zaslona in pet predmetov, postavljenih vzdolž nevidne vodoravne črte blizu dna zaslona (glej sliko 1B). Udeležencem je bilo povedano, da je eden od predstavljenih predmetov pripadal danemu liku prej v nalogi in da je njihova naloga identificirati natančen predmet. Otroci so se odzvali z dotikom izbranega predmeta na ekranu; odrasli so odgovorili s pritiskom ustrezne številske tipke na tipkovnici.

Pomembno je, da je bila udeležencem dana ena lastnost (tj. oblika ali barva) kot iztočnica, da ima vsaka izbira odgovora enako vrednost lastnosti (npr. vse izbire odgovora so bile modre). Druga značilnost se je med izbirami razlikovala in zahtevala spomin za povezavo z dano lastnostjo in likom; to imenujemo preizkušena funkcija. Vsak objekt iz obeh sklopov je bil testiran dvakrat na blok; oblika je bila testirana značilnost na enem od teh poskusov, barva pa je bila testirana značilnost na drugem. Vrstni red poskusov znotraj vsakega bloka je bil naključno izbran za vsakega udeleženca. V fazi je bilo predstavljenih skupno 32 poskusov.

Pri vsakem poskusu je bila ena od izbir predmetov pravilna (tj. bila je povezana z danim likom prej v nalogi), preostale štiri pa nepravilne. Tri od nepravilnih folij so vedno imele vrednosti testirane lastnosti, ki je bila del (a) prekrivajočega se predmeta (ki je bil predstavljen med nalogo, vendar je bil povezan z drugim znakom), (b) edinstvenega predmeta iz niza A, ali (c) Edinstveni predmet iz niza B. Za vsako od teh kategorij je bila določena vrednost lastnosti naključno izbrana izmed razpoložljivih možnosti za vsak poskus. Četrta folija je vedno imela novo funkcijo, naključno izbrano pri vsakem poskusu izmed dveh oblik ali dveh barv, ki nista bili prikazani med fazami učenja. Prostorski položaj petih možnosti odziva (imenovanih Pravilno, Prekrivajoče se, Edinstven A, Edinstven B in Novo) je bil randomiziran za vsako preskušanje. Glej sliko 1D za primere nizov izbire odgovorov.

Test vezave smo zasnovali tako, da so lahko udeleženci uporabili različne strukture vezave, da bi zožili svoje možnosti odgovora. Ugotovili smo na primer, da bi lahko udeleženci, če bi znak vezali na vrednosti ene same lastnosti (tj. oblike ali barve), izključili možnosti odgovora s testirano lastnostjo, ki ni bila povezana z likom (npr. križ in diamant oblike na vrhu slike 1D). Podobno bi intraobjektna vezava oblike in barve omogočila udeležencu, da izključi predmete s kombinacijami barv in oblik, ki jih v fazah učenja niso opazili (npr. modri križ, modri kvadrat in modri diamant na sliki 1D).

Predvsem bi vezava oblike in barve omogočila popolno natančnost za edinstvene predmete, ne pa tudi za prekrivajoče se predmete, saj je bila folija prekrivajočih se predmetov že videna (npr. modra zvezda na sliki 1D), vendar je bila povezana z drugim znakom. Kompleksno vezavo oblike in barve znotraj predmeta kot tudi značaja pa bi lahko uporabili za pravilno identifikacijo pravilne izbire odgovora v vseh poskusih. Za kvantitativno oceno obsega, v katerem je vsak udeleženec oblikoval te vezne strukture, smo izdelali računalniški model, ki je povzet v razdelku Rezultati in podrobno predstavljen v spletnih dodatnih gradivih.

Analize – vse analize smo izvedli s hierarhičnimi Bayesovimi metodami, vključno z običajnimi regresijskimi modeli in našim novim računalniškim modelom. Hierarhični Bayesovi pristopi omogočajo oceno parametrov modela za vsako starostno skupino, hkrati pa ustrezno upoštevajo variabilnost med udeleženci. Poleg tega te metode omogočajo oceno posteriornih porazdelitev vrednosti parametrov, ki same po sebi zagotavljajo informacije o negotovosti v ocenah parametrov, tako da široke porazdelitve kažejo večjo negotovost v ocenah.

Poleg preučevanja posteriornih porazdelitev vrednosti parametrov za vsako starostno skupino je mogoče te porazdelitve primerjati med starostnimi skupinami. Da bi to naredili, smo uporabili tehniko za izračun prekrivanja med dvema porazdelitvama na podlagi ocen gostote jedra (Pastore & Calcagnì, 2019). Na kratko, metrika prekrivanja, η, izračuna površino, ki si jo delita dve porazdelitvi, v primerjavi s skupno površino. Za dve popolnoma neprekrivajoči se porazdelitvi je η=0, medtem ko je za dve enaki porazdelitvi η=1. To je zvezna mera med 0 in 1, vendar za lažjo razlago upoštevamo η<.05 values to be very strong evidence of a difference between groups (Darby & Sederberg, 2022).

Transparentnost in odprtost – zgoraj smo poročali o naših velikostih vzorcev in o tem, kako so bile določene, kot tudi o postopku izključitve podatkov. Poročali smo tudi o vseh eksperimentalnih manipulacijah in ukrepih. Vse analize so bile izvedene v Pythonu (Van Rossum & Drake, 2011), vsi modeli pa so bili implementirani s knjižnico Python RunDEMC (https://github.com/compmem/RunDEMC). Zasnova in analize študije niso bili vnaprej registrirani. Podatki in koda modela, povezana s to študijo, so javno dostopni na https://osf.io/x9m83/.

For more information:1950477648nn@gmail.com