Podwójne rozróżnienie między oszczędnościami a pamięcią długoterminową w uczeniu się motorycznym, część 5

Mechanizmy modulacji szybkości uczenia się w adaptacji czasowo-lotnej

Jakie mechanizmy stoją za wzrostem tempa uczenia się w adaptacji czasowo niestabilnej?

Czas to magiczna egzystencja. Może uleczyć ból przeszłości i zmienić przeznaczenie przyszłości. W naszym codziennym życiu upływ czasu często wpływa na naszą pamięć. Czasami mamy wrażenie, że nie pamiętamy konkretnego momentu wydarzenia lub może się okazać, że nasza pamięć zanika. Choć zjawiska te mogą wydawać się niepokojące, wahania czasu mają wiele pozytywnych skutków dla naszej pamięci.

Po pierwsze, upływ czasu pomaga nam lepiej przetwarzać i przechowywać informacje. Czasami w pewnym momencie dowiadujemy się czegoś nowego, ale nie do końca to rozumiemy. Jednak z biegiem czasu trawimy tę wiedzę i przechowujemy ją w naszych mózgach. Ten proces przetwarzania i przechowywania informacji jest niezwykle ważny dla naszej pamięci. W tym procesie możemy stopniowo konsolidować to, czego się nauczyliśmy, aż w końcu stanie się to naszym zdrowym rozsądkiem i umiejętnościami.

Po drugie, wahania czasu mogą również pomóc nam lepiej wyrażać i opowiadać historie. Często słyszymy, jak ktoś mówi: „Pamiętam, że w zeszłym tygodniu zrobiłem coś ciekawego, ale naprawdę nie potrafię tego jasno wyrazić”. W tym momencie pomoże nam upływ czasu. Z biegiem czasu szczegóły tego wydarzenia staną się dla nas jasne i będziemy mogli je lepiej zrozumieć dzięki ciągłej praktyce. W ten sposób będziemy mogli lepiej wyrazić i opowiedzieć historię w przyszłych rozmowach.

Wreszcie, wahania czasu w naszej pamięci mogą również pomóc nam lepiej zapamiętywać doświadczenia i uczucia. Niektórzy mogą powiedzieć, że z biegiem czasu nasze uczucia i doświadczenia zacierają się. Ale tak naprawdę upływ czasu sprawia, że ​​nasze doświadczenia stają się głębsze. Na przykład często możemy przywołać ekscytujące lub zaskakujące momenty z naszych przeszłych doświadczeń i uczuć. Te chwile stopniowo zapadną głęboko w nasze serca i staną się naszymi wiecznymi wspomnieniami.

Krótko mówiąc, wahania czasu mają bardzo ścisły związek z pamięcią. Chociaż upływ czasu może mieć pewien wpływ na naszą pamięć, powinniśmy postrzegać go jako pozytywną siłę. Z biegiem czasu stajemy się lepsi w przetwarzaniu i przechowywaniu informacji, lepiej wyrażamy i opowiadamy historie oraz lepiej zapamiętujemy doświadczenia i uczucia. To dzięki tym pozytywnym efektom możemy lepiej wykorzystać naszą potężną pamięć w naszym życiu. Widać, że musimy poprawić pamięć, a Cistanche desericola może znacznie poprawić pamięć, ponieważ Cistanche desericola to tradycyjny chiński materiał leczniczy, który ma wiele unikalnych efektów, z których jednym jest poprawa pamięci. Skuteczność mięsa mielonego wynika z różnych zawartych w nim składników aktywnych, w tym kwasów, polisacharydów, flawonoidów itp. Składniki te mogą na różne sposoby promować zdrowie mózgu.

Kliknij i poznaj sposoby na poprawę funkcjonowania mózgu

Niedawne prace sugerują, że taki wzrost szybkości uczenia się może być spowodowany środowiskami uczenia się o zwiększonej spójności statystycznej, definiowanej jako dodatnia korelacja między kolejnymi zaburzeniami (tj. autokorelacją opóźnienia-1) w dynamice środowiska lub błędami z jednej próby do następnej [ 52–54].

Ten efekt oparty na spójności jest dodatkowo wzmocniony, gdy środowisko powtarza te same zakłócenia [54], przy czym wysoce spójne, powtarzalne środowiska przełączania zwiększają tempo uczenia się nawet 3 razy w stosunku do wartości bazowej, a wysoce niespójne zmniejszają je aż do 5 razy.

Co istotne, początkowe okresy szkolenia w paradygmatach oszczędzania, w tym w obecnym, charakteryzują się zarówno konsekwencją, jak i powtarzalnością, ponieważ zwykle składają się z dużej liczby prób z tym samym zaburzeniem, co prowadzi do wzrostu liczby przekwalifikowań oceniających naukę.

Oszczędności i wyraźna adaptacja

Eksperyment 3 ujawnił, że obserwowane przez nas czasowo zmienne oszczędności wynikają z ukrytej adaptacji. Stanowi to uzupełnienie niedawnych dowodów [19,20] przeciwko poglądowi, że oszczędności wynikają wyłącznie z wyraźnej adaptacji [18,43–45].

Chociaż oszczędności mogą wystąpić dzięki jasno określonym strategiom, w naszym eksperymencie nie zaobserwowaliśmy tego. Chociaż może to częściowo odzwierciedlać znaczną zmienność równowagi między ukrytą i jawną adaptacją u poszczególnych osób[74,86], brak wyraźnych oszczędności w naszym badaniu był prawdopodobnie spowodowany projektem eksperymentu, który promował ukrytą adaptację i zminimalizowała jawną strategię, a tym samym zapewniła niewielką moc wykrywania wyraźnych oszczędności.

Elementy projektu obejmowały brak instrukcji celowania, brak znaczników obszaru roboczego rozmieszczonych w celu ułatwienia ponownego celowania, stosowanie ruchów od punktu do punktu zamiast strzelania oraz zaprojektowanie niskiego (około 25 ms) opóźnienia wizualnego sprzężenia zwrotnego dla ruchu kursora na ekranie, z których wszystkie mogą promować uczenie się ukryte [76,80–83].

Dla kontrastu, badania, w których odwrócono większość tych elementów projektu, wywołały przede wszystkim wyraźną adaptację i wykazały wyraźne oszczędności [44].

Podsumowując, dowody obecnie sugerują, że zarówno ukryta, jak i jawna adaptacja może przynieść oszczędności, aczkolwiek poprzez różne mechanizmy.

Obecne badanie pokazuje, że ukryte oszczędności wynikają w szczególności z szybszego ponownego uczenia się pamięci czasowo ulotnej, podczas gdy wcześniejsze prace dostarczają dowodów na to, że jawne oszczędności wynikają z pamięci czasowo trwałej, natomiast jawne oszczędności można zaobserwować w paradygmatach obejmujących wiele celów, które minimalizują czasowo ulotną pamięć pamięć [44,45].

W rezultacie w przypadku paradygmatów eksperymentalnych, które przede wszystkim wymagają wyraźnego uczenia się, spodziewalibyśmy się, że oszczędności będą wynikać głównie z tej tymczasowo trwałej adaptacji, a w przypadku paradygmatów eksperymentalnych, które zapewniają równowagę uczenia się ukrytego i jawnego, spodziewalibyśmy się dychotomii między czasowo trwałym i czasowo niestabilnym wkłady w oszczędności mają być zamazane.

Ponieważ jednak nie zbadaliśmy tych przypadków, nie możemy wiedzieć, czy nasze oczekiwania się spełnią i czy złożone interakcje między uczeniem się ukrytym i jawnym mogą prowadzić do różnych wyników, których nie można przewidzieć na podstawie bieżących ustaleń.

Podobieństwa pomiędzy czasowo zmiennym/chwilowo trwałym uczeniem się a szybkimi/wolnymi procesami uczenia się w ramach adaptacji motorycznej

Inny kierunek prac analizował adaptację motoryczną – nie eksperymentalnie, ale w oparciu o model obliczeniowy z dwoma odrębnymi procesami adaptacyjnymi: szybkim procesem adaptacyjnym, który uczy się szybko i wykazuje słabe zapamiętywanie, oraz powolnym procesem adaptacyjnym, który uczy się powoli i wykazuje silne zapamiętywanie [10]. .

Manipulując czasem trwania szkolenia w celu uzyskania różnej intensywności szybkiego i wolnego uczenia się, kolejne badanie wykazało, że 24-utrwalenie godzin było konkretnie przewidywane na podstawie ilości powolnego uczenia się, a nie ilości szybkiego uczenia się lub ogólnej adaptacji [60].

Co ciekawe, ta analiza oparta na modelu odzwierciedla naszą analizę opartą na stabilności czasowej, ponieważ powolny proces, taki jak czasowo trwała adaptacja, prowadzi do 24- retencji, podczas gdy szybki proces, taki jak czasowo niestabilna adaptacja, nie.

Istnieje wyraźna zgodność pomiędzy badaniem Joinera i wsp., które wykazało, że 49 ± 6% (95% pewności) powolnego uczenia się pierwszego dnia utrzymuje się po 24 godzinach, a Eksperymentem 4 w bieżącym badaniu, które wykazało, że 46 ± 9% trwałe uczenie się z pierwszego dnia jest zachowywane po 24 godzinach. Co więcej, charakterystyka uczenia się z próby na próbę w procesach szybkich i wolnych odzwierciedla charakterystykę, odpowiednio, adaptacji niestabilnej i trwałej. W szczególności powolna adaptacja wykazuje wolniejsze uczenie się i lepsze zapamiętywanie niż szybka adaptacja, tak jak przejściowo trwała adaptacja wykazuje wolniejsze uczenie się i lepsze zapamiętywanie niż czasowo zmienna adaptacja (patrz odpowiednio Ryc. 3C, 3D i 2A).

Podobieństwa te dowodzą, choć na poziomie spekulatywnym, że czasowo zmienne i czasowo trwałe uczenie się wynikające z naszego rozbioru adaptacji odpowiada ukrytym składnikom szybkich i wolnych procesów z modelu dwóch stanów. Możliwość ta podważa dwie ważne idee z najnowszej literatury. Po pierwsze, możliwa zgodność między szybkim procesem a ukrytym, czasowo zmiennym uczeniem się podważa pogląd, że szybkie uczenie się jest równoznaczne z wyraźną adaptacją [18,43,87].

Po drugie, możliwość mierzalnej realizacji szybkiego i wolnego procesu uczenia się na podstawie modelu dwustanowego podważa twierdzenie, że modele uczenia się kontekstowego i przełączania między nimi powinny wypierać modele procesów adaptacyjnych o różnym tempie uczenia się [41].

Współistnienie czasowo ulotnych i czasowo trwałych wspomnień zapewnia mechanizm interferencji kontekstowej

Możliwe mapowanie czasowo niestabilnej adaptacji na proces szybkiego uczenia się/niskiego zapamiętywania i czasowo trwałej adaptacji na powolny proces uczenia się/wysokiego zapamiętywania dostarcza intrygującego potencjalnego wyjaśnienia wcześniejszych prac nad kontekstową interferencją zarówno w zadaniach motorycznych, jak i poznawczych. Interferencja kontekstowa odnosi się do zjawiska polegającego na tym, że wspomnienia utworzone w środowiskach o wysokim poziomie zakłóceń, gdzie wykonywane zadanie jest losowo przełączane z jednej próby na drugą, uczą się wolniej, ale wykazują większą trwałość niż wspomnienia utworzone w środowiskach o niskim poziomie zakłóceń, gdzie pojedyncze zadanie jest wykonywane seryjnie. praktykowane[88–93].

Jeśli, tak jak w badanym tutaj zadaniu adaptacyjnym VMR, zarówno czasowo ulotne, jak i czasowo trwałe wspomnienia przyczyniają się do uczenia się w zadaniach, w których zaobserwowano interferencję kontekstową, wówczas efekty interferencji kontekstowej można przewidzieć wyłącznie na podstawie odstępów czasowych właściwych paradygmatom, które ją wywołują.

Pomysł jest taki, że stan wysokiego poziomu zakłóceń, w którym zadania są losowo przeplatane z jednej próby do drugiej, z konieczności zwiększyłby odstęp czasowy pomiędzy próbami w ramach każdego zadania w porównaniu ze stanem niskiego poziomu zakłóceń, w którym zadania są ćwiczone seryjnie. To zwiększenie odstępów czasowych umożliwiłoby przynajmniej częściowe zaniknięcie pamięci czasowo ulotnej, a tym samym zmniejszenie ilości uczenia się czasowo niestabilnego, co spowolniłoby ogólne uczenie się i sprzyjałoby wzmożonemu czasowo trwałemu uczeniu się.

Co więcej, wynikające z tego ograniczenie uczenia się czasowo niestabilnego i wzrost uczenia się czasowo trwałego przyczyniłyby się do zwiększenia odsetka uczenia się, które jest czasowo trwałe w warunkach wysokiego poziomu zakłóceń, co z kolei zwiększyłoby długoterminowe zapamiętywanie zgodnie z aktualne ustalenia. Spowolnione ogólne uczenie się i zwiększone zapamiętywanie przewidywane tutaj dla warunku o wysokim poziomie zakłóceń są w rzeczywistości cechami definiującymi zakłócenia kontekstowe.

Odpowiednio, odwrotną sytuację, szybsze ogólne uczenie się, ale zmniejszone zapamiętywanie, można by przewidzieć dla warunku niskiego poziomu zakłóceń, w którym seryjnie wykonywane zadania ze zmniejszonymi odstępami czasowymi pozwoliłyby na szybkie budowanie czasowo ulotnych wspomnień podczas treningu w celu poprawy wydajności, ale zanikłyby przed zatrzymaniem lub przeniesieniem testu, co skutkuje słabą retencją.

Zatem współistnienie czasowo ulotnych i czasowo trwałych wspomnień wyjaśnia ingerencję kontekstową, która sama w sobie nie wymaga żadnej ingerencji. Konieczne będą dalsze prace, aby określić odsetek zaobserwowanych efektów interferencji kontekstowych, które wynikają z tego mechanizmu.

Materiały i metody

Oświadczenie dotyczące etyki

Badanie to zostało zatwierdzone przez Komisję ds. Wykorzystywania Ludzi na Uniwersytecie Harvarda (CUHS). Uczestnicy nie byli naiwni co do celu eksperymentów i wyrazili pisemną świadomą zgodę zgodnie z polityką CUHS.

Uczestnicy

W niniejszym badaniu wzięło udział łącznie 118 osób (48 mężczyzn, wiek 22,6 ± 4,7, 13 leworęcznych) (po 20 w Eksperymentach 1 i 2, 12 w Eksperymencie S1, 41 w Eksperymencie 3 i 25 w Eksperymencie 4).

Aparat

Zastosowaliśmy ten sam układ eksperymentalny, jaki zastosowano w ostatniej pracy [62,63]. Badani siedzieli przed aparatem składającym się z tabletu digitalizującego o częstotliwości 200 Hz (Wacom Intuos 3 12” × 19”, rozdzielczość danych dotyczących pozycji: 0,005 mm; dokładność: 0,25 mm) w pozycji poniżej 23-calowego monitora LCD 120 Hz.

Podczas eksperymentu badani przesuwali na tablet wykonany na zamówienie uchwyt zawierający rysik, co pozwalało rejestrować położenie dłoni. Widzenie dłoni było zasłonięte przez monitor, a badani zamiast tego obserwowali ich ruch na ekranie za pomocą białego kursora przedstawiającego pozycję dłoni.

For more information:1950477648nn@gmail.com