Liczne i dające się rozdzielić skutki historii sensorycznej na wydajność pamięci roboczej, część 1

Raporty behawioralne zawierające informacje sensoryczne są obciążone historią bodźców. Charakter i kierunek takich odchyleń w zależności od szeregu może różnić się w zależności od ustawień eksperymentalnych; zaobserwowano zarówno atrakcyjne, jak i odpychające uprzedzenia w stosunku do poprzednich bodźców.

Informacje sensoryczne są wynikiem interakcji naszego ciała ze światem zewnętrznym i mogą być odbierane przez nasze pięć zmysłów – wzrok, słuch, dotyk, smak i węch. Te informacje zmysłowe przekazywane są do naszego mózgu poprzez układ nerwowy, gdzie są przetwarzane i kodowane w pamięci. Dlatego istnieje ścisły związek między informacją zmysłową a pamięcią.

Umiejętność tworzenia i zachowywania dobrych wspomnień jest ważną zdolnością poznawczą, a informacje zmysłowe mają kluczowe znaczenie w tym procesie. Kiedy przechodzimy przez różne doświadczenia i wydarzenia w naszym życiu, nasze mózgi otrzymują informacje od każdego ze zmysłów, w tym dźwięki, obrazy, smaki, zapachy i inne. Te informacje zmysłowe wzbudzają nasze zainteresowanie i stymulują emocje, czyniąc doświadczenie głębszym i znaczącym.

Kiedy musimy przypomnieć sobie jakieś wydarzenie, informacje zmysłowe pomagają nam odzyskać odpowiednie informacje z naszego banku pamięci. Na przykład obraz może przywoływać wizualny obraz miejsca, piosenka może przypominać nam o naszym stanie emocjonalnym, a smaki i zapachy mogą przywoływać określone chwile i sceny. Informacje sensoryczne można również łączyć w celu tworzenia bardziej złożonych wspomnień.

Dlatego utrzymywanie różnorodnych doświadczeń zmysłowych jest bardzo pomocne w poprawie pamięci. Możemy próbować uczestniczyć w różnych zajęciach, w tym oglądać filmy, słuchać muzyki, czytać książki, zwiedzać muzea, podróżować itp. Utrzymywanie ciekawości i nastawienia górniczego oraz zbieranie różnorodnych informacji pomoże w ogólnym rozwoju naszego poznania, myślenia i pamięci .

Na koniec pamiętaj, że istnieje wzajemnie wzmacniający się związek między informacją zmysłową a pamięcią. Pozytywne doświadczenia zmysłowe stymulują pamięć, a zdrowa pamięć pomaga nam lepiej przypominać sobie i rozumieć nasze doświadczenia zmysłowe. Dlatego powinniśmy skupić się na doświadczeniach każdego zmysłu, aby promować nasz ogólny rozwój. Widać, że musimy poprawić naszą pamięć. Cistanche desericola może znacznie poprawić pamięć, ponieważ Cistanche desericola to tradycyjny chiński materiał leczniczy o wielu unikalnych efektach, z których jednym jest poprawa pamięci. Skuteczność mięsa mielonego wynika z różnych składników aktywnych, w tym kwasów, polisacharydów, flawonoidów itp. Składniki te mogą na różne sposoby promować zdrowie mózgu.

Kliknij Poznaj 10 sposobów na poprawę pamięci

Jak i kiedy te uprzedzenia pojawiają się w ludzkim mózgu, pozostaje w dużej mierze niezbadane. Mogą one wystąpić albo poprzez zmianę w samym przetwarzaniu sensorycznym, albo podczas procesów postpercepcyjnych, takich jak konserwacja lub podejmowanie decyzji.

Aby rozwiązać ten problem, przetestowaliśmy 20 uczestników (11 kobiet) i przeanalizowaliśmy dane behawioralne i magnetoencefalograficzne (MEG) z zadania wykorzystującego pamięć roboczą, w którym uczestnikom kolejno przedstawiano dwie losowo zorientowane siatki, z których jedna została wskazana do przypomnienia na końcu badania. test.

Odpowiedzi behawioralne wykazały dowody na dwa wyraźne uprzedzenia: (1) odpychające odchylenie w obrębie badania odbiegające od wcześniej zakodowanej orientacji w tym samym badaniu oraz (2) atrakcyjne odchylenie między próbami w kierunku orientacji istotnej dla zadania w poprzednim badaniu.

Wielowymiarowa klasyfikacja orientacji bodźca ujawniła, że ​​reprezentacje neuronowe podczas kodowania bodźca były odchylone od poprzedniej orientacji siatki, niezależnie od tego, czy rozważaliśmy wcześniejszą orientację wewnątrzpróbną, czy międzypróbową, pomimo przeciwnego wpływu na zachowanie.

Wyniki te sugerują, że odpychające uprzedzenia pojawiają się na poziomie przetwarzania sensorycznego i można je pokonać na etapach postpercepcyjnych, co skutkuje atrakcyjnymi uprzedzeniami w zachowaniu.

Słowa kluczowe:

uprzedzenia; nauczanie maszynowe; MEG; reprezentacje neuronowe; zależność szeregowa; Pamięć robocza.

Oświadczenie o znaczeniu

Niedawne doświadczenia zafałszowują raporty behawioralne na podstawie informacji zmysłowych, prawdopodobnie wykorzystując czasową regularność w naszym środowisku. Nadal nie jest jasne, na jakim etapie przetwarzania bodźców powstają takie błędy seryjne.

Tutaj zarejestrowaliśmy dane behawioralne i neurofizjologiczne [magnetoencefalograficzne (MEG)], aby sprawdzić, czy wzorce aktywności neuronowej podczas wczesnego przetwarzania sensorycznego wykazują te same błędy, które widać w raportach uczestników. W zadaniu wykorzystującym pamięć roboczą, które spowodowało wiele błędów w zachowaniu, odpowiedzi były ukierunkowane na poprzednie cele, ale z dala od nowszych bodźców.

Wzorce aktywności neuronowej były jednakowo odchylone od wszystkich wcześniej istotnych elementów. Nasze wyniki zaprzeczają propozycji, że wszystkie błędy seryjne powstają na wczesnym etapie przetwarzania sensorycznego. Zamiast tego aktywność neuronowa wykazywała głównie reakcje adaptacyjne na ostatnie bodźce.

Wstęp

Historia bodźców moduluje wydajność w oparciu o bodźce sensoryczne. Poleganie na korelacjach czasowych jest głęboko zakorzenione w systemie wzrokowym (Simoncelli i Olshausen, 2001) i może być korzystne w kierowaniu percepcją w świecie, który jest w dużej mierze stabilny w krótkich skalach czasowych (Dong i Atick, 1995). Przeszłe dowody zmysłowe mogą stanowić skuteczny wstęp do wyodrębnienia sygnałów z zaszumionego strumienia sensorycznego i pomóc w utrzymaniu stabilnej reprezentacji w celu przezwyciężenia mrugnięć, ruchów oczu lub okluzji wzrokowych.

Niedawne badania wykazały również silny, krótkoterminowy wpływ wcześniejszej stymulacji na zadania z opóźnioną reakcją i pamięcią roboczą (Huang i Sekuler, 2010; Cicchini i in., 2014, 2018; Fischer i Whitney, 2014; Bae i Luck, 2017; Fritsche i in., 2017; Czoschke i in., 2019). Mówiąc dokładniej, zapamiętane elementy są często zgłaszane jako bardziej podobne do bodźców związanych z zadaniem w poprzednim badaniu.

Sugeruje się, że to atrakcyjne odchylenie, czasami określane jako odchylenie zależności szeregowej, zwiększa stabilność czasową, działając jako aprioryzacja (Cicchini i in., 2014; Fischer i Whitney, 2014; Kiyonaga i in., 2017; Fischer i in., 2020). Z drugiej strony cechy elementów prezentowanych sekwencyjnie w ramach badań są często oceniane jako bardziej do siebie odmienne (Born i Tootell, 1992; Störmer i Alvarez, 2014; Fritsche i in., 2017). To odpychające odchylenie może wynikać z wydajnego kodowania czasowo autokorelowanych sygnałów (Cicchini i in., 2018).

Wzmocnienie subtelnych różnic między bodźcami może dodatkowo służyć optymalizacji percepcyjnego podejmowania decyzji (Kiyonagaet al., 2017; Cicchini i in., 2018; van Bergen i Jehee, 2019). Pomimo ich przeciwnych kierunków wykazano atrakcyjne i odpychające błędy w wydajności aby wspólnie wpływać na przetwarzanie zadań (Fritsche i in., 2017, 2020; Czoschke i in., 2019), choć w różnych skalach czasowych (Gekas i in., 2019; Sheehan i Serences, 2022).

Chociaż obecna literatura w dużej mierze koncentruje się na zachowaniu, stosunkowo mniej prac badało, czy te przeciwstawne uprzedzenia mają wspólny mechanizm neuronowy, a w szczególności, czy oba uprzedzenia mogą pojawić się na wczesnych lub późnych etapach przetwarzania sensorycznego. Kilka badań wykazało dowody na błędy systematyczne występujące między próbami we wczesnej korze wzrokowej (St. John-Saaltink i in., 2016; Sheehan i Serences, 2022), ale z niewystarczającą rozdzielczością czasową, aby wyizolować wczesne etapy przetwarzania, lub zmierzono jedynie aktywność kora czołowa, ale nie kora czuciowa (Papadimitriou i in., 2017).

W bieżącym badaniu połączono raporty behawioralne dotyczące zadań pamięci roboczej i ciągłe nagrania magnetoencefalograficzne (MEG), aby ocenić z dużą rozdzielczością czasową błędy systematyczne występujące w obrębie badania i pomiędzy badaniami, wywołane historią sensoryczną.

Opracowaliśmy atak, w którym uczestnikom kolejno przedstawiano dwie orientacje i stosowano ciągłą, precyzyjną odpowiedź, aby odtworzyć jedną z nich na koniec próby. Dodatkowo dołączyliśmy wskazówkę wskazującą, która z dwóch orientacji musiała zostać odnotowana w badaniu, aby przetestować możliwą zróżnicowaną podatność błędów w odniesieniu do znaczenia bodźców dla zadania (zgodnie z Bae i Luck, 2020; Fischer i in., 2020).

Porównaliśmy systematyczne błędy systematyczne wywołane pierwszą orientacją z drugą (błąd w obrębie badania), jak również błędy z poprzedniego badania w bieżącym badaniu (błąd między próbami).

Co najważniejsze, sprawdziliśmy, czy możemy znaleźć sygnatury neuronowe dla takich błędów, stosując podejście do dekodowania, które wykorzystuje wysoką rozdzielczość czasową MEG. Postanowiliśmy odkodować przedstawioną orientację i spodziewaliśmy się znaleźć w danych neuronowych błędy systematyczne w obrębie próby i pomiędzy próbami, które odzwierciedlały błędy behawioralne.

Przeglądając wyniki, potwierdziliśmy, że w tym samym badaniu reakcje behawioralne były systematycznie odsuwane od poprzednich orientacji i przyciągane w stronę orientacji przypomnianych w poprzednim badaniu.

Odzwierciedlając wyniki odpychania behawioralnego, sensoryczna reprezentacja neuronowa orientacji bodźca została przesunięta od poprzedniej orientacji prezentowanej w danej próbie.

Jednakże nie znaleźliśmy żadnych dowodów neuronalnych na atrakcyjne odchylenie sensoryczne pomiędzy próbami podczas kodowania orientacji, pomimo takiego odchylenia zaobserwowanego w zachowaniu. Zamiast tego zawsze obserwowaliśmy odpychające odchylenie nerwowe, niezależnie od tego, czy rozważaliśmy orientacje z tej samej czy poprzedniej próby jako źródło uprzedzeń.

Materiały i metody

Uczestnicy

W badaniu wzięło udział dwudziestu zdrowych ochotników z prawidłowym lub skorygowanym do normalnego wzroku wzrokiem. Wszyscy uczestnicy byli w wieku od 20 do 36 lat (średnia wieku 25,4 lat; 11 kobiet). Przed wzięciem udziału w badaniu ochotnicy wyrazili świadomą zgodę zgodnie z procedurami zatwierdzonymi przez Centralną Komisję ds. etyki badań naukowych Uniwersytetu Oksfordzkiego. Za udział w tym badaniu uczestnicy otrzymywali wynagrodzenie w wysokości 15 funtów za godzinę.

Zestaw doświadczalny

Uczestnicy siedzieli przy skanerze MEG, który znajdował się w słabo oświetlonym, dźwiękoszczelnym i ekranowanym magnetycznie pomieszczeniu. Ekran projekcyjny umieszczono w odległości oglądania 90 cm. Bodźce wizualne były wyświetlane z tyłu ekranu w rozdzielczości przestrzennej 1024 x 768 pikseli przy częstotliwości odświeżania 60 Hz przy użyciu projektora Panasonic DLP (PT-D7700E).

Zadanie zostało zaprogramowane i przedstawione przy użyciu MATLAB (MathWorks) w połączeniu z zestawem narzędzi psychofizycznych (Brainard, 1997). Uczestnicy zaznaczali swoje odpowiedzi na polu odpowiedzi światłowodu.

Zadanie

Uczestnicy wykonali precyzyjne zadanie pamięci roboczej, w którym odtworzyli orientację jednego z dwóch bodźców siatkowych prezentowanych sekwencyjnie z niezależnymi orientacjami (ryc. 1). Równocześnie z prezentacją drugiej siatki uczestnicy zostali poinstruowani, jaką orientację siatki mają zgłosić po sprawdzeniu pod koniec badania. W połowie prób przedstawiono i wykorzystano do raportowania tylko pierwszą lub drugą siatkę.

Każdą próbę rozpoczynano od centralnego punktu fiksacji (kąt widzenia 0,2 stopnia) na ekranie przez 800 ms z szarym tłem (RGB: 127, 127, 127; ryc. 1). Następnie sinusoidalny bodziec Gabora o wartości Losowy kąt był centralnie prezentowany na wyświetlaczu wizualnym przez 200 ms (średnica kąta widzenia 6 stopni, dwa cykle na stopień kąta widzenia, kontrast 50%, zwężany przez obwiednię Gaussa z SD 1,5 stopnia).

W próbach, w których nie pojawiła się pierwsza siatka, kropka fiksacyjna zmieniła kolor z czarnego na szary (RGB: 192, 192, 192), sygnalizując pominięcie. Po opóźnieniu 1700–1900 ms zaprezentowano drugą siatkę. Ta druga siatka miała takie same właściwości jak pierwsza siatka, z wyjątkiem kąta, który został losowo narysowany niezależnie od orientacji pierwszej siatki.

W środku siatki punkt fiksacji zmienił kolor [pomarańczowy: (255,161, 0); cyjan: (0, 236, 255)]. Kolor sygnalizuje, czy badana będzie pierwsza orientacja (zgłoś pierwszą próbę) czy druga orientacja (zgłoś drugą próbę). Niezgodności związane z kolorami wskazówek w eksperymencie zostały zrównoważone u uczestników i zmienione w połowie eksperymentu.

Po zmianie przypadkowości kolorów uczestnicy ćwiczyli nowe przypadkowości przez cały jeden blok, a następnie kontynuowali drugą połowę sesji. Wskazówka kolorystyczna zawsze wskazywała, która orientacja siatki jest istotna dla etapu raportowania na koniec badania. Dlatego też w próbach, w których nie było drugiej siatki, wskazówka zawsze wskazywałaby pierwszą orientację.

Po kolejnym opóźnieniu wynoszącym 1700–1900 ms pojawiła się siatka sondy. Uczestnicy musieli dostosować swoją orientację, aby dopasować ją do pamięci wskazanej siatki. Regulacji dokonano naciskając przyciski prawą ręką, aby obrócić kratkę w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara (CW; środkowy palec) lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara (palec wskazujący).

Odpowiedzi potwierdzano naciśnięciem przycisku lewym palcem wskazującym. Nastąpił okres fiksacji wynoszący 200-ms, po którym uczestnicy otrzymywali trwającą 50 ms informację zwrotną w postaci siatki wskazującej prawidłową orientację.

W sumie uczestnicy ukończyli 400 prób. W połowie prób zaprezentowano dwa elementy w 200 próbach (100 prób z pierwszą wskazówką i 100 z raportem drugiej wskazówki). W pozostałych 200 próbach zaprezentowano tylko jedną pozycję (100 z tylko siatką 1 i 100 z tylko siatką 2).

Powstały projekt czynnikowy (odpowiednia siatka, liczba przedstawionych siatek) obejmował cztery warunki: pierwszy raport z przedstawionymi dwoma pozycjami, pierwszy raport z przedstawionym jednym elementem, drugi raport z dwoma przedstawionymi pozycjami i drugi raport z przedstawionym jednym elementem. Rodzaje prób zostały losowo wymieszane i przedstawione w blokach po 50 prób, przy czym każdy blok trwał 10 minut.

Analiza behawioralna

Błąd odpowiedzi określono ilościowo poprzez obliczenie kołowej odległości pomiędzy przywołaną orientacją a wskazaną orientacją. Wszystkie odpowiedzi odwzorowywano na przestrzeni od 90 do 90 stopni w celu obliczenia błędu kołowego. We wszystkich analizach między próbami wykluczyliśmy pierwszą próbę każdego bloku.

Modelowanie mieszanin

Dopasowujemy klasyczny model mieszaniny często używany w literaturze poświęconej pamięci roboczej, aby zbadać względny współczynnik reakcji na cele, domysły i błędne odpowiedzi na niewłaściwy cel („błędy zamiany”; Bays i in., 2009; Schneegans i Bays, 2017). .

Model był dopasowany oddzielnie dla każdego warunku (pierwszy raport w badaniach dwuelementowych; pierwszy raport w kontroli jednoelementowej; drugi raport w badaniach dwuelementowych; drugi raport w kontroli jednoelementowej).

Model mieszaniny oszacował precyzję rozkładu von Misesa, docelowy współczynnik odpowiedzi, współczynnik domysłów i współczynnik zamiany w odniesieniu do pozycji, która została zaprezentowana w tym samym badaniu, ale nie została wskazana (tylko próby dwuelementowe). Po dopasowaniu danych do całego zbioru danych model zapewnił wagi pojedynczej próby dla docelowego współczynnika odpowiedzi, współczynnika odgadnięć i współczynnika zamiany.

Obliczanie odchylenia wydajności

Obliczyliśmy błąd wydajności (różnica kołowa ze znakiem między reakcją a orientacją na cel) jako funkcję różnicy kołowej między orientacją na cel a orientacją, która wywołała błąd (orientacja na cel w poprzedniej próbie lub odpowiednia orientacja w tej samej próbie) ).

Nie stosowaliśmy orientacji na odpowiedź, aby uniknąć pomylenia błędu seryjnego z błędem ukośnym, co mogłoby sztucznie zawyżyć szacunki błędu systematycznego (De Gardelle i in., 2010; Tomassini i in., 2010). Obliczyliśmy różnicę między orientacją celu i induktorem poprzez odejmowanie, przy czym wszystkie różnice kątowe odwzorowano pomiędzy 90 stopni a 90 stopni.

Odległości te podzielono na 64 nakładające się pojemniki o jednakowej wielkości, przy czym każdy pojemnik zawierał 25% prób. Obliczyliśmy średni błąd ze znakiem (odchylenie) we wszystkich próbach w każdym przedziale. Uniknięto artefaktów krawędziowych poprzez zawijanie różnic kątowych, aby mieć pewność, że średnia została obliczona na podstawie stałej liczby prób i wyśrodkowana w punkcie środkowym pojemnika.

Następnie zamieniliśmy znaki odchylenia wydajności na ujemną odległość i uśredniliśmy ujemne (90 stopnia do 0 stopnia) i dodatnie odległości (0 stopnia do 90 stopni) pomiędzy orientacją celu i wymuszanie orientacji, co daje 32 pojemniki. Sumaryczne odchylenie na odległościach bezwzględnych (0 stopni do 90 stopni) obliczone dla 32 przedziałów dla każdego warunku i uczestnika posłużyło jako miara błędu systematycznego.

For more information:1950477648nn@gmail.com