Завъртането на изгледа в перспектива по посока на часовниковата стрелка подобрява пространственото разпознаване на сложни среди при стареене

Дешифрирането на човешката система за пространствено познание включва разработването на прости задачи за оценка на начина, по който нашият мозък работи с форми и форми. Предишни проучвания в областта на менталното въртене разкриха пристрастие на въртене по посока на часовниковата стрелка за това как основните стимули се възприемат и обработват. Липсва обаче съществена научна основа за сложните стимули и как фактори като пол или стареене могат да им повлияят. Що се отнася до последната точка, добре известно е, че нашите пространствени умения са склонни да намаляват с напредване на възрастта. Следователно хипокампалната система е особено чувствителна към стареенето. Тези невронни промени лежат в основата на трудностите за възрастните хора при ориентиране към ориентир или мисловни задачи за ротация. По този начин нашето проучване имаше за цел да провери дали ефектът от ротациите по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка в пространственото разпознаване на сложни среди може да бъде модулиран чрез стареене. За да направят това, 40 млади възрастни и 40 възрастни възрастни извършиха ASMRT, виртуален тест за разпознаване на пространствена памет. Резултатите показват, че младите възрастни превъзхождат възрастните при всички условия на трудност (т.е. кодиране на една или три позиции на кутията). В допълнение, възрастните възрастни са били засегнати повече от младите възрастни от посоката на въртене, показвайки по-добро представяне при въртене по посока на часовниковата стрелка. В заключение, нашето проучване предоставя доказателства, че стареенето е особено повлияно от посоката на въртене. Предполагаме, че отклонението по часовниковата стрелка може да бъде свързано с когнитивния спад, свързан със стареенето. Бъдещите проучвания биха могли да се справят с това с мерки за изобразяване на мозъка.

Полето на психологическата ротация е нововъзникваща терапия, която получава все по-голямо внимание. Той съчетава техники като автосугестия, невролингвистика и когнитивно-поведенческа терапия, за да помогне на хората да елиминират негативните емоции, да променят ограничаващите вярвания и да сублимират положителните нагласи. В същото време областта на умствената ротация също е тясно свързана с паметта.

Паметта е неразделна част от човешкия интелект и играе незаменима роля за постигането на успешен живот, поддържането на напредъка нагоре, подобряването на самоусъвършенстването и обогатяването на вътрешния смисъл. Една от основните технологии в областта на психологическата ротация е автосугестията. Давайки си добри предложения и насоки, човек може постепенно да формира позитивно мислене и поведенчески навици в ежедневието и работата, като по този начин подобрява паметта и става по-уверен, самостоятелен и независим. Самоусъвършенстване.

В допълнение, иновативни концепции и практически технологии в областта на умствената ротация също могат да помогнат на хората да регулират по-добре емоционалните си състояния и да избегнат негативните емоции, засягащи паметта. Тъй като има тясна връзка между емоциите и паметта, когато сме депресирани, нервни, тревожни, уплашени и други негативни емоции покриват тялото ни, паметта ни ще бъде силно засегната, а полето на психологическата ротация ни помага да елиминираме негативните емоции и да се променим нашите умове. Най-добрият начин да бъдете по-позитивен.

И накрая, важно е да се подчертае, че полето на умствената ротация не е магически трик, нито е бързо решение, което може да осигури незабавни резултати. Това изисква нашето време, енергия и търпение. Но докато можем да упорстваме в изучаването, практикуването и обобщаването на практически техники в областта на умствената ротация, вярвам, че скоро ще имаме по-добра памет, по-положително отношение към живота и по-здравословно, по-балансирано и по-добро живот. Вижда се, че трябва да подобрим паметта си. Cistanche deserticola може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche deserticola е традиционен китайски лекарствен материал с много уникални ефекти, един от които е да подобрява паметта. Ефикасността на мляното месо идва от различните активни съставки, които съдържа, включително киселина, полизахариди, флавоноиди и др. Тези съставки могат да насърчат здравето на мозъка по различни начини.

Как работи умствената ротация?
Когато обработвате пространствени отношения, една гледна точка на сцена не е достатъчна. Познаването как изглежда една среда от различни места е от решаващо значение за правилното тълкуване на външните входове на дадена сцена. В това отношение е необходима трансформация на умствена ротация, започваща от оригиналната сцена, която може да бъде постигната чрез използване на две различни стратегии. Първият е обектно базиран, при който стимулите се въртят около околната среда. Втората стратегия е перспективна трансформация, при която се извършват умствени ротации на индивидуална гледна точка. Тези стратегии се описват също като обектно-ментална ротация и съответно субектно-ментална ротация. Умението за умствено въртене е положително свързано с обучението по маршрут4,5 и обработката на алоцентрична карта6 и е важно умение за създаване на пространствена връзка между ориентири и изграждане на когнитивна карта7. Настоящите доказателства сочат, че умственото въртене е сложна способност, зависима от целостта на тясно синхронизирани мозъчни мрежи, включително долни темпорални, вентрални, дорзални, префронтални региони8 и интрапариетални региони9,10.

Независимо от стратегията, менталната ротация се състои от три отделни фази, които се считат за последователни11 или леко припокриващи се12. Първото е кодирането на стимулите, второто е правилният ротационен механизъм и накрая е процесът на вземане на решение, зависим от методологията на задачата. Последният компонент обикновено се оценява според парадигмата на разпознаване, където участниците трябва да идентифицират дали завъртяното изображение е еквивалентно или не на оригиналното.

Влияние на ъгловото несъответствие и посока върху ротационните характеристики.

От началото на проучванията в тази област, различни доказателства предполагат линейна връзка между ъгловото въртене, времето за реакция и грешките14,15. Възможно обяснение за този процес е описано от „хипотезата за подравняване на гледната точка“16. Според тази хипотеза може да възникне ефект на несъответствие, докато се извършва процес на пренастройване, когато се сравняват две перспективи. Това означава, че гледната точка, която агентите физически запазват, е психически преориентирана в съответствие с гледната точка, която трябва да бъде възприета. В резултат на това някои проучвания отразяват, че линейно нарастващите ъглови несъответствия между оригиналната и бъдещата перспектива се превръщат в повече грешки5,17. Също така се отчитат по-добри времена за реакция и точност, когато новите изгледи на околната среда са представени в съответствие с предишно кодираните18. Тези ефекти са налице, когато са налични прости и сложни стимули15 и ефектът на несъответствие може да бъде смекчен, ако се предложат сигнали16.

Интересното е, че посоката на въртене може да модулира ефекта на несъответствие, тъй като някои проучвания установяват, че грешките при разпознаване и/или времето за реакция се увеличават, когато перспективното въртене следва посока, обратна на часовниковата стрелка17,19. Ефектът също така корелира с електроенцефалографските данни, използвайки потенциали, свързани със събитието20. Освен това, както е показано от функционалния магнитен резонанс21, предимството по посока на часовниковата стрелка изглежда е свързано с латерализацията на полукълбото, като дясното полукълбо е по-добро с ротации по посока на часовниковата стрелка, а лявото полукълбо с измествания обратно на часовниковата стрелка.

Познаването на въртенията по посока на часовниковата стрелка в нашия ежедневен живот (т.е. часовниците) също може да бъде отговорно за това явление, благоприятствайки съществуването на пристрастие срещу изместването обратно на часовниковата стрелка22. Това пристрастие се описва като хипотеза за „страничност на възприятие–действие“, състояща се от три стъпки: възприятие на околната среда по посока на часовниковата стрелка, формиране на умствена карта по посока на часовниковата стрелка и след това завъртане в същата посока23. Тези последователни стъпки биха били обяснени като взаимодействие на описаните по-рано неврогенетични и културни фактори, което води до това, че повечето хора показват отклонение по посока на часовниковата стрелка. Ефектът е доказан със задачи, използващи прости, изолирани стимули, като букви или 2D линии.

Освен това, ъгловото несъответствие между запаметените стимули и целите налага различни стратегии за ротация в някои проучвания 24–26. По-конкретно, тези работи описват, че умственото завъртане на обект се извършва в по-ниски ъглови несъответствия, докато умственото завъртане на обект се извършва в по-високи ъглови несъответствия. И двата също се считат за дисоциируеми, макар и силно корелирани процеси, и биха могли да предполагат различни видове грешки в преценката. Следователно умственото въртене на субекта, базирано на егоцентрични трансформации, би включвало главно грешки в страничността (т.е. погрешно въртене наляво и надясно), а менталното въртене на обекта би включвало грешки, свързани с ъглови несъответствия. Точността се повишава при наличието на изявени ориентири в околната среда или външни визуални сигнали.27,28. Разчитането на тези външни знаци е от решаващо значение за стратегията за алоцентрична ориентация, където стимулите са кодирани за околната среда, а не от гледната точка на наблюдателя29. Проучванията за изображения на мозъка съобщават, че десният медиален темпорален лоб поддържа този процес. Участието на хипокампа в ротационните процеси също е описано в някои проучвания, където пациенти с влошаване на тази структура са показали затруднения в паметта на местоположението на обекта, когато гледните точки са били завъртани 32. Освен това, увеличаването на броя на местоположенията на обекта, които трябва да се запомнят в тази ситуация - по този начин, по-висока натоварване на паметта - може допълнително да повлияе на производителността.

Сексът и стареенето като влиятелни фактори за умствените умения за ротация.

Когнитивните способности намаляват при остаряването в добро здраве, включително пространствената памет34 и уменията за умствена ротация35,36. Някои проучвания съобщават, че възрастните хора са по-бавни и по-малко прецизни от младите възрастни в пространствените задачи37, потенциално поради намаляване на обема в хипокампалната система38. Хипокампусът участва в изграждането на точни алоцентрични пространствени представи, които са свързани с ротационните умения6. За да приложат оптимални решения за решаване на такива задачи, възрастните хора са склонни да разчитат повече на егоцентрични стратегии, които са по-добре запазени в тази възрастова група – 42.

Друг фактор, модулиращ умствената ротация, е полът43–46. Проучванията съобщават, че половите различия в умствената ротация43,44. Някои проучвания отразяват различни модели на невронно активиране и ротационни стратегии при мъже и жени45, докато други показват, че мъжете на всяка възраст като цяло превъзхождат жените при вземането на мерки от гледна точка46. Освен това отклонението от въртене по посока на часовниковата стрелка е по-разпространено при жените и може да бъде свързано с хормонални нива.

Отклонение на въртенето при прости срещу сложни стимули: Има ли разлики?

При оценката на посоката на въртене (по посока на часовниковата стрелка срещу обратно на часовниковата стрелка), много проучвания използват изолирани елементи като букви20,49,50, фигури на Navon, непознати знаци или 2D линии. Само няколко проучвания използват сложни стимули и условия, еквивалентни на реалния свят за ефект на ъглово несъответствие или отклонение от въртене54, но са необходими повече изследвания, за да се потвърди дали това е тенденция. Следователно има несъответствие в констатациите между прости и сложни стимули, което може да се обясни в светлината на дисоциацията между далечното и достигащото пространство. Тъй като и двете включват различни стратегии56 и невронни активации57, може да има някои различия в ротационното представяне при обработката на прости стимули срещу сложни среди. Като се имат предвид тези доказателства, е необходимо проектиране на задача, способна успешно да измерва ротационните способности в далечното пространство - включваща по-сложни и по-богати среди.

Изследванията на пространствената памет значително напреднаха благодарение на технологичния напредък. Новите компютъризирани задачи показаха висока чувствителност при намирането на пространствени увреждания, когато традиционните задачи се провалиха. Те също така използват по-екологично валидни методи и среди. По отношение на това задачите за пространствено разпознаване могат да бъдат сравними с активна или пасивна навигация при намиране на разлики в пространствената ориентация. Те също така са по-малко технически взискателни и методически сравними с традиционните мерки за умствена ротация. Следвайки тази обосновка, тестът за разпознаване на пространствената памет на Алмерия (ASMRT) беше разработен от нашата изследователска група и приложен към различни проби62,63. От участниците се изисква да идентифицират дали една или повече кутии са променили позицията си във виртуална стая. Има два модалности на представяне: представено в гледна точка, подобна на оригиналното изображение, или с различни степени на изместване на гледната точка, точно измерване на ъглите и посоката на въртене. Наличието на ориентири в стаята, плюс променящите се перспективи, също благоприятстват алоцентричната стратегия пред егоцентричните решения. ASMRT доказа своята чувствителност при идентифициране на различията, дължащи се на пол или възраст.

Цели и хипотези на изследването.

Основната цел на това проучване е да се разгледа как посоката на въртене (по посока на часовниковата стрелка срещу обратно на часовниковата стрелка) между запаметена сцена и последваща картина на разпознаване може да бъде повлияна от стареенето и секса в сложна среда. След предишни проучвания20, „хипотезата за подравняване на гледната точка“16 и хипотезата „възприятие–действие-страничност“23, прогнозирахме, че представянето ще бъде по-добро при въртене по посока на часовниковата стрелка в сравнение с опити, обратни на часовниковата стрелка. Въртенето обратно на часовниковата стрелка между кодирани и разпознаващи стимули трябва да бъде свързано с по-бавни времена за реакция или по-малка точност 19, 20, особено при възрастни хора, поради намалените им пространствени умения 64. Освен това, след очевидно по-високото отклонение по посока на часовниковата стрелка при жените47, можем да очакваме по-добро представяне при мъжете спрямо жените в условия, обратни на часовниковата стрелка.

Метод

Участници

Осемдесет участници (n=80) взеха участие в проучването. Четиридесет участници (n=40) бяха студенти по психология от Университета на Алмерия (20 мъже; възрастов диапазон 18–30; M=20; SD=2.8), а други четиридесет участници бяха наети от класовете на старейшините от същата институция (20 мъже; възрастов диапазон 60–79; M=69; SD=5.3). Всички участници са имали нормално коригирано до нормално зрение (т.е. използвайки очила или контактни лещи) в момента на оценката и тяхната полова идентичност съответства на тяхната сексуална биология. Критериите за изключване бяха дефинирани като наличие на по-малко от 26 точки в Mini-Mental State Examination, официална диагноза на психологически или психиатрични разстройства, консумация на вредни вещества като наркотици и алкохол, травма на главата или всяко друго състояние, което може да повлияе на резултатите. Информация за процедурата и общата цел на проучването беше дадена на участниците и те бяха свободни да напуснат проучването по всяко време. Проучването е одобрено от Комитета по етика на Университета в Алмерия (UALBIO2019/022) и е проектирано в съответствие с изискванията на Директива 2001/20/EC на Съвета на Европейските общности и Декларацията от Хелзинки за биомедицински изследвания с хора.

Пост-хок анализ на мощността със софтуера G*Power v3.1.9.265 беше проведен, за да се определи статистическата мощност както на основните, така и на ефектите на взаимодействие (в рамките на факторите на обекта) в нашето изследване. С алфа, равна на 05, среден размер на ефекта (d=0.35) и общ размер на извадката, анализът разкри статистическа мощност, по-голяма от 0.99. Статистическата мощност на резултатите от корелацията е по-голяма от 0,94.

Материали

Ефективността на разпознаването на пространствената памет беше оценена с помощта на теста за разпознаване на пространствена памет на Алмерия (ASMRT)62. Представянето на експерименталната обстановка се случи чрез виртуална среда, симулираща музейна стая с четири стени (с поредица от пространствени знаци, показани върху тях, т.е. портрети) и девет кафяви кутии, подредени симетрично в масив 3×3. Някои от тези кутии бяха оцветени в зелено, представляващи целевите стимули за работа във всички фази на задачата. ASMRT беше съставен от две нива на трудност, определени от броя кутии за запаметяване (една кутия срещу три кутии), с четири изпитания всяко. Пълният тест се състоеше от 8 изображения от паметта. Следователно имаше 80 изображения за разпознаване, половината за всяко ниво на трудност.

Последователността на стимулите на всяко изпитване се състои от две отделни фази, както следва (виж Фиг. 1):

(a) Във „Фазата на запаметяване“ на участниците беше показана картина (изображение от паметта) на виртуална стая, където бяха поставени общо девет кутии (в разположение 3×3). Изображенията от паметта бяха показани за пет секунди. Всички изображения от паметта са направени от гледна точка от първо лице. В зависимост от нивото на трудност една или три кутии бяха оцветени в зелено. Участниците бяха помолени да запомнят позицията на тези зелени кутии. Едно дърво от четирите стени на стаята съдържаше няколко стимула (включително врата, прозорец или картини), които биха могли да помогнат за разграничаване на пространствените местоположения. Всяко изображение от паметта е взето от различна гледна точка в сравнение с другото.

(b) Във „фазата на разпознаване“ общо 10 изображения на една и съща стая бяха представени на участниците едно след друго. В тази фаза се манипулира посоката на въртене. По този начин изображенията за разпознаване са взети от различни гледни точки по отношение на оригиналното изображение. В тази фаза беше показано само едно зелено поле за всички нива на трудност. Участниците трябваше да отговорят (да/не), ако зелената кутия е в същата позиция като една от кутиите в запаметената картина. По този начин те трябваше да решат за всяко изображение въз основа на умственото представяне, което са формирали по време на фазата на паметта под различна гледна точка.

Задачата беше администрирана по начин без потапяне с помощта на преносим компютър, работещ с операционна система Windows 10. Компютърът беше оборудван с процесор Intel Core i5, 4 GB RAM и 154-инчов LCD екран с разделителна способност 1920×1200. Чрез оценката той беше свързан към източник на захранване в стената, за да се избегне изтощаването на батерията. Освен това, тъй като не е била изисквана интернет връзка по време на процедурата и/или събирането на данни, това е деактивирано чрез оценката.

Процедура.

Всички участници бяха тествани индивидуално в институцията на Университета на Алмерия и преминаха кратко интервю, за да се проверят критериите за изключване. Те също подписаха информирано съгласие, преди да започнат оценката. След това инструкциите на ASMRT им бяха представени на екрана, последвани от пробен пример. След това експериментаторът администрира двете нива на трудност (запаметяване на позицията на една кутия или три кутии) последователно в същия ред за всички участници (едно изображение от паметта - десет изображения за разпознаване, четири пъти на ниво на трудност, с различни стимули във всеки опит) . Участниците отговаряха, когато всяко изображение за разпознаване беше представено на екрана, а експериментаторът ръчно регистрира отговора им за всеки опит, за да избегне натиск, дължащ се на ограничение във времето за реакция, което може да промени ефективността. Правилните отговори и грешки бяха събрани и обработени за всеки участник и експериментално състояние в последващия анализ на данните. Участниците преминаха през пълната експериментална процедура — с изключение на първоначалното интервю — в тиха и изолирана среда, за да се избегне всякакъв външен шум или непредвидима намеса, която може да промени представянето.

Изчисляване на ъгли и разпределение в октанти. Постулатите на Евклид бяха използвани за изчисляване на ъгловата разлика между гледната точка на образите от паметта и съответната гледна точка на изображенията за разпознаване и тяхната посока на въртене (по часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка). Този процес оценява дали ъглите са хомогенно разпределени според посоката на въртене при всяко условие (виж Фиг. 2). За тази процедура е използвана програмата с отворен код GeoGebra Geometry, разработена от Атлантическия университет във Флорида. ASMRT изображенията бяха представени за изчисления в конична, двуизмерна перспектива от първо лице. В тази перспектива, която е същата като преживяната от участниците, линиите са наклонени една спрямо друга в сравнение с перспективата на зенита, където биха били успоредни. Наклонените линии, вървящи в една и съща посока, също се събират в обща точка на изчезване. Ъгълът на въртене се изчислява в конична перспектива за всяко изображение и впоследствие се извършва ъглово сравнение между паметта и изображенията за разпознаване в зенитната перспектива, за да се осигури максимална последователност.

Първо, използвайки изображения в конична перспектива, бяха проследени сегменти, базирани на линиите на пода. Този метод очертава две групи линии: наклонени линии, които биха били успоредни и хоризонтални в зенитната перспектива, и наклонени линии, които биха били успоредни и вертикални в същата тази зенитна перспектива. Това беше направено, за да се изчислят две независими точки на изчезване, посочени там, където всеки набор от линии съответно се събират и използвани в следващите изчисления. Следващата стъпка беше идентифицирането на средната точка на ширината на изображението, където се проследява перпендикулярна линия в средната точка на основата на изображението, като се получава вектор на позицията. Там два сегмента произхождат от точките на изчезване, изчислени преди и са свързани с вектора на позицията. Точката на свързване беше калибрирана под ъгъл от 90º, който е равен на ъгъла, образуван от четирите линии в зенитната равнина.

Когато векторът на позицията се пресича с ъгъл от 90 градуса, можем да определим ъгъла на сравнение между паметта и изображенията за разпознаване. Това може да бъде ъгълът, образуван от сегмента на всякакви точки на изчезване, като се използват линиите на пода като водач. За да се поддържа последователност в измерването, вертикалните подови сегменти бяха използвани за всички изображения. Ъгълът, използван за сравнение, е този, образуван между позиционния вектор и споменатия по-горе сегмент. В зависимост от перспективата, възприета от съответното изображение от паметта, и за да се поддържа последователността, посочена по-горе, ъгълът, който трябва да се използва, е различен, тъй като GeoGebra Geometry представя тъпия ъгъл по подразбиране. Тази процедура първоначално беше извършена за изображението от паметта и впоследствие за съответните му десет изображения за разпознаване. Фигура 2 представя крайния резултат от този процес.

След като бяха получени ъглите и посоката на въртене на всяка гледна точка на изображението за разпознаване, разпределението на ъглите беше оценено, като се наблюдава, че повечето от тях са хомогенно разпределени между първия и осмия октант, по посока на часовниковата стрелка (първи октант: една кутия, 16 изображения: M=34 степен ; SD=15 степен ; три полета, 16 изображения: M=29 степен ; SD=12 степен ) и посока, обратна на часовниковата стрелка (осми октант: една кутия, 16 изображения: M=32 степен; SD=14; три полета, 16 изображения: M=28 степен; SD=11 степен), съответно (вижте Фиг. 3). Само две изображения за разпознаване във всяко условие (трудност в посоката) бяха разположени неравномерно извън тези октанти, така че бяха изключени от анализа. Следователно общият брой анализирани опити е 62 (32 опита по часовниковата стрелка и 32 опита обратно на часовниковата стрелка). Това позволява контролиране на ефекта на ъгловото несъответствие върху производителността.

Освен това, в половината от 16-те изображения за разпознаване за всяка посока (по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка) и за всяко ниво на трудност (едно поле и три полета), позицията на полетата съвпадаше с изображението от паметта (правилен отговор, да), а в другата половина не са (правилен отговор, не). Регистрирани са коректни приемания и коректни откази.

Статистически анализ.

Процентът на правилните приемания (Hits), процентът на неправилните приемания (100%−%правилни отхвърляния, фалшиви аларми, FA) и резултатът за дискриминация (d'=Z процент на попадения-Z процент на фалшиви аларми)66,67 получени за всички участници и експериментални условия. Tey беше анализиран в 2 × 2 × 2 × 2 смесена ANOVA с възраст (стари и млади) и пол (жени и мъже) като фактори между субектите, и трудност (една кутия и три кутии) и посока (по часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка) като фактори в рамките на субекта. Тестовете на Колмогоров-Смирнов бяха проведени за проверка на нормалността на данните, а тестовете на Левен бяха използвани за проверка на хомогенността на дисперсията. Корекцията на Bonferroni беше приложена за коригиране на натрупването на грешки от тип I при множество сравнения. Бяха проведени анализи с Т-тест, за да се оцени дали средните стойности са различни при различните състояния, ако е необходимо. Допълнителни Т-тест анализи показаха, че ъгловият фактор (разпределение на октанта) не достигна значимост, тъй като всички те бяха в една и съща ъглова област (октант), така че беше изключен за ANOVA. Анализите бяха извършени с IBM SPSS Statistics v.25 с ниво на значимост p<0.050.

Резултати

Хитове. Те ANOVA (Пол × Възраст × Трудност × Посока) показа основен ефект на възрастта (F(1, 76)=51.4; p<0.001; ηp 2=0.41), Difculty (F(1,76)=49.8; p<0.001; ηp 2=0.40), and Direction (F(1,76)=9.3; p=0.003; ηp 2=0.11]). Young adults were more accurate in their responses than old adults, as can be seen in Table 1. Regarding difficulty, participants also performed worse when they had to memorize three boxes than one box, and when the stimuli were presented in an anticlockwise direction than when presented clockwise. No other effects were found (p>0.05).

Te Трудност × Възрастовото взаимодействие достигна значимост (F(1, 76)=33.4; p<0.001; ηp 2=0.31). Further analyses of the interaction revealed significant differences due to difficulty only for old adults (F(1, 38)=46.8; p<0.001; ηp 2 = 0.55). In this group, the Hits percentage was higher in the one-box trials (M = 78%, SD = 2) than in the three-box trials (M = 61%; SD = 2). By contrast, the difficulty level did not affect performance in young adults (p > 0.05), as it was similar between the one-box trials (M=90%, SD=2) and the three-box trials (M=92%; SD=2).

Te Direction x Age interaction was also statistically signifcant (F(1, 76)=13.9; p=0.005; ηp 2=0.35). Further analyses of the interaction showed significant differences only in the old adults group (F(1, 41)=8.8; p=0.005; ηp 2=0.19). For these participants, the percentage of Hits was higher in clockwise trials (M =73%, SD=3) than in anticlockwise trials (M=66%; SD=3). However, the performance of young adults was unaffected by the direction of rotation (p>0.05; по часовниковата стрелка: M=92%, SD=1; обратно на часовниковата стрелка: M=90%; SD=2).

No other interactions reached significance (p>0.05).

Фалшиви аларми.

Те ANOVA показаха основен ефект на възрастта (F(1, 76)=114.8; p<0.001; ηp 2=0.60), Sex (F(1,76)=4.4; p=0.039; ηp 2=0.06) and Difculty (F(1, 76)=90.1; p<0.001; ηp 2=0.54). As can be seen in Fig. 4, the percentage of false alarms was higher in the old adults' group (M=28%; SD=2) than in the young adults' group (M=5%; SD=2).

Regarding the difficulty level, the percentage of false alarms was lower in one-box trials (M=8%; SD=1) than in 3 box trials (M=25%; SD=3). Overall, the percentage of false alarms was lower in males (M=14%; SD=1) than in females (M=19%; SD=2). No other main effects were found (p>0.05).

Имаше значителни взаимодействия Трудност x Възраст (F(1, 76)=80; p<0.001; ηp 2=0.57), and Difculty × Direction (F(1, 76)=11.4; p=0.001; ηp 2=0.14).

Анализите на взаимодействието Трудност x Възраст разкриха значителен ефект на Трудността само при възрастни хора (F(1, 42)=96.4; p < 0.001; ηp 2=0.70 ). В този група.

Finally, the Difficulty × Direction interaction showed significant differences due to Direction in the higher difficulty level (three boxes: F(1, 76) = 8.5; p = 0.005; ηp 2= 0.11). The percentage of false alarms was higher in anticlockwise trials (M=27%; SD=1) than in clockwise trials (M=22%; SD=2) (see Fig. 5). By contrast, in one box trials, there was no difference in the percentage of false alarms between both directions (p>0.05).

Complementary t-test analyses (see Table 2) revealed that sex modulated the percentage of false alarms in three boxes-anticlockwise trials, only for the young adults' group (t (38)=2.2, p=0.038). Differences in the percentage of false alarms due to sex for old adults were absent (p>0.05).

Индекс на дискриминация.

Анализите на Т-теста потвърдиха, че представянето и в двете възрастови групи е над шансовото ниво при всички условия (виж Таблица 3).

Те ANOVA показаха основен ефект на възрастта (F(1, 76)=109.6; p<0.001; ηp 2=0.59), the discriminability index was higher in young adults (M = 0.86; SD = 0.01) than in old adults (M = 0.42: SD = 0.03); Sex (F(1,76) = 3.8;p = 0.049; ηp 2 = 0.10), where, overall, males showed higher discriminability index (M = 0.68; SD = 0.02) than females (M= 0.60; SD = 0.01); Difculty (F (1,76) = 14.6; p < 0.001; ηp 2= 0.16), the discriminability was worse in three boxes trials (M=0.61: SD=0.01) than in one box (M=0.68; SD=0.02); and Direction (F(1, 76)=7.9; p=0.006; ηp 2=0.11), clockwise trials showed higher discriminability index (X=0.67: SD=0.01) than anticlockwise trials (M=0.61; SD=0.02). No other main effects were found (p>0.05).

Te Трудност x Възрастовото взаимодействие достигна значимост (F(1, 76)=19.7; p<0.001; ηp 2=0.19). No other interaction effects were found (p>0.05). Има значителни разлики в различимостта поради затруднения само за възрастни възрастни (F(1, 39)=21; p<0.001; ηp 2=0.32). The discriminability index was higher in the lower difficulty level (one box: M=0.49; SD=0.02) than in the higher difficulty condition (three boxes: M=0.33; SD=0.03) for old adults. On the other hand, there were no differences in discriminability in young adults (p>0.05) с подобни резултати в по-ниското ниво на трудност (едно поле: M=0.88, SD=0.02) спрямо по-високото ниво на трудност (три полета: M{ {6}}.86; SD=0.02).

Te Direction x Difculty interaction was also statistically signifcant (F(1, 76)=6.8; p=0.016; ηp 2=0.10). Analyses of the interaction showed that Direction affected performance only in the higher difficulty level (three boxes: F(1, 76)=26; p < 0.001; ηp 2=0.21). The discriminability index was higher in clockwise trials (M =0.68; SD=0.03) than in anticlockwise trials (M=0.54; SD=0.02). Otherwise, the discriminability index was similar in lower difficulty levels (one box: p>0.05; clockwise: M=0.69, SD=0.01; anticlockwise: M=0.68; SD=0.01). No other interaction effects were found (p>0.05).

Дискусия

Нашето проучване показа, че пространственото разпознаване се определя от възрастта и пола на участниците, както и от трудността на задачата. В допълнение, посоката на въртене между паметта и стимулите за разпознаване модулира взаимодействието между възрастта, пола и трудността на задачата. По този начин младите възрастни се представят по-добре от възрастните възрастни и разликите са максимизирани при въртене обратно на часовниковата стрелка между паметта и изображенията за разпознаване. Размерите на ефекта за съответните взаимодействия обикновено са в диапазона на средна мощност.

За да проведем проучването, използвахме ASMRT, задача за пространствено разпознаване. Тази задача изисква запомняне на позицията на определен брой стимули (една или три зелени кутии), поставени във виртуална стая. След това се представят десет изображения за разпознаване с една зелена кутия и от участниците се изисква да отговорят, ако позицията на зелената кутия съвпада с позицията на кутията, представена по време на изображението за запаметяване. Тъй като гледната точка беше променена във фазата на разпознаване по отношение на оригиналното запаметено изображение, правилните решения зависят от точното представяне на характеристиките на стаята и разбирането на гъвкавата връзка между наличните стимули. Освен това, въртящите се гледни точки изискват манипулиране на сцената в паметта, за да се приведе новата перспектива към предишната16, която е функция, зависима от хипокампа, както се предлага в други проучвания. Обърнете внимание, че изискванията към задачите в ASMRT са частично подобни на тези, открити в тестовете за вземане на пространствена перспектива, приписани на същата парадигма за разпознаване, широко използвана в областта на умствената ротация69. По този начин във фазата на разпознаване на ASMRT участниците трябва да сравнят изображението на екрана със запомнено изображение, взето от друга гледна точка, а най-точното решение изисква запомняне и сравняване на избраните позиции на двете изображения.

Както предполагат нашите резултати и в съответствие с предишни проучвания 53, 54, стареенето влияе върху изпълнението на тази задача. Младите възрастни имат по-висок процент на попадения в сравнение с възрастните възрастни. Освен това, тази последна група също представи повече фалшиви аларми от младите възрастни, независимо от състоянието (една или три кутии за запаметяване). Колкото повече грешки, извършени от възрастни хора, когато броят на кутиите, които трябва да се запомнят, се увеличи, отразява как запомнянето на допълнителни стимули влияе върху представянето. В допълнение, посоката на въртене между изображенията на паметта и разпознаването определя производителността, особено при възрастни хора. За тази група изображенията, обърнати обратно на часовниковата стрелка, бяха свързани с по-малко попадения, отколкото изображенията, обърнати по посока на часовниковата стрелка. Въпреки това, в случай на млади възрастни, те не са били засегнати от този ефект. Тенденцията е различна за фалшиви аларми или резултати за разграничаване, където е установено превъзходство по посока на часовниковата стрелка, независимо от възрастовата група в нивата на трудност на трите кутии.

Съществуването на различен модел между млади и стари възрастни не е нещо ново, тъй като е добре известно, че пространствената ориентация е засегната при нормално стареене. С помощта на задачата ASMRT е описан спад на производителността при възрастни хора. По-конкретно, 70–79-годишните участници са имали по-високи грешки в сравнение с други 50–59 и 60–69-годишни възрастни групи при запомнянето и разпознаването на позиции от различни гледни точки. Струва си да се подчертае, че пространственото разпознаване не изисква навигация в околната среда, както при други задачи за пространствена памет58, но изисква управление на алоцентрична референтна рамка за решаване на задачата. Участниците трябва да разберат гъвкавата връзка между сигналите, налични във виртуалната среда, за да определят позициите. Други проучвания сравняват способностите за възприемане на пространствена перспектива при млади и възрастни възрастни, демонстрирайки, че възрастта е свързана с разпадането на тези умения17,72. При тестване на разпознаването на позициите беше демонстрирано, че младите възрастни също превъзхождат възрастните 73–75 години. По този начин настоящото ни проучване е в съответствие с тези открития.

Подобно на други задачи за възприемане на перспектива19,21, посоката на въртене определя производителността. Въпреки това, в нашето проучване, резултатите от хитовете бяха значително модулирани от посоката на въртене само при възрастни хора, което е ново откритие. Освен това посоката на въртене модулира резултатите от фалшива аларма в най-трудното състояние (три полета), отново само при възрастните възрастни. По този начин производителността беше по-променена, когато изображението за разпознаване беше завъртяно обратно на часовниковата стрелка. Както се предполага в задачите за мислено въртене, има важна линейна корелация между ориентациите на двете изображения и времето и броя на грешките13. Пространственото разпознаване също се влияе от въртенето в перспектива, с предимството на въртенето по посока на часовниковата стрелка20. Нашите открития предполагат, че превъзходството по посока на часовниковата стрелка, установено с по-прости стимули, се отнася и за сложни среди. Пространственото разпознаване също се модулира чрез въртене в перспектива с предимството на въртене по посока на часовниковата стрелка20. Това отклонение при въртене по посока на часовниковата стрелка беше идентифицирано от предишни проучвания 23, 76, 77, но доколкото ни е известно, това е първият път, когато показва различен модел по възрастова група.

Този диференциален модел може да се обясни на невронно ниво. Хипокампусът и други области, свързани с пространствените умения, представляват намален обем при здрави стари хора. Хипокампалната верига изглежда от съществено значение за придобиване на независима от гледна точка преценка, необходима за изграждане на алоцентрични представяния на контекста33. Тези алоцентрични пространствени представяния са необходими за точно разпознаване на места от различни гледни точки, както се изисква от ASMRT. Както беше показано по-рано79, пациентите с болест на Алцхаймер и леки когнитивни увреждания - където функцията на медиалния темпорален лоб вероятно е компрометирана - показват променени способности за възприемане на перспектива. В допълнение към това не само представянето на контекста би било по-малко прецизно при възрастните хора, но и техните умения за ротация. Дясното полукълбо би било особено въвлечено в ротационните процеси. Някои проучвания предполагат, че свързаният със стареенето мозъчен спад би бил по-разпространен в дясното полукълбо, съчетан с по-малко латерализирана когнитивна ефективност 80. Това би довело до по-ниска ротационна производителност, както е показано в предишни проучвания. Заслужава да се отбележи, че възрастните имат намален капацитет за бързо адаптиране на поведението си към променящите се условия82, което прави преодоляването на съществуващи когнитивни пристрастия по-трудно. Тъй като посоката на въртене на изображенията за разпознаване се променя произволно от опит до опит в нашата задача, значителните трудности при опитите, обратни на часовниковата стрелка, проявени от възрастни хора, изглежда подкрепят теорията за отклонение по часовниковата стрелка. Въпреки това, както беше описано по-горе, други проучвания разчитаха на по-прости стимули, така че са необходими повече изследвания със сложни среди.

От друга страна, половите разлики са докладвани при различни задачи за пространствена памет, при навигация в реални84,85 и виртуални среди35,62,65,86 но също и при задачи, изискващи други пространствени умения като умствено въртене44,87 или заемане на перспектива способности45,82,88. Нашето проучване частично потвърди тази тенденция. Половите разлики се появяват в процента на фалшивите аларми, по-специално в най-трудното състояние, опити с три кутии обратно на часовниковата стрелка, при млади възрастни, което показва, че мъжете и жените се различават в уменията си за пространствено разпознаване, като мъжете превъзхождат жените при по-големи изисквания за трудност. Това е в съответствие с предишни констатации с ASMRT62.

Като се имат предвид тези резултати, определено ниво на трудност изглежда е необходимо за откриване на междугрупови различия, включително полово-диморфно представяне в някои задачи за пространствена ориентация 62, 68. Ниските трудности на задачите водят до появата на таванни ефекти, докато високите изисквания към задачите са свързани с ефекти върху резултатите. Както се съобщава в други задачи, изборът на адекватно ниво на трудност помага да се разкрият разликите, основани на пола, в задачите за пространствена ориентация. По този начин, в задачата на ASMRT, мъжете превъзхождат жените, ако трябва да запомнят три пространствени позиции, но не и когато трябва да се запомни само едно място63, което е в съответствие с нашите резултати, където жените имат по-висок процент фалшиви аларми от мъжете.

Обърнете внимание, че разпознаването на място - както в случая на задачата ASMRT - се благоприятства от използването на алоцентрични стратегии, включващи знанието за връзките между различни знаци, налични в контекста. Предишни произведения съобщават за различия между половете във вида на стратегиите, използвани от мъжете и жените в задачите за пространствена ориентация. Мъжете предпочитат обектно-базирана стратегия (алоцентрична), докато жените са по-склонни да използват егоцентрична стратегия. Тези сексуално-диморфни предпочитания включват набирането на различни мозъчни области, различаващи се по пол 45, 89.

И накрая, ефектът от ъглово въртене16, обикновено открит в полето на умствено въртене с по-прости стимули, не може да бъде включен в анализа поради дизайна на ASMRT, тъй като ъгловите разлики между изображенията на паметта и разпознаването са разпределени главно в първия и осмия октант. Въпреки че това ни позволи да контролираме ъгловото въздействие върху производителността чрез балансираното разпределение, описано по-горе, е необходим различен набор от стимули, за да разкрием допълнително как тази променлива влияе на производителността в сложни среди и как взаимодейства с посоката на въртене или как може да промени избрана стратегия в зависимост от степените на ротация24–26. Също така, както съобщават предишни проучвания, превъзходството по посока на часовниковата стрелка може да присъства в мерките за потенциал, свързан със събития (ERP), и полукълбовата латерализация също може да бъде от значение, което води до различни активации в зависимост от типа ротация21. Скорошно проучване също очертава диференциални активации според половия фактор в пространственото разпознаване за сложни стимули90. По този начин, за да се разкрие правилно дали превъзходството по посока на часовниковата стрелка е последователно за сложни стимули и как то взаимодейства с пола и възрастта, трябва да се извършат последващи проучвания, интегриращи електроенцефалографски (ЕЕГ) мерки, за да се разширят нашите открития отвъд. Освен това бъдещите проучвания трябва също така да обмислят как тези променливи влияят на времето за реакция, което не може да бъде регистрирано в нашето проучване поради методологията на ASMRT, която регистрира отговорите ръчно и не може да измери точното време за реакция62.

Като потенциално ограничение трябва да заявим, че въпреки че размерите на извадката са високи за факторите пол и възраст поотделно (n=40 всеки), те са по-малки, когато се разглеждат и двата фактора заедно, така че липсата на значимост в това взаимодействие трябва да се тълкува предпазливо. Прекалено, нашето проучване е ново усилие за оценка на ефекта на посоката на въртене за сложни среди и стимули, сигнал за потенциално разпространение на отклонение по часовниковата стрелка и доказване как този ефект е особено свързан с намаляването на стареенето.

Наличност на данни

Наборите от данни, генерирани по време и/или анализирани по време на настоящото проучване, са налични и могат да бъдат получени от съответния автор при разумно искане.

Препратки

1. Zacks, JM, Mires, J., Tversky, B. & Hazeltine, E. Ментална пространствена трансформация на обекти и перспектива. изплю. Cogn. Изчисл. 2, 315–332 (2002).

2. Jola, C. & Mast, FW Въртене на ментален обект и егоцентрично въртене на тялото: два дисоциируеми процеса?. изплю. Cogn. Изчисл. 5, 217–237 (2005).

3. Инагаки, Х. и др. Несъответствието между умствената ротация и способностите за възприемане на перспектива при нормално стареене беше оценено чрез три планински задачи на Пиаже. J. Clin. Exp. Невропсихол. 24, 18–25 (2002).

4. Galea, LAM & Kimura, D. Половите различия в обучението по маршрут. Човек Индивид. Диф. 14, 53–65 (1993).

5. Lokka, IE & Çöltekin, A. Промяна на перспектива и придобиване на пространствени знания: Ефекти от възрастта, способността за умствена ротация и капацитета на визуално-пространствената памет върху обучението по маршрут във виртуални среди с различни нива на реализъм. Картогр. Геогр. Инф. Sci. 47(1), 14–27 (2020).

6. Crundall, D., Crandall, E., Burnett, G., Shalloe, S. & Sharples, S. Влиянието на ориентацията и генерализацията на картата върху решенията за претоварване: Сравнение на схематично-егоцентрични и топографско-алоцентрични карти. Ергономия 54 (8), 700–715. https://doi.org/ 10.1080/00140139.2011.592608 (2011).

7. Palermo, L., Iaria, G. & Guariglia, C. Умения за умствени изображения и топографска ориентация при хората: Корелационно изследване. поведение. Brain Res. 192, 248–253 (2008).

8. Koshino, H., Carpenter, PA, Keller, TA & Just, MA Взаимодействия между дорзалните и вентралните пътища при ментална ротация: fMRI изследване. Cogn. Афект. поведение. Neurosci. 5(5), 54–66 (2005).

9. Hawes, Z., Sokolowski, HM, Ononye, ​​CB & Ansari, D. Невронни основи на численото и пространствено познание: FMRI мета-анализ на мозъчни региони, свързани със символично число, аритметика и умствена ротация. Neurosci. Биологично поведение. Rev. https:// doi.org/10.1016/j.neubiorev.2019.05.007 (2019).

10. Podzebenko, K., Egan, GF & Watson, JDG Широко разпространено активиране на дорзалния поток по време на параметрична мисловна ротационна задача, разкрито с функционален магнитен резонанс. Neuroimage 15, 547–558 (2002).

11. Stofels, EJ Инхибиране на едновременни процеси в дискриминацията на буквите и ориентацията. Acta Psychol. 91, 153–173 (1996).

12. Heil, M. Функционалното значение на ефектите на ERP по време на умствена ротация. Психофизиология 39, 535–545 (2002).

13. Shepard, RN & Metzler, J. Ментално въртене на триизмерни обекти. Наука 171 (3972), 701–703. https://doi.org/10.1126/science.171.3972.701 (1971).

14. Jeannerod, M. & Decety, J. Умствени двигателни образи: Прозорец към репрезентативните етапи на действие. Curr. мнение Neurobiol. 5, 727–732 (1995).

15. Dalecki, M., Hofmann, U. & Bock, O. Ментално завъртане на букви, части на тялото и сложни сцени: отделни или общи механизми? тананикам пн. Sci. 31 (5), 1151–1160 (2012).

For more information:1950477648nn@gmail.com