Контекстите на кодиране се възстановяват случайно по време на конкурентно извличане и проследяване на времевата динамика на намесата в паметта, част 2

Статистически анализ и едномерна времева честота

Използван е класически времево-честотен едновариантен анализ за изследване на епизодичните ефекти на успеха при извличане. Оценките на мощността във всяка времева точка бяха логаритмично трансформирани и базовата линия коригирана от средната мощност в прозорец от време от -1 до 0 s спрямо началото на репликата на думата. Статистическата значимост на ефектите беше извършена с помощта на непараметричен клъстер-базиран пермутационен тест, внедрен във FieldTrip (Maris и Oostenveld 2007). В първата стъпка тази процедура извърши t-тестове на зависими проби за сравняване на условията и идентифициране на статистически значими проби от данни (алфа=0.05).

Връзката между честотно-времевия унивариант и паметта получи голямо внимание в последните проучвания. Проучванията показват, че за човешкия мозък унивариантът време-честота има много значителен ефект върху подобряването и подобряването на паметта. Много експерти и учени смятат, че различните процеси на паметта се регулират от различни честотни региони и времеви характеристики, така че е от голяма изследователска стойност да се проучи връзката между унивариабъл време-честота и паметта.

На първо място, паметта е много важен психологически принцип за хората. Позволява ни да се учим и да се адаптираме от опита в живота си. Паметта не само влияе върху нашето учене и работа, но също така има положително въздействие върху живота ни. Можем да подобрим паметта си по много начини, като например чрез упражнения, диета, приспособяване към околната среда и т.н. Унипроменливата време-честота също има своята уникална роля в подобряването на човешката памет.

Проучванията показват, че различните честоти на мозъчните вълни влияят върху когнитивната и паметта на човека. Например, алфа честотите могат да насърчат релаксацията и концентрацията при хората, докато тропическите работни честоти са критични за укрепване на паметта и аспектите на ученето. Може да увеличи скоростта на обработка на информацията в човешкия мозък, което ни прави по-лесно и по-бързо да учим и запомняме.

Влиянието на единична променлива време-честота върху паметта е относително стабилно. Когато имаме достъп до голямо количество висококачествена информация в определено време и честотен диапазон, мозъците ни са по-склонни да запомнят и да учат. Този конкретен ритъм на мозъчните вълни е физиологична характеристика на човешкия мозък и в действителното учене и живот можем също така да подобрим паметта и ефективността на учене, като подобрим чувствителността към тази унивариална времева честота.

За да обобщим, има тясна връзка между време-честотната едномерност и паметта. Като разберем тази връзка, можем да разберем по-добре как работи човешкият мозък и как можем да подобрим паметта и способността си за учене чрез различни методи, за да бъдем по-успешни и ефективни в ученето и работата. Трябва активно да търсим, изследваме и прилагаме техники, методи и инструменти, свързани с унивариабилността на честотата на времето, за да увеличим максимално паметта и способността си за учене. Така че трябва да подобрим паметта си, трябва да подобрим паметта си, защото каймата е традиционна китайска медицина и има много уникални ефекти, един от които е да подобрява паметта. Ползите от каймата идват от множеството активни съставки, които съдържа, включително киселини, полизахариди, флавоноиди и др., които могат да насърчат здравето на мозъка по различни начини.

Щракнете върху познайте 10 начина за подобряване на паметта

След това всички съседни проби от данни (или пространствени, времеви или честотни съседи) бяха групирани в клъстери и t-стойностите във всеки клъстер бяха сумирани и използвани за генериране на t-стойност на ниво клъстер. Процентът на грешка тип -1 се контролира чрез оценка на статистиката на теста на ниво клъстер при нулевото разпределение на рандомизацията на максималната статистика на теста на ниво клъстер. Това беше получено чрез рандомизиране на данните между условията за всеки участник. Създаването на референтно разпределение от 10 000 произволни тегления оцени P-стойността според дела на нулевото разпределение на рандомизацията, превишаващо наблюдаваната максимална тестова статистика на ниво клъстер (така наречената P-стойност на Монте Карло). По този начин бяха идентифицирани значителни клъстери, простиращи се във времето, честотата и електродите.

За да изследваме ефектите от успеха на епизодичното извличане на паметта, контрастирахме успешно с неуспешно конкурентно и неконкурентно извличане. Този анализ беше проведен на два различни големи времеви прозореца: времевият прозорец на репликата ({{0}}.3–1,5 s след началото на репликата) и времевият прозорец на сондата (0,3–1,5 s след началото на сондата) с цел покриват цялата епоха на извличане, като използват диапазона от честоти, използвани преди това в класификационния анализ (4–45 Hz).

Отделен анализ изследва дали тета осцилаторната активност проследява конкурентното извличане. Този анализ беше мотивиран от предишна работа, показваща повишена фронтална тета активност, с ранно начало, свързана с намеса в паметта (напр. Hanslmayr et al. 2010; Bramão and Johansson 2017). Тестът за пермутация, базиран на клъстер, беше използван за противопоставяне на конкурентно срещу неконкурентно извличане в два различни ранни времеви прозореца: времевият прозорец (0,1–0,6 s след началото на стимула) и времевият прозорец на сондата (2,1–2,6 s след началото на стимула) и използване диапазон от честоти в тета лентата (3–6 Hz).

Резултати

Поведенчески резултати

За всеки участник и условие, точността на припомнянето, определена като процент на правилните отговори, беше количествено определена. Поведенческото въздействие на конкуренцията в паметта върху целевото извличане на паметта беше изследвано като функция от типа двойка думи (AB срещу AC срещу DE двойки думи) с ANOVA с повтарящо се измерване. Резултатите разкриват значителен ефект от двойката думи [F(2, 58)=6.71, P=0.002, η2 P=0 .19; виж Фиг. 1C]. Планираните сравнения по двойки показаха доказателства за проактивна, но не и ретроактивна намеса. Това означава, че производителността на паметта за AC цели беше значително по-лоша в сравнение с двете DE неконкурентно извличане [t(29)=−3.66, P=0.001, d {{21} } −0.67] и AB целево конкурентно извличане [t(29)=−2.18, P=0.037, d=−0.40]. За разлика от това, извличането на AB и DE не се различава [t(29)=−1.09, P=0.28, d=−0.20] (фиг. 1C).

Допълнителни анализи показаха, че ефектът на поведенческа интерференция не е повлиян нито от типа на кодиращия блок, нито от изходната интерференция (вижте Допълнителна бележка 1). Освен това, ефектът на смущение остава след съпоставяне на двойките контролни думи DE със серийната позиция на двойките думи AB и AC (вижте допълнителна бележка 2). И накрая, в края на всеки блок, след извличането на мишените (или B, или C), участниците също бяха помолени да извлекат състезателите (или C, или B). В този последен тест производителността на паметта за AC състезатели и цели беше по-ниска, отколкото за AB състезатели и цели; въпреки това не е наблюдавано значително взаимодействие между двойки думи (AB срещу AC двойки думи) и статус на елемент (цел срещу конкурент) (вижте Допълнителна бележка 3).

Модели на активиране на мозъка, свързани с контекста на кодиране
За да определим количествено възстановяването на контекста по време на извличане, ние първо обучихме класификатор на невронни модели, за да разграничим осцилаторната мозъчна активност (през каналите и обхващаща 4–45 Hz), свързана с контекстния филм по време на кодиране (фиг. 1B, D). Трябва да се отбележи, че точността на класификацията беше значително над вероятността за всички филми [под вода: t(29)=8.19, P < 0.001, d {{8 }}.50, прагова стойност {{10}}.55; гора: t(29)=2.73, P=0.011, d=0.50, прагова t-стойност {{20} }.09; град: t(29)=6.72, P < 0,001, d=1.23, прагова t-стойност=2.21] и за средната стойност за всички филми [t(29)=8.38, P <0,001, d=1.53, прагова t-стойност=1.84]. ANOVA с многократно измерване с фактора Филм (под вода срещу гора срещу град) разкри, че точността на декодиране на контекста на кодиране се различава [F(2, 58)=8.90, P <0.001, η2 P{{50 }}.24]: класификацията е по-ниска за гората в сравнение с подводните [t(29)=−2,79, P=0.007, d=−0,48] и града [t (29)=−4,14, P=0.001, d=−0,84], но сравнимо за под вода и град [t(29)=−1,35, P { {74}}.18, d=−0.24]. Важно е, че тъй като контекстите на филма бяха балансирани в рамките на участниците и присвоени на всички условия в блоковете, всяка разлика в точността на декодиране между контекстите на кодиране не може да обясни разликите между условията за извличане (AB, AC, DE).

За да визуализираме кои функции са допринесли най-много за класификацията, ние изследвахме приноса на всяка характеристика (т.е. канали и честоти) (вижте Материали и методи за подробности; вижте Фиг. 1E). Този анализ разкрива, че осцилаторната активност (4–20 Hz), записана в задните електродни канали, е допринесла най-много за точността, което предполага, че класификацията до голяма степен зависи от визуалната обработка, която разграничава трите филмови контекста. Този резултат възпроизвежда и разширява предишни открития, получени със статични визуални стимули (Jafarpour et al. 2014; Kaneshiro et al. 2015; Kurth-Nelson et al. 2015; Bramão and Johansson 2018).

Възстановяване на контекста по време на неконкурентно извличане на целта

Using the classifier built on the encoding data, we next investigated incidental context reinstatement during DE noncompetitive retrieval. This is an important step to validate our methodological approach and to replicate and extend previous findings in the literature (e.g., Manning et al. 2011; Diana et al. 2013; Gershman et al. 2013; Folkerts et al. 2018). Given the contextual nature of episodic memory retrieval, non-competitive target retrieval should be accompanied by the reinstatement of the encoding context already during the initial cue time window. As the word cue was previously encountered in a single encoding event, it could readily prompt retrieval of the sought-after memory trace (Fig. 1A, F). The neural pattern classifier, trained during encoding, was applied over the time course of DE noncompetitive retrieval. As no movie context was presented during retrieval, any classification evidence reflects the replay of the neural patterns diagnostic of the encoding context. As we would expect stronger context reinstatement for successful target retrieval (e.g., Herweg, Sharan, et al. 2020a), this analysis was first restricted to trials in which the participants remembered the target word. Moreover, to investigate context reinstatement as a function of memory performance, we then contrasted classifier accuracy for successful and unsuccessful target retrieval, in the time bins for which classifier accuracy differed from chance. Only participants (n = 27) with enough trials (>Бяха взети предвид 10 опита) и при двете състояния. За да избегнем кръговрат в данните, внедрихме процедура за кръстосано валидиране LOSO, за да идентифицираме времевите прозорци за всеки участник (Esterman et al. 2010).

Фигура 2 показва времевата динамика на случайно възстановяване на целеви контекст за DE неконкурентно извличане. Както беше предвидено, ние забелязахме, че невронният модел, който съответства на контекста на кодиране на целта, беше възстановен вече във времевия прозорец на репликата, започвайки от 0.9 s след началото на репликата [средно ± SD при 0 .95 сек=36.4 ± 4.3, t(29) {{10}}.70, P=0.01, d=0.49, праг t -стойност=2.29]. Критично, това възстановяване на контекста беше значително по-силно за успешно в сравнение с неуспешно извличане на цел [t(26)=2.42, P=0.023, d=0.46]. Освен това t-тест за една проба потвърди, че точността на класификацията за успешни опити е значително над шанса [t(29)=2.63, P=0.013, d=0.48 ] като има предвид, че не беше за неуспешни опити [t(26)=−1,40; P=0.17, d=−0.27] (фиг. 2). Нещо повече, доказателството на класификатора за възстановяване на целевия контекст във времевия прозорец на репликата беше по-силно за неконкурентно извличане в сравнение с конкурентно извличане (вижте Допълнителна бележка 4).

Ефективността на класификацията беше значително различна от случайността по-късно във времевия прозорец на сондата, между 2,7 и 2,9 s [средно ± SD при 2,75 s=31.4 ± 3,8, t(29)=−2,17, P { {14}}.038, d=−0.40, прагова t-стойност=−2,01] и на 3,5 s след началото на опита [средно ± SD=35.6 ± 3.6, t(29)=2.30, P=0.029, d=0.42, прагова t-стойност=2. 12]. Въпреки това, ефективността на класификацията беше сравнима за успешно и неуспешно извличане в тези по-късни времеви прозорци (всички Ps > 0.2) (фиг. 2). Тенденцията, наблюдавана в данните за отрицателна класификация между 2,7 и 2,9 s, може да показва, че контекст, различен от DE, е бил възстановен през този период. Въпреки че не е имало системно отклонение към един от другите два контекста (допълнителна бележка 5), интересно е да се отбележи числената тенденция участниците да възстановяват преференциално AB и AC контекстите в сравнение с DE контекстите, когато DE целта е била успешно извлечена. Това потенциално може да се обясни с участието на участниците в процеси на мониторинг след извличане, като например мислено представяне на извлечената дума, както се среща във всеки от алтернативните филмови контексти. Освен това, в края на периода на извличане, има тенденция за възстановяване на контекста на DE целта, като по този начин се предполага извличане на контекстуална информация със или без достъп до дискретното целево събитие.

Взети заедно, тези резултати предполагат, че извличането на целта е придружено от възстановяване на оригиналния контекст на кодиране и още повече по време на успешно запомняне. Тези резултати разширяват предишни констатации до нова парадигма, в която контекстът на кодиране е изцяло случаен за задачата на паметта и от участниците се иска само да извлекат вградените отделни целеви думи.

Възстановяване на контекста по време на конкурентно извличане

Предишният анализ потвърди, че контекстът на кодиране е случайно възстановен в нашата нова парадигма и варира с успешно извличане на целта при неконкурентни (DE) изпитания. След това проучихме такова случайно възстановяване на контекста по време на конкурентно извличане. По време на времевия прозорец на думата, участниците бяха представени с реплика (т.е. A), свързана с множество следи (т.е. B и C). Разсъждавахме, че ако кодиращите контексти, уточняващи оригиналните събития, случайно бъдат възстановени по време на състезание за извличане, ще наблюдаваме намалена точност на класификатора за целевия контекст на кодиране в този ранен времеви прозорец. В последвалия времеви прозорец на сондата на участниците беше представена определена тестова сонда (първата буква от целевата дума), която указва следата от паметта, която трябва да бъде извлечена (т.е. или B, или C), позволявайки разрешаване на смущения и селективно извличане на целева памет. Ние прогнозирахме, че такава резолюция ще бъде придружена от появата на реактивиране на целевия контекст, което се отразява в нарастващата точност на класификатора (фиг. 1A, F). За да се тестват тези прогнози, класификаторът на невронни модели, обучен по време на кодиране, беше приложен по време на конкурентно извличане. Тъй като нашите поведенчески данни показаха проактивна, но не и ретроактивна намеса, ние изследвахме поотделно успешното конкурентно извличане на AB и AC.

Времевата динамика на случайното възстановяване на целевия контекст е показана на Фигура 3 за AC конкурентно извличане и на Фигура 4 за AB конкурентно извличане. Както беше предвидено, невронното реактивиране на целевия контекст се появи само в късния времеви прозорец на сондата (между 2,5 и 2,8 s) както за AC, така и за AB извличане, приблизително 0.5–0.8 s след начало на сонда [AC двойки думи: средно ± SD при 0.55 s=37.8 ± 7.4, t(27)=3.16, P {{2{{{27} }}}.0038, d=0.60, прагова t-стойност=2.13; AB двойки думи: средно ± SD при 0,75 s=36.5 ± 6.3,t(29)=2.76, P=0.009, d=0.51, прагова t-стойност=2.14]. Допълнителна бележка 4 показва, че доказателството на класификатора за възстановяване на целевия контекст във времевия прозорец на сондата (~0.5–0.8 s след началото на сондата) е по-силно за конкурентно извличане, отколкото за неконкурентно извличане на DE.

AC конкурентното извличане - условието, свързано с проактивна намеса - показа ефективност на класификацията значително под шанса в два допълнителни времеви прозореца (фиг. 3). Първо, рано във времевия прозорец на думата, на 1,25 s след началото на опита (средно ± SD=30.3 ± 7.0, t(27)=−2,14, P=0.041, d=−0.41, прагова t-стойност=−1,95] и следващ, във времевия прозорец на сондата, между 2,35 и 2,45 s [средно ± SD при 0.45 s=30.8 ± 6.9, t(27)=−1.86, d {{35} } −0,35, прагова t-стойност=−1,85]. Критично, отрицателната класификация показва, че е възстановен контекст, различен от целевия контекст. В следващите анализи ние изследваме дали това откритие е свързано с повторното активиране на мозъчни модели, свързани с контекста на конкуриращата се памет.

Възстановяването на контекста проследява конкуренцията при извличане по време на AC извличане

Having identified the time bins for which classifier accuracy was reliably different from both chance and noncompetitive retrieval, we next investigated classifier accuracy as a function of interference resolution. As we only observed reliable proactive interference, we restricted the analysis to AC competitive retrieval trials. To avoid statistical circularity, we implemented a LOSO cross-validation procedure to identify the analytic time windows for each specific participant (Esterman et al. 2010). The analysis was run using a subsample of participants (n = 25 for AC retrieval) with a sufficient number of trials (>10).

Времевата динамика на конкуренцията и разрешаването на смущения бяха изследвани във времевия прозорец на сондата. В този времеви прозорец на участниците беше представена сонда от първата буква, която показваше кой от двамата сътрудници е подходящ за целта (или B, или C). По този начин през този времеви прозорец бихме очаквали механизмите за контрол на смущенията да работят в услуга на селективно извличане. Както беше съобщено по-горе, анализите показаха 1) надеждно възстановяване на контекста на целта за извличане на AC през този времеви прозорец (между 2,5 и 2,8 s) и 2) предходни доказателства за класификация на целта под шанса (между 2,35 и 2,45 s), вероятно поради случаен контекстно възстановяване на конкуриращата се AB памет.

За директно оценяване на тази интерпретация, точността на класификатора за двойки думи AC във времевия прозорец на сондата беше изследвана с ANOVA с тристранно повтарящо се измерване с факторите Времеви прозорец (ранен срещу късен), производителност на паметта (успешен срещу неуспешен) и контекст ( цел срещу конкурент). Неконкурентното условие на DE беше изключено от анализа, за да се избегне нарушаване на предположението за независимост между зависимите променливи. ANOVA показа значително взаимодействие между времевия прозорец и контекста [F(1, 23)=28.81, P < 0.001, η2 P{{ 8}}.56]. В допълнение, взаимодействието между времевия прозорец и производителността на паметта [F(1, 23)=9.03, P=0.006, η2 P= 0.28] беше значително (фиг. 3 ). Потвърждавайки идеята, че разрешаването на смущенията е успоредно със случайното възстановяване на целевия контекст, ние потвърдихме, че в късния времеви прозорец доказателствата за целевия контекст са по-силни в сравнение с контекста на конкурента, но само когато конкуренцията е разрешена [успешно извличане: t (27)=2.22, P=0.035, d=0.42; неуспешно извличане: t(24)=−0.11, P=0.91, d=−0.02]. Освен това доказателството на класификатора за целевия контекст беше по-силно в късния в сравнение с ранния времеви прозорец, но отново само за успешно разрешено съревнование [Успешно извличане: t(27)=2.97, P=0.006 , d=0.56; неуспешно извличане: t(24)=0.54, P=0.60, d=0.11].

В съответствие с идеята, че успешното разрешаване на конкуренцията е предшествано от случайно възстановяване на конкуриращия се контекст, ние допълнително забелязахме, че в ранния времеви прозорец на сондата повторното активиране на контекста на конкурента е по-силно от повторното активиране на целевия контекст [успешно извличане: t (27)=2.54, P=0.017, d=0.48]. Тази тенденция беше налице и за неуспешно разрешено състезание [неуспешно извличане: t(24)=1.83, P=0.08, d=0.37]. Доказателствата за контекста на конкурента също бяха по-силни в ранния, отколкото в късния времеви прозорец, независимо от успеха на извличане [Успешно извличане: t(27)=4.24, P <0.001, d=0.80 ; неуспешно извличане: t(24)=2.99, P=0.007, d=0.61]. И накрая, доказателството на класификатора за контекста на конкурента, в ранния времеви прозорец на изследването, беше значително над шанса (33,3%) както за успешен [t(27)=3.21, P=0.003, d=0.61] и неуспешно [t(24)=2.30, P=0.030, d=0.46] извличане, докато доказателството на класификатора за целевия контекст беше само значително различен от шанса в късния времеви прозорец и за успешно извличане на целта [t(27)=2.21, P=0.035, d=0.42].

Тези нови открития показват, че контекстът на кодиране се възстановява случайно по време на конкурентно извличане и че такова възстановяване проследява конкуренцията при извличане и разрешаването на смущения. Проактивната намеса беше невронно свързана със случайното повторно активиране на кодиращия контекст на конкурентната следа на паметта. Възстановяването на конкурента се наблюдава много рано, приблизително 350–450 ms след началото на сондата (т.е. 2,3 s след началото на опита). Резолюцията на състезанието последва веднага след това, тоест приблизително 550–800 ms след представяне на сондата (т.е. 2,5 s след началото на опита), както е отразено в кортикалното възстановяване на контекста на кодиране на целта.

След това се обръщаме към прозореца за време на репликата. Изненадващо, ние забелязахме, че извличането на AC е свързано с доказателство за класификатор за възстановяване на целевия контекст под шанса вече в прозореца на времето на репликата (1,25 s след началото на опита) (Фиг. 3). В този времеви прозорец на участниците беше предоставена подсказка с дума (т.е. A), сочеща към множество следи от паметта (т.е. B и C) без спецификация на паметта, свързана с целта. За по-нататъшно разбиране на този ефект, ние проучихме възможността представянето на думата да доведе до случайно възстановяване на контекста, свързан с най-силната следа от паметта; тоест конкуриращият се контекст на AB кодиране. Тази прогноза беше тествана чрез изследване на точността на класификатора за двойки думи AC, по време на времевия прозорец на думата, с повтаряща се мярка ANOVA с факторите производителност на паметта (успешен срещу неуспешен) и контекст (цел срещу конкурент). Анализът не показа значими ефекти (всички Ps > 0.09).

Независимо от това, идеята, че проактивната намеса може да бъде предизвикана от повторно активиране на конкурент вече във времевия прозорец на думата, се поддържа, когато се фокусира върху успешни опити за извличане. t-тестовете за двойка извадки показаха по-стабилни доказателства за класификация за контекста на AB конкурент, отколкото за целевия контекст на AC [t(27)=2.32, P=0.028, d=0 .44] и доказателство над шанс за възстановяване на контекста на AB конкурент [t(27)=2.14, P=0.042, d=0.40; Фиг. 3]. По този начин изглежда, че повторното активиране на контекста на AB състезател се случва рано по време на опита, вече в прозореца на времевия сигнал, и неговото повторно активиране доминира при извличането, докато сондата не бъде представена. В този момент се извършва разрешаване на смущенията и се наблюдава възстановяване на контекста на целта на AC.

Тенденцията да се наблюдават по-големи класификаторски доказателства за състезателя във времеви прозорец, в който участниците не знаеха коя е съответната памет за изпитването, може да изглежда нелогична. Забележете обаче, че това беше случаят само за двойки думи AC. За да дадем допълнителна представа за това откритие, ние проведохме едновариантен анализ, сравнявайки AC и AB двойки думи срещу DE двойки думи в тета лентата (3–6 Hz), във времевите прозорци на репликата и сондата. Предишни проучвания показват, че смущенията в паметта са свързани с повишена фронтална тета активност (напр. Hanslmayr et al. 2010; Staudigl et al. 2010; Waldhauser et al. 2012; Bramão and Johansson 2017). Този анализ показа повишена ранна тета активност във времевия прозорец на думата за AC, но не и за двойки думи AB (вижте Допълнителна бележка 6). Този резултат съвпада добре с нашите поведенчески открития. Наблюдавахме само проактивна намеса, когато участниците бяха помолени да извлекат целите C в двойките думи AC. Това показва, че нашата парадигма е предизвикала по-силни AB асоциации в сравнение с AC асоциациите. Следователно, когато на участниците беше дадена думата cue A, асоциацията AB може да бъде най-лесно реактивираното събитие. Предизвикателство пред тази идея обаче е, че не наблюдавахме доказателства за класификация за целевия контекст по време на извличането на AB в този времеви прозорец на репликата. Въпреки това, проучвателен анализ на извличането на AB като функция от типа на кодиращия блок (т.е. ред на AB/AC/DE) разкри целево възстановяване на контекста за типа блок, който насърчава AB памет (вижте допълнителна бележка 7).

Възстановяване на контекста по време на извличане на AB

Even though there was no evidence of retroactive interference during AB retrieval, for completeness, we investigated if classifier evidence for target context is also evident during AB retrieval trials as a function of retrieval success. Successful retrieval of AB word pairs was associated with above-chance target context classifier accuracy in the probe time window (between 2.5 and 2.8 s) (Fig. 4). This analysis was restricted to a subsample of participants (n = 24 for AB retrieval with >10 изпитания). Отново избегнахме статистическата циркулярност, като дефинирахме специфични за участниците аналитични прозорци, използвайки LOSO подход. Доказателствата за класификатора за двойки думи AB бяха изследвани с двупосочна ANOVA с многократно измерване с факторите на ефективността на паметта (успешно срещу неуспешно) и контекст (цел срещу конкурент). ANOVA показа маргинално взаимодействие между двата фактора [F(1, 24)=3.64, P=0.069, η2 P=0.13]. Планираните сравнения по двойки разкриха, че доказателствата на класификатора за целевия контекст са по-силни за успешно в сравнение с неуспешно AB извличане [t(24)=1.99, P=0.059, d {{19 }}.40]. Освен това доказателствата на класификатора за целевия контекст са по-високи от доказателствата за контекста на конкурента, когато производителността на паметта е успешна [t(29)=2.8, P=0.009, d=0. 51]. Освен това, точността на класификатора за целевия контекст е значително над вероятността (33,3%) за успешни опити за извличане [t(29)=3.6, P=0.001, d=0.65 ]), но не и за неуспешни опити [t(23)=−0.84, P=0.14, d=−0.30] (фиг. 4).

В обобщение, успешното извличане на AB цел беше придружено от повторно активиране на контекста на кодиращия филм, но само когато извличането на паметта беше успешно.

Възстановяване на контекста като функция на паметта за триплета AB/AC

След това се опитахме да определим как модулациите в повторното активиране на контекста, докато извличането се разгръща, се отнасят до дългосрочната достъпност на двете отделни събития, тоест целта и другия асоцииран. Интересното е, че точността на класификацията, отчетена на фигури 2-4, показва модел, който е над и под шанса. Този модел може да показва, че участниците се редуват между две свързани представяния на паметта. Тествахме тази идея, като изследвахме наличието на надеждна класификация над и под шанса в условията на състезание за извличане. Проверихме дали доказателствата от класификатора предсказват запомнянето на AB и AC сътрудници. За да има достатъчно опити, условията за извличане на AB и AC бяха свити и опитите за извличане бяха разделени в три категории: 1) запомняне както на целта, така и на асоциираното; 2) извличане на целевата памет, но неуспешно извличане на асоциирания; и 3) неуспешно извличане на целта, но запомняне на сътрудника. Допълнителна бележка 8 показва, че запомнянето на асоциираната следа на паметта е придружено от възстановяване на контекста на асоциирания във времевия прозорец на репликата. За разлика от това, извличането на паметта на целта беше придружено от възстановяване на контекста на целта във времевия прозорец на сондата. Трябва да се отбележи, че класификацията над и под шанса се наблюдава само когато участниците си спомнят и двата спомена, което индиректно предполага, че моделът, докладван на фигури 3 и 4, може да е свързан с поддържането и редуването между двете свързани следи на паметта.

Времево-честотни представяния на успешно извличане на целта

Предишният анализ изследва времевата динамика на възстановяването на контекста при неконкурентно и конкурентно извличане. След това се опитахме да изследваме невронните корелати на извличането на целева дума по време на конкурентно и неконкурентно извличане. Проведен е едновариантен анализ, контрастиращ успешно и неуспешно извличане, с базиран на клъстер тест за пермутация (Maris и Oostenveld 2007), по време на извличането и в същия честотен диапазон, използван в MVPA.

Критично, наблюдавахме значителни ефекти в алфа/бета честотния диапазон във времеви прозорци, които се припокриват с тези, в които класификаторите на шаблони идентифицираха надеждно случайно възстановяване на целевия контекст. DE неконкурентното извличане беше свързано с повишена алфа/бета десинхронизация, налична във времевия прозорец на репликата, между {{0}}.9 и 1,5 s (P=0.02, d { {6}} −0.57, виж Фиг. 5A). Конкурентното извличане, напротив, показа значителни ефекти на успех при извличане, характеризиращи се с повишена десинхронизация в алфа/бета лентата, едва през по-късния времеви прозорец на сондата, между 2,5 и 3 s (AB извличане: P=0.02, d=−0,53; AC извличане P=0.04, d=−0,16, виж Фиг. 5B, C).

Интересно е, че времевата динамика на тези данни се припокрива с резултатите от многовариантния подход, показвайки, че успешното извличане на целта се случва в същия времеви прозорец като възстановяването на контекстната цел. Освен това настоящите резултати подкрепят скорошни сметки, подчертаващи ролята на алфа/бета десинхронизацията при епизодично извличане на паметта (Hanslmayr et al. 2012; Hanslmayr et al. 2016; Griffiths et al. 2021) и потвърждават предишни открития в литературата (Manning et al. 2011; Jafarpour и др. 2014; Staudigl и др. 2015; Michelmann и др. 2016; Waldhauser и др. 2016).

Дискусия

Способността да си спомним епизод от нашето минало често е възпрепятствана от конкуренция, произтичаща от подобни припокриващи се събития. Тук проучихме дали конкуренцията в паметта се характеризира със случайно възстановяване на случайните контексти, в които дискретни, но припокриващи се събития са били вградени по време на кодирането. Възстановяването на контекста по време на състезателно извличане може да намали нуждата от когнитивен контрол, за да се сведат до минимум ефектите от намесата в паметта. Използвайки MVPA на ЕЕГ данни с висока времева разделителна способност, ние изследвахме възстановяването на контекста на целта и конкурента по време на извличането на паметта. Предоставяме доказателства, показващи, че конкуренцията в паметта наистина е свързана с едновременното и случайно повторно активиране на контекстуални детайли, свързани както с целевите, така и с конкурентните спомени. Важно е, че това случайно възстановяване на контекста проследява конкуренцията при извличане и разрешаването на смущения и предлага нови прозрения във времевата динамика на селективното извличане на паметта.

Способността да си спомним епизод от нашето минало често е възпрепятствана от конкуренция, произтичаща от подобни припокриващи се събития. Тук проучихме дали конкуренцията в паметта се характеризира със случайно възстановяване на случайните контексти, в които дискретни, но припокриващи се събития са били вградени по време на кодирането. Възстановяването на контекста по време на състезателно извличане може да намали нуждата от когнитивен контрол, за да се сведат до минимум ефектите от намесата в паметта. Използвайки MVPA на ЕЕГ данни с висока времева разделителна способност, ние изследвахме възстановяването на контекста на целта и конкурента по време на извличането на паметта. Предоставяме доказателства, показващи, че конкуренцията в паметта наистина е свързана с едновременното и случайно повторно активиране на контекстуални детайли, свързани както с целевите, така и с конкурентните спомени. Важно е, че това случайно възстановяване на контекста проследява конкуренцията при извличане и разрешаването на смущения и предлага нови прозрения във времевата динамика на селективното извличане на паметта.

Освен това, нашите данни показват, че времето на възстановяване на контекста се припокрива с времето на успешно извличане на целевата дума (фиг. 5A). Това повтаря предишни открития (напр. Manning et al. 2011; Diana et al. 2013; Gershman et al. 2013; Miller et al. 2013; Staudigl et al. 2015; Folkerts et al. 2018; Herweg, Sharan, et al. 2020a), което показва, че успешното извличане на целта е придружено от едновременна достъпност на контекста на кодиране. Важно е, че случайният характер на контекста в нашата парадигма се съгласува добре с идеята, че хипокампусът обвързва заедно бавно движещите се контекстуални промени с по-дискретни елементи на дадено събитие (Polyn et al. 2009; Howard 2017; Yonelinas et al. 2019; Kahana 2020). ), което следователно позволява едновременното припомняне на всички негови елементи чрез завършване на шаблон (Horner et al. 2015; Ritchey and Cooper 2020).

След като установихме начин за количествено определяне на инцидентно възстановяване на контекста на кодиране, нашата основна цел беше да проучим дали проследява конкуренцията между свързани събития, кодирани в различни контексти и успешно разрешаване на смущения. Поведенчески наблюдавахме надеждна проактивна намеса. Неврално наблюдавахме, че контекстът на кодиране, в който припокриващи се, конкуриращи се събития са вградени по време на кодиране, случайно беше възстановен по време на конкурентно извличане. Проактивната намеса беше свързана с повторното активиране на конкуриращия се филмов контекст, възникващо рано по време на извличане, вероятно съществуващо в прозореца на времето на репликата и разпространяващо се в ранната част на прозореца на времето на сондата (фиг. 3A). Критично, това беше случаят както за разрешената, така и за неразрешената проактивна намеса (Фиг. 3B), което показва, че конкурентното извличане се характеризира не само с повторното активиране на конкуриращия се елемент, но също и с обхващаща информация, включително контекстуалните подробности, определящи нейния контекст на кодиране. Когато участниците успешно разрешиха намесата в паметта, възстановяването на конкурентния контекст беше последвано от повторно активиране на целевия контекст. Нашите данни показват, че успешното разрешаване на конкуренцията е свързано с възстановяване на целевия контекст и че такова възстановяване предвижда разрешаване на смущения. Тази констатация е в съответствие с идеята, че случайното възстановяване на контекстуалните характеристики, уточняващи епизода на кодиране, може да помогне по време на конкурентно извличане. Достъпът до контекста на кодиране би могъл да улесни целевото извличане или избор на целева функция след извличане чрез разграничаване на припокриващи се събития и намаляване на смущенията в паметта.

Един от най-известните разкази за конкурентно извличане постулира, че когнитивните контролни механизми активно инхибират конкуриращите се спомени, които се активират съвместно с целевите спомени (Леви и Андерсън 2002; Андерсън 2003). Последица от такъв инхибиторен механизъм е по-късно забравяне на конкурентите (Anderson et al. 1994). Случайното възстановяване на контекстуалните характеристики по време на конкурентно извличане може да бъде алтернативен/допълнителен механизъм за справяне с намесата в паметта. Скорошно проучване показва, че стратегическото възприемане на ориентация за извличане към елементи, кодирани в конкретен контекст, намалява смущенията в паметта и, като следствие, защитава свързаните и по друг начин конкуриращи се спомени от инхибиране и по-късно забравяне (Kerrén et al. 2021).

Нашите данни показват, че възстановяването на целевия контекст, предсказващо разрешаването на смущенията, е наблюдавано рано на приблизително {{0}}.50 s след началото на сондата с първата буква (тоест ~2,5 s след началото на опита). Интересното е, че времето на този ефект се припокрива с времето на успешно извличане на целевата дума (фигури 3 и 5), което показва, че кодиращият контекст и целевата дума се активират паралелно по време на разрешаването на конкуренцията. Предишни проучвания показват, че кортикалното възстановяване, водещо до възстановяване на паметта, може да се случи още приблизително 0,5 s след началото на репликата (Jafarpour et al. 2014; Kurth-Nelson et al. 2015; Bramão and Johansson 2018; Staresina and Wimber 2019). Нашите данни показват, че разрешаването на интерференцията може да бъде забележително бързо, тъй като кортикалното възстановяване на целевия контекст показа подобен времеви профил въпреки предходното състезание за извличане. Това потвърждава идеята, че механизмите, управляващи конкуренцията при извличане, работят много рано и бързо, за да проправят пътя за целево реактивиране и/или селекция (Waldhauser et al. 2012).

Интересното е, че докато повторното активиране на целевия контекст, свързано с разрешаването на смущенията, се наблюдава приблизително {{0}}.50 s след началото на сондата, повторното активиране на целевия контекст за неконкурентно извличане се случи по-късно, приблизително 0,95 s след началото на думата. Завършването на хипокампалния модел, водещо до кортикално възстановяване, може да зависи от множество фактори, като сила на паметта и целенасочено отклонение. Някои проучвания показват, че ранните сигнали на паметта, инициирани от хипокампално-кортикалното възстановяване отдолу нагоре, се изпращат до задните париетални кортикални региони, където кортикалното възстановяване е допълнително усъвършенствано или интегрирано в целенасочен начин отгоре надолу (Wagner et al. 2005; Bergström et al. 2013; Kuhl et al. 2013; Favila et al. 2018; Staresina и Wimber 2019). Това предполага, че времето на кортикалното възстановяване, водещо до успешно извличане на паметта, може да се случи по различно време в зависимост от специфичните изисквания на задачата за памет.

Резултатите от класификацията, докладвани тук (Фигури 2–4), показват систематични колебания над и под нивата на шанса съответно за целево и конкурентно възстановяване на контекста. Когато участниците си спомнят само един от асоциираните двойки думи, не се наблюдава такъв модел (допълнителна бележка 7). Възможно е тази класификация над и под случайността да отразява редуване между двете възможни следи на паметта. Предишни проучвания свързват точността на класификацията, осцилираща при делта честоти, с превключване между представителни състояния в работната памет (напр. de Vries et al. 2019; de Vries et al. 2020). Необходими са бъдещи проучвания, за да се даде допълнителна представа за това как тези механизми работят в ситуации на епизодично извличане на паметта.

Нашите данни показват проактивна, но не ретроактивна намеса; това означава, че състезанието за извличане е налице само когато участниците са били помолени да извлекат целите C в двойките думи AC. Това показва, че нашата парадигма може да е предизвикала по-силни AB в сравнение с AC асоциации. Всъщност, по време на извличане на AC, наблюдавахме тенденция доказателството на класификатор за конкурент (AB контекст) да бъде по-силно, отколкото за целта (AC контекст), съществуващо във времевия прозорец на репликата, и когато участниците не знаеха коя от паметта следите (или B, или C) са свързани с целта. По време на задачата за кодиране участниците бяха помолени да си представят двойките думи в контекста на филми. Това може да е популяризирало силно представяне на паметта на AB асоциацията, което е трудно да се наруши/актуализира, когато участниците бяха помолени следващия път да създадат AC асоциация. Следователно, когато на участниците беше дадена думата cue A, конкуриращата се памет B беше възстановена, причинявайки проактивна намеса.

Освен това, беше наблюдавано целево реактивиране за двойките думи AB, когато AB и AC бяха представени по-отдалечени по време на блока за кодиране. Бъдещите проучвания трябва допълнително да проучат механизмите, медииращи ретроактивна и проактивна намеса. Възможно е тези два вида намеса да са медиирани от поне частично различни невронни механизми, работещи на различни фази (кодиране срещу извличане) на паметта. Например, съществуващите данни показват, че повторното активиране на паметта на AB по време на по-късно AC обучение предсказва устойчивост на ретроактивна намеса (Kuhl et al. 2010, 2011; Koen and Rugg 2018) и настоящите данни (заедно с Kuhl et al. 2011) показват, че проактивното интерференцията възниква отчасти от повторно активиране на АВ по време на извличане на АС. Съществуващите данни обаче се различават по въпроса дали проактивната интерференция се обяснява частично с повторно активиране на AB по време на AC обучение (Koen и Rugg 2018), като променливостта на макро изследването може би е свързана със степента, до която припокриващите се събития са интегрирани в паметта (Shohamy и Wagner 2008; Schlichting и Preston 2015; Favila и др. 2018; Chanales и др. 2019).

Учудващо е, че в прозореца на времето на репликата нашите данни показват повторно активиране на контекста на конкурента за успешно, но не и за неуспешно извличане на паметта (фиг. 3). Това наблюдение предполага, че забравянето не се дължи изцяло на мнемонична интерференция, възникваща, когато конкурираща се памет нарушава извличането на целта (Леви и Андерсън 2002; Андерсън 2003). Наистина, неотдавнашна работа показва, че повторното активиране на припокриващи се конкуриращи се спомени не е задължително да има цена, но може да е от полза за паметта чрез насърчаване на интегрирането на припокриващи се спомени (напр. Chanales et al. 2019). Необходими са бъдещи проучвания, за да се проучи компромисът между намесата в паметта и интеграцията; скорошни проучвания показват, че контекстът може да играе жизненоважна роля в модерирането на това взаимодействие (Libby et al. 2019; Cox et al. 2021).

Като цяло нашите резултати предоставят нови електрофизиологични доказателства, че епизодичното припомняне включва случайно възстановяване на контекстуалните детайли на минали събития по време на състезателно извличане. По-конкретно, ние показваме, че проактивното разрешаване на смущенията се наблюдава при евентуалното възстановяване на целевия контекст и че намесата в паметта се характеризира с ранно и случайно възстановяване на контекста на конкурента. Епизодичната памет по дефиниция е зависима от контекста (напр. Estes 1955; Polyn and Kahana 2008; Polyn et al. 2009; Howard 2017). Тук за първи път показваме, че конкуренцията за извличане е свързана със случайното възстановяване на епизодичните контексти, в които са били кодирани конкуриращите се елементи. Бъдещите проучвания биха могли да изследват функционалната роля на такова възстановяване, вероятно допринасяйки за разделянето на силно припокриващи се епизоди, за да се намалят и разрешат смущенията в паметта - механизми, които са основни за селективното запомняне на нашето минало.

Допълнителни материали

Допълнителни материали могат да бъдат намерени в Cerebral Cortex онлайн.

Бележки

Авторите благодарят на всички доброволци, участвали в това проучване. Авторите биха искали да благодарят на Eysteinn Ívarsson и Tim Larsson за тяхната помощ по време на подготовката на стимулите и събирането на данни.

Финансиране

Шведски изследователски съвет (VR 2015-01180); и Фондация Маркъс и Амалия Валенберг (MAW 2015.0043).

Препратки

1. Андерсън Дж. 1974. Извличане на пропозиционална информация от дълготрайна памет. Cogn Psychol. 6: 451-474.

2. Андерсън MC. 2003. Преосмисляне на теорията за намесата: изпълнителен контрол и механизмите на забравяне. Джей Мем Ланг. 49: 415-445.

3. Anderson MC, Bjork RA, Bjork EL. 1994. Запомнянето може да причини забравяне: динамика на извличане в дългосрочната памет. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 20:1063-1087.

4. Bergström ZM, Henson RN, Taylor JR, Simons JS. 2013. Мултимодалното изображение разкрива пространствено-времевата динамика на припомнянето. NeuroImage. 68:141-153.

5. Beukers AO, Buschman TJ, Cohen JD, Norman KA. 2021. Дейността тиха работна памет просто епизодична памет ли е? Тенденции Cogn Sci. 25: 284-293.

6.Borin L, Forsberg M, Roxendal J. 2012. Korp—корпусната инфраструктура на Språkbanken. В: ЕЛРА, редактор. Сборник на LREC 2012; Истанбул.

7.Bramão I, Johansson M. 2017. Ползи и разходи за възстановяване на контекста в епизодичната памет: ERP проучване. J Cogn Neurosci. 29:52–64.

8.Bramão I, Johansson M. 2018. Класификацията на невронните модели проследява подходящата за трансфер обработка в епизодичната памет. eNeuro. 5: ENEURO.0251–ENEU18.2018.

9. Chanales AJH, Dudukovic NM, Richter FR, Kuhl BA. 2019. Интерференцията между припокриващите се спомени се предсказва от невронни състояния по време на учене. Nat Commun. 10:1–12.

10. Cox WR, Dobbelaar S, Meeter M, Kindt M, van Ast VA. 2021. Епизодичното подобряване на паметта спрямо увреждането се определя от контекстуалното сходство на събитията. Proc Natl Acad Sci US A. 118:e2101509118.

11. Diana RA, Yonelinas AP, Ranganath C. 2013. Активирането на парахипокампалния кортекс по време на възстановяване на контекста предсказва запомнянето на елемент. J Exp Psychol Gen. 142: 1287–1297.

12.de Vries IEJ, van Driel J, Olivers CNL. 2019. Декодиране на състоянието на представяния на работната памет в подготовка за визуална селекция. NeuroImage. 191: 549-559.

13.de Vries IEJ, Slagter HA, Olivers CNL. 2020. Осцилаторен контрол върху репрезентативните състояния в работната памет. Тенденции Cogn Sci. 24: 150–162.

14. Esterman M, Tamber-Rosenau BJ, Chiu YC, Yantis S. 2010. Избягване на не-независимост в анализа на данните от fMRI: оставете един субект. NeuroImage. 50: 572-576.

15. Естес WK. 1955. Статистическа теория на спонтанното възстановяване и регресия. Psychol Rev. 62:145–154.

For more information:1950477648nn@gmail.com