Вътрешнообектно и извънобектно свързване на паметта в ранното развитие, част 2

Интерференция и свързване на паметта

Процесите на свързване на паметта могат да бъдат свързани с ефектите на интерференция между подобни спомени (Darby & Sloutsky, 2015; Hedden & Park, 2003; McClelland et al., 1995; Yim et al., 2013). Преди да разгледаме тази хипотеза, ние предоставяме общ преглед на ефектите на смущение и как те могат да се различават в зависимост от развитието.

Обвързването на паметта се отнася до свързването на нещата, които трябва да се запомнят, със съществуващия опит, знания, емоции и друга информация за по-добра памет и разбиране. Този метод на запаметяване може да ни помогне да запомним и разберем по-добре нова информация и да подобри ефективността на паметта.

Когато научаваме нови знания, е по-лесно да ги запомним и разберем, ако можем да ги свържем със съществуващите знания и опит. Например, когато научите нова дума, можете да я запомните по-бързо, ако можете да я свържете със сцена или картина. По същия начин, ако научите ново умение, ще станете по-добри в него, ако можете да го свържете с подобни умения и да го практикувате отново и отново.

Обвързването на паметта също може да ни помогне да използваме по-добре емоционалните си преживявания, за да запомним и разберем информацията. Например, когато видим приятна картина, можем да я запомним по-бързо. По същия начин, когато имаме някакъв вид емоционално преживяване, като радост, изненада, тъга и т.н., това може по-добре да ни помогне да запомним свързана информация.

За да обобщим, обвързването на паметта може да ни помогне да запомним и разберем по-добре нова информация и да подобри ефективността на паметта. Следователно трябва да се опитаме да свържем новата информация със съществуващите знания, опит, емоции и т.н. в ученето и ежедневния живот, за да използваме по-добре паметта си. Вижда се, че трябва да подобрим паметта и Cistanche deserticola може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche deserticola може също да регулира баланса на невротрансмитерите, като например повишаване на нивата на ацетилхолин и растежни фактори. Тези вещества са много важни за паметта и ученето. В допълнение, месото може също да подобри притока на кръв и да насърчи доставката на кислород, което може да гарантира, че мозъкът получава достатъчно хранителни вещества и енергия, като по този начин подобрява мозъчната жизненост и издръжливост.

Кликнете върху Know, за да подобрите краткосрочната памет

Дългата история на изследванията предполага, че спомените често са по-трудни за извличане поради намеса от други спомени (вижте Anderson & Neely, 1996; Wixted, 2004; за рецензии). Проактивна намеса възниква, когато новото учене е по-трудно в резултат на паметта за предварително научена информация, а ретроактивна намеса възниква, когато запазването на наученото в миналото е по-трудно поради последващо учене.

Ефектите на интерференцията често се изучават с парадигми, в които участниците се учат да свързват двойки елементи (напр. думи или изображения) в една фаза и след това се учат да свързват различни комбинации от едни и същи елементи във втора фаза. По-малко надеждното заучаване на новите комбинации във втората фаза отразява проактивна намеса, а намалената точност на паметта за оригиналните комбинации от елементи след втората фаза отразява ретроактивна намеса.

Въпреки че по-голямата част от работата по смущенията е извършена с възрастни, работата по развитието е открила доказателства, че не само 4- до 7--годишните деца са податливи на смущения (Benear et al., 2021), но те могат да бъдат по-податливи от възрастните както на проактивна (Yim et al., 2013), така и на ретроактивна (Darby & Sloutsky, 2015) намеса. Различни механизми биха могли да модулират интерференцията и да обяснят този модел на промяна в развитието.

Някои изследвания предполагат, че намесата може да бъде модулирана чрез инхибиране на конкурентите при извличане (Anderson, 2003; Anderson et al., 1994; Hulbert & Anderson, 2020). Например, проактивната намеса може да бъде разрешена чрез временно инхибиране на предварително научена информация, която се конкурира за извличане на новонаучената информация. Инхибирането на тази информация вероятно би направило по-трудно извличането й, създавайки ретроактивна намеса, докато допълнителен процес не освободи инхибирането.

Децата могат да бъдат по-податливи на ретроактивна намеса поради по-силно инхибиране, въпреки че това би означавало, че децата трябва да са по-малко податливи на проактивна намеса, което не е докладвано в литературата (вижте Yim et al., 2013, за доказателства за проактивна намеса в деца). Свързано с това, първоначално научената информация може да бъде трайно ненаучена, което би улеснило новото научаване на подобна информация, но непременно би нарушило паметта за първата научена информация. Отучването понякога се отхвърля в теориите за паметта (Slamecka, 1966), въпреки че някои скорошни изчислителни работи изследват възможността за процеси на отучване в контекста на стареенето на паметта (Darby & Sederberg, 2022).

Друга възможност е смущението да се модулира от процеси на свързване на паметта. По-конкретно, сложното свързване може да помогне за намаляване на ефектите на смущение чрез намаляване на сходството и следователно конкуренцията между спомените. Тази идея може да бъде илюстрирана от парадигмата за смущения в паметта на разпознаване на Дарби и Слуцки (2015). В тази парадигма участниците се научиха да свързват комбинации от обекти с анимационни герои в три фази. Във фаза 1 участниците научиха, че AB → X (т.е. обектите A и B бяха свързани със знак X), CD → X, EF → Y и GH → Y. Във фаза 2 участниците научиха, че AC → Y, BD → Y, IJ → X и KL → X.

Две от асоциативните тройки във всяка фаза се припокриваха, тъй като едни и същи обекти (т.е. A, B, C и D) бяха рекомбинирани и свързани с различни знаци във фазите, докато другите тройки бяха уникални по това, че обектите бяха различни през фазите. Във фаза 3 участниците отново бяха представени с първоначалния набор от припокриващи се триплети, научени във фаза 1, и се сблъскаха с конфликт: A, B, C и D бяха свързани както с X, така и с Y. Просто свързване на отделни обекти към символ в тогава се очаква всяка фаза да предизвика намеса, тъй като всеки елемент ще бъде обвързан и с двата знака. За разлика от това, специфични двойки обекти бяха свързани само с един символ през фазите на задачата, така че сложното свързване на двата обекта във всяка двойка заедно със знака можеше да позволи висока производителност без намеса.

С тази парадигма Darby и Sloutsky (2015) откриха, че 5-годишните деца проявяват значително по-голяма ретроактивна намеса от възрастните във фаза 3, измерено чрез по-голям спад в точността за припокриване спрямо уникалните тризнаци. Тъй като децата са имали по-голяма намеса, авторите правят извода, че децата вероятно формират прости свързващи структури, докато възрастните вероятно формират по-сложни свързващи структури. Въпреки това, тази работа не характеризира официално формирането на структури, свързващи паметта, или разликите в развитието в тях.

Важно е, че участниците в парадигмата на Дарби и Слуцки (2015) се научиха да предсказват характер от двойки обекти и паметта за тези двойки вероятно разчиташе до голяма степен на допълнително обвързване на обекти. Както беше обсъдено по-горе обаче, вътрешнообектното свързване може обикновено да изисква по-малко внимание и по-точно (Asch et al., 1960; Ecker et al., 2007, 2013; van Geldorp et al., 2015; Walker & Cuthbert, 1998), предполагайки, че характеристиките в рамките на един и същи обект могат да бъдат обвързани по-лесно един с друг и с други елементи в сложна структура на свързване, което потенциално намалява ефектите на смущение. Предишна работа показа, че ретроактивната намеса може да повлияе на вътрешнообектното свързване в парадигмите на работната памет (Allen et al., 2006; Logie et al., 2009; Ueno et al., 2011), но ние не знаем за работа, която директно е адресирала потенциалните разлики при интерференция между вътрешнообектно и екстраобектно свързване на паметта.

Настоящата работа

В настоящата работа ние изследваме интраобектно, екстраобектно и комплексно свързване на паметта с вариант на парадигмата за намеса на Дарби и Слуцки (2015). В този вариант героите се свързват не с двойки обекти, а с двойки форми и цветове. В Експеримент 1 формите и цветовете са представени в рамките на един и същ обект, което изисква вътрешнообектно свързване, докато в Експеримент 2 характеристиките са пространствено разделени, което изисква свързване на извънобект. И в двата експеримента формите, цветовете и знаците се комбинират отново в различни фази, създавайки потенциал за намеса.

Тествахме 5--годишни, 8--годишни и възрастни и в двата експеримента, за да изследваме разликите в развитието на свързването и интерференцията. Тези възрастови групи бяха избрани, тъй като предишна работа е открила доказателства за намаляване на ефектите на смущение между 4- до 5--годишни деца и възрастни (Darby & Sloutsky, 2015; Yim et al., 2013), като както и продължаващо развитие на комплексно свързване след 7-годишна възраст (Yim et al., 2013).

За да направим формална хипотеза как информацията е била научена и извлечена в тази задача, ние разработихме нов изчислителен модел. Параметрите на модела оценяват три вида свързване: (а) просто свързване между характеристиките на формата и цвета, (б) просто свързване между всяка отделна характеристика и анимационен герой и (в) по-сложно свързване между комбинация от характеристики на форма и цвят и характера. В допълнение, моделът включва механизъм, чрез който научените преди това асоциации могат да бъдат забравени, ако са в конфликт с текущото обучение.

Ние предположихме, че свързването на екстраобект на пространствено разделени форми и цветове би било по-слабо от вътрешнообектното свързване на тези характеристики и в резултат на това намесата в паметта би била по-голяма, когато се изисква свързване на екстраобект. Освен това очаквахме да открием по-големи разлики в развитието на екстраобекта в сравнение с вътрешнообектното свързване. Започваме с изследване на развитието на вътрешнообектно свързване в експеримент 1.

Експеримент 1: Развитието на вътрешнообектно свързване

Целта на този експеримент беше да се оцени развитието на вътрешнообектно свързване на паметта относно ефектите на интерференция. Предвид доказателства от предишна работа, че вътрешнообектното свързване може да изисква по-малко внимание и по-точно в сравнение с извънобектното свързване (Ecker et al., 2007, 2013; van Geldorp et al., 2015), ние очаквахме, че разликите в развитието при свързването на вътрешнообектни характеристики би било незначително. Очаквахме също, че повторното комбиниране на формите и цветовете в различни фази на експеримента ще доведе до относително малки ефекти на смущение.

Метод

Участници—четиридесет и осем 5-годишни (маг=5.08 години, SDage=.19, език=4.74 – 5.51; 23 жени, 25 мъже) , 35 осемгодишни (Маг=8.50 години, SDage=.28, език=8.01–8.99; 18 жени, 17 мъже) и 30 възрастни (15 жени, 15 мъже) участваха в този експеримент. Приблизителните размери на извадката бяха избрани да бъдат сравними с тези от предишно проучване, демонстриращо разлики в развитието на ефектите на смущение, използвайки подобна парадигма (Darby & Sloutsky, 2015). Вижте раздела Резултати и дискусия по-долу за анализ на мощността.

Децата бяха тествани в местни предучилищни заведения и начални училища, разположени предимно в кварталите на средната класа в Кълъмбъс, Охайо. Те бяха избрани въз основа на върнати разрешителни и получиха стикери за участие. Възрастните бяха наети от уводните класове по психология и получиха частичен кредит за курса. Този проект беше одобрен от протокола № 2004B042 на Институционалния съвет за преглед на Държавния университет в Охайо, „Изчерпателен протокол за изследване на когнитивното развитие“.

Стимули - на участниците бяха представени предмети, които варираха по форма и цвят. Имаше осем форми (например квадрат, кръг, триъгълник) и осем цвята (например червено, зелено, синьо), които бяха комбинирани по различни начини в обекти по време на експеримента. Комбинациите от форми и цветове бяха рандомизирани за всеки участник. В допълнение към предметите, участниците бяха представени с два анимационни героя (Мечо Пух и Мики Маус), които бяха свързани с обектите, както е описано по-долу.

Процедура — Експериментът беше представен със софтуера OpenSesame (Mathôt et al., 2012) на компютърни екрани с разделителна способност 1920 × 1080. Децата бяха тествани индивидуално в тиха стая в предучилищното или началното училище и отговаряха на сензорен екран. Възрастните бяха тествани в групи от до четирима участници в лабораторията със стандартни екрани и отговаряха на клавиатура.

Участниците първо завършиха фаза на обучение за един набор от непредвидени обстоятелства (т.е. набор A), в който те се научиха, с обратна връзка, да свързват четири обекта с един от двата анимационни героя в множество опити (всеки обект винаги беше свързан с един герой) . След това участниците завършиха фаза на тест за обучение за комплект A без обратна връзка. След тази фаза беше предвидена едноминутна почивка, по време на която децата получиха стикер, а възрастните бяха помолени да седят тихо. След това процедурите на тестовата фаза на обучение и научаване бяха повторени за набор B, който включваше четири нови непредвидени обстоятелства, включително две припокриващи се условни обстоятелства, в които формите и цветовете, наблюдавани преди това в набор A, бяха повторно комбинирани, за да направят нови обекти, които бяха свързани с различен герой, като както и две уникални случайности, включващи обекти с нови форми и цветове (виж Фигура 1C).

Обучението и тестването на асоциациите на набор B може да бъде оценено за измерване на проактивна интерференция, което правим извод от намалената точност в набор B в сравнение с набор A, особено за припокриващи се непредвидени случаи. След тези фази беше дадена втора почивка. След това комплект A беше преразгледан с втори тест за обучение за измерване на ретроактивна интерференция или намалена памет за припокриващи се непредвидени случаи на набор A. Накрая беше приложена фаза на тест за обвързване, която допълнително тества паметта за непредвидените обстоятелства, научени в двата набора A и B по преплитан начин. Вижте Фигура 1A за илюстрация на последователността от фази на задачата. По-долу са дадени подробности за процедурата на всеки тип фаза.

Фази на обучение.: Преди първата фаза на обучение участниците бяха инструктирани, че ще им бъдат показани различни предмети заедно с техните приятели Мечо Пух и Мики Маус, че всеки предмет принадлежи на един от тези приятели и че тяхната работа е да разберат дали всеки предмет принадлежеше на "Мечето Пух" или Мики. Следователно, докато участниците бяха информирани, че трябва да научат асоциации обект-характер, не им бяха дадени инструкции какви специфични видове асоциации трябва да формират. Например, участниците не бяха информирани, че трябва да се опитат да запомнят специфичните комбинации форма-цвет в рамките на обектите и не им беше казано, че някои от формите и цветовете ще бъдат повторно комбинирани по-късно в задачата.

При всеки опит от двете фази на обучение на участника беше показан един обект, центриран в долната част на екрана, заедно с два анимационни героя (Мечо Пух и Мики Маус), които бяха разположени в горните два ъгъла на екран (вижте Фигура 1B). Позицията (лява или дясна) на героите беше рандомизирана за всеки участник, но остана последователна по време на експеримента.

Задачата на всеки Learning опит беше да се определи дали представеният обект принадлежи на "Мечето Пух" или на Мики. Децата участници дадоха отговори, като докоснаха един от двата знака на сензорния монитор; възрастните отговаряха с натискане на клавиша със стрелка наляво или надясно. След като всеки отговор беше даден, обратната връзка беше дадена по следните начини: (a) правилният знак се появи над обекта, независимо от точността на отговора, (b) появи се текст, даващ ясна обратна връзка (напр. „Страхотно, този обект принадлежи на Мики! “), който беше прочетен на глас на деца, но не и на възрастни, (c) усмихнато или намръщено лице беше показано съответно за правилни и неправилни отговори и (d) беше представен слухов тон (висок тон за правилни отговори или нисък тон за неправилни отговори). Всяка фаза на обучение включва четири блока от осем опита, за общо 32 опита; всеки обект беше представен два пъти на блок, за общо осем презентации във фазата.

Фази на теста за обучение.: Процедурата на теста за обучение беше идентична с тази на фазите на обучение, с изключение на следните промени. Първо, не беше предоставена обратна връзка за нито един опит; вместо това знаците останаха на екрана, но нямаше обект за междинен опитен интервал от 200 ms. Освен това, само два блока от осем опита бяха представени във всяка фаза на теста за обучение. Както във фазите на обучение, само един набор от обекти беше тестван във всяка фаза на теста на обучението.

Фаза на теста за свързване.: Целта на фазата на теста за свързване беше да се изследват допълнително структурите за свързване на паметта, научени в експеримента. Във всеки опит на участниците беше показан герой (Мечо Пух или Мики Маус) в центъра на екрана и пет обекта, разположени по невидима хоризонтална линия в долната част на екрана (вижте Фигура 1B). На участниците беше казано, че един от представените обекти е принадлежал на дадения герой по-рано в задачата и че тяхната работа е да идентифицират точния обект. Децата реагираха, като докоснаха избрания обект на екрана; възрастните отговориха, като натиснаха съответния цифров клавиш на клавиатурата.

Важно е, че една характеристика (т.е. формата или цвета) беше дадена на участниците като сигнал, че всеки избор на отговор има същата стойност на характеристиката (напр. всички избори на отговор бяха сини). Втората характеристика се различава сред изборите, като изисква памет за асоцииране с дадената характеристика и характер; наричаме това тестваната функция. Всеки обект от двата набора беше тестван два пъти на блок; формата беше тестваната характеристика при едно от тези изпитания, а цветът беше тестваната характеристика при другото. Редът на опитите във всеки блок беше рандомизиран за всеки участник. Във фазата бяха представени общо 32 опита.

При всеки опит един от изборите на обекти беше правилен (т.е. беше свързан с дадения герой по-рано в задачата), а останалите четири бяха неправилни. Три от неправилните фолиа винаги са имали стойности на тестваната характеристика, която е била част от (a) припокриващ се обект (който е бил представен по време на задачата, но е бил свързан с другия знак), (b) уникален обект от комплект A, или (c) уникален обект от набор B. За всяка от тези категории стойността на конкретната характеристика беше избрана на случаен принцип от наличните опции за всеки опит. Четвъртото фолио винаги имаше нова характеристика, избрана на случаен принцип при всеки опит от две форми или два цвята, които не бяха показани по време на фазите на обучение. Пространствената позиция на петте опции за отговор (наричани правилна, припокриваща се, уникална A, уникална B и нова) беше рандомизирана за всяко изпитване. Вижте Фигура 1D за примери на масиви за избор на отговор.

Проектирахме теста за обвързване, така че участниците да могат да използват различни структури за обвързване, за да стеснят възможностите си за отговор. Например, ние разсъждавахме, че ако участниците са обвързали героя със стойностите на една характеристика (т.е. форми или цветове), те биха могли да изключат опциите за отговор с тествана характеристика, която не е била свързана с героя (напр. кръст и диамант фигури в горната част на фигура 1D). По подобен начин вътрешнообектното обвързване на формата и цвета би позволило на участника да изключи обекти с комбинации форма-цвет, които не са били наблюдавани във фазите на обучение (напр. синият кръст, синият квадрат и синият диамант на Фигура 1D).

Трябва да се отбележи, че обвързването на формата и цвета би позволило перфектна точност за уникални обекти, но не и за припокриващи се обекти, тъй като фолиото на припокриващ се обект беше видяно по-рано (напр. синята звезда на фигура 1D), но беше свързано с другия знак. Сложното обвързване на формата и цвета в рамките на обекта, както и на героя, обаче, може да се използва за правилно идентифициране на правилния избор на отговор във всички опити. За да оценим количествено степента, до която тези свързващи структури са били формирани от всеки участник, ние конструирахме изчислителен модел, който е обобщен в раздела Резултати и представен подробно в онлайн допълнителните материали.

Анализи – Проведохме всички анализи с йерархични байесови методи, включително конвенционални регресионни модели и нашия нов изчислителен модел. Йерархичните байесови подходи позволяват оценка на параметрите на модела за всяка възрастова група, като същевременно правилно отчитат променливостта между участниците. В допълнение, тези методи позволяват оценка на постериорни разпределения на стойностите на параметрите, които по своята същност предоставят информация за несигурността в оценките на параметрите, така че широките разпределения показват по-голяма несигурност в оценките.

В допълнение към изследването на задните разпределения на стойностите на параметрите за всяка възрастова група е възможно да се сравнят тези разпределения между възрастовите групи. За да направим това, ние приложихме техника за изчисляване на припокриването между две разпределения въз основа на оценки на плътността на ядрото (Pastore & Calcagnì, 2019). Накратко, показателят за припокриване, η, изчислява площта, споделена от две разпределения, в сравнение с общата площ. За две напълно неприпокриващи се разпределения, η=0, докато за две идентични разпределения, η=1. Това е непрекъсната мярка между 0 и 1, но за по-лесно изложение ние разглеждаме η<.05 values to be very strong evidence of a difference between groups (Darby & Sederberg, 2022).

Прозрачност и откритост – Докладвахме по-горе нашите размери на извадката и как са били определени, както и процедурата за изключване на данни. Докладвахме и всички експериментални манипулации и мерки. Всички анализи бяха проведени в Python (Van Rossum & Drake, 2011) и всички модели бяха внедрени с библиотеката на Python RunDEMC (https://github.com/compmem/RunDEMC). Дизайнът и анализите на проучването не са били предварително регистрирани. Данните и кодът на модела, свързани с това проучване, са публично достъпни на https://osf.io/x9m83/.

For more information:1950477648nn@gmail.com