Важни ли са предишните познания? Допълнителни възможности за обучение Възстановяване на ползите от паметта, свързани със съня, при условия на ниски предварителни познания, част 2

3.2.2|Извикване на кръгове

Във всички кръгове на припомняне, холандските думи отново бяха представени акустично в различен ред, отколкото по време на ученето, последвани от въпросителен знак на екрана. Субектите бяха помолени да излязат с правилния превод или да пропуснат опита, ако думата е непозната. Нямаше срок за отговор. При n=40 субекта това беше единственият цикъл на припомняне и беше взето като ниво на ефективност преди сън. При n=75 субекта беше осигурен един допълнителен рунд за извличане, включително обратна връзка, преди това последно извикване, независимо от представянето на субекта. Обратната връзка беше представянето на правилния превод и се появи на екрана за 2000 ms. При n=39 субекта беше представен втори кръг на извличане с сигнал плюс обратна връзка преди последния кръг на припомняне (Фигура 1). Тази последна ефективност на извикване преди интервала на задържане беше взета като ниво на ефективност преди задържане. Освен това изчислихме относителната производителност на паметта през интервала на задържане. Това е процентът на запомнените думи след задържането с думи, запомнени преди, зададено на 100%.

Сънят е една от незаменимите физиологични нужди на хората. Имаме нужда от достатъчно сън всеки ден, за да поддържаме телата си здрави и мозъците ни активни. В този процес нивото на производителност и паметта на хората също имат много общо с него.

Първо, нивата на ефективност преди сън са тясно свързани с нашата памет. Ако се въртим отново и отново в леглото и заспиваме трудно, мозъкът ни няма да е достатъчно гъвкав и няма да можем да си спомняме нещата на следващия ден. Напротив, ако се отпуснем преди лягане и си осигурим добро качество на съня, ще бъдем по-енергични и ще имаме по-силна памет на следващия ден.

Второ, добрият сън подобрява нивата ни на ефективност. Доброто състояние на сън може да гарантира, че умът ни е ясен и тялото ни е здраво, така че да можем да работим и учим по-концентрирано и уверено и да постигнем по-добри резултати.

И накрая, има няколко неща, които можем да направим, за да подобрим представянето и паметта преди лягане. Умерените упражнения, избягването на стоенето до късно, поддържането на редовен график за сън и релаксирането физически и психически могат да ни помогнат да поддържаме добро качество на съня и да подобрим представянето и паметта.

В заключение, има силна връзка между нивата на ефективност преди сън и паметта. Доброто състояние на съня може да ни помогне да посрещнем живота и да работим по-енергично и да подобрим нивото на представяне и памет. Ето защо е много важно да развиете добър навик за сън. 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.

Щракнете върху познайте начините за подобряване на мозъчната функция

Допълнително докладваме описателните думи за разстоянията на Левенщайн, които показват фонологичното сходство между холандската дума и превода съответно на немски и френски. Колкото по-близо до нула, толкова по-сходна е фонологията на думите. За немския превод средната стойност на Левенщайн е {{0}}.61 ± 0.28, а за френския 0.82 ± {{10} }.27 (средно ± SD). Те са значително различни един от друг (t119=7.27, p < 0.001). Медианата в немския списък е 0,59, а във френския 1,00. Единичните стойности са изброени в таблица S1 в допълнителните материали.

3.3|Процедура

Субектите бяха поканени на две сесии. Те се провеждат или сутрин и вечер на същия ден (група за събуждане), или през нощта на сън у дома вечерта и сутринта (група за сън; Фигура 1). Средно сутрешните сесии на групата за събуждане започваха в 08:07 часа, а втората сесия в 7:21 часа следобед. В групата за сън вечерната сесия започна в 19:03 часа, а втората среща в 08:32 часа сутринта. При първото назначаване субектите бяха информирани за потока и целта на изследването.

След подписването на информираното съгласие, ние контролирахме знанията им по холандски със задачата за проверка на думите. След това беше представена задачата за изучаване на думи, последвана от извличане на сигнал без обратна връзка или с един или два допълнителни кръга за обратна връзка (Фигура 1b). Субектите или редовно прекарваха деня си, връщайки се в лабораторията за втората сесия вечерта на същия ден, или се прибираха вкъщи през нощта. Във втората сесия, приблизително 12 часа по-късно, беше повторено само припомнянето без обратна връзка. Субектите бяха компенсирани. Шест–осем дни след първата сесия те се свързаха по имейл с покана за изненадваща трета сесия, за да се предотврати екстернализирането на научения речник междувременно. Отново беше тествано припомняне и беше осигурено допълнително възстановяване.

3.4|Статистически анализ
Първо проведохме двупосочна ANOVA с езика на факторите между субектите (немски срещу френски) и типа интервал на задържане (сън срещу събуждане). След като добавихме френскоговорящата група с два кръга за обратна връзка и немскоезичната група без изпитване с обратна връзка, проведохме тристранна ANOVA с факторите между субектите език (френски срещу немски), задържане (сън срещу бодърстване) и сила на паметта (ниска спрямо висока). В допълнителен анализ добавихме ефективността на обучението като ковариант към този модел и изследвахме корелациите между ефективността на обучението и ефективността на задържане за всяка група с корелация на Pearson. Значителни основни ефекти или взаимодействия бяха проследени от двупосочна ANOVA или независими t-тестове. В случай на значим тест на Левен, ние коригирахме степените на свобода. Нивото на значимост беше зададено на p=0.05.

4|РЕЗУЛТАТИ

Първо имахме за цел да възпроизведем ефекта от предишни знания върху консолидирането на паметта, свързано със съня. Затова сравнихме френскоговорящи участници (ниски предварителни познания) и немскоезични участници (високи предварителни познания), които са научили холандски думи в идентична учебна парадигма, т.е. с едно припомняне с обратна връзка. В съответствие с предишни констатации, силна свързана със съня полза от паметта се наблюдава при немскоговорящите участници: субектите си спомнят 100,91% ± 1,64% от двойките думи след период на сън (с производителност при кодиране, зададено на 100%), докато те си спомнят само 93,87% ± 1,69% след интервал на задържане, изпълнен с будност през деня (t37=2,99, p=0.005).

За разлика от тях, френскоговорящите участници помнят 94,17% ± 1,67% след сън и 93,96% ± 1,67% след будност. Тази разлика не е значима (p > 0.90). В двупосочен ANOVA с факторите език (немски срещу френски) и тип интервал на задържане (сън срещу бодърстване), взаимодействието беше много близо до прага на значимост (F1, 71=3).87, p {{15 }}.053, eta2=0.053). Като се има предвид, че посоката на взаимодействието е зададена a priori в този опит за репликация, взаимодействието е значително при използване на едностранно тестване (p <0.03). По този начин нашият резултат потвърждава предишни доклади, че нивото на предварителни знания е важно за ползите от паметта, свързани със съня.

Въпреки това, както беше предложено по-рано, предишните познания силно повлияха на силата на паметта по време на фазата на кодиране преди сън: след две тренировъчни изпитания немскоезичните участници успяха да си припомнят превода на 65,90 ± 1,84 холандски думи (осреднено през сън и събуждане групи), докато френскоговорящите участници са запомнили само 39,44 ± 2,03 превода. Разликата беше силно значима (t73=9.68, p <0.001). По този начин ползите от паметта, свързани със съня, се изчисляват за много различни нива на сила на паметта при кодиране в двете езикови групи.

За да изравним силата на паметта по време на фазата на кодиране, добавихме две допълнителни групи към нашия анализ: (1) френскоговорящи участници, които получиха допълнителен кръг от обратна връзка (общо два кръга от обратна връзка); и (2) немскоезични участници, които са извършили само учебния опит (без обратна връзка). Допълнителната група от участници, говорещи немски, изпълняващи само опита за учене, успя да си спомни 38.08 ± 1,7{{30}} думи, което беше сравнимо със силата на паметта на френскоговорящите участници, извършващи две тренировъчни изпитания (39,44 ± 2,03 транслации, p > 0,60). Следователно, тези две групи са категоризирани като имащи "ниска памет" преди сън. Френскоговорящите участници с два кръга на обратна връзка увеличиха ефективността си на припомняне преди сън почти (но не напълно) до нивото на немскоговорящите участници с две обучения (френски: 60,05 ± 2,16 думи; немски: 65,90 ± 1,84 думи; t{{26 }}.06, p=0.04). Все пак смятаме, че тези две групи имат „висока сила на паметта“ преди сън. В проучвателния ANOVA при последното извикване (без обратна връзка) преди интервала на задържане, включително и четирите групи, използващи факторите език (френски срещу немски) и сила на паметта (висока спрямо ниска), основният ефект на езика не е значим (p > 0,24 ), а също и взаимодействието не е достигнало значимост (F1, 150=3.48, p=0.064). Само основният ефект от силата на паметта беше силно значим (F1,150=156.83, p <0.001). По този начин ефективността на ученето преди интервала на задържане се модулира само от силата на паметта преди интервала на задържане, но не и от нивото на предварителни знания (високо за немски, ниско за френскоговорящи участници; Фигура 2).

Сега проведохме цялостен анализ, включващ и четирите групи, използвайки следните три фактора: тип интервал на задържане (сън срещу бодърстване); език (френски срещу немски); и сила на паметта (ниска спрямо висока). Ако високото предварително знание би било от съществено значение за свързаната със съня консолидация на паметта, бихме очаквали език на двупосочно взаимодействие и тип интервал на задържане. Това взаимодействие обаче не е значително (p > 0.70). Освен това тристранното взаимодействие не достигна значимост (p > 0.60). Въпреки това, независимо от езиковия фактор, нивото на сила на паметта значително взаимодейства с типа интервал на задържане (F1,146=7.09, p {{10}}).009 , eta2=0.046): подобрение на паметта, свързано със съня, се наблюдава и в двете езикови групи, когато нивото на сила на паметта преди сън е високо (сън: 101,85% ± 1,22% спрямо събуждане: 94,80% ± 0,96%; t 76=4,57, p <0,001), докато сън спрямо будност не повлиява резултатите за задържане, когато силата на паметта е ниска (сън: 96,84% ± 1,26% спрямо будност: 95,73% ± 1,18%, p > 0,50; вижте Фигура 2 за обобщение на ефектите от силата на паметта и групата езици върху ползите от паметта, свързани със съня, и Фигура S1 за презентацията, включваща отделни точки от данни). На нивото на основните ефекти, резултатите за задържане обикновено са по-високи след сън спрямо бодърстване (F1,146=12.94, p <0.001, eta2=0.08) и са с тенденция да бъдат по-високи за висок спрямо нисък групи за силна памет (F1, 146=3.57, p=0.06). И накрая, наблюдавахме взаимодействие между езика и нивото на сила на паметта (F1, 146=7.12, p=0.009, eta2=0.046): разликата за резултатите за задържане в групите с ниска спрямо висока сила на паметта са били по-големи за френскоговорящите участници, отколкото за немскоговорящите субекти (за описателните, вижте таблица 1).

В допълнителен анализ тествахме дали резултатите от ученето оказват влияние върху резултатите. Първо направихме корелациите за всяка от групите поотделно (Таблица 2). Открихме, че докато в немскоговорящата извадка корелациите са били значителни, нито една от тях не е във френскоговорящата извадка.

Във втора стъпка включихме ефективността на ученето като ковариата в нашата трипосочна ANOVA, докладвана по-горе с факторите тип интервал на задържане (сън срещу бодърстване), език (френски срещу немски) и сила на паметта (ниска спрямо висока). Това не промени нито едно от значенията и само обърна предишната тенденция в основния ефект на нивото на кодиране като незначимо с p=0.19. Това има смисъл, тъй като в този анализ ковариата е нивото на кодиране.

5|ДИСКУСИЯ

Кои спомени са избрани за медиирано от съня консолидиране на паметта все още е въпрос на дебат. Тук проучихме дали някои ефекти от предишни знания върху процесите на офлайн задържане могат да се обяснят с разлики в силата на паметта още по време на кодиране преди сън. Затова използвахме различното несъответствие между холандски и немски спрямо френски. Въпреки че предоставя на немскоговорящите субекти предварително съществуваща схема, в която новонаучените холандски думи могат да бъдат интегрирани, той прави това по-малко при френскоговорящите субекти. Ако високото предварително знание беше единственият релевантен фактор за благоприятния ефект от съня, ние предположихме, че този недостатък не може да бъде компенсиран от повишено ниво на сила на паметта, операционализирано от допълнителни възможности за учене.

Преди всичко, задържането като цяло е подобрено по време на сън в сравнение с бодърстването, което се проявява в много значим и силен основен ефект на съня. Нито един от другите два фактора на влияние не е бил толкова решаващ за нивото на задържане през интервала, колкото сънят. По отношение на нашите хипотези, нашите резултати показаха, че силата на паметта, но не и по-високите предходни познания, е решаваща за това дали сънят укрепва спомените или не. Силните първоначални спомени са се възползвали от една нощ на сън в сравнение с период на будност, но слабите спомени не. Необходимата сила на паметта беше постигната след две учебни изпитания в Германия и три във френски предмети. По този начин предварителното знание наистина ни позволи да постигнем необходимата сила на паметта по-рано, но това може да бъде компенсирано с допълнителни усилия за учене. Тези резултати предполагат, че в нашето проучване по-скоро първоначалната сила на паметта, отколкото близостта на родния език до учебния материал, влияе върху това дали спомените се възползват от задържането по време на сън или не.

Вероятно предишните знания имат модерираща роля във връзката между интензивността на учене и ефективността на задържане офлайн, тъй като паметта на немските участници донякъде се е възползвала от съня вече при ниска интензивност на учене. Може да се предположи, че ако съществува определено ниво на предварително съществуваща схема, повече учене добавя повече към общата сила на паметта, отколкото когато са налице ниски предварителни знания. Това е в съответствие с предишната литература, в която се посочва, че ученето с предварителни знания е по-бързо и може да бъде следствие от повече налични ресурси за ново обучение. Сравняването на растежа на абсолютните думи, припомнени от цикъл на обучение към кръг на обучение между двете езикови групи, би могло да хвърли светлина върху това предположение. Трябва обаче да се приеме, че кривата на обучение е нелинейна и количеството на допълнително научените думи намалява с увеличаване на кръговете на обучение. Въпреки това, ние не измервахме растежа при френските субекти от първи до втори кръг, а при германците нямахме трети кръг на припомняне, поради което не можем да разграничим това объркване в нашите данни, за да тестваме идеята.

В нашия първоначален анализ, когато и немскоговорящите, и френскоговорящите участници имаха два кръга на обучение преди сън, само немскоезичните участници показаха медиирана от съня полза от паметта. По този начин, за разлика от някои констатации (Havas et al., 2018; Payne et al., 2012), ние наблюдавахме положителен ефект от по-високи нива на предишни знания върху медиираната от съня консолидация на паметта. По този начин, въпреки че двойките думи са били фонологично по-сходни за немскоговорящите субекти, отколкото за френскоговорящите субекти, те са се възползвали от офлайн интервал на задържане, изпълнен със сън, докато френскоговорящите субекти не са. За разлика от изследването на Payne et al. (2012) и Havas et al. (2018), не използвахме двойки думи от родния език на участниците. Възможно е изучаването на познати двойки думи на родния език да е толкова лесно, че консолидацията да не е от полза от съня. Тук и двата речника бяха на непознат език, с единствената разлика, че холандският е по-близо до немския, отколкото до френския език. Това беше отразено и в нашите мерки за разстояния на Левенщайн на списъците с думи. Като цяло фонологията на холандските думи е по-близка до немската, отколкото до френската. Като ограничение, вместо предварителни познания, простата близост на езиците би могла да направи ученето по-лесно за немската група. Това отговаря на резултатите от задачата за проверка на думата, като по-скоро сочи към немскоговорящите, които имат по-малко познания по нидерландски речник, отколкото френскоговорящите. От предишна литература е известно, че трудността засяга зависещата от съня консолидация на паметта (Cordi & Rasch, 2021). Не можем да изключим, че силата на паметта в немската група е била по-висока поради по-ниската трудност в резултат на близостта на езиците. Човек обаче може също така да тълкува „близостта на езиците“ като особена форма на предварително познание, при което съществуващите структури на знанието на „по-близките“ езици в мозъка са по-сходни от тези на по-отдалечените езици. Независимо от това, може да има оптимален диапазон от предварително знание/сила на паметта, необходим за ползите от медиираната от съня памет, така че твърде ниските и твърде високите нива да намалят влиянието на съня върху консолидацията.

Трябва да се отбележи, че нашата парадигма за обучение по двойки думи използва последен тест преди сън, който не включва никаква обратна връзка за това дали извлечената дума е правилна или не. Този тип изпитване се нарича още „практическо изпитание за извличане“ в контекста на проучвания за ефекта от тестването (Roediger & Butler, 2011). Предишно проучване съобщава, че двойки думи, научени в опит с практика за извличане, не се възползват от интервал на задържане, изпълнен със сън (Bäuml et al., 2014). Въпреки това, в нашето проучване е очевидна сериозна полза от интервала на задържане, изпълнен със сън, в сравнение с бодърстването, въпреки че обучението по двойки думи преди сън завърши с опит за извличане на практика. Няколко други проучвания са наблюдавали ползи от съня върху паметта на двойки думи, когато са използвани опити за извличане преди сън (Feld et al., 2016; Gais et al., 2006; Schreiner & Rasch, 2015). Точната причина, поради която Bäuml и колегите не са успели да открият полза от съня след двойки думи, научени с опити за извличане на практика, не е ясна, но може да се отнася до специфичните аспекти на стимулационния материал (напр. дължина на списъка, нива на трудност и т.н.).

Понякога се твърди, че съществуващата схема ускорява скоростта на консолидация (Groch et al., 2017; Tse et al., 2007). Това накара някои изследователи да заключат, че ако в техните данни не се появи ефект на съня, особено тези състояния с неконгруентна схема, щеше да е необходимо повече време, за да се проявят ефектите на консолидация (Durrant et al., 2015). В нашия дизайн това може да бъде изключено като причина, тъй като всички наши експериментални групи бяха изложени на същия интервал на задържане. От решаващо значение за времевата рамка на консолидацията обаче беше съответствието на новите елементи с предишни знания. Durrant и др. (2015) изследват консолидирането на съответстващи на схемата спрямо несъответстващи слухови спомени. Съвместимите мелодии, пасващи добре на предварително съществуващата схема, бяха за предпочитане и по-бързо консолидирани. Това е малко по-сложно с езика, тъй като семантичното сходство вероятно ще трябва да се разграничи от фонологичното/визуалното. Все пак може да се постави под въпрос доколко холандските думи съответстват на предварителните познания на нашата немска извадка. От една страна, холандските думи бяха подобни на немските, от друга страна, част от думата не беше. Това може да е насърчило повече намеса, отколкото „полезно“ предварително знание по отношение на това как би била направена конгруентна информация. Независимо от това, ако немският се счита за неконгруентен, прогнозата за модела на резултатите все пак ще бъде, че това е по-добро от ниските предварителни познания, които френският не би трябвало да може да компенсира с изучаване.

Напротив, ако приемем, че сме използвали конгруентни учебни материали, степента на припокриване между майчиния език и отделните елементи не се различава систематично между групите, тъй като използвахме един и същ набор от двойки думи във всяка група. Това припокриване на споделени елементи се счита за съответния аспект на това как предишните знания помагат за консолидирането на паметта в концепцията iOtA (информационно припокриване към абстрактно). Този модел е конструиран главно, за да обясни процесите на абстракция и интеграция по време на консолидация на паметта. По този начин той по-скоро обяснява констатациите за подобрено извличане на същността, статистическо обучение, прозрение или имплицитно обучение, докато авторите признават, че съществуват други форми на консолидиране на паметта, за които този модел не е валиден (Lewis & Durrant, 2011). Също така, други изследователи съобщават за значението на предварително съществуващата схема в контекста на интегрирането на елементи и генерирането на нови знания извън конкретните елементи, които са били научени, като извличане на същината, скрито обучение на правила, имплицитно изучаване на други закономерности като изкуствена граматика (Stickgold & Walker, 2013). Видът учебна задача, която използвахме тук, не изискваше генериране на нови знания в интегриращ смисъл, а по-скоро просто асоциативно обучение. Въпреки че при задачи като тези, споменати по-горе, определено ниво на предварителни познания може да е предпоставка, то може да е само един от няколко фактора, влияещи върху силата на паметта и по този начин размера на ползата от съня при други.

АВТОРСКИ ПРИНОС

Дизайн на изследването: TS, BR; събиране на данни: TS; статистически анализ и интерпретация на данните: MC, BR; чернова на ръкопис: MC, BR; прочете и одобри ръкописа: всички.

БЛАГОДАРНОСТИ

Работата е извършена в Университета в Цюрих, Институт по психология, Катедра по биопсихология. Той беше финансиран от безвъзмездна помощ от Швейцарската национална фондация (SNSF № 100014_162388) и Европейския съвет за научни изследвания (ERC) в рамките на програмата за научни изследвания и иновации Horizon 2020 на Европейския съюз (споразумение за безвъзмездна помощ № 677875). Финансирането с отворен достъп се осигурява от Universite de Fribourg.

ПРЕПРАТКИ

1. Бартлет, FC (1932). Запомняне: Изследване на експерименталната и социална психология (том 27, стр. 331). Cambridge University Press. https://doi.org/ 10.1086/399084

2. Бартлет, FC (1932). Запомняне: Изследване на експерименталната и социална психология (том 27, стр. 331). Cambridge University Press.https://doi.org/ 10.1086/399084

3. Борн, Дж. и Вилхелм, И. (2012). Системно консолидиране на паметта по време на сън. Психологически изследвания, 76 (2), 192–203.

4.Brodt, S., Gais, S., Beck, J., Erb, M., Scheffler, K., & Schönauer, M. (2018). Бърз път към неокортекса: енграма на паметта в задната париетална кора. Наука, 362 (6418), 1045–1048.

5. Cordi, MJ, & Rasch, B. (2021). Колко силни са медиираните от съня предимства на паметта? Текущо мнение по невробиология, 67, 1–7.

6. Diekelmann, S., Born, J., & Wagner, U. (2010). Сънят засилва фалшивите спомени в зависимост от общата производителност на паметта. Поведенчески изследвания на мозъка, 208 (2), 425–429.

7. Diekelmann, S., Wilhelm, I., & Born, J. (2009). Какво и кога на зависимата от съня консолидация на паметта. В прегледите на медицината на съня (том 13, стр. 309–321).

8. Drosopoulos, S., Schulze, C., Fischer, S., & Born, J. (2007). Функция на съня за спонтанно възстановяване и консолидиране на спомените. Вестник по експериментална психология. Общи, 136 (2), 169–183.

9. Durrant, SJ, Cairney, SA, McDermott, C., & Lewis, PA (2015). Съвместимите със схемата спомени са за предпочитане консолидирани по време на REM сън. Невробиология на ученето и паметта, 122, 41–50

10. Feld, GB, Weis, PP, & Born, J. (2016). Ограниченият капацитет на зависима от съня консолидация на паметта. Граници в психологията, 7 (SEP), 1368.

For more information:1950477648nn@gmail.com