Връзки между експертиза и отличителност: Анормалните медицински образи водят до подобрена производителност на паметта само при експерти Част 1

Резюме

Спомените са кодирани по начин, който зависи от нашите знания и очаквания („схеми“). В съответствие с това, експертизата има за цел да подобри паметта: Експертите са разработили схеми в своите области на експертиза, което им позволява ефективно да представят информацията в тази област (напр. експертите по шах имат подобрена памет за реалистични шахматни оформления).

Кодирането на паметта се отнася до преобразуването на информация във форма, която мозъкът може да разбере и запомни. Паметта, от друга страна, се отнася до способността да се използва и използва кодирана информация. Двете са неразделни и кодирането на паметта е от решаващо значение за подобряването на паметта.

Как можем да извършим ефективно кодиране на паметта? Първо, кодирането на паметта изисква внимание към характеристиките на информацията. Трябва да разделим информацията на множество части и всяка част трябва да има ясна концепция, която помага на мозъка да съхранява информацията като траен спомен.

Второ, по-ефективно е да кодираме информацията по нашия начин. Например, можете да свържете информацията с предишен опит или да я свържете със ситуация. Тези методи могат да ни помогнат да разберем и съхраняваме информацията по-задълбочено.

Освен това обърнете внимание на упражняването на паметта, което е много полезно за подобряване на кодирането и задържането на паметта. Например, можете да използвате различни игри с памет, за да подобрите уменията си за памет, като карти с памет, числа, сюжетни линии и др.

Накратко, кодирането на паметта и паметта се допълват взаимно. Само чрез ефективно кодиране могат да се формират висококачествени спомени, като по този начин се подобрява паметта. Позитивното отношение и практиката са ключът към подобряване на паметта. Нека работим усилено, за да укрепим паметта си, да овладеем повече полезни знания и умения и да поставим солидна основа за бъдещето. Вижда се, че трябва да подобрим паметта и Cistanche deserticola може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche deserticola е традиционен китайски лекарствен материал, който има много уникални ефекти, един от които е да подобрява паметта. Ефикасността на Cistanche deserticola идва от множеството активни съставки, които съдържа, включително танинова киселина, полизахариди, флавоноидни гликозиди и др. Тези съставки могат да насърчат здравето на мозъка чрез различни пътища.

Щракнете върху познайте 10 начина за подобряване на паметта

От друга страна, в повечето ситуации хората са склонни да запомнят най-добре необичайни или изненадващи предмети - тези, които също са редки или необичайни събития (напр. изненадващи, но не произволни конфигурации на шахматна дъска).

Това се случва отчасти, защото такива изображения са отличителни спрямо други изображения. В настоящата работа ние питаме как тези фактори си взаимодействат в един особено интересен случай - областта на радиологията, където експертите активно търсят аномалии.

Аномалиите в мамограмите обикновено са фокусни, но могат да се възприемат в глобалната „същност“ на изображението. Питаме дали, в сравнение с начинаещите, експертите рентгенолози показват подобрена памет за мамографии.

Ние също така тестваме за всяко допълнително предимство за необичайни мамографии, които могат да се смятат за неочаквани или редки стимули при скрининга. Откриваме, че експертите са подобрили паметта за фокално необичайни изображения в сравнение с нормалните изображения.

Рентгенолозите обаче не са показали полза от паметта за изображения на гърди, които не са фокално анормални, а са анормални само в същността си. Нашите резултати говорят за ролята на схемите и аномалиите в експертизата; необходимостта от пространствено локализирани аномалии срещу аномалии в същината при подобряване на паметта; и природата на паметта и вземането на решения при рентгенолозите.

Ключови думи Експертиза. радиология. Памет за разпознаване. Дългосрочна памет.

Способността ни да запомняме информация е силно зависима от нашите съществуващи структури на знания или схеми (Bartlett, 1932; Hintzman, 1986). Дори повърхностно идентична информация се запомня по-добре, ако е интегрирана в набор от знания, вместо просто да се разглежда като произволна.

Например, хората по-добре запомнят, че някой е пекар, отколкото името на някого е Бейкър, защото професията на пекар активира богат набор от смислени асоциации, които името Бейкър не прави (McWeeny et al., 1987); и хората запомнят визуални изображения по-добре, ако ги разпознаят като лица, отколкото ако идентичните изображения не се разпознават, а се разглеждат като безсмислена текстура (напр. Brady et al., 2019).

Различните хора имат различни познания и схеми, отчасти въз основа на техния опит, и това има последствия върху паметта: Представете си, че след като сте изиграли шах, сте помолени да пресъздадете дъската от някакъв критичен момент в играта.

За повечето хора тази задача ще се окаже много трудна. Въпреки това, ако сте шахматист от световна класа, това може да е доста лесно. Да станем експерт в област като шах променя нашата памет за предмети в тази област на експертиза (Chase & Simon, 1973; de Groot, 1946), което ни позволява да съхраняваме повече информация, стига тази информация да е в съответствие с очакванията, които сме формирали като резултат от нашия опит (Gobet & Simon, 1996).

Голяма част от литературата е посветена на количественото определяне на ползите от паметта при експерти в сравнение с новаци (напр. Ericsson & Kintsch, 1995; Engle & Bukstel, 1978; Gobet & Simon, 1996; Vincente & Wang, 1998).

Например автомобилните експерти могат да запомнят повече изображения на автомобили във визуалната работна памет (Curby et al., 2009); бейзболните експерти могат да запомнят повече информация, свързана с бейзбола, в дългосрочната памет (Voss et al., 1980); и експертните рентгенолози имат по-добра дългосрочна памет за мамограми - но не и за природни сцени или обекти от реалния свят - в сравнение с контролите (Evans et al., 2011).

Защо експертите показват това увеличение на производителността на паметта за тяхната област на опит? В литературата за експертизата много автори твърдят, че подобряването на паметта се случва, защото съществуващите знания позволяват на експертите да знаят каква вариация да очакват за информацията в областта на експерта (напр. Vincente & Wang, 1998). Тоест съществуващите схеми правят съответната част от информацията предвидима и по този начин по-лесна за кодиране и запомняне (Graesser & Nakamura, 1982).

По този начин, по много начини, предимствата на паметта при експертите могат да се считат за проява на по-широк феномен, при който информация, която се разбира като смислена - и по този начин интегрирана в асхема - е по-лесна за правилно разпознаване или извикване (Bartlett, 1932).

За експертите може просто да има по-голямо разнообразие от смислени концепции и схеми, което води до по-богата способност за разбиране и запомняне на стимули в тяхната област на експертност (напр. Ericsson & Kintsch, 1995).

Това понякога е известно като отчет за организационна обработка на експертен опит: експертите могат да имат подобрена памет, защото са по-способни да разделят тази информация и по друг начин да създават ефективни структури на знанието (Ericsson & Kintsch, 1995; Rawson & Van Overschelde, 2008). Дали по-добрата организация е единствената причина за по-добра памет неексперти? Отвъд схемите и организацията на знанието, експертите в някои области - особено тези, където експертизата е по-перцептивна, като рентгенолози, които гледат мамографи, или автомобилни експерти, фокусиращи се върху детайлите на автомобилите - може да са разработили специализирани механизми за обработка за своята област на експертиза, които се възползват от начина, по който стимулите варират в този домейн.

Например, експертите в някои области използват по-холистични стратегии за обработка на обектите на техния опит (Bilalić et al., 2011; Gauthier et al., 2000; Gauthier et al., 1999; Richler et al., 2011; Watson & Robbins, 2014 ).

Подобрената перцептивна експертиза може да позволи на експертите да обработват повече информация за елемент дори за същия период от време и да доведе до по-богати паметови следи (Ericsson & Kintsch, 1995). В допълнение към изграждането на по-богати структури на знания и по-добро перцептивно кодиране, има трети фактор, който може да обясни подобрената производителност на паметта на експертите в областта на експертизата, която често е пренебрегвана в изследванията на паметта: повишена отличителност на елементите, когато те са предмети на експертиза (Rawson & Van Overschelde, 2008).

За разлика от възгледите, които твърдят, че запомнянето е присъщ аспект на даден стимул (напр. Bainbridge et al., 2013), значителна част от литературата вместо това твърди, че критичният фактор за това колко запомнящ се елемент в даден контекст е неговата отличителност от други елементи, които се използват в момента съхранени в паметта. Представете си, например, че ви е даден списък за запомняне, който съдържа 30 имена на животни и думата „хляб“ върху него.

Хората са склонни да запомнят тази отличителна дума („хляб“) най-точно – и това е вярно, дори ако се появява първа в списъка, така че нейният уникален статус все още не е известен и не се посещава или обработва различно (Calkins, 1894; Hunt, 2006). ). Моделите на паметта естествено предвиждат този ефект, тъй като повечето модели на памет предполагат, че паметта е силно ограничена от смущения при извличане и наличието на повече уникални характеристики позволява по-лесно извличане (напр. Shiffrin & Steyvers, 1997).

Това е общо взето в съответствие с идеята, че анормалните или несъвместимите със схемата елементи са склонни да се запомнят по-добре от очакваните, несъвместими със схемата елементи (Friedman, 1979; Hollingworth & Henderson, 2003; Light et al., 1979; McDaniel & Einstein, 1986; Pedzek et др., 1989).

Например, хората са склонни да запомнят по-добре неочаквани аспекти на изображенията (Friedman, 1979). Как подобна отличителност взаимодейства с експертизата? За експерти много елементи може да са уникални от други елементи по начин, който не би бил забелязан от неексперти, като по този начин се подобрява паметта за тези елементи, тъй като тогава те биха били по-уникални в комплекта за експерти, отколкото за неексперти (Rawson & Van Overschelde, 2008).

В обобщение, експертите често са по-добри в точното разпознаване или припомняне на информация в своята област на експертиза. Това може да възникне от най-малко три фактора, всеки от които е бил независимо проучен: експертите може да са променили стратегиите за обработка на възприятията; може да се възползва от общото използване на схеми за организиране на паметта; или може да се възползва от повишена отличителност на елементите в паметта.

Въпреки това, начинът, по който тези ефекти си взаимодействат, рядко е бил изследван и много от тях са били изследвани предимно в области с ограничена или никаква налична перцептивна експертиза (напр. в списъци с думи).

Настоящите експерименти: Памет за мамографии при начинаещи и експерти рентгенолози

За да разберете как опитът влияе на паметта и как всеки от тези три фактора може да играе роля, настоящият експеримент задава въпроса как опитът влияе на паметта за мамограми (сравнявайки начинаещи и експерти рентгенолози) и тествайки дали експертите радиолози имат по-добра памет за анормални изображения (т.е. ракови мамограми ) в сравнение с нормални изображения (т.е. неракови мамограми).

Докато при нормалните мамограми предимствата на перцептивното кодиране, схемите и отличителността вероятно играят роля в паметта на експерта, анормалните мамограми осигуряват уникален казус. Анормалните мамографии не нарушават схемата на рентгенолога (тъй като те са обучени да търсят аномалии), но анормалните случаи предоставят отличителни знаци за извличане (напр. тази мамография има калцификации на това място), които не биха били достъпни за неексперти, които нямат представа, че тези малки бели петна са значими . Нито пък тези знаци биха били налични в нормалните мамографии.

Следователно анормалните мамографии представляват интересен случай; те са последователни по схемата, като същевременно потенциално предоставят уникален прозорец към ролята на отличителността в паметта на експерта. За да измерим производителността на паметта, ще използваме анализ на характеристиките на приемника (ROC), за да вземем предвид възможността за диференциални фалшиви аларми и диференциален критерий за отговор , което е от решаващо значение за разбирането дали някакви ефекти, които наблюдаваме, са наистина промени в силата на паметта. 

Предвиждаме, че експертите ще имат подобрена производителност в сравнение с неекспертите както за нормални, така и за анормални мамограми поради техния експертен опит в възприемането и защото с течение на времето са разработили схеми за представяне на тези сложни изображения. Ние също прогнозираме, че анормалните елементи могат да покажат още повече полза за рентгенолозите в сравнение с неекспертите, тъй като само за рентгенолозите и само за рентгенолозите тези изображения имат уникални и отличителни знаци за извличане.

Ние се съсредоточаваме върху паметта на рентгенолозите за мамографии по две причини: Първо, търсенето на признаци на рак на гърдата включва изключително специфична перцептивна експертиза. Например, само 2 до 3 вида локални аномалии обикновено присъстват в анормалните мамограми и рентгенолозите имат значителна перцептуална експертиза, независимо дали гледат нормални или абнормни медицински изображения.

Второ, има два смисъла, в които една мамография може да се счита за "анормална": (1) Тя може да съдържа фокална аномалия. В нашето изследване това са маси или архитектурни изкривявания, които впоследствие се доказват като злокачествени. (2) Като се има предвид маса (например) в едната гърда, другата гърда може да се счита за ненормална в смисъл, че изображението идва от пациент с рак.

Ние оценяваме въздействието на всеки от тези два вида аномалии върху паметта. Обърнете внимание, че една мамография може да се счита за "анормална", ако показва доброкачествена маса. Ние не използвахме такива стимули в това проучване. Радиолозите са изрично обучени да разпознават изображение като абнормно, ако открият наличието на видима, локализирана аномалия, като маса или калцификация.

В допълнение, скорошни изследвания показват, че ако бъдат попитани в експериментална среда, рентгенолозите могат да открият "същината" на аномалия в гърдата, контралатерална на лезията. Те се представят на нива над шансовете, когато бъдат помолени да категоризират изображения като идващи от нормални или необичайни пациенти (Evans et al., 2016). С други думи, това проучване предполага, че рентгенолозите не винаги трябва да видят локализирана физическа лезия, за да знаят, че изображението е ненормално.

Този глобален сигнал за аномалия е сравнително фин. По-важното е, че за настоящите цели работата по този съществен сигнал е достатъчно нова, така че повечето радиолози не са запознати с концепцията. По този начин всяко влияние върху запомнянето може да се счита за резултат от имплицитния ефект на аномалия. Публикуваните проучвания на същината на аномалията включват предоставяне на рентгенолозите само на кратък (250–500 ms) поглед върху изображението. Въпреки че това изглежда достатъчно, за да могат експертните рентгенолози да получат някакво доказателство за аномалия, остава неизвестно дали тази способност влияе върху паметта на рентгенолозите за нормални срещу анормални изображения.

За да обобщим, въпросите, ръководещи този експеримент, са следните: Рентгенолозите показват ли подобрена производителност на паметта за необичайни изображения в сравнение с нормалните изображения? Ако е така, глобалната същност създава ли подобрена експертна памет за изображения на гърдата, контралатерална на гърдата, която съдържа фокални признаци на рак? Като алтернатива, някакво предимство на аномалия в паметта зависи от наличието на фокална аномалия, която може да привлече пространствено внимание?

Експеримент 1 е базово проучване с начинаещи наблюдатели, чието представяне може да се сравни с представянето на рентгенолозите в Експеримент 2. В допълнение, Експеримент 1 ни позволява да определим дали нашият набор от стимули съдържа изображения, които са запомнящи се, независимо от опита. Експеримент 2 оценява ефективността на паметта при експерти рентгенолози.

За да предвидим нашите резултати, Експеримент 1 разкрива модели в нашия набор от изображения, които вземаме предвид в Експеримент 2. В Експеримент 2 откриваме голяма полза за паметта за рентгенолозите в сравнение с начинаещите, както и предимство за аномалии при рентгенолози за фокални аномалии. Не намираме доказателства, че експертите използват нефокална същност на аномалия в преценката или паметта.

Експеримент 1: Новаци

Метод

Участници

Шестдесет участници (23 жени участници, средна възраст 38 години) бяха наети за този експеримент чрез Mechanical Turk на Amazon, който предлага парична компенсация за участие в онлайн задачи. Работниците механични турци са сравнително представителни за възрастното американско население (Berinsky et al., 2012; Buhrmester et al., 2011; Difallah et al., 2018) и предоставят данни, които са сравними с данните, получени, когато участниците са тествани в експериментални психологически лаборатории ( например, вижте Brady & Alvarez, 2011, за сравнение в контекста на визуалната памет).

Всички участници дадоха информирано съгласие, получиха компенсация в размер на приблизително $10/час, намираха се в Съединените щати и имаха процент на одобрение на попадението над 95%. Процедурите за информирано съгласие бяха одобрени от Институционалния съвет за преглед на Калифорнийския университет в Сан Диего.

Стимули и процедура

Участниците са гледали мамографии на една гърда в това проучване. Наборът от стимули се състои от 80 анормални (ракови) случая и 40 нормални (неракови) случая. Всички изображения бяха неидентифицирани.

Всички изображения бяха класифицирани от група обучени рентгенолози, които не участваха в проучването. Нормалните изображения бяха неракови и не съдържаха доброкачествени образувания. Анормалните изображения се състоят или от хистологично проверени злокачествени маси, или от архитектурни изкривявания (вижте Evans et al., 2016, за по-подробно описание на този набор от стимули). Половината от анормалните изображения съдържаха видима аномалия (т.е. налична лезия), а половината бяха изображения на гърдата, контралатерална на гърдата с лезията (т.е. непостоянен анормален случай, но без фокална индикация за тази аномалия).

По този начин, целият комплект се състои от 40 нормални изображения, 40 изображения с фокална аномалия (наричани тук абнормни) и 40 изображения с нефокална аномалия (изображения контралатерално на гърдата с фокална аномалия), тук и занапред наричани контралатерална аномалия . Всяко изображение обхваща приблизително 16 × 20 градуса зрителен ъгъл при очаквано разстояние за гледане от приблизително 60 cm от екрана.

При всеки опит едно изображение присъстваше за 3 секунди, последвано от нов екран, съдържащ въпроси за отговор. Мамографията беше произволно избрана да бъде или нормална, анормална или контралатерална анормална. Критично, всяко изображение също беше или ново изображение (представено за първи път в експеримента) или повторено изображение от 3 опита назад или 30 опита назад (3-назад и 30-назад, съответно).

От изображенията, които по-късно бяха повторени, 50% бяха повторени на 3-зад, а 50% бяха повторени на 30-зад. Експериментът беше балансиран така, че ~20% от опитите в първата и втората половина на проучването бяха съответно 3-задни и 30-задни.

Всъщност, поради вземането на проби от различни потоци от изображения за всеки участник, в нашия точен набор от рентгенолози, 18% от опитите бяха 3-обратно през първата половина от опитите, срещу 23% през втората половина от опитите, и 22% 30-се върнаха през първата половина на изпитанията и 20% през втората половина. Общо, с повторенията, имаше 210 опита: 120 нови изображения (40 за условие), плюс 90 повторени изображения (30 за условие, разделени по равно между 3-гръб и 30-гръб).

For more information:1950477648nn@gmail.com