Ikään liittyvä oppimis- ja työmuistin heikkeneminen yhteisessä marmosetissa, osa 2

Ohjelmisto

Kognitiiviset tehtävät ohjelmoitiin Animal Behavior EnvironmentTest (ABET) Cognition-ohjelmistolla (Lafayette Instrument Company), joka hallitsi tehtävän kaikkia näkökohtia, mukaan lukien kokeiden lukumäärää ja järjestystä, ajoitusta, ärsykkeiden valintaa ja näyttöpaikkaa sekä nestepalkkioiden toimittamista.

Elintason parantuessa yhä useammat ihmiset nyky-yhteiskunnassa valitsevat erilaisia ​​stimulaatiomenetelmiä rikastuttaakseen elämäänsä. Nämä simulaatiomenetelmät voivat sisältää matkustamista, pelejä, urheilua, musiikkia jne. Ne eivät vain tee ihmisiä onnelliseksi, vaan näillä stimulaatioilla voi myös olla positiivisia vaikutuksia ihmisten kehoon ja mieleen, joista yksi on muistin parantaminen.

Ensinnäkin virikkeiden valinta voi jossain määrin lisätä ihmisten oppimiskiinnostusta ja huomiota. Kun ihmiset tuntevat jonkinlaista stimulaatiota, kuten matkustaessaan uuteen maahan tai kokeilemalla uutta urheilulajia, he avaavat uteliaisuutensa ja keskittyvät enemmän tämän uuden alan oppimiseen ja tutkimiseen. Tämä vakaampi huomio voi auttaa ihmisiä hallitsemaan paremmin uusia tietoja ja taitoja, mikä parantaa muistia ja oppimisen tehokkuutta.

Toiseksi, ärsykkeiden valinta voi myös stimuloida hermosoluja ihmisten aivoissa ja edistää muistojen muodostumista ja lujittamista. Kun ihmiset kokeilevat uusia asioita, aivojen hermosoluja stimuloidaan eri tavalla, mikä stimuloi hermosolujen välistä vuorovaikutusta. Tämä stimulaatio edistää synaptisia yhteyksiä ja lisää yhteyksiä eri alueiden välillä, mikä auttaa ihmisiä paremmin tallentamaan ja yhdistämään erilaisia ​​tietoja ja kokemuksia. Siksi ärsykkeen valinnalla on tärkeä rooli ihmisten muistin parantamisessa.

Lopuksi, ärsykkeiden valinta voi myös edistää ihmisten fyysistä terveyttä ja sosiaalista elämää ja siten epäsuorasti parantaa muistia ja kognitiivisia kykyjä. Esimerkiksi erilaisiin urheilulajeihin osallistuminen voi edistää fyysistä terveyttä ja fyysistä kuntoa sekä auttaa ylläpitämään selkeää ajattelua ja kognitiivisia toimintoja. Samalla ihmiset voivat myös tutustua useampaan ihmiseen ja laajentaa sosiaalisia piirejään matkailun, urheilun, musiikin jne. parissa, mikä myös parantaa ihmisten mielentilaa ja auttaa siten epäsuorasti parantamaan muistia ja kognitiivisia kykyjä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että ärsykkeen valinnan ja muistin välillä on vahva suhde. Valitsemalla erilaisia ​​stimulaatiomenetelmiä ihmiset voivat paitsi rikastuttaa elämäänsä, myös auttaa itseään oppimaan ja hallitsemaan uusia tietoja ja taitoja, parantaen siten muistiaan ja kognitiivisia kykyjään ja osoittaen parempaa itseään. Voidaan nähdä, että meidän on parannettava muistia, ja Cistanche deserticola voi parantaa muistia merkittävästi, koska Cistanche deserticola voi myös säädellä välittäjäaineiden tasapainoa, kuten lisäämällä asetyylikoliinin ja kasvutekijöiden tasoa. Nämä aineet ovat erittäin tärkeitä muistille ja oppimiselle. Lisäksi liha voi myös parantaa verenkiertoa ja edistää hapen toimitusta, mikä voi varmistaa, että aivot saavat riittävästi ravinteita ja energiaa, mikä parantaa aivojen elinvoimaa ja kestävyyttä.

Napsauta Know-painiketta parantaaksesi lyhytaikaista muistia

Ohjelmisto tallensi myös useita tehtävien suorituskyvyn mittareita, mukaan lukien kokeilunumero, oikeat ja väärät vastaukset, oikean valinnan ja valitun sijainnin sijainti näytöllä sekä vastausviive.

Kaikkiin tehtäviin tarvittavat ärsykkeet sisälsivät yksinkertaisia ​​muotoja ja mustavalkoisia clipart-kuvia, 3,5 x 3,5 cm mustalla taustalla (katso kuvat 2E, 3A esimerkkejä ärsykkeistä).

Tilastolliset analyysit

Aineisto analysoitiin MATLABilla (MathWorks). Kolmogorov–Smirnov-testeillä selvisi, että aineisto ei jakautunut normaalisti, joten koko tutkimuksen ajan käytettiin ei-parametrisia tilastollisia analyysejä.

Siksi korrelaatiot arvioitiin käyttämällä Spearmanin järjestyskorrelaatioita, Scheirer Ray Hare -testejä käytettiin arvioimaan kahden tekijän välisiä vuorovaikutuksia ajan mittaan ja Friedmanin testejä Nemenyin post hoc -testeillä tai Wilcoxonin signed-rank-testeillä käytettiin tekijöiden sisäisten erojen tunnistamiseen.

Suorituskykyä verrattiin sattumaan käyttämällä x2 Goodness of FitTests -testiä. Todennäköisyystasot määritettiin aMonte Carlo -simulaatiolla ja p, 0.05 katsottiin merkitseväksi.

Kognitiivinen testaus

Kosketusharjoittelu

Marmosetit olivat naiivia kognitiiviselle testaukselle tutkimuksen alussa. Siksi heidät koulutettiin ensin koskettamaan näyttöä ansaitakseen juoksevia palkintoja. Kosketusharjoitteluprosessissa oli kolme vaihetta. Ensimmäisen vaiheen tavoitteena oli totuttaa marmosetit kosketusnäyttöasemaan, kannustaa fyysistä sitoutumista näyttöön ja palkintonieluun sekä yhdistää näytön koskettaminen ja palkintojen luovutus.

Tätä varten näytölle levitettiin makeaa ainetta (Marshmallow Fluff) pieninä määrinä kuhunkin yhdeksästä maskin kautta käsiksipäästävään kohtaan. Kun harjoitus alkoi, jokaisessa yhdeksässä paikassa, Fluffin alla, ilmestyi sininen neliön kohde. Kun marmosetit koskettivat näyttöä saadakseen Fluffin, havaittiin kosketus ja 0,2 ml palkintoa annosteltiin näytön alla olevaan pesualtaaseen. Themarmosetin käyttäytymistä tarkkailtiin etäyhteydellä Ethernet-yhteensopivilla kameroilla (RLK16-410B8, Reolink).

Eläimiä tarkkailtiin tunnistamaan, kun he saivat tietää, että näytön koskettaminen aiheutti palkinnon jakamisen. Heidän käyttäytymisensä muuttui, kun he oppivat tämän yhteyden. Harjoittelun alkuvaiheessa apinat söivät palkintoja vasta, kun he huomasivat kerääntyvän pesualtaaseen. Kun yhdistäminen oli tehty, apinan käyttäytyminen kuitenkin muuttui, ja heti jokaisen näytön kosketuksen jälkeen he söivät palkkion pesualtaasta ennen kuin koskettivat näyttöä uudelleen. Kun tämä yhdistys oli perustettu, kosketusharjoittelun toinen vaihe alkoi.

Toisen vaiheen tavoitteena oli karakterisoida marmoset-vasteet kuhunkin yhdeksästä mahdollisesta ärsykkeen näyttöpaikasta ja kouluttaa marmosetit siten, että vain ärsykkeitä sisältävillä paikoilla on potentiaalinen lelupalkkio valittuna. Aluksi kaikilla yhdeksällä paikalla oli kohteita. Rasitusta jatkettiin noin viiden päivittäisen harjoituskerran ajan, ja kussakin kokeessa näytöllä näkyvien kohdeärsykkeiden määrä väheni asteittain yhdeksästä kohteesta yhteen.

Tässä vaiheessa Fluffia ei enää käytetty näytöllä, ja oikeat kohteen valinnat palkittiin 0,2 ml:lla palkintoa. Jokainen kohdeärsyke asetettiin satunnaisesti valittuun paikkaan. Kun marmosetit koskettivat luotettavasti yhtä satunnaisesti sijoitettua kohdetta, kosketusharjoittelun kolmas ja viimeinen vaihe alkoi. Kolmannen vaiheen tavoitteena oli ylläpitää vahvaa sitoutumista tehtävään ja samalla vähentää kustakin vastauksesta ansaitun palkkion määrää.

Jokaisessa tämän kolmannen vaiheen kokeessa yksi ärsyke näytettiin näytöllä satunnaisesti valitussa paikassa. Palkintomäärää vähennettiin {{0}},2 ml:sta per vastaus lopulliseen tilavuuteen 0,05 ml per vastaus, asteittain noin neljän päivittäisen harjoituskerran aikana.

DRST (kuva 3A)

DRST (Delayed Recognition Span Task) mittaa työmuistin kapasiteettia. Jokainen DRST:n koe aloitettiin marmosetilla, joka kosketti sinistä neliöä näytön keskellä. Sitten yksi mustavalkoinen ärsyke, joka oli vedetty satunnaisesti 400 kuvan joukosta, näytettiin näytöllä yhdessä yhdeksästä mahdollisesta sijainnista, jotka myös valittiin satunnaisesti.

Kun marmosetti kosketti tätä ensimmäistä ärsykettä, pieni nestemäinen palkkio jaettiin. 2-viiveen jälkeen, jonka aikana näyttö oli tyhjä, esitettiin kaksi vaihtoehtoista pakotettua valintaa, joissa alkuperäinen ärsyke ilmestyi alkuperäiseen paikkaansa ja toinen, uusi ärsyke, joka ilmestyi eri näennäissatunnaisesti valitussa paikassa.

Jos marmosetti valitsi uuden kohteen, oikea vastaus kirjattiin, nestemäinen palkkio jaettiin ja seuraava 2- s viive. Viiveen jälkeen kaksi ensimmäistä ärsykettä ilmestyivät alkuperäisille paikoilleen, ja kolmas, uusi ärsyke, ilmestyi myös näennäissatunnaisesti valitussa paikassa. Marmosetti palkittiin jälleen uuden stimuluksen valinnasta. Uusia ärsykkeitä lisättiin myöhempien viiveiden jälkeen, kunnes koe lopetettiin jollakin kolmesta tavoista: (1) marmoset teki yhdeksän oikeaa valintaa peräkkäin; (2) marmosetti ei onnistunut tekemään valintaa 12- s:n sisällä (eli jätetty pois); (3) marmosetti antoi väärän vasteen (eli valitsi ei-uuden ärsykkeen).

Laiminlyönnin tai virheellisen vastauksen tapauksessa palkintoa ei jaettu ja 5-s aikakatkaisujakso alkoi ennen uuden kokeilun alkamista. Jokaisessa kokeessa oikein valittujen ärsykkeiden määrä ennen kokeen lopettamista kirjattiin lopulliseksi jännepituudeksi (FSL). Palkkion volyymit kasvoivat kokeen vaikeuden lisääntyessä kannustaakseen jatkamaan tehtäviin sitoutumista.

Tarkemmin sanottuna marmosetsearned {{0}}.05 ml palkkio oikeista vasteista, kun yksi ärsyke oli näytöllä, 0,1 ml palkkio oikeista vasteista, kun näytöllä oli kaksi, kolme tai neljä ärsykettä. näyttö ja 0,2 ml palkkio oikeista vastauksista, kun näytöllä oli viisi, kuusi, seitsemän, kahdeksan tai yhdeksän ärsykettä. Näytöllä olevien kohteiden lukumäärään viitataan alla trialdifficulty level (TDL) -tasoina.

Jokainen marmosetti testattiin 2–5 päivää viikossa, ja jokainen testikerta lopetettiin 3 tunnin kuluttua tai sen jälkeen, kun marmosetti oli ansainnut 20 ml palkkiota sen mukaan, kumpi tuli ensin.

Reaktioaikatehtävä (kuva 7A)

Reaction Time Task (RTT) mittaa aikaa, joka tarvitaan marmosetin kurottamiseen ja näytön koskettamiseen. Sitä käytettiin erottamaan ikään liittyvät muutokset ei-kognitiivisessa motorisessa nopeudessa ikään liittyvistä muutoksista työmuistitehtävän (DRST) suorituskyvyssä. Jokainen theRTT-koe aloitettiin marmosetilla koskettamalla vihreää neliöärsytystä näytön keskellä.

Sitten kohde ilmestyi yhteen yhdeksästä näennäissatunnaisesti valitusta paikasta. Kun marmosetti kosketti kohdetta, se kaipasi 0.1- ml nestemäistä palkkiota, ja aika, joka kului kohteen asettamisen ja marmosetin valinnan välillä, kirjattiin reaktioajaksi kyseisessä kokeessa.

Marmoseteille annettiin yksi harjoituskerta tehtävän oppimiseksi, ja sitten kerättiin tietoja kymmenestä seuraavasta testisessiosta. Jokainen 10 testijaksosta päättyi, kun marmosetit olivat suorittaneet 108 koetta tai 1 tunti oli kulunut testausistunnon alusta.

Progressive Ratio Task (PRT; kuva 7B)

Progressive Ratio Task (PRT) mittaa motivaatiota. Sitä käytettiin erottamaan ikään liittyvät muutokset ei-kognitiivisessa motivaatiossa ikään liittyvistä muutoksista DRST-suorituskyvyssä. Jokainen PRT:n kokeilu alkoi ärsykkeen esittämisellä näytön keskellä.

Marmosetit palkittiin ärsykkeen koskettamisesta asteittain vahvistetussa aikataulussa, jossa vastevaatimukset kasvoivat testausistunnon aikana.

Alkuperäinen vastausvaatimus oli yhdellä kosketuksella ansaita palkkio. Kun apina täytti vastevaatimuksen, ärsyke poistettiin näytöltä, palkkio jaettiin ja sitten ärsyke asetettiin näytölle. Vastausvaatimus kasvoi yhdellä, kunnes kahdeksan vastausvaatimusta oli täytetty, ja sen jälkeen kaksinkertaistui sen jälkeen, kun joka kahdeksan vastausvaatimusta oli täytetty.

Käytetyt erityiset vastausvaatimukset olivat: (lisäys=1) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; (lisäys=2) 10, 12, 14, 16, 18,20, 22, 24; (lisäys=4) 28, 32, 36, 40, 44, 48, 52, 56; jne. Testijaksot päätettiin, kun 1 h oli kulunut tai marmosetti saavutti vastausvaatimuksen 120 kosketusta. Marmoseteille annettiin yksi harjoituskerta tehtävän oppimiseksi, ja sitten tiedot kerättiin kolmesta peräkkäisestä testikerrasta.

Tulokset

DRST

Arvioidaksemme, osoittavatko marmosetit ikään liittyvää työmuistin heikkenemistä, otimme käyttöön Delayed Recognition Span Task -tehtävän kosketusnäytöllisen version eläinryhmässä laajalla ikäryhmällä.

Tässä tehtävässä marmosetit aloittivat kokeen, ja sitten heidät palkittiin yksittäisen näytölle ilmestyvän visuaalisen ärsykkeen ("esineen") koskettamisesta. Lyhyen viiveen jälkeen, jonka aikana näyttö oli tyhjä, marmosetit palkittiin uuden kohteen tunnistamisesta kahdella vaihtoehdolla. Jos se oli oikein, lyhyen viiveen jälkeen ilmestyi kolme esinettä; ne kaksi, jotka oli nähty aiemmin oikeudenkäynnissä, ja yksiromaani.

Jokaisen oikean vastauksen jälkeen jaettiin palkinto ja taulukkoon lisättiin ylimääräinen esine. Kun marmosetti valitsi ei-uuden esineen, koe päättyi ilman palkkiota ja koejakso alkoi alusta.

Ensisijainen mitta, jota käytettiin DRST-suorituskyvyn arvioinnissa, oli FSL (Final Span Length). Kuten aikaisemmissakin töissä (Herndon et al., 1997; Moss et al., 1997; Killiany et al., 2000; Moore et al., 2017), tämä mitta mittaa eläimen työmuistin kykyä ja määritellään marmosetin ärsykkeiden lukumääräksi. jokaisessa kokeessa raportoitu oikein uutena.

Kunkin eläimen raakadatan oppimiskäyrät, jotka on piirretty FSL:n funktiona ajan kuluessa, tasoitettiin Gaussin painotetulla liukuvalla keskiarvolla koeikkunassa (kuva 3B), ja Monte Carlo -simulaatiota käytettiin sattuman suorituskyvyn mallintamiseen. .

Analysoimme suorituskykyä kolmen eri vaiheen aikana kunkin marmosetin oppimiskäyrän aikana, jotka on nimetty "noviisiksi", "oppijaksi" ja "asiantuntijaksi". Noviisivaihe määriteltiin kokeiksi, joissa suorituskyky ei poikennut sattumalta odotetusta, ja aloitettiin ensimmäisestä koskaan tehdystä kokeesta. Aloittelijan vaiheen loppu määritettiin käyttämällä Kolmogorov–Smirnov Goodness of Fit -testejä alkupisteen tunnistamiseksi, jossa 100 peräkkäistä kokeellisesti mitattua FSL-jakaumaa poikkesivat merkittävästi Monte Carlo -simulaatioista vedetystä nollajakaumasta.

LearnerPhase alkoi välittömästi noviisivaiheen jälkeen ja päättyi kokeiluun ennen suorituskyvyn 90. prosenttipistettä. ExpertPhase sisälsi kokeita suorituskyvyn välillä 90. ja 100. prosenttipisteet mukaan lukien.

Nämä vaiheet erosivat toisistaan, eikä yksikään kokeilu kuulunut useisiin luokkiin. Vahvistaaksemme nämä vaiheen määritelmät testasimme, nousiko keskimääräinen suorituskyky odotetusti merkittävästi kolmen vaiheen välillä, ja havaitsimme, että niin (kuva 3C; ei-parametrinen Friedmanin testi: x2(2)=30, p=3.1 107); pareittain post hocNemenyi testit: Noviisi vs oppija: p=0.017; Noviisi vs asiantuntija:p=1.4 107; Oppija vs. asiantuntija: p=0.017).

For more information:1950477648nn@gmail.com