Aistihistorian moninaiset ja hajoavat vaikutukset työmuistin suorituskykyyn Osa 1

Aistitietoa koskevat käyttäytymisraportit ovat puolueellisia ärsykehistorian perusteella. Tällaisten sarjariippuvuuspoikkeamien luonne ja suunta voivat vaihdella kokeellisten asetusten välillä; Sekä houkuttelevia että vastenmielisiä harhoja aikaisempia ärsykkeitä kohtaan on havaittu.

Aistitieto on seurausta kehomme vuorovaikutuksesta ulkomaailman kanssa, ja se voidaan havaita viidellä aistillamme - näköllä, kuulolla, kosketuksella, maulla ja hajulla. Tämä aistitieto välittyy aivoihimme hermoston kautta, jossa se käsitellään ja koodataan muistiin. Siksi aistitietojen ja muistin välillä on läheinen yhteys.

Kyky luoda ja säilyttää hyviä muistoja on tärkeä kognitiivinen kyky, ja aistinvarainen tieto on kriittistä tälle prosessille. Kun käymme läpi erilaisia ​​kokemuksia ja tapahtumia elämässämme, aivomme saavat tietoa jokaiselta aistiltamme, mukaan lukien äänet, kuvat, maut, tuoksut ja paljon muuta. Tämä aistitieto herättää kiinnostuksemme ja stimuloi tunteitamme tehden kokemuksesta syvällisemmän ja merkityksellisemmän.

Kun meidän on muistettava jokin tapahtuma, aistitieto auttaa meitä hakemaan oleellista tietoa muistipankistamme. Esimerkiksi maalaus voi herättää visuaalisen kuvan paikasta, laulu voi muistuttaa tunnetilastamme ja maut ja tuoksut voivat tuoda takaisin tiettyjä hetkiä ja kohtauksia. Aistitietoa voidaan myös yhdistää monimutkaisempien muistojen luomiseksi.

Siksi erilaisten aistikokemusten ylläpitäminen on erittäin hyödyllistä muistin parantamisessa. Voimme yrittää osallistua erilaisiin aktiviteetteihin, kuten elokuvien katseluun, musiikin kuunteluun, kirjojen lukemiseen, museovierailuihin matkoilla jne. Uteliaisuuden ja ylöspäin suuntautuvan asenteen ylläpitäminen sekä monipuolisen tiedon kerääminen edistävät kognitiomme, ajattelumme ja muistimme yleistä kehitystä. .

Muista lopuksi, että aistitietojen ja muistin välillä on toisiaan vahvistava suhde. Positiiviset aistikokemukset stimuloivat muistia, ja terve muisti auttaa meitä paremmin muistamaan ja ymmärtämään aistikokemuksiamme. Siksi meidän tulisi keskittyä kunkin aistin kokemukseen edistääksemme yleistä kehitystämme. Voidaan nähdä, että meidän on parannettava muistiamme. Cistanche deserticola voi parantaa muistia merkittävästi, koska Cistanche deserticola on perinteinen kiinalainen lääkeaine, jolla on monia ainutlaatuisia vaikutuksia, joista yksi on muistin parantaminen. Jauhetun lihan teho perustuu sen erilaisiin vaikuttaviin ainesosiin, mukaan lukien happo, polysakkaridit, flavonoidit jne. Nämä ainesosat voivat edistää aivojen terveyttä monin eri tavoin.

Napsauta Tiedä 10 tapaa parantaa muistia

Se, miten ja milloin nämä ennakkoluulot syntyvät ihmisen aivoissa, on suurelta osin tutkimatta. Ne voivat ilmetä joko itse aistinkäsittelyn muutoksen kautta/tai havaintojälkeisten prosessien, kuten ylläpidon tai päätöksenteon, aikana.

Tämän ratkaisemiseksi testasimme 20 osallistujaa (11 naista) ja analysoimme käyttäytymis- ja magnetoenkefalografisia (MEG) tietoja työmuistitehtävästä, jossa osallistujille esitettiin peräkkäin kaksi satunnaisesti suunnattua ritilää, joista toinen annettiin palautettavaksi muistin lopussa. oikeudenkäyntiä.

Käyttäytymisvastaukset osoittivat todisteita kahdesta erilaisesta harhasta: (1) kokeen sisäinen vastenmielinen poikkeama aiemmin koodatusta orientaatiosta samassa kokeessa ja (2) kokeiden välinen houkutteleva poikkeama edellisen kokeen tehtävän kannalta merkitykselliseen suuntautumiseen.

Ärsykkeen orientaation monimuuttujaluokitus paljasti, että hermoesitykset ärsykkeiden koodauksen aikana olivat poikkeavia aiemmasta hila-orientaatiosta riippumatta siitä, otettiinko huomioon kokeen sisäinen vai kokeiden välinen aikaisempi suuntautuminen, huolimatta vastakkaisista vaikutuksista käyttäytymiseen.

Nämä tulokset viittaavat siihen, että vastenmielisiä harhoja esiintyy sensorisen prosessoinnin tasolla ja ne voidaan ohittaa havaitsemisen jälkeisissä vaiheissa, mikä johtaa houkutteleviin harhaan käyttäytymisessä.

Avainsanat:

harhoja; koneoppiminen; MEG; hermoesitykset; sarjariippuvuus; työmuisti.

Merkityslausunto

Viimeaikaiset kokemukset vääristävät aistitietoa koskevia käyttäytymisraportteja, mikä mahdollisesti hyödyntää ympäristömme ajallista säännönmukaisuutta. On edelleen epäselvää, missä ärsykkeiden käsittelyn vaiheessa tällaiset sarjaharhat syntyvät.

Täällä tallensimme käyttäytymistä ja neurofysiologisia [magnetoenkefalografisia (MEG)] -tietoja testataksemme, osoittavatko hermotoimintamallit varhaisen sensorisen prosessoinnin aikana samoja vääristymiä kuin osallistujien raporteissa. Työmuistitehtävässä, joka aiheutti useita vääristymiä käyttäytymisessä, vastaukset suuntautuivat kohti aikaisempia kohteita, mutta poissa uudemmista ärsykkeistä.

Neuraalitoimintamallit olivat tasaisesti poikkeavia kaikista aiemmin oleellisista kohteista. Tuloksemme ovat ristiriidassa sen ehdotuksen kanssa, että kaikki sarjapoikkeamat syntyvät melkein aistinvaraisessa käsittelyvaiheessa. Sen sijaan hermotoiminta osoitti enimmäkseen sopeutumisen kaltaisia ​​vasteita viimeaikaisiin ärsykkeisiin.

Johdanto

Stimulushistoria moduloi suorituskykyä sensorisen syötteen ohjaamana. Luottamus ajallisiin korrelaatioihin on juurtunut syvälle visuaaliseen järjestelmään (Simoncelli ja Olshausen, 2001) ja voi olla hyödyllistä ohjata havaintoa maailmassa, joka on pitkälti vakaa lyhyillä aikaskaaloilla (Dong ja Atick, 1995). Aiemmat aistinvaraiset todisteet voivat olla tehokas edellytys signaalien poimimiselle meluisesta aistivirrasta ja auttaa ylläpitämään vakaata esitystä silmänräpäyksien, silmien liikkeiden tai visuaalisen tukkeutumisen estämiseksi.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat myös paljastaneet aiemman stimulaation voimakkaita lyhytaikaisia ​​vaikutuksia viivästyneen vasteen ja työmuistin tehtävissä (Huang ja Sekuler, 2010; Cicchini et al., 2014, 2018; Fischer ja Whitney, 2014; Bae ja Luck, 2017; Fritsche et ai., 2017; Czoschke et ai., 2019). Tarkemmin sanottuna muistettujen kohteiden ilmoitetaan usein olevan samankaltaisia ​​kuin edellisen kokeilun tehtävän kannalta merkityksellinen ärsyke.

Tämän houkuttelevan harhan, jota joskus kutsutaan sarjariippuvuusharhaksi, ehdotetaan lisäävän ajallista vakautta toimimalla ennakkona (Cicchini et al., 2014; Fischer ja Whitney, 2014; Kiyonaga et al., 2017; Fischer et al., 2020). Sitä vastoin kokeissa peräkkäin esiteltyjen kohteiden piirteitä pidetään usein toisistaan ​​poikkeavina (Born ja Tootell, 1992; Störmer ja Alvarez, 2014; Fritsche etal., 2017). Tämä vastenmielinen harha voi johtua ajallisesti autokorreloitujen signaalien tehokkaasta koodauksesta (Cicchini et al., 2018).

Ärsykkeiden välisten hienovaraisten erojen vahvistaminen voisi lisäksi optimoida havainnointia koskevaa päätöksentekoa (Kiyonagaet al., 2017; Cicchini et al., 2018; van Bergen ja Jehee, 2019). Huolimatta niiden vastakkaisista suunnista, houkuttelevia ja vastenmielisiä suoritusharhoja on osoitettu. yhdessä vaikuttaa tehtävänkäsittelyyn (Fritsche et al., 2017, 2020; Czoschke et al., 2019), vaikkakin eri aikaskaaloilla (Gekas ym., 2019; Sheehan ja Serences, 2022).

Vaikka nykyinen kirjallisuus on keskittynyt suurelta osin käyttäytymiseen, suhteellisen harvemmin on tutkittu, jakaako näillä vastakkaisilla harhoilla hermomekanismi ja erityisesti, voivatko molemmat harhat syntyä aistinvaraisen käsittelyn varhaisessa tai myöhäisessä vaiheessa. Useat tutkimukset ovat osoittaneet todisteita kokeiden välisistä harhoista, joita syntyy varhaisessa näkökuoressa (St. John-Saaltink et al., 2016; Sheehan ja Serences, 2022), mutta joiden ajallinen resoluutio on riittämätön eristämään varhaisia ​​prosessointivaiheita, tai ne ovat mitanneet vain aktiivisuutta etukuori, mutta ei sensorinen aivokuori (Papadimitriou et al., 2017).

Nykyisessä tutkimuksessa yhdistettiin käyttäytymisraportit työmuistitehtävissä ja jatkuvat magnetoenkefalografiset (MEG) tallenteet arvioidakseen kokeen sisäisiä ja kokeiden välisiä harhoja, jotka aiheuttivat aistihistoria korkealla ajallisella resoluutiolla.

Suunnittelimme tehtävän, jossa osallistujille esitettiin peräkkäin kaksi suuntaa ja he käyttivät jatkuvaa, tarkkaa vastetta toistaakseen yhden niistä kokeen lopussa. Lisäksi sisällytimme vihjeen, joka osoitti, kumpi kahdesta suunnasta oli raportoitava tutkimuksessa, jotta voidaan testata mahdollisten harhojen herkkyyttä ärsykkeiden tehtävän merkityksellisyyteen (kuten Bae ja Luck, 2020; Fischer et al., 2020).

Vertasimme ensimmäisen suuntaamisen aiheuttamia systemaattisia harhoja toiseen (tutkimuksen sisäinen harha) sekä edellisen kokeen harhaa nykyiseen kokeeseen (kokeiden välinen harha).

Kriittisesti testasimme, voisimmeko löytää hermotunnisteita tällaisille harhoille käyttämällä dekoodausmenetelmää, joka hyödynsi MEG:n korkeaa ajallista resoluutiota. Päätimme dekoodata esitetyn suuntauksen ja odotimme löytävän kokeen sisäisiä ja kokeiden välisiä harhoja hermotiedoista, jotka heijastivat käyttäytymispoikkeamia.

Esikatselemalla tuloksia vahvistimme, että käyttäytymisvasteita työnnettiin systemaattisesti pois aikaisemmista suuntauksista samassa kokeessa ja vedettiin kohti edellisessä kokeessa muistutettuja suuntauksia.

Peilaamalla käyttäytymisrepulsion tuloksia, ärsykkeen suuntauksen sensorinen hermoesitys siirtyi pois edellisestä tietyssä kokeessa esitetystä orientaatiosta.

Emme kuitenkaan löytäneet hermostollisia todisteita houkuttelevasta kokeiden välisestä aistinvaraisesta poikkeamasta orientaatiokoodauksen aikana, huolimatta tällaisesta käyttäytymisessä havaitusta harhasta. Sen sijaan havaitsimme aina vastenmielisen hermopoikkeaman, riippumatta siitä, pidimmekö suuntauksia samasta vai edellisestä kokeesta. puolueellisuuden lähde.

Materiaalit ja menetelmät

Osallistujat

Tutkimukseen osallistui 20 tervettä vapaaehtoista, joilla oli normaali tai normaalin näköinen. Kaikki osallistujat olivat 20–36-vuotiaita (keskiarvo 25,4 vuotta; 11 naista). Ennen tutkimukseen osallistumista vapaaehtoiset antoivat tietoisen suostumuksensa Oxfordin yliopiston keskusyliopiston tutkimuseettisen komitean hyväksymien menettelyjen mukaisesti. Osallistujat saivat 15 puntaa tunnilta korvauksen osallistumisesta tähän tutkimukseen.

Kokeellinen kokoonpano

Osallistujat istuivat MEG-skannerissa, joka sijaitsi hämärässä, äänieristetyssä ja magneettisesti suojatussa huoneessa. Projektori sijoitettiin 90 cm:n katseluetäisyydelle. Visuaaliset ärsykkeet projisoitiin näytön takaosaan 1024 768 pikselin spatiaalisella resoluutiolla käyttäen 60 Hz:n virkistystaajuutta käyttämällä Panasonicin DLP-projektoria (PT-D7700E).

Tehtävä ohjelmoitiin ja esiteltiin MATLABilla (MathWorks) yhdessä Psychophysics Toolboxin kanssa (Brainard, 1997). Osallistujat osoittivat vastauksensa valokuituvastauslaatikkoon.

Tehtävä

Osallistujat suorittivat täsmällisen työmuistitehtävän, jossa he toistivat yhden kahdesta hilaärsykkeestä, jotka esitettiin peräkkäin itsenäisten suuntausten kanssa (kuva 1). Samanaikaisesti toisen hilan esittelyn kanssa osallistujat saivat vihjeitä siitä, minkä hilan suuntauksen oli ilmoitettava, kun niitä tutkittiin kokeen lopussa. Puolessa kokeista vain ensimmäinen tai toinen hila esitettiin ja käytettiin raportoinnissa.

Jokainen kokeilu alkoi keskeisellä kiinnityspisteellä (0,2 asteen näkökulma) näytöllä 800 ms:n ajan harmaalla taustalla (RGB: 127, 127, 127; kuva 1). Sen jälkeen sinimuotoinen Gabor-ärsyke satunnainen kulma esitettiin keskeisesti visuaalisella näytöllä 200 ms:n ajan (halkaisija 6 asteen näkökulma, kaksi sykliä näkökulman astetta kohti, 50 % kontrasti, kapeneva Gaussin verhokäyrä 1,5 asteen SD).

Kokeissa, joissa ensimmäistä ritilää ei esitetty, kiinnityspisteen väri muuttui mustasta harmaaksi (RGB: 192, 192, 192) merkiksi puuttumisesta. 1700–1900 ms viiveen jälkeen esiteltiin toinen hila. Tällä toisella hilalla oli samat ominaisuudet kuin ensimmäisellä hilalla lukuun ottamatta kulmaa, joka piirrettiin satunnaisesti ensimmäisen hilan suunnasta riippumatta.

Ritilän keskellä oleva kiinnityspiste vaihtoi väriä [oranssi: (255,161, 0); syaani: (0, 236, 255)]. Väri ilmaisi, jos ensimmäinen suunta (raportoi ensimmäinen kokeilu) tai toinen suunta (ilmoita toinen koe) tutkitaan. Kokeen värien satunnaisuus tasapainotettiin osallistujien kesken ja muuttui kokeen puolivälissä.

Sen jälkeen kun värit oli vaihdettu, osallistujat harjoittelivat uusia ehdollisuuksia yhden lohkon ajan ennen kuin jatkoivat istunnon toisella puoliskolla. Värivihje oli aina kelvollinen osoittamaan, mikä ritilän suunta oli merkityksellinen raportointivaiheessa kokeen lopussa. Kokeissa, joissa toista ritilää ei ollut, vihje osoittaisi siksi aina ensimmäisen suunnan.

Toisen 1700–1900 ms:n viiveen jälkeen ilmaantui anturiritilä. Osallistujien oli säädettävä asentonsa vastaamaan vihjatun hilan muistia. Säädöt tehtiin painamalla oikeanpuoleisia painikkeita ritilän pyörittämiseksi joko myötäpäivään (CW; keskisormi) tai vastapäivään (etusormi).

Vastaukset vahvistettiin painamalla painiketta vasemmalla etusormella. Seurasi 200- ms:n kiinnitysjakso, jonka jälkeen osallistujille annettiin 50 ms palautetta hilan muodossa, joka osoitti oikean suunnan.

Osallistujat suorittivat yhteensä 400 koetta. Puolessa kokeista kaksi kohdetta esitettiin 200 kokeessa (100 koetta ensimmäisellä vihjeellä ja 100 raportilla toisella vihjeellä). Vain yksi esine esitettiin jäljellä olevissa 200 kokeessa (100 vain ritilä 1 ja 100 vain ritilä 2).

Tuloksena oleva tehdassuunnittelu (relevantti ritilä, esitettyjen ritilöiden lukumäärä) sisälsi neljä ehtoa: raportti ensin kahdella esitteellä, raportti ensin yhdellä esitetyllä, raportin toiseksi kahdella esitettävällä tuotteella ja raportin toiseksi yhdellä esitetyksellä. Koetyypit sekoitettiin satunnaisesti ja esiteltiin 50 kokeen lohkoina, jolloin jokainen lohko kesti 10 minuuttia.

Käyttäytymisanalyysi

Vastausvirhe kvantifioitiin laskemalla pyöreä etäisyys palautetun suunnan ja vihjatun suunnan välillä. Kaikki vastaukset kartoitettiin 90 - 90 asteen avaruuteen ympyrävirheen laskemiseksi. Kaikissa kokeiden välisissä analyyseissä jätimme pois jokaisen lohkon ensimmäisen kokeen.

Seosmallinnus

Sovimme työmuistikirjallisuudessa usein käytettyyn klassiseen sekoitusmalliin tutkiaksemme suhteellista vastausten määrää kohteisiin, arvauksia ja virheellisiä vastauksia väärään kohteeseen ("vaihtovirheet"; Bays et al., 2009; Schneegans ja Bays, 2017) .

Malli soveltui erikseen jokaiseen ehtoon (raportoi ensin kahden kohteen kokeissa; raportti ensimmäinen yhden kohteen kokeissa; raportti toinen kahden kohteen kokeissa; raportti toinen yhden kohteen kokeissa).

Themixture-malli arvioi von Mises-jakauman tarkkuuden, tavoitevastaussuhteen, arvaussuhteen ja vaihtosuhteen kohteen, joka esiteltiin samassa kokeessa, mutta jota ei annettu (vain kahden kohteen kokeet). Kun tiedot oli sovitettu koko tietojoukkoon, malli tarjosi yksittäisen kokeilun painot tavoitevastesuhteelle, arvaussuhteelle ja vaihtosuhteelle.

Suorituskyvyn harhalaskenta

Laskimme suorituskyvyn harhan (merkitty pyöreä ero vasteen ja tavoitesuunnan välillä) funktiona ympyränmuotoisesta erosta kohdesuunnan ja harhan aiheuttaneen suunnan välillä (kohdesuuntaus edellisessä kokeessa tai vastaava suunta samassa kokeessa) ).

Emme käyttäneet vastausorientaatiota välttääksemme sekaannustamasta sarjaharhaa vinoon harhaan, mikä voisi keinotekoisesti kasvattaa harhaarviota (De Gardelle et al., 2010; Tomassini etal., 2010). Laskemme kohdesuunnan ja induktorin välisen eron vähentämällä, ja kaikki kulmaerot kartoitettiin 90 asteen ja 90 asteen välille.

Nämä etäisyydet jaettiin 64 samankokoiseen, päällekkäin lokeroon, joista jokainen sisälsi 25 % kokeista. Laskemme keskimääräisen allekirjoitetun virheen (harha) kaikissa kokeissa kussakin säiliössä. Reunojen artefakteja vältettiin kiertämällä kulmaerot ympäri, jotta keskiarvo laskettiin vakiomäärältä kokeita ja keskitettiin säiliön keskipisteeseen.

Tämän jälkeen käänsimme suorituskyvyn poikkeamat negatiivisella etäisyydellä ja laskesimme keskiarvon negatiivisista (90 astetta 0 astetta) ja positiivisista etäisyyksistä (0 asteesta 90 asteeseen) kohdesuunnan välillä. ja orientaation indusoiminen, jolloin saadaan 32 laatikkoa. Absoluuttisten etäisyyksien (0 - 90 astetta) yhteenlaskettu poikkeama, joka on laskettu 32 laatikon ajalta kullekin ehdolle, ja osallistujat toimivat harhan mittana.

For more information:1950477648nn@gmail.com