Uppleva överraskning: den tidsmässiga dynamiken av dess inverkan på minnet del 1

För att effektivt bearbeta information växlar hjärnan mellan kodnings- och hämtningstillstånd, och prioriterar nedifrån och upp eller uppifrån och ned bearbetning i enlighet därmed. Förväntningsbrott före eller under inlärning har visat sig utlösa en adaptiv kodningsmekanism, vilket resulterar i bättre minne för oväntade händelser.

Genom omfattande forskning har ett starkt samband mellan återvinningsstatus och minne upptäckts. Enkelt uttryckt hänvisar hämtningstillstånd till det tillstånd där vi behöver hämta och återkalla specifik information. Detta tillstånd kan i hög grad påverka vår minnesförmåga.

Om vi ​​är mer aktiva, organiserade och fokuserade på att hämta och återkalla information i hämtningstillståndet, kan våra hjärnor mer effektivt lagra information i vårt korttidsminne och återkalla den snabbt när det behövs. Omvänt, om vår hämtningsstatus är dålig, kommer vår förmåga att återkalla och lagra information att påverkas negativt.

Därför kan vi använda några aktiva metoder för att förbättra vår hämtningsstatus för att förbättra vårt minne.

För det första kan vi medvetet minska distraktioner. Håll triviala saker borta så mycket som möjligt och låt dem inte störa vårt tänkande och koncentration. Först när våra hjärnor fokuserar på informationen vi behöver komma ihåg är det troligt att vi snabbt omvandlar den till vårt korttidsminne?

För det andra kan vi använda minnestekniker för att hjälpa oss att bättre återkalla och behålla information. Till exempel kan information omvandlas till bilder eller berättelser, vilket inte bara stimulerar vår fantasi bättre, utan också hjälper oss att bättre koppla informationen till våra personliga upplevelser, vilket gör den mer inrotad i våra minnen.

Slutligen bör vi undvika stress och ångest så mycket som möjligt. Stress kan skada våra hjärnor, hindra lagring och återkallande av information. Därför bör vi använda några lugnande och avslappnande sätt för att minska stress, som att göra vissa fritidsaktiviteter, lyssna på musik eller utföra lättare övningar.

Sammanfattningsvis kan en förbättring av vår hämtningsstatus avsevärt förbättra vår minnesförmåga. Så länge vi antar rätt strategier och implementerar dem i vårt dagliga liv, kommer vi att bättre kunna utnyttja vår hjärnas potential och uppnå bättre minnesresultat. Det kan ses att vi behöver förbättra vårt minne. Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt eftersom Cistanche deserticola är ett traditionellt kinesiskt läkemedelsmaterial med många unika effekter, varav en är att förbättra minnet. Effekten av malet kött kommer från de olika aktiva ingredienserna det innehåller, inklusive syra, polysackarider, flavonoider, etc. Dessa ingredienser kan främja hjärnans hälsa på olika sätt.

Klicka på vet 10 sätt att förbättra minnet

Med hjälp av fMRI undersökte vi (1) om denna kodningsmekanism också utlöses under hämtning, och i så fall (2) vad den tidsmässiga dynamiken för dess mnemoniska konsekvenser är. Manliga och kvinnliga deltagare studerade objektbilder och sedan, med nya objekt, lärde de sig en kontingens mellan en cue och en semantisk kategori. Regelhållna (förväntade) och kränkande (oväntade) mål och liknande folier användes i testet.

Vi fann interaktioner mellan tidigare och nuvarande liknande händelsers förväntningar, så att när en förväntad händelse följde på en liknande men oväntad händelse, ökades dess prestanda, underbyggd av aktivering i hippocampus, mellanhjärnan och occipital cortex. Däremot utlöste en följd av två oväntade liknande händelser också occipital engagemang; detta förbättrade dock inte minnesprestanda.

Sammantaget tyder våra fynd på att när målet är att hämta, möter överraskande händelser en kodningsmekanism, stödd av bottom-up-bearbetning, som kan förbättra minnet för framtida relaterade händelser.

Nyckelord: förväntningsbrott; hippocampus; minnestillstånd; överraskning

Betydelsesförklaring

Att optimera balansen mellan nytt lärande och hämtning av befintlig kunskap är en pågående process, i kärnan av mänsklig kognition. Tidigare forskning om minneskodning tyder på att uppleva överraskning leder till prioritering av inlärningen av nya minnen, vilket bildar en adaptiv kodningsmekanism. Vi undersökte om denna mekanism också är inkopplad när det nuvarande målet är att hämta information. Våra resultat visar att en förväntningsdriven förskjutning mot ett kodande tillstånd, med stöd av förbättrad perceptuell bearbetning, är fördelaktigt för korrekt identifiering av efterföljande förväntade liknande händelser. Dessa fynd har viktiga implikationer för vår förståelse av den tidsmässiga dynamiken i den adaptiva kodningen av information i minnet.

Introduktion

För att effektivt bearbeta indata, växlar hjärnan mellan top-down och bottom-up strömmar, och balanserar bearbetningen av sensoriska input kontra utnyttjandet av lagrade representationer. Detta återspeglas av förekomsten av distinkta kodnings- och återvinningstillstånd (Buzsáki, 2002). Bottom-up-bearbetning stöder hippocampus-kodningstillståndet, prioriterar omvandlingen av perceptuella indata till minnen, medan top-down-bearbetning stöder ett hämtningstillstånd genom att underlätta åtkomst till lagrad information.

De specifika mekanismerna som styr kodnings-hämtningsförskjutningar, som kanske eller kanske inte fungerar konkurrenskraftigt, är inte väl förstådda, men kommer att drivas, åtminstone delvis, av de faktorer som inducerar varje minnestillstånd. Även om det finns gott om bevis för att ett adaptivt kodningstillstånd utlöses av att uppleva diskrepanser mellan förväntade och påträffade händelser, är det fortfarande oklart om en sådan implicit inlärningsmekanism också kan aktiveras när det dominerande målet är att hämta, snarare än att koda.

Med hjälp av beteendedata (experiment 1) och fMRI (experiment 2) undersöker vi om överraskning orsakad av förväntningsbrott vid hämtning, resulterar i en förskjutning mot ett kodningstillstånd, åtföljd av ökad perceptuell bearbetning; och om detta sker på bekostnad av hämtning. Vi undersöker också de utökade konsekvenserna av detta förväntningsbrott, och de potentiella iterativa förändringar i kodningshämtning som det kan generera, genom att undersöka försök-för-prov-igenkänning av efterföljande liknande händelser.

Överraskning, producerad av förväntningsbrott, har visat sig engagera hippocampus kodning (Axmacher et al., 2010; Kafkas och Montaldi, 2015; Long et al., 2016; Frank et al., 2020b), vilket tillsammans med mellanhjärnans dopaminerga system (Lisman) andGrace, 2005; Shohamy och Wagner, 2008; Kafkas och Montaldi, 2018a) och förbättrad perceptuell bearbetning (Stoppel et al., 2009;Hawco och Lepage, 2014; Kafkas och Montaldi, 2014, 2015), stödjer adaptiv minnesbildning.

Bevis för denna adaptiva mekanism kommer mestadels från paradigm där förväntningsbrott sker före eller under inlärning (Li et al., 2003; Garrido et al., 2015; Long et al., 2016; Greve et al., 2017; Kafkas, 2021). Därför kommer eventuella ytterligare resurser som avleds mot kodning i dessa scenarier sannolikt att öka senare minnesprestanda (t.ex. uppmärksamhetseffekter, se Aly och Turk-Browne, 2017).

För att demonstrera överallt hos en adaptiv kodningsmekanism är det dock viktigt att tillhandahålla bevis på en förskjutning mot kodning under hämtning. Detta kommer sannolikt att belysa effekterna av det snabba och implicita verkliga samspelet mellan dessa tillstånd. Under dessa omständigheter tjänar engagerande kodning fortfarande ett adaptivt syfte, men det kanske inte är "nyttigt" i realtid.

Med tanke på formbarheten hos minnen som utlöses av överraskning (Kim et al., 2014) blir det viktigt att överväga vad de mnemoniska konsekvenserna av en förändring mot kodning kan vara. Skulle förväntningsbrott utlösa en kodningstillstånd, på bekostnad av en minnessökning, kan det modulera behandlingen av den oväntade händelsen. Detta överensstämmer med uppfattningen att hippocampus kontinuerligt skiftar mellan kodnings- och återvinningstillstånd (Buzsáki, 2002; Hasselmo et al., 2002).

Detta system kan liknas vid en pendel som svänger rytmiskt mellan de två minnestillstånden, vilket optimerar informationsbehandlingen. Skulle situationsfaktorer störa den pågående svängningen mellan stater och gynna en framför en annan, kan resultatet bli en förändring i minneseffektiviteten. Tidigare forskning har visat att en explicit strategi-cue främjar en hippocampalt-avvägning mellan kodning och hämtning av information (Richter et al., 2016).

Vi undersökte om förväntningsbrott vid hämtning spontant engagerar ett kodningstillstånd, och i så fall om detta svar är beroende av den perceptuella likheten mellan indata. Vi övervägde också de varaktiga mnemoniska konsekvenserna av sådana iterativa förändringar på nuvarande och efterföljande beslut om erkännande.

Förväntningarna manipulerades implicit och oberoende av kraven för hämtningsuppgiften, vilket gjorde det möjligt för oss att ta upp två viktiga frågor. För det första, huruvida förväntningsbrott involverar en kodningsmekanism nedifrån och upp, även när den inte är målrelevant. För det andra, vad är tidsdynamiken för de mnemoniska konsekvenserna av förväntansstatus, för en händelse och efterföljande liknande händelser? Vi resonerade att ökad förväntningsdriven kodning kan modulera aktuella hämtningsprocesser, men underlätta noggrannheten av igenkänningen av efterföljande liknande händelser.

Material och metoder

Experimentera 1

Deltagare

Totalt 30 deltagare (fyra män) mellan 18 och 22 år (medelvärde=19, SD=1.04) gav informerat samtycke och deltog i experimentet. Urvalsstorleken valdes baserat på tidigare studier med en liknande design- och analysmetod (Kafkas och Montaldi, 2018b; Frank et al., 2020b). Deltagarna hade normal eller korrigerad till normal syn och ingen historia av neurologiska eller psykiatriska störningar. Alla procedurer godkändes av University of Manchester Research Ethics Committee. Fyra deltagare uteslöts från ytterligare analys på grund av misslyckande att lära sig cue-outcome association (tre) eller igenkänningsprestanda under slumpen (ett). Data från 26 deltagare redovisas.

Material

Totalt 78 bilder av naturliga (39) och konstgjorda (39) objekt valdes ut från Similar Objects-Lures Image Database (SOLID; Frank et al., 2020a). Dessa bilder användes som målobjekt, presenterade under kodningen. Med hjälp av olikhetsindexet från SOLID valdes tre folier med minskande nivåer av likhet (F1, mest lika; F2, mellannivå; F3, lägsta likhet) ut för varje målbild.

Dessutom manipulerades likheten parametriskt genom att hålla det genomsnittliga avståndet mellan nivåerna konstant [genomsnittlig olikhet 2100 DI; se exempel i Fig. 1 och Frank et al. (2020a) för ytterligare förklaring av DI-värden]. Dessa likhetsnivåer valdes baserat på våra tidigare resultat (Frank et al., 2020b), där vi observerade ett kvadratiskt mönster av förväntningseffekter på indatalikhet när förväntningen manipulerades atencoding, angående minnesprestanda. Därför användes 78 objektuppsättningar (ett mål och tre folier; totalt 312 stimuli).

Experimentell design

Experimentet kontrollerades med hjälp av PsychoPy version 1.82 (Peirce, 2007) och bestod av fyra delar (liknande designen som användes tidigare; Kafkas och Montaldi, 2018b). Först, vid kodningen, presenterades deltagarna för målobjekten två gånger för att säkerställa tillräcklig exponering. Under den första presentationen visades föremålet på skärmen i 3 sekunder, och deltagarna ombads bestämma om föremålet var konstgjort eller naturligt; tryck på vänsterpilen för naturligt och högerpilen för konstgjorda.

I den andra presentationen ombads deltagarna att ägna stor uppmärksamhet åt bilderna (visade i 5 s vardera) och informerades om att de skulle bli ombedda att skilja mellan det presenterade ("gamla") objektet och liknande ("nya") objekt senare; de behövde inte ge något svar under den andra kodningspresentationen. Ordningen på bildpresentationen randomiserades mellan deltagarna. Därefter involverade nästa fas en 5-minutsfördröjningsuppgift, under vilken deltagarna löste aritmetiska problem.

I den tredje fasen användes en regelinlärningsuppgift för att möjliggöra manipulering av förväntningar senare vid hämtning. Deltagarna ombads att lära sig händelsen mellan en symbol (som agerar som en cue) och ett objekts kategori, konstgjord eller naturlig. Fyra symboler användes totalt, två för varje kategori, och dessa balanserades mellan deltagarna. Varje kö presenterades 14 gånger.

Försök började med en fixeringspunkt på 500-ms, följt av cue, presenterad i 1 s. Under denna tid instruerades deltagarna att gissa följande objekts kategori genom att använda samma nycklar som i kodningsfasen.

Feedback och ett nytt objekt (ej testat) presenterades sedan tillsammans i 2 s. Denna uppgift etablerade deltagarnas förväntningar angående cue-objektsekvenserna, och kritiskt manipulerades detta vid hämtning. För att säkerställa att förväntningarna ställdes analyserades endast data från deltagare som nådde kriteriet (över 50 % noggrannhet under första halvan och 75 % noggrannhet i andra halvan av uppgiften) (för noggrannhet och RT i regelinlärningsuppgiften, se Utökad data Fig. 1-1).

Den sista fasen var en gammal/ny igenkänningsuppgift, under vilken alla setevents (mål, F1, F2 och F3) presenterades. Försöksledaren informerade deltagarna om att de skulle presenteras med gamla (mål)objekt och liknande nya (folier). Varje hämtningsförsök började med en fixeringspunkt (500 ms), följt av en cue (1 s) och ett objekt (upp till 5 s).

Deltagarna uppmanades att fokusera på föremålet och trycka på "gammalt" om de trodde att det var samma som målet de tidigare hade sett. Deltagarna uppmanades att trycka på "nytt" om de märkte något annorlunda i föremålet. Efter 12 övningsförsök började huvuduppgiften. Nyckelmanipulationen vid hämtning var giltigheten av köet. En tredjedel av signalerna var missvisande, vilket gjorde att föremålet oväntat kunde kännas igen. Giltiga försök (t.ex. cue natural följt av ett naturligt objekt) markerades som förväntat.

Eftersom en gammal/ny igenkänningsuppgift användes var de fyra gamla/nya besluten per objektuppsättning oberoende av varandra, vilket kritiskt innebar att ett "gammalt" svar kunde ges för flera uppsättningshändelser (dvs för mål och en eller flera foils). Efter att ha slutfört experimentet avrapporterades deltagarna angående förväntningsmanipulationen vid hämtning. Endast två deltagare i experiment 1 och fem deltagare i experiment 2 rapporterade att de märkte bristen på överensstämmelse mellan cue och objekt under uppgiften.

For more information:1950477648nn@gmail.com