Intraobjekt och extraobjektminne som binder över tidig utveckling del 2

Minnesstörningar och bindning

Minnesbindningsprocesser kan vara relaterade till interferenseffekter mellan liknande minnen (Darby & Sloutsky, 2015; Hedden & Park, 2003; McClelland et al., 1995; Yim et al., 2013). Innan vi överväger denna hypotes ger vi en översikt över interferenseffekter och hur de kan skilja sig åt över utvecklingen.

Minnesbindning hänvisar till att koppla de saker som ska komma ihåg med befintlig erfarenhet, kunskap, känslor och annan information för bättre minne och förståelse. Denna minnesmetod kan hjälpa oss att bättre komma ihåg och förstå ny information och förbättra minneseffektiviteten.

När vi lär oss ny kunskap är det lättare att komma ihåg och förstå den om vi kan koppla den till befintlig kunskap och erfarenheter. När du till exempel lär dig ett nytt ord kan du komma ihåg det snabbare om du kan associera det med en scen eller bild. På samma sätt, om du lär dig en ny färdighet, kommer du att bli bättre på den om du kan relatera den till liknande färdigheter och träna den om och om igen.

Minnesbindning kan också hjälpa oss att bättre utnyttja våra känslomässiga upplevelser för att komma ihåg och förstå information. Till exempel, när vi ser en tilltalande målning kan vi komma ihåg den snabbare. På samma sätt, när vi har någon form av känslomässig upplevelse, som glädje, överraskning, sorg, etc., kan det bättre hjälpa oss att komma ihåg relaterad information.

Sammanfattningsvis kan minnesbindning hjälpa oss att bättre komma ihåg och förstå ny information och förbättra minneseffektiviteten. Därför bör vi försöka koppla ny information med befintlig kunskap, erfarenhet, känslor etc. i inlärning och dagligt liv för att bättre använda vårt minne. Det kan ses att vi behöver förbättra minnet, och Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt, eftersom Cistanche deserticola också kan reglera balansen av signalsubstanser, som att öka nivåerna av acetylkolin och tillväxtfaktorer. Dessa ämnen är mycket viktiga för minne och inlärning. Dessutom kan Kött också förbättra blodflödet och främja syretillförseln, vilket kan säkerställa att hjärnan får tillräckligt med näringsämnen och energi, och därigenom förbättra hjärnans vitalitet och uthållighet.

Klicka på Vet för att förbättra korttidsminnet

En lång historia av forskning tyder på att minnen ofta är svårare att hämta på grund av störningar från andra minnen (se Anderson & Neely, 1996; Wixted, 2004; för recensioner). Proaktiv interferens uppstår när ny inlärning är svårare till följd av minne för tidigare inlärd information, och retroaktiv interferens uppstår när det är svårare att behålla det som lärts tidigare på grund av efterföljande inlärning.

Interferenseffekter studeras ofta med paradigm där deltagarna lär sig att associera par av objekt (t.ex. ord eller bilder) i en fas, och sedan lär sig att associera olika kombinationer av samma objekt i en andra fas. Mindre robust inlärning av de nya kombinationerna i den andra fasen återspeglar proaktiv interferens, och minskad minnesnoggrannhet för de ursprungliga kombinationerna av objekt efter den andra fasen återspeglar retroaktiv interferens.

Även om det mesta arbetet med störningar har utförts med vuxna, har utvecklingsarbete funnit bevis för att inte bara 4- för 7-åriga barn är mottagliga för störningar (Benear et al., 2021), utan de kan också vara mer mottagliga än vuxna för både proaktiv (Yim et al., 2013) och retroaktiv (Darby & Sloutsky, 2015) störning. Olika mekanismer kan modulera interferens och förklara detta mönster av utvecklingsförändringar.

Viss forskning har föreslagit att interferens kan moduleras genom att hämma konkurrenter vid hämtning (Anderson, 2003; Anderson et al., 1994; Hulbert & Anderson, 2020). Till exempel skulle proaktiv störning kunna lösas genom att tillfälligt hämma tidigare inlärd information som konkurrerar om att hämta nyinlärd information. Att hämma denna information skulle förmodligen göra det svårare att hämta, vilket ger retroaktiv interferens tills en ytterligare process släpper hämningen.

Barn kan vara mer mottagliga för retroaktiv interferens på grund av starkare hämning, även om detta skulle innebära att barn borde vara mindre mottagliga för proaktiv interferens, vilket inte har rapporterats i litteraturen (se Yim et al., 2013, för bevis på proaktiv interferens i barn). Relaterat kan initialt inlärd information permanent avläsas, vilket skulle underlätta ny inlärning av liknande information men nödvändigtvis skulle försämra minnet för den först inlärda informationen. Avlärning har ibland förkastats i teorier om minne (Slamecka, 1966), även om en del nyare beräkningsarbete har undersökt möjligheten av avlärningsprocesser i samband med minnesåldrande (Darby & Sederberg, 2022).

En annan möjlighet är att störningar moduleras av minnesbindande processer. Specifikt kan komplex bindning bidra till att minska störningseffekter genom att minska likheten, och därmed konkurrensen, mellan minnen. Denna idé kan illustreras av Darbys och Sloutskys (2015) paradigm för interferens för igenkänningsminne. I detta paradigm lärde sig deltagarna att associera kombinationer av föremål med seriefigurer i tre faser. I fas 1 fick deltagarna veta att AB → X (dvs. objekt A och B var associerade med karaktär X), CD → X, EF → Y och GH → Y. I fas 2 fick deltagarna lära sig att AC → Y, BD → Y, IJ → X och KL → X.

Två av de associativa tripletterna i varje fas var överlappande, genom att samma objekt (dvs. A, B, C och D) rekombinerades och associerades med olika karaktärer över faser, medan de andra tripletterna var unika genom att objekten var olika över faserna. I fas 3 presenterades återigen deltagarna för den första uppsättningen av överlappande trillingar som de lärt sig i fas 1 och stod inför en konflikt: A, B, C och D hade var och en associerats med både X och Y. Helt enkelt att binda enskilda objekt till en karaktär i varje fas skulle då förväntas producera interferens, eftersom varje objekt skulle vara bundet till båda karaktärerna. Däremot var specifika par av objekt endast associerade med ett enda tecken över faserna av uppgiften, så att komplex bindning av de två objekten inom varje par tillsammans med karaktären kunde möjliggöra hög prestanda utan störningar.

Med detta paradigm fann Darby och Sloutsky (2015) att 5-åringar uppvisade betydligt mer retroaktiv interferens än vuxna i fas 3, mätt som en större minskning av noggrannheten för överlappning i förhållande till unika trillingar. Eftersom barn upplevde större störningar, drog författarna slutsatsen att barn sannolikt bildade enkla bindningsstrukturer, medan vuxna sannolikt bildade mer komplexa bindningsstrukturer. Detta arbete karakteriserade dock inte formellt bildandet av minnesbindande strukturer eller utvecklingsskillnader däri.

Viktigt är att deltagare i Darby och Sloutsky (2015) paradigm lärde sig att förutsäga en karaktär från par av objekt, och minnet för dessa parningar förlitade sig förmodligen i stor utsträckning på extra objektbindning. Som diskuterats ovan kan dock intraobjektbindning vanligtvis vara mindre uppmärksamhetskrävande och mer exakt (Asch et al., 1960; Ecker et al., 2007, 2013; van Geldorp et al., 2015; Walker & Cuthbert, 1998). vilket tyder på att funktioner inom samma objekt lättare kan bindas till varandra och med andra element i en komplex bindningsstruktur, vilket potentiellt minskar interferenseffekter. Tidigare arbete har visat att retroaktiv interferens kan påverka intraobjektbindning i arbetsminnesparadigm (Allen et al., 2006; Logie et al., 2009; Ueno et al., 2011), men vi är omedvetna om arbete som direkt har tagit itu med potentiella skillnader interferens mellan intraobjekt och extraobjekt minnesbindning.

Det nuvarande arbetet

I detta arbete undersöker vi intraobjekt, extraobjekt och komplex minnesbindning med en variant av Darby och Sloutsky (2015) interferensparadigm. I denna variant är karaktärer inte associerade med par av objekt, utan med par av former och färger. I Experiment 1 presenteras formerna och färgerna inom samma objekt, vilket kräver intraobjektbindning, medan i Experiment 2 är funktionerna rumsligt åtskilda, vilket kräver extraobjektbindning. I båda experimenten återkombineras formerna, färgerna och karaktärerna över olika faser, vilket skapar potential för störningar.

Vi testade 5-åringar, 8-åringar och vuxna i båda experimenten för att undersöka utvecklingsskillnader i bindning och interferens. Dessa åldersgrupper valdes eftersom tidigare arbete har funnit bevis på minskade störningseffekter mellan 4- till 5-åriga barn och vuxna (Darby & Sloutsky, 2015; Yim et al., 2013), som samt fortsatt utveckling av komplexbindning efter 7 års ålder (Yim et al., 2013).

För att formellt anta hur information lärdes och hämtades i denna uppgift utvecklade vi en ny beräkningsmodell. Modellparametrarna uppskattade tre typer av bindning: (a) enkel bindning mellan form- och färgdrag, (b) enkel bindning mellan varje separat funktion och en seriefigur, och (c) mer komplex bindning mellan en konjunktion av form- och färgdrag. och karaktären. Dessutom inkluderade modellen en mekanism genom vilken tidigare inlärda associationer kunde glömmas bort om de kom i konflikt med nuvarande lärande.

Vi antog att extraobjektbindning av rumsligt separerade former och färger skulle vara svagare än intraobjektbindning av dessa funktioner, och som ett resultat skulle minnesinterferens vara större när extraobjektbindning krävs. Dessutom förväntade vi oss att hitta större utvecklingsskillnader i extraobjekt jämfört med intraobjektbindning. Vi börjar med att undersöka utvecklingen av intraobjektbindning i experiment 1.

Experiment 1: Utvecklingen av intraobjektbindning

Syftet med detta experiment var att bedöma utvecklingen av intraobjekts minnesbindning om interferenseffekter. Givet bevis från tidigare arbete att intraobjektbindning kan vara mindre uppmärksamhetskrävande och mer exakt jämfört med extraobjektbindning (Ecker et al., 2007, 2013; van Geldorp et al., 2015), förväntade vi oss att utvecklingsskillnader i bindning av intraobjektsegenskaper skulle vara mindre. Vi förväntade oss också att omkombination av formerna och färgerna i olika faser av experimentet skulle ge relativt små interferenseffekter.

Metod

Deltagare – fyrtioåtta 5-åringar (mage=5.08 år, SDage=.19, språk=4.74 – 5.51; 23 kvinnor, 25 män) , 35 åttaåringar (mage=8.50 år, SDage=.28, språk=8.01–8.99; 18 kvinnor, 17 män) och 30 vuxna (15 kvinnor, 15 män) deltog i detta experiment. De ungefärliga urvalsstorlekarna valdes för att vara jämförbara med de i en tidigare studie som visar utvecklingsskillnader i interferenseffekter med hjälp av ett liknande paradigm (Darby & Sloutsky, 2015). Se avsnittet Resultat och diskussion nedan för en effektanalys.

Barn testades i lokala förskolor och grundskolor som främst ligger i medelklasskvarter i Columbus, Ohio. De rekryterades baserat på returnerade tillståndssedlar och fick klistermärken för att delta. Vuxna rekryterades från inledande psykologiklasser och fick partiell kurspoäng. Detta projekt godkändes av Ohio State University Institutional Review Board Protocol # 2004B042, "Omfattande protokoll för forskning om kognitiv utveckling."

Stimuli – Deltagarna fick föremål som varierade efter form och färg. Det fanns åtta former (t.ex. kvadrat, cirkel, triangel) och åtta färger (t.ex. röd, grön, blå) som kombinerades på olika sätt till objekt under hela experimentet. Kombinationerna av former och färger randomiserades för varje deltagare. Förutom föremål presenterades deltagarna för två seriefigurer (Nalle Puh och Musse Pigg), som förknippades med föremålen enligt beskrivningen nedan.

Procedur—Experimentet presenterades med OpenSesame-mjukvaran (Mathôt et al., 2012), på datorskärmar med en upplösning på 1920 × 1080. Barn testades individuellt i ett tyst rum i förskolan eller grundskolan och gjorde svar på en pekskärm. Vuxna testades i grupper om upp till fyra deltagare i labbet med standardskärmar och gjorde svar på ett tangentbord.

Deltagarna genomförde först en inlärningsfas för en uppsättning oförutsedda händelser (dvs set A), där de lärde sig, med feedback, att associera fyra objekt med en av två seriefigurer under flera försök (varje objekt var alltid associerat med en enskild karaktär) . Därefter genomförde deltagarna en inlärningstestfas för set A utan feedback. Efter denna fas gavs en paus på en minut, under vilken barnen fick ett klistermärke och vuxna ombads sitta tyst. Dessa inlärnings- och inlärningstestfasprocedurer upprepades sedan för uppsättning B, som inkluderade fyra nya oförutsedda händelser, inklusive två överlappande kontingenser, där former och färger som tidigare setts i uppsättning A återkombinerades för att skapa nya objekt som var associerade med en annan karaktär, som samt två unika händelser, som involverar objekt med nya former och färger (se figur 1C).

Inlärning och testning av set B-associationer kan utvärderas för att mäta proaktiv interferens, vilket vi drar slutsatsen från minskad noggrannhet i set B jämfört med set A, särskilt för överlappande oförutsedda händelser. Efter dessa faser gavs en andra paus. Uppsättning A återbesöktes sedan med ett andra inlärningstest för att mäta retroaktiv interferens, eller reducerat minne för överlappande uppsättning A oförutsedda händelser. Slutligen administrerades en bindningstestfas, som ytterligare testade minnet för de inlärda oförutsedda händelserna i både set A och B på ett interfolierat sätt. Se figur 1A för en illustration av sekvensen av uppgiftsfaser. Detaljer om proceduren för varje fastyp ges nedan.

Inlärningsfaser.: Före den första inlärningsfasen instruerades deltagarna att de skulle visas olika föremål tillsammans med sina vänner Nalle Puh och Musse Pigg, att varje föremål tillhörde en av dessa vänner, och att deras uppgift var att ta reda på om varje föremål tillhörde "Puh Bear" eller Musse. Därför, medan deltagarna informerades om att de behövde lära sig objekt-karaktärsassociationer, fick de inte instruktioner om vilka specifika typer av associationer de skulle bilda. Till exempel informerades deltagarna inte om att de skulle försöka komma ihåg de specifika form-färgkombinationerna inom objekt, och de fick inte veta att vissa av formerna och färgerna skulle kombineras om senare i uppgiften.

Vid varje försök av de två inlärningsfaserna visades ett enda föremål för deltagaren, centrerat nära botten av skärmen, tillsammans med två seriefigurer (Nalle Puh och Musse Pigg), som var placerade i de två översta hörnen av skärm (se figur 1B). Positionen (vänster eller höger) för karaktärerna randomiserades för varje deltagare men förblev konsekvent under hela experimentet.

Uppgiften för varje inlärningsförsök var att avgöra om det presenterade föremålet tillhörde "Puh Bear" eller Musse. Barndeltagare svarade genom att peka på en av de två tecknen på pekskärmsmonitorn; vuxna svarade genom att trycka på vänster eller höger piltangent. Efter varje svar gavs feedback på följande sätt: (a) rätt karaktär dök upp ovanför objektet, oavsett svarsnoggrannhet, (b) text dök upp som gav uttrycklig feedback (t.ex. "Fantastiskt, det där objektet tillhör Musse! "), som lästes upp för barn men inte vuxna, (c) ett leende eller rynkade ansikte visades för korrekta respektive felaktiga svar, och (d) en hörselton presenterades (en hög ton för korrekta svar eller en låg ton ton för felaktiga svar). Varje inlärningsfas inkluderade fyra block om åtta försök, för totalt 32 försök; varje objekt presenterades två gånger per block, totalt åtta presentationer över hela fasen.

Inlärningstestfaser.: Inlärningstestproceduren var identisk med den för inlärningsfaserna förutom följande ändringar. För det första gavs ingen feedback på något försök; istället förblev karaktärerna på skärmen, men inget föremål fanns under ett mellanprovsintervall på 200 ms. Dessutom presenterades endast två block om åtta försök i varje inlärningstestfas. Liksom i inlärningsfaserna testades endast en uppsättning objekt i varje inlärningstestfas.

Bindningstestfas.: Syftet med bindningstestfasen var att ytterligare undersöka de minnesbindningsstrukturer som lärts in i experimentet. I varje försök visades deltagarna en karaktär (antingen Nalle Puh eller Musse Pigg) i mitten av skärmen och fem föremål placerade längs en osynlig horisontell linje nära skärmens nederkant (se figur 1B). Deltagarna fick veta att ett av de presenterade föremålen hade tillhört den givna karaktären tidigare i uppgiften och att deras uppgift var att identifiera det exakta föremålet. Barn svarade genom att röra vid det valda objektet på skärmen; vuxna svarade genom att trycka på motsvarande sifferknapp på tangentbordet.

Viktigt är att en funktion (dvs. formen eller färgen) gavs till deltagarna som en pekpinne, att varje svarsval hade samma funktionsvärde (t.ex. alla svarsval var blå). Den andra egenskapen skiljde sig åt bland alternativen och krävde minne för en association med den givna egenskapen och karaktären; vi hänvisar till detta som den testade funktionen. Varje objekt från båda uppsättningarna testades två gånger per block; form var den testade egenskapen på en av dessa försök, och färg var den testade egenskapen på den andra. Ordningen på försök inom varje block randomiserades för varje deltagare. Totalt 32 försök presenterades i fasen.

Vid varje försök var ett av objektvalen korrekt (dvs. hade associerats med den givna karaktären tidigare i uppgiften) och de återstående fyra var felaktiga. Tre av de felaktiga folierna hade alltid värden för den testade egenskapen som hade varit en del av (a) ett överlappande objekt (som hade presenterats under uppgiften men var associerat med den andra karaktären), (b) ett unikt objekt från set A, eller (c) ett unikt objekt från uppsättning B. För var och en av dessa kategorier valdes det specifika funktionsvärdet slumpmässigt från de tillgängliga alternativen för varje försök. Den fjärde folien hade alltid en ny funktion, slumpmässigt utvald vid varje försök från två former eller två färger som inte visades under inlärningsfaserna. Den rumsliga positionen för de fem svarsalternativen (refererad till som Korrekt, Överlappande, Unik A, Unik B och Ny) randomiserades för varje försök. Se figur 1D för exempel på svarsvalsmatriser.

Vi designade bindningstestet så att deltagarna kunde använda olika bindningsstrukturer för att begränsa sina svarsalternativ. Vi resonerade till exempel att om deltagarna hade bundit karaktären till värden för en enskild funktion (dvs. former eller färger), kunde de utesluta svarsalternativ med en testad funktion som inte hade associerats med karaktären (t.ex. korset och diamanten) former överst i figur 1D). På liknande sätt skulle intraobjektbindning av formen och färgen tillåta deltagaren att utesluta objekt med form-färgkombinationer som inte hade setts i inlärningsfaserna (t.ex. det blåa korset, den blå fyrkanten och den blå diamanten i figur 1D).

Noterbart skulle form-färgbindning tillåta perfekt noggrannhet för unika objekt, men inte för överlappande objekt, eftersom den överlappande objektfolien hade setts tidigare (t.ex. den blå stjärnan i figur 1D), men var associerad med den andra karaktären. Komplex bindning av formen och färgen i objektet såväl som karaktären kan dock användas för att korrekt identifiera det korrekta svarsvalet i alla försök. För att kvantitativt uppskatta i vilken utsträckning dessa bindande strukturer bildades av varje deltagare konstruerade vi en beräkningsmodell, som sammanfattas i resultatavsnittet och presenteras i detalj i online-tilläggsmaterialet.

Analyser – Vi genomförde alla analyser med hierarkiska Bayesianska metoder, inklusive konventionella regressionsmodeller och vår nya beräkningsmodell. Hierarkiska Bayesianska tillvägagångssätt tillåter uppskattning av modellparametrar för varje åldersgrupp, samtidigt som man tar hänsyn till variabiliteten mellan deltagarna. Dessutom möjliggör dessa metoder uppskattning av posteriora fördelningar av parametervärden, som i sig ger information om osäkerhet i parameteruppskattningar, så att breda fördelningar indikerar större osäkerhet i uppskattningarna.

Förutom att undersöka posteriora fördelningar av parametervärden för varje åldersgrupp, är det möjligt att jämföra dessa fördelningar mellan åldersgrupper. För att göra det använde vi en teknik för att beräkna överlappningen mellan två distributioner baserat på kärndensitetsuppskattningar (Pastore & Calcagnì, 2019). Kortfattat beräknar överlappningsmåttet, η, arean som delas av två fördelningar, jämfört med den totala arean. För två helt icke-överlappande distributioner, η=0, medan för två identiska distributioner, η=1. Detta är ett kontinuerligt mått mellan 0 och 1, men för att underlätta exponeringen överväger vi η<.05 values to be very strong evidence of a difference between groups (Darby & Sederberg, 2022).

Transparens och öppenhet – Vi har ovan rapporterat våra urvalsstorlekar och hur de fastställdes, såväl som proceduren för datauteslutning. Vi rapporterade också alla experimentella manipulationer och åtgärder. Alla analyser utfördes i Python (Van Rossum & Drake, 2011), och alla modeller implementerades med Python-biblioteket RunDEMC (https://github.com/compmem/RunDEMC). Studiens design och analyser var inte förregistrerade. Data och modellkod förknippade med denna studie är allmänt tillgängliga på https://osf.io/x9m83/.

For more information:1950477648nn@gmail.com