Är förkunskaper väsentliga? Ytterligare utbildningsmöjligheter Återställ sömnrelaterade minnesfördelar under förhållanden med låg förkunskap Del 2

3.2.2|Återkalla rundor

I alla återkallelseomgångar presenterades de holländska orden återigen akustiskt i en annan ordning än under inlärningen, följt av ett frågetecken på skärmen. Försökspersonerna ombads komma med rätt översättning eller hoppa över rättegången om ordet var okänt. Det fanns ingen tidsgräns för att svara. I n=40 ämnen var detta den enda återkallelseomgången och togs som en prestationsnivå före sömnen. I n=75 ämnen tillhandahölls ytterligare en återhämtningsrunda inklusive feedback före detta sista återkallande, oberoende av försökspersonens prestation. Feedback var presentationen av den korrekta översättningen och visades på skärmen i 2000 ms. I n=39 ämnen presenterades en andra cued retrieval plus feedback-runda innan den sista återkallelserundan (Figur 1). Denna sista återkallelseprestanda före retentionsintervallet togs som pre-retentionsprestandanivån. Vi beräknade vidare den relativa minnesprestanda över retentionsintervallet. Detta är procentandelen av ihågkomna ord efter kvarhållandet med ord som kom ihåg innan inställd på 100 %.

Sömn är ett av människors oumbärliga fysiologiska behov. Vi behöver tillräckligt med sömn varje dag för att hålla våra kroppar friska och våra hjärnor aktiva. I denna process har människors prestationsnivå och minne också mycket att göra med det.

För det första är prestationsnivåer före sömn nära relaterade till vårt minne. Om vi ​​rullar om och om i sängen och har svårt att somna kommer våra hjärnor inte att vara tillräckligt flexibla och vi kommer inte att kunna komma ihåg saker nästa dag. Tvärtom, om vi slappnar av innan vi går och lägger oss och säkerställer god sömnkvalitet kommer vi att vara mer energiska och ha starkare minne nästa dag.

För det andra förbättrar god sömn våra prestationsnivåer. Ett bra sömntillstånd kan säkerställa att vårt sinne är klart och vår kropp är frisk så att vi kan arbeta och studera mer fokuserat och tryggt och uppnå bättre prestationer.

Slutligen finns det några saker vi kan göra för att förbättra prestanda och minne före sänggåendet. Måttlig träning, att undvika att vara uppe sent, hålla ett regelbundet sömnschema och koppla av fysiskt och mentalt kan alla hjälpa oss att upprätthålla god sömnkvalitet och förbättra prestationsförmåga och minne.

Sammanfattningsvis finns det ett starkt samband mellan prestationsnivåer före sömn och minne. Ett bra sömntillstånd kan hjälpa oss att möta livet och arbeta mer energiskt och förbättra vår prestationsnivå och minne. Därför är det mycket viktigt att utveckla en god sömnvana. 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 sätt att förbättra hjärnans funktion

Vi rapporterar dessutom beskrivningarna för Levenshtein-avstånden, som indikerar den fonologiska likheten mellan det nederländska ordet och översättningen på tyska respektive franska. Ju närmare noll, desto mer lika är ordens fonologi. För den tyska översättningen är Levenshteins medelvärde {{0}}.61 ± 0.28, och för den franska 0.82 ± {{10} }.27 (medelvärde ± SD). Dessa skiljer sig markant från varandra (t119=7.27, p < 0.001). Medianen i den tyska listan är 0,59 och i den franska 1,00. De enskilda värdena listas i tabell S1 i tilläggsmaterialen.

3.3|Procedur

Försökspersonerna bjöds in till två sessioner. De ägde antingen rum på morgonen och kvällen samma dag (vakningsgrupp), eller under en natts sömn hemma på kvällen och morgonen (sömngruppen; figur 1). I genomsnitt började wakegruppens morgonpass klockan 08:07 och det andra passet klockan 19:21. I sömngruppen började kvällspasset kl 19:03 och det andra mötet kl 08:32 på morgonen. Vid det första mötet informerades försökspersonerna om studieflödet och syftet.

Efter att ha undertecknat det informerade samtycket kontrollerade vi deras kunskaper i holländska med ordet screening-uppgift. Efteråt presenterades ordinlärningsuppgiften, följt av cued retrieval utan feedback eller med en eller två ytterligare feedbackronder (Figur 1b). Försökspersonerna tillbringade antingen regelbundet sin dag, återvände till laboratoriet för den andra sessionen på kvällen samma dag, eller gick hem över natten. Under den andra sessionen, cirka 12 timmar senare, upprepades endast det återkallade återkallandet utan återkoppling. Försökspersonerna kompenserades. Sex–åtta dagar efter den första sessionen kontaktades de via e-post med en inbjudan till en överraskande tredje session för att förhindra externisering av det inlärda ordförrådet under tiden. Återigen testades cued recall och en ytterligare ersättning tillhandahölls.

3.4|Statistisk analys
Vi genomförde först en tvåvägs ANOVA med mellan-ämnesfaktorerna språk (tyska kontra franska) och typ av retentionsintervall (sömn kontra vaken). Efter att ha lagt till den fransktalande gruppen med två återkopplingsrundor och den tysktalande gruppen utan ett återkopplingsförsök, genomförde vi en trevägs ANOVA med faktorerna mellan ämnen språk (franska mot tyska), retention (sömn mot vaken) och minnesstyrka (låg mot hög). I en ytterligare analys lade vi inlärningsprestanda som en kovariat till denna modell och undersökte sambanden mellan inlärningsprestanda och retentionsprestanda för varje grupp med en Pearson-korrelation. Signifikanta huvudeffekter eller interaktioner följdes upp med tvåvägs ANOVA eller oberoende t-tester. I fallet med signifikant Levenes test korrigerade vi frihetsgraderna. Signifikansnivån sattes till p=0.05.

4|RESULTAT

Vi syftade först till att replikera effekten av förkunskaper på sömnassocierad minneskonsolidering. Därför jämförde vi fransktalande deltagare (låga förkunskaper) och tysktalande deltagare (höga förkunskaper) som lärt sig holländska ord i ett identiskt inlärningsparadigm, dvs med ett återkallande med feedback. I överensstämmelse med tidigare fynd inträffade en robust sömnrelaterad minnesfördel hos tysktalande deltagare: försökspersoner kom ihåg 100,91 % ± 1,64 % av ordparen efter en sömnperiod (med prestanda vid kodning inställd på 100%), medan de bara kom ihåg 93,87 % ± 1,69 % efter ett retentionsintervall fyllt med vakenhet under dagtid (t37=2,99, p=0.005).

Däremot kom fransktalande deltagare ihåg 94,17 % ± 1,67 % efter sömn och 93,96 % ± 1,67 % efter vakenhet. Denna skillnad var inte signifikant (p > 0.90). I en tvåvägs ANOVA med faktorerna språk (tyska kontra franska) och typ av retentionsintervall (sömn kontra vaken), var interaktionen mycket nära signifikanströskeln (F1,71=3.87, p {{15 }}.053, eta2=0.053). Med tanke på att riktningen för interaktionen sattes a priori i detta replikeringsförsök, är interaktionen signifikant när man använder ensidig testning (p < 0,03). Således bekräftar vårt resultat tidigare rapporter om att nivån av förkunskaper är viktig för sömnrelaterade minnesfördelar.

Men, som tidigare föreslagits, påverkade förkunskaper starkt minnesstyrkan under kodningsfasen före sömn: efter två träningsförsök kunde tysktalande deltagare återkalla översättningen av 65,90 ± 1,84 holländska ord (i genomsnitt översömn och vaken) grupper), medan fransktalande deltagare endast memorerade 39,44 ± 2,03 översättningar. Skillnaden var mycket signifikant (t73=9.68, p < 0.001). Således beräknas de sömnrelaterade minnesfördelarna för mycket olika nivåer av minnesstyrka vid kodning i de två språkgrupperna.

För att utjämna minnesstyrkan under kodningsfasen lade vi till ytterligare två grupper till vår analys: (1) fransktalande deltagare som fick en ytterligare feedbackrunda (totalt två feedbackronder); och (2) tysktalande deltagare som endast utförde inlärningsförsöket (ingen feedbackrunda). Den ytterligare gruppen tysktalande deltagare som endast utförde inlärningsförsöket kunde återkalla 38.08 ± 1,7{{30}} ord, vilket var jämförbart med minnesstyrkan hos fransktalande deltagare som utförde två träningsförsök (39,44 ± 2,03 översättningar, p > 0,60). Därför kategoriserades dessa två grupper som att de hade en "låg minnesstyrka" före sömn. Fransktalande deltagare med två återkopplingsomgångar ökade sin återhämtning före sömn nästan (men inte helt) till nivån för tysktalande deltagare med två träningar (franska: 60,05 ± 2,16 ord; tyska: 65,90 ± 1,84 ord; t{{26 }}.06, sid=0.04). Ändå ansåg vi att dessa två grupper hade "hög minnesstyrka" före sömn. I den utforskande ANOVA vid den sista återkallelsen (utan återkoppling) före retentionsintervallet inklusive alla fyra grupper som använde faktorerna språk (franska kontra tyska) och minnesstyrka (hög kontra låg), var språkets huvudsakliga effekt inte signifikant (p > 0,24) ), och inte heller interaktionen nådde signifikans (F1,150=3.48, p=0.064). Endast huvudeffekten av minnesstyrka var mycket signifikant (F1,150=156.83, p < 0.001). Sålunda modulerades inlärningsprestanda före retentionsintervallet endast av minnesstyrkor före retentionsintervallet, men inte av nivån på förkunskaper (hög för tyska, låg för fransktalande deltagare; figur 2).

Vi genomförde nu en övergripande analys som inkluderar alla fyra grupperna med hjälp av följande tre faktorer: typ av retentionsintervall (sömn kontra vaken); språk (franska kontra tyska); och minnesstyrka (låg mot hög). Om höga förkunskaper skulle vara avgörande för sömnassocierad minneskonsolidering, skulle vi förvänta oss ett tvåvägsinteraktionsspråk och typ av retentionsintervall. Denna interaktion var dock inte signifikant (p > 0.70). Trevägsinteraktionen nådde inte heller betydelse (p > 0.60). Men, oberoende av språkfaktorn, interagerade minnesstyrkan signifikant med typen av retentionsintervall (F1,146=7.09, p {{10}}.009 , eta2=0.046): en sömnrelaterad minnesfördel inträffade i båda språkgrupperna när minnesstyrkan före sömn var hög (sömn: 101,85 % ± 1,22 % jämfört med vaken: 94,80 % ± 0,96 %; t 76=4,57, p < 0,001), medan sömn kontra vakenhet inte påverkade retentionspoäng när minnesstyrkan var låg (sömn: 96,84 % ± 1,26 % jämfört med vaken: 95,73 % ± 1,18 %, p > 0,50; se figur 2 för en sammanfattning av effekterna av minnesstyrka och språkgrupp på sömnrelaterade minnesfördelar, och figur S1 för presentationen inklusive individuella datapunkter). På nivån av huvudeffekter var retentionspoäng generellt högre efter sömn jämfört med vakenhet (F1,146=12.94, p < 0.001, eta2=0.08), och tenderade att vara högre för hög kontra låg minnesstyrkor (F1,146=3.57, p=0.06). Slutligen observerade vi en interaktion mellan språk och nivå av minnesstyrka (F1,146=7.12, p=0.009, eta2=0.046): skillnaden för retentionspoäng i grupper med låg kontra hög minnesstyrka var större för fransktalande deltagare än för tysktalande ämnen (för beskrivningar, se tabell 1).

I en ytterligare analys testade vi om inlärningsprestationer hade en inverkan på resultaten. Vi utförde först korrelationerna för var och en av grupperna separat (tabell 2). Vi fann att även om korrelationerna i det tyskspråkiga urvalet tenderade att vara signifikanta, fanns ingen av dem i det fransktalande urvalet.

I ett andra steg inkluderade vi inlärningsprestanda som en kovariat i vår trevägs ANOVA, rapporterad ovan med faktorerna typ av retentionsintervall (sömn mot vaken), språk (franska kontra tyska) och minnesstyrka (låg kontra hög). Detta ändrade inte någon av signifikansen och vände bara den tidigare trenden i huvudeffekten av kodningsnivån icke-signifikant med p=0.19. Detta är vettigt, eftersom kovariaten i denna analys är kodningsnivån.

5|DISKUSSION

Vilka minnen som väljs ut för sömnmedierad minneskonsolidering är fortfarande en fråga om debatt. Här undersökte vi om vissa effekter av förkunskaper på offlineretentionsprocesser kan förklaras av skillnader i minnesstyrka redan under kodning före sömn. Vi använde oss därför av den divergerande diskrepansen mellan holländska och tyska kontra franska. Även om det ger tysktalande ämnen ett redan existerande schema där nyinlärda holländska ord kan integreras, gör det mindre i fransktalande ämnen. Om höga förkunskaper var den enda relevanta faktorn för en gynnsam effekt av sömn, antog vi att denna nackdel inte kan kompenseras av en ökad nivå av minnesstyrka, operationaliserad av ytterligare inlärningsmöjligheter.

Framför allt förbättrades retention generellt över sömnen jämfört med vaken, vilket manifesterades i en mycket signifikant och robust huvudeffekt av sömn. Ingen av de andra två påverkande faktorerna var lika avgörande för retentionsnivån över intervallet som sömnen var. När det gäller våra hypoteser visade våra resultat att minnesstyrka men inte högre förkunskaper var avgörande för om sömn stärkte minnen eller inte. Starka initiala minnen gynnades av en natts sömn jämfört med en period av vakenhet, men svaga minnen gjorde det inte. Den nödvändiga minnesstyrkan uppnåddes efter två inlärningsförsök i Tyskland och tre i franska ämnen. Förkunskaper gjorde det alltså möjligt för oss att uppnå den nödvändiga minnesstyrkan tidigare, men detta kunde kompenseras av ytterligare inlärningsansträngningar. Dessa resultat tyder på att det i vår studie snarare är den initiala minnesstyrkan än modersmålets närhet till studiematerialet som påverkar huruvida minnen tjänar på retention under sömnen eller inte.

Antagligen har förkunskaper en modererande roll i sambandet mellan inlärningsintensitet och offline-retentionsprestanda, eftersom minnet hos tyska deltagare gynnades något av sömn redan vid låga inlärningsintensiteter. Man skulle kunna anta att om en viss nivå av redan existerande schema existerar, tillför mer inlärning mer till den totala minnesstyrkan än när låga förkunskaper är tillgängliga. Detta är i linje med tidigare litteratur om att lärande med förkunskaper går snabbare och kan vara en konsekvens av fler tillgängliga resurser för nytt lärande. Att jämföra tillväxten av absoluta ord som återkallas från inlärningsrunda till inlärningsrunda mellan båda språkgrupperna kunde ha belyst detta antagande. Det måste dock antas att inlärningskurvan är icke-linjär och mängden extra inlärda ord krymper med ökande inlärningsrundor. Men vi mätte inte tillväxten hos franska ämnen från omgång ett till två, och i tyskar hade vi ingen tredje återkallelseomgång, så vi kan inte reda ut denna förvirring i våra data för att testa begreppet.

I vår initiala analys när både tysktalande och fransktalande deltagare hade två inlärningsronder före sömn, visade endast tysktalande deltagare en sömnmedierad minnesfördel. I motsats till vissa fynd (Havas et al., 2018; Payne et al., 2012) observerade vi en positiv effekt av högre nivåer av förkunskaper på sömnmedierad minneskonsolidering. Således, även om ordpar fonologiskt var mer lika för tysktalande ämnen än fransktalande ämnen, tjänade de på ett offline-retentionsintervall fyllt med sömn, medan fransktalande ämnen inte gjorde det. I motsats till studien av Payne et al. (2012) och Havas et al. (2018) använde vi inte ordpar från deltagarnas modersmål. Det kan vara möjligt att det är så lätt att lära sig bekanta ordpar på sitt modersmål att konsolidering inte tjänar på sömn. Här var båda vokabulärerna på ett okänt språk, med den enda skillnaden att holländska är närmare tyska än franska. Detta återspeglades också i våra mätningar av Levenshteins avstånd i ordlistorna. I genomsnitt liknade nederländska ords fonologi mer tyska än franska. Som en begränsning, istället för förkunskaper, kunde den enkla närheten till språk ha gjort inlärningen lättare för den tyska gruppen. Detta stämmer överens med resultaten av ordscreeningsuppgiften, och pekar snarare mot tysktalande som har mindre förkunskaper om nederländska ordförråd än fransktalande. Det är känt från tidigare litteratur att svårigheter påverkar sömnberoende minneskonsolidering (Cordi & Rasch, 2021). Vi kan inte utesluta att minnesstyrkan i den tyska gruppen var högre på grund av lägre svårighetsgrad till följd av språkens närhet. Men man skulle också kunna tolka "närhet av språk" som en speciell form av förkunskap där de befintliga kunskapsstrukturerna för "närmare" språk i hjärnan är mer lika än de för mer avlägsna språk. Oavsett vilket kan det finnas ett optimalt utbud av förkunskaper/minnesstyrka som krävs för sömnmedierade minnesfördelar så att för låga och för höga nivåer minskar sömnens inverkan på konsolideringen.

Det bör noteras att vårt ord-par-inlärningsparadigm använde ett sista test före sömn som inte innehöll någon feedback om huruvida ordet som hämtades var korrekt eller inte. Denna typ av försök kallas även för "retrieval practice trial" i samband med studier om testeffekten (Roediger & Butler, 2011). En tidigare studie har rapporterat att ordpar som lärts in i ett övningsförsök inte drar nytta av ett retentionsintervall fyllt med sömn (Bäuml et al., 2014). I vår studie är dock en robust fördel med ett retentionsintervall fyllt med sömn jämfört med vakenhet uppenbar, även om ordparträning innan sömn slutade med ett test för övningsövningar. Flera andra studier har observerat sömnfördelar på minnet på ordpar när hämtningsövningar användes före sömn (Feld et al., 2016; Gais et al., 2006; Schreiner & Rasch, 2015). Den exakta anledningen till att Bäuml och kollegor inte kunde upptäcka en sömnfördel efter ordpar som lärts in med övningsförsök är inte klarlagd men kan relatera till de specifika aspekterna av stimulansmaterialet (t.ex. listlängder, svårighetsnivåer, etc.).

Det hävdades ibland att redan existerande schema accelererar konsolideringshastigheten (Groch et al., 2017; Tse et al., 2007). Detta fick vissa forskare att dra slutsatsen att om ingen sömneffekt förekom i deras data, särskilt de tillstånd med inkongruent schema, skulle det ha krävts mer tid för konsolideringseffekter att manifestera sig (Durrant et al., 2015). I vår design kan detta uteslutas som en anledning eftersom alla våra experimentgrupper exponerades för samma retentionsintervall. Avgörande för tidsramen för konsolideringen var dock överensstämmelsen mellan nya objekt och förkunskaper. Durrant et al. (2015) undersökte konsolideringen av schema-konforma kontra icke-konforma auditiva minnen. De överensstämmande melodierna som passade väl till det redan existerande schemat konsoliderades företrädesvis och snabbare. Detta är lite mer komplext med språk eftersom en semantisk likhet förmodligen skulle behöva särskiljas från en fonologisk/visuell. Ändå kan man ifrågasätta hur kongruenta de nederländska orden var med förkunskaperna om vårt tyska prov. Å ena sidan liknade de holländska orden tyska, å andra sidan var en del av ordet inte det. Detta kan ha lett till mer interferens än "användbara" förkunskaper när det gäller hur kongruent information skulle ha gjorts. Icke desto mindre, om tyskan ansågs inkongruent, skulle förutsägelsen för mönstret av resultaten fortfarande vara att detta är överlägset låga förkunskaper, vilket franskan inte borde kunna kompensera för genom att lära sig.

Tvärtom, förutsatt att vi använde kongruent läromedel, skilde sig inte mängden överlappning mellan modersmålet och de enskilda objekten systematiskt mellan grupperna eftersom vi använde samma uppsättning ordpar i varje grupp. Denna överlappning av delade element ansågs vara den relevanta aspekten av hur förkunskaper hjälper minneskonsolidering i iOtA-konceptet (informationsöverlappning till abstrakt). Denna modell konstruerades huvudsakligen för att förklara processer av abstraktion och integration under minneskonsolidering. Det förklarar därmed snarare fynden av förbättrad huvudextraktion, statistisk inlärning, insikt eller implicit inlärning, medan författarna medger att det finns andra former av minneskonsolidering som denna modell inte håller för (Lewis & Durrant, 2011). Andra forskare rapporterar också vikten av redan existerande schema i kontexten av objektintegrering och generering av ny kunskap utöver de konkreta objekt som har lärts, såsom i gistextraktion, inlärning av dolda regler, implicit inlärning av andra regelbundenheter såsom artificiell grammatik (Stickgold & Walker, 2013). Den typ av inlärningsuppgift vi använde här krävde inte generering av ny kunskap i en integrerande mening, utan snarare enbart associationsinlärning. Medan i uppgifter som de som nämnts ovan kan en viss nivå av förkunskaper vara en förutsättning, men det kan bara vara en av flera faktorer som påverkar minnesstyrkan och därmed storleken på sömnfördelen hos andra.

FÖRFATTARBIDRAG

Utformning av studien: TS, BR; datainsamling: TS; statistisk analys och tolkning av data: MC, BR; manuskriptutkast: MC, BR; läst och godkänt manuskriptet: alla.

TACK

Arbetet utfördes vid universitetet i Zürich, Institutet för psykologi, Institutionen för biopsykologi. Det finansierades av ett anslag från Swiss National Foundation (SNSF nr. 100014_162388) och European Research Council (ERC) under Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horizon 2020 (bidragsavtal nr 677875). Open access-finansiering tillhandahålls av Universite de Fribourg.

REFERENSER

1. Bartlett, FC (1932). Remembering: A Study in Experimental and Social Psychology (Vol. 27, s. 331). Cambridge University Press. https://doi.org/ 10.1086/399084

2. Bartlett, FC (1932). Remembering: A Study in Experimental and Social Psychology (Vol. 27, s. 331). Cambridge University Press.https://doi.org/ 10.1086/399084

3.Born, J., & Wilhelm, I. (2012). Systemkonsolidering av minne under sömn. Psykologisk forskning, 76(2), 192–203.

4. Brodt, S., Gais, S., Beck, J., Erb, M., Scheffler, K., & Schönauer, M. (2018). Snabbspår till neocortex: Ett minnesengram i bakre parietal cortex. Science, 362(6418), 1045–1048.

5. Cordi, MJ, & Rasch, B. (2021). Hur robusta är fördelarna med sömnmedierat minne? Current Opinion in Neurobiology, 67, 1–7.

6.Diekelmann, S., Born, J., & Wagner, U. (2010). Sömn förbättrar falska minnen beroende på allmän minnesprestanda. Behavioral Brain Research, 208(2), 425–429.

7.Diekelmann, S., Wilhelm, I., & Born, J. (2009). Vad och när för sömnberoende minneskonsolidering. I sömnmedicinska recensioner (Vol. 13, s. 309–321).

8. Drosopoulos, S., Schulze, C., Fischer, S., & Born, J. (2007). Sömnens funktion i spontan återhämtning och konsolidering av minnen. Journal of Experimental Psychology. Allmänt, 136(2), 169–183.

9. Durrant, SJ, Cairney, SA, McDermott, C., & Lewis, PA (2015). Schema-konforma minnen konsolideras företrädesvis under REM-sömn. Neurobiologi of Learning and Memory, 122, 41–50

10.Feld, GB, Weis, PP, & Born, J. (2016). Den begränsade kapaciteten för sömnberoende minneskonsolidering. Frontiers in Psychology, 7(SEP), 1368.

For more information:1950477648nn@gmail.com