Višestruki i razdvojivi efekti senzorne historije na performanse radne memorije, 1. dio

Izvještaji o ponašanju o senzornim informacijama su pristrasni historijom stimulusa. Priroda i smjer takvih pristranosti ovisnosti o seriji mogu se razlikovati između eksperimentalnih postavki; uočene su i privlačne i odbojne predrasude prema prethodnim stimulansima.

Senzorne informacije su rezultat interakcije našeg tijela sa vanjskim svijetom i mogu se percipirati pomoću naših pet čula - vida, sluha, dodira, okusa i mirisa. Ove senzorne informacije se prenose do našeg mozga kroz nervni sistem, gdje se obrađuju i kodiraju u memoriju. Stoga postoji bliska veza između senzornih informacija i pamćenja.

Sposobnost stvaranja i očuvanja dobrih sjećanja je važna kognitivna sposobnost, a senzorne informacije su ključne za ovaj proces. Dok prolazimo kroz različita iskustva i događaje u našim životima, naš mozak prima informacije od svakog našeg čula, uključujući zvukove, slike, ukuse, mirise i još mnogo toga. Ove senzorne informacije pobuđuju naše interesovanje i stimulišu naše emocije, čineći iskustvo dubljim i značajnijim.

Kada se trebamo prisjetiti nekog događaja, senzorne informacije nam pomažu da izvučemo relevantne informacije iz naše memorijske banke. Na primjer, slika može izazvati vizualnu sliku mjesta, pjesma nas može podsjetiti na naše emocionalno stanje, a ukusi i mirisi mogu vratiti određene trenutke i scene. Senzorne informacije se također mogu kombinirati kako bi se stvorile složenije uspomene.

Stoga je održavanje različitih senzornih iskustava od velike pomoći za poboljšanje pamćenja. Možemo pokušati sudjelovati u raznim aktivnostima, uključujući gledanje filmova, slušanje muzike, čitanje knjiga, posjećivanje muzeja, putovanja itd. Održavanje radoznalosti i uzlaznog stava, te prikupljanje različitih informacija pomoći će cjelokupnom razvoju naše spoznaje, razmišljanja i pamćenja. .

Konačno, zapamtite da postoji uzajamno pojačavajući odnos između senzornih informacija i pamćenja. Pozitivna osjetilna iskustva stimuliraju pamćenje, a zdravo pamćenje nam pomaže da se bolje prisjetimo i razumijemo svoja osjetilna iskustva. Stoga se trebamo fokusirati na iskustvo svakog čula kako bismo promovirali naš ukupni razvoj. Vidi se da moramo poboljšati svoje pamćenje. Cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer je cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal s mnogim jedinstvenim efektima, od kojih je jedno poboljšanje pamćenja. Djelotvornost mljevenog mesa proizlazi iz njegovih različitih aktivnih sastojaka, uključujući kiselinu, polisaharide, flavonoide, itd. Ovi sastojci mogu promovirati zdravlje mozga na različite načine.

Kliknite na saznajte 10 načina za poboljšanje memorije

Kako i kada ove pristrasnosti nastaju u ljudskom mozgu ostaje uglavnom neistraženo. Mogu se javiti ili kroz promjenu same senzorne obrade/ili tokom postperceptivnih procesa kao što su održavanje ili donošenje odluka.

Da bismo to riješili, testirali smo 20 sudionika (11 žena) i analizirali bihevioralne i magnetoencefalografske (MEG) podatke iz zadatka radnog pamćenja u kojem su sudionicima uzastopno predstavljene dvije nasumično orijentirane rešetke, od kojih je jedna pozvana da se prisjeti na kraju. suđenje.

Bihejvioralni odgovori su pokazali dokaze za dvije različite predrasude: (1) odbojnu pristrasnost unutar ispitivanja u odnosu na prethodno kodiranu orijentaciju na istom ispitivanju i (2) privlačnu pristrasnost između pokušaja prema orijentaciji koja je relevantna za zadatak na prethodnom ispitivanju.

Multivarijantna klasifikacija orijentacije stimulusa otkrila je da su neuronske reprezentacije tokom kodiranja stimulusa bile pristrasne u odnosu na prethodnu orijentaciju rešetke, bez obzira na to da li smo razmatrali prethodnu orijentaciju unutar ili između pokušaja, uprkos suprotnim efektima na ponašanje.

Ovi rezultati sugeriraju da se odbojne predrasude javljaju na razini senzorne obrade i mogu se nadjačati u postperceptivnim fazama kako bi rezultirale privlačnim pristrasnostima u ponašanju.

Ključne riječi:

pristranosti; mašinsko učenje; MEG; neuronske reprezentacije; serijska zavisnost; radna memorija.

Izjava o značaju

Nedavna iskustva pristrasne izvještaje o ponašanju senzornih informacija, možda kapitalizirajući vremensku pravilnost u našoj okolini. Još uvijek je nejasno u kojoj fazi obrade stimulusa nastaju takve serijske pristranosti.

Ovdje smo zabilježili ponašanje i neurofiziološke [magnetoencefalografske (MEG)] podatke kako bismo provjerili da li obrasci neuronske aktivnosti tokom rane senzorne obrade pokazuju iste pristranosti koje se vide u izvještajima učesnika. U zadatku radnog pamćenja koji je proizveo višestruke predrasude u ponašanju, odgovori su bili pristrasni prema prethodnim ciljevima, ali daleko od novijih stimulansa.

Obrasci neuronske aktivnosti bili su jednolično odmaknuti od svih prethodno relevantnih stavki. Naši rezultati su u suprotnosti s prijedlogom da sve serijske predrasude nastaju u početnoj fazi senzorne obrade. Umjesto toga, neuronska aktivnost je pokazala uglavnom reakcije slične adaptaciji na nedavne podražaje.

Uvod

Istorija stimulusa modulira performanse vođena senzornim unosom. Oslanjanje na vremenske korelacije duboko je ukorijenjeno u vizualni sistem (Simoncelli i Olshausen, 2001) i može biti korisno za usmjeravanje percepcije unutar svijeta koji je uglavnom stabilan na kratkim vremenskim skalama (Dong i Atick, 1995.). Prethodni senzorni dokazi mogu biti učinkoviti prije izdvajanja signala iz bučnog senzornog toka i pomoći u održavanju stabilne reprezentacije kako bi se premostili treptaji, pokreti očiju ili vizuelne okluzije.

Nedavne studije su takođe otkrile snažne kratkoročne uticaje prethodne stimulacije na zadatke sa odloženim odgovorom i radnom memorijom (Huang i Sekuler, 2010; Cicchini et al., 2014, 2018; Fischer i Whitney, 2014; Bae i Luck, 2017; Fritsche i sur., 2017; Czoschke i sur., 2019). Konkretnije, stavke za pamćenje se često navode kao sličnije stimulansu koji je relevantan za zadatak u prethodnom ispitivanju.

Predlaže se da ova privlačna pristranost, koja se ponekad naziva i pristrasnost ovisnosti o seriji, povećava vremensku stabilnost djelujući kao prethodni (Cicchini et al., 2014; Fischer i Whitney, 2014; Kiyonaga et al., 2017; Fischer et al., 2020). Suprotno tome, karakteristike predmeta koji su uzastopno predstavljeni u ispitivanjima često se procjenjuju kao različitiji jedni od drugih (Born i Tootell, 1992; Störmer i Alvarez, 2014; Fritsche et al., 2017). Ova odbojna pristranost mogla bi biti rezultat efikasnog kodiranja vremenski autokoreliranih signala (Cicchini et al., 2018).

Pojačavanje suptilnih razlika između podražaja moglo bi dodatno poslužiti za optimizaciju perceptivnog donošenja odluka (Kiyonagaet al., 2017; Cicchini et al., 2018; van Bergen i Jehee, 2019). Uprkos njihovim suprotnim smjerovima, prikazane su privlačne i odbojne pristranosti u performansama da zajednički utiču na obradu zadataka (Fritsche et al., 2017., 2020.; Czoschke et al., 2019.), iako na različitim vremenskim skalama (Gekas et al., 2019.; Sheehan i Serences, 2022.).

Dok se trenutna literatura uglavnom fokusirala na ponašanje, relativno manje radova je ispitivalo da li ove suprotstavljene predrasude dijele neuronski mehanizam, a posebno da li se obje predrasude mogu pojaviti u ranim ili kasnim fazama senzorne obrade. Nekoliko studija je pokazalo dokaze o pristranostima između pokušaja koje nastaju u ranom vizuelnom korteksu (St. John-Saaltink et al., 2016; Sheehan i Serences, 2022), ali sa nedovoljnom vremenskom rezolucijom za izolaciju ranih faza obrade, ili su izmjerili samo aktivnost infrontalni korteks, ali ne i senzorni korteks (Papadimitriou et al., 2017).

Trenutna studija je kombinovala izvještaje o ponašanju u zadacima radne memorije i kontinuirane magnetoencefalografske (MEG) snimke kako bi se procijenile pristranosti unutar i između ispitivanja izazvane senzornom istorijom s visokom vremenskom rezolucijom.

Osmislili smo zadatak u kojem su učesnicima uzastopno predstavljene dvije orijentacije i koristili kontinuirani, precizan odgovor da reproduciraju jednu od njih na kraju ispitivanja. Dodatno, uključili smo znak koji je ukazivao na to koje od dvije orijentacije treba prijaviti u ispitivanju kako bismo testirali moguću različitu osjetljivost predrasuda na relevantnost stimulusa za zadatak (prema Bae i Luck, 2020; Fischer et al., 2020).

Uporedili smo sistematsku pristrasnost izazvanu prvom orijentacijom na drugu (pristrasnost unutar ispitivanja) kao i pristrasnosti iz prethodnog ispitivanja na trenutnom ispitivanju (pristrasnost između ispitivanja).

Kritično, testirali smo da li možemo pronaći neuronske potpise za takve predrasude koristeći pristup dekodiranju koji je koristio visoku vremensku rezoluciju MEG-a. Zadali smo dekodiranje predstavljene orijentacije i očekivali smo da pronađemo pristranosti unutar i između pokušaja u neuronskim podacima koji odražavaju predrasude u ponašanju.

Pregledom rezultata, potvrdili smo da su bihejvioralni odgovori sistematski odmaknuti od prethodnih orijentacija na istom ispitivanju i povučeni prema orijentacijama koje se prisjećaju u prethodnom ispitivanju.

Preslikavajući rezultate odbojnosti u ponašanju, senzorna neuronska reprezentacija orijentacije stimulusa pomaknuta je od prethodne orijentacije predstavljene u datom ispitivanju.

Međutim, nismo pronašli neuronske dokaze za privlačnu senzornu pristranost između pokušaja tokom orijentacijskog kodiranja, uprkos takvoj pristranosti uočenoj u ponašanju. Umjesto toga, uvijek smo primijetili odbojnu neuralnu pristranost, bez obzira na to da li smo orijentacije iz istog ili prethodnog ispitivanja smatrali izvor pristrasnosti.

Materijali i metode

Učesnici

U istraživanju je učestvovalo 20 zdravih dobrovoljaca sa normalnim vidom ili vidom korigiranim na normalan. Svi sudionici su bili između 20 i 36 godina (prosječno 25,4 godine; 11 žena). Prije nego što su učestvovali u studiji, volonteri su dali svoj informirani pristanak u skladu sa procedurama koje je odobrio Centralni univerzitetski istraživački etički komitet Univerziteta u Oksfordu. Učesnici su primili 15 funti po satu za učešće u ovoj studiji.

Eksperimentalna postavka

Učesnici su sjedili u MEG skeneru, koji je bio smješten u slabo osvijetljenoj, zvučno izoliranoj i magnetski zaštićenoj prostoriji. Projekciono platno je postavljeno na udaljenosti od 90 cm. Vizuelni stimulansi su projektovani na zadnjoj strani ekrana u prostornoj rezoluciji od 1024 768 piksela korišćenjem brzine osvežavanja od 60 Hz pomoću Panasonic DLP projektora (PT-D7700E).

Zadatak je programiran i predstavljen pomoću MATLAB-a (MathWorks) u kombinaciji sa Psychophysics Toolbox-om (Brainard, 1997).

Zadatak

Učesnici su izveli precizan zadatak radnog pamćenja u kojem su reprodukovali orijentaciju jednog od dva stimulansa rešetke predstavljena uzastopno sa nezavisnim orijentacijama (slika 1). Istovremeno sa predstavljanjem druge rešetke, učesnicima je dat znak o tome koju orijentaciju rešetke da prijave kada ih ispitaju na kraju ispitivanja. U polovini ispitivanja samo je prva ili druga rešetka predstavljena i korištena za izvještavanje.

Svaki pokušaj je počinjao sa centralnom fiksacionom tačkom (0.2 stepena vizuelnog ugla) na ekranu u trajanju od 800 ms sa sivom pozadinom (RGB: 127, 127, 127; slika 1). Nakon toga, sinusoidni Gaborov stimulus na nasumični ugao je centralno predstavljen na vizuelnom displeju u trajanju od 200 ms (prečnik vizuelnog ugla od 6 stepeni, dva ciklusa po stepenu vizuelnog ugla, 50% kontrasta, suženo Gausovom kovertom sa SD od 1,5 stepeni).

Na ispitivanjima u kojima prva rešetka nije bila predstavljena, fiksirajuća tačka je promijenila boju iz crne u sivu (RGB: 192, 192, 192) kako bi signalizirala izostavljanje. Nakon kašnjenja od 1700–1900 ms, predstavljena je druga rešetka. Ova druga rešetka imala je ista svojstva kao i prva rešetka osim ugla, koji je nasumično nacrtan nezavisno od orijentacije prve rešetke.

U središtu rešetke, fiksirajuća tačka je promijenila boju [narandžasta: (255,161, 0); cijan: (0, 236, 255)]. Boja je signalizirala da li će se ispitati prva orijentacija (izvještaj o prvom pokušaju) ili druga orijentacija (izvještaj o drugom pokušaju). Nepredviđene boje eksperimenta bile su uravnotežene među učesnicima i promijenjene na pola eksperimenta.

Nakon što su zamijenjene nepredviđene situacije u boji, učesnici su vježbali nove nepredviđene situacije kroz jedan blok prije nego što su nastavili s ovom drugom polovinom sesije. Oznaka boje je uvijek bila valjana u označavanju koja je orijentacija rešetke relevantna za fazu izvještavanja na kraju ispitivanja. U ogledima u kojima nije bilo druge rešetke, znak bi stoga uvijek ukazivao na prvu orijentaciju.

Nakon još jednog kašnjenja od 1700–1900 ms, pojavila se rešetka sonde. Učesnici su morali da podese svoju orijentaciju kako bi se poklopili sa signalnom rešetkom u memoriji. Podešavanje je vršeno pritiskom na dugmad sa desnom rukom za rotaciju rešetke u smjeru kazaljke na satu (CW; srednji prst) ili suprotno od kazaljke na satu (kažiprst).

Odgovori su potvrđeni pritiskom na dugme levim kažiprstom. Uslijedio je period fiksacije od 200-ms, nakon čega je učesnicima prezentovana povratna informacija od 50 ms u obliku rešetke koja ukazuje na ispravnu orijentaciju.

Ukupno su učesnici završili 400 ispitivanja. U polovini ispitivanja, dvije stavke su predstavljene u 200 pokušaja (100 pokušaja sa prvim znakom i 100 sa drugim signalom). Samo jedna stavka je predstavljena u preostalih 200 ispitivanja (100 sa samo rešetkom 1 i 100 sa samo rešetkom 2).

Rezultirajući faktorski dizajn (relevantna rešetka, broj predstavljenih rešetki) uključivao je četiri uslova: prvi izvještaj s dvije predstavljene stavke, prvi izvještaj s jednom predstavljenom stavkom, drugi izvještaj s dvije predstavljene stavke i izvještaj drugi s jednom predstavljenom stavkom. Tipovi ispitivanja su nasumično pomiješani i predstavljeni u blokovima od 50 pokušaja, pri čemu je svaki blok trajao 10 min.

Analiza ponašanja

Greška odgovora je kvantificirana izračunavanjem kružne udaljenosti između opozvane orijentacije i označene orijentacije. Svi odgovori su mapirani u prostor od 90 do 90 stepeni da bi se izračunala kružna greška. U analizama između pokušaja isključili smo prvo ispitivanje svakog bloka.

Modeliranje mješavine

Uklopili smo klasični model mješavine koji se često koristi u literaturi radne memorije za istraživanje relativne stope odgovora na mete, nagađanja i pogrešnih odgovora na pogrešnu metu („greške zamjene“; Bays et al., 2009.; Schneegans i Bays, 2017.) .

Model je prilagođen posebno za svako stanje (izvještaj prvi u ispitivanjima s dvije stavke; izvještaj prvi u kontroli s jednom stavkom; izvještaj drugi u pokušajima s dvije stavke; izvještaj drugi u kontroli s jednom stavkom).

Model mješavine procijenio je preciznost von Misesove distribucije, ciljnu stopu odgovora, stopu pogađanja i stopu zamjene za stavku koja je bila predstavljena u istom ispitivanju, ali nije upućena (samo pokušaji s dvije stavke). Nakon uklapanja podataka u cijeli skup podataka, model je dao težine jednog pokušaja za ciljnu stopu odgovora, stopu pogađanja i stopu zamjene.

Proračun pristranosti performansi

Izračunali smo pristranost performansi (označena kružna razlika između odgovora i ciljne orijentacije) kao funkciju kružne razlike između ciljne orijentacije i orijentacije koja je izazvala pristranost (ciljna orijentacija u prethodnom ispitivanju ili relevantna orijentacija u istom ispitivanju ).

Nismo koristili orijentaciju odgovora kako bismo izbjegli brkanje serijske pristrasnosti s kosom pristrasnošću, koja bi mogla umjetno naduvati procjenu pristrasnosti (De Gardelle et al., 2010; Tomassini et al., 2010). Izračunali smo razliku između ciljne orijentacije i induktora putem oduzimanja, sa svim ugaonim razlikama mapiranim između 90 stepeni i 90 stepeni.

Ove udaljenosti su podijeljene u 64 kante jednake veličine, koje se preklapaju, pri čemu je svaki spremnik sadržavao 25% pokušaja. Izračunali smo prosječnu označenu grešku (pristrasnost) za sve pokuse unutar svake korpe. Izbjegnuti su artefakti rubova tako što su ugaone razlike umotane okolo, kako bi se osiguralo da je prosjek izračunat tokom konstantnog broja pokušaja i centriran na sredini kante.

Nakon toga, promijenili smo predznak pristranosti performansi u bine sa negativnom razdaljinom i prosječno preko negativne (90 stepeni do 0 stepena) i pozitivne udaljenosti (0 stepen do 90 stepeni) između orijentacije mete i izazivanje orijentacije, što rezultira 32 kante. Zbirna pristrasnost na apsolutnim udaljenostima (0 stepeni do 90 stepeni) izračunata preko 32 bina za svaki uslov i učesnici su služili kao mera pristrasnosti.

For more information:1950477648nn@gmail.com