Az érzékszervi történelem többszörös és disszociálható hatása a munkamemória teljesítményére 1. rész

A szenzoros információk viselkedési jelentéseit torzítja az ingertörténet. Az ilyen sorozatfüggő torzítások természete és iránya eltérhet a kísérleti beállításoktól függően; mind vonzó, mind taszító torzítást figyeltek meg a korábbi ingerekkel szemben.

Az érzékszervi információ testünk külvilággal való interakciójának eredménye, és öt érzékszervünkkel – látás, hallás, tapintás, ízlelés és szaglás – érzékelhető. Ez az érzékszervi információ az idegrendszeren keresztül jut el agyunkba, ahol feldolgozzák és a memóriába kódolják. Ezért szoros kapcsolat van az érzékszervi információ és a memória között.

A jó emlékek létrehozásának és megőrzésének képessége fontos kognitív képesség, és az érzékszervi információk kritikusak ehhez a folyamathoz. Életünk során különféle tapasztalatokon és eseményeken megyünk keresztül, agyunk információkat kap minden érzékszervünktől, beleértve a hangokat, képeket, ízeket, szagokat és egyebeket. Ez az érzékszervi információ felkelti érdeklődésünket és serkenti érzelmeinket, mélyebbé és tartalmasabbá téve az élményt.

Amikor fel kell idéznünk valamilyen eseményt, az érzékszervi információk segítenek visszakeresni a releváns információkat memóriabankunkból. Például egy festmény egy hely vizuális képét idézheti fel, egy dal emlékeztethet érzelmi állapotunkra, az ízek és illatok pedig konkrét pillanatokat és jeleneteket idézhetnek fel. Az érzékszervi információk kombinálhatók is összetettebb emlékek létrehozásához.

Ezért a különféle érzékszervi tapasztalatok fenntartása nagyon hasznos a memória javításában. Megpróbálhatunk különféle tevékenységekben részt venni, beleértve a filmnézést, zenehallgatást, könyvolvasást, múzeumlátogatást, utazást stb. A kíváncsiság és a felfelé irányuló attitűd fenntartása, a sokrétű információgyűjtés elősegíti megismerésünk, gondolkodásunk és emlékezetünk általános fejlődését. .

Végül ne feledje, hogy az érzékszervi információ és a memória között kölcsönösen erősítő kapcsolat van. A pozitív érzékszervi élmények serkentik a memóriát, az egészséges memória pedig segít jobban felidézni és megérteni érzékszervi tapasztalatainkat. Ezért az egyes érzékek megtapasztalására kell összpontosítanunk, hogy elősegítsük általános fejlődésünket. Látható, hogy javítanunk kell a memóriánkat. A Cistanche deserticola jelentősen javíthatja a memóriát, mert a Cistanche deserticola egy hagyományos kínai gyógyászati ​​anyag, számos egyedi hatással, amelyek közül az egyik a memória javítása. A darált hús hatékonyságát a különféle hatóanyagok, köztük a savak, a poliszacharidok, a flavonoidok stb. adják. Ezek az összetevők számos módon elősegíthetik az agy egészségét.

Kattintson a Tudjon meg 10 módszerre a memória javítására

Az, hogy ezek az előítéletek hogyan és mikor keletkeznek az emberi agyban, nagyrészt feltáratlan. Előfordulhatnak magának az érzékszervi feldolgozásnak a megváltozásával/vagy az észlelést követő folyamatok során, mint például a karbantartás vagy a döntéshozatal.

Ennek megoldására 20 résztvevőt (11 nő) teszteltünk, és elemeztük a viselkedési és magnetoencephalográfiás (MEG) adatokat egy munkamemória-feladatból, amelyben a résztvevők egymás után két véletlenszerűen orientált rácsot kaptak, amelyek közül az egyiket felidéztük a feladat végén. próba.

A viselkedési válaszok két különböző torzításra utaltak: (1) a kísérleten belüli taszító torzítás, amely eltér a korábban kódolt irányultságtól, ugyanazon a kísérletben, és (2) a kísérletek közötti vonzó elfogultság az előző próba feladat-releváns orientációja felé.

Az ingerorientáció többváltozós osztályozása feltárta, hogy az ingerkódolás során a neurális reprezentációk eltolódnak a korábbi rácsorientációtól, függetlenül attól, hogy a kísérleten belüli vagy a kísérletek közötti előzetes orientációt vettük figyelembe, annak ellenére, hogy a viselkedésre ellentétes hatással volt.

Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a taszító torzítások az érzékszervi feldolgozás szintjén fordulnak elő, és felülbírálhatók az észlelés utáni szakaszokban, hogy vonzó torzítást eredményezzenek a viselkedésben.

Kulcsszavak:

torzítások; gépi tanulás; MEG; idegi reprezentációk; sorozatfüggőség; munkamemória.

Jelentőségi nyilatkozat

A közelmúlt tapasztalatai torzítják a szenzoros információk viselkedési jelentéseit, esetleg kihasználva a környezetünk időbeli szabályszerűségét. Még mindig nem világos, hogy az ingerfeldolgozás mely szakaszában merülnek fel ilyen sorozatos torzítások.

Itt rögzítettük a viselkedést és a neurofiziológiai [magnetoencephalographiás (MEG)] adatokat, hogy megvizsgáljuk, vajon a korai szenzoros feldolgozás során a neurális aktivitási minták ugyanazokat a torzításokat mutatják-e, mint a résztvevők jelentései. Egy munkamemória-feladatban, amely többszörös viselkedésbeli torzítást eredményezett, a válaszok a korábbi célpontok felé torzultak, de távolabb kerültek az újabb ingerektől.

A neurális aktivitási minták egyenletesen eltértek az összes korábban releváns elemtől. Eredményeink ellentmondanak annak a feltételezésnek, hogy minden sorozatos torzítás az érzékszervi feldolgozás közeli szakaszában merül fel. Ehelyett az idegi aktivitás többnyire alkalmazkodáshoz hasonló reakciókat mutatott a közelmúlt ingereire.

Bevezetés

Az ingertörténet szenzoros bemenet által vezérelve modulálja a teljesítményt. Az időbeli összefüggésekre való támaszkodás mélyen beépült a vizuális rendszerbe (Simoncelli és Olshausen, 2001), és jótékony hatású lehet az észlelés irányítására egy olyan világban, amely nagyrészt stabil a rövid időskálán (Dong és Atick, 1995). A múltbéli szenzoros bizonyítékok hatékony előzményei lehetnek a zajos szenzoros folyamból származó jelek kinyerésének, és segítenek fenntartani a stabil reprezentációt a pislogások, a szemmozgások vagy a vizuális elzáródások áthidalására.

A közelmúltban végzett tanulmányok azt is feltárták, hogy a késleltetett válaszreakciós és munkamemóriai feladatokban az előzetes stimuláció erőteljes rövid távú hatásai vannak (Huang és Sekuler, 2010; Cicchini et al., 2014, 2018; Fischer és Whitney, 2014; Bae és Luck, 2017; Fritsche és mtsai, 2017; Czoschke és mtsai, 2019). Pontosabban, az emlékezett elemeket gyakran úgy számolják be, mint amelyek jobban hasonlítanak egy korábbi próba feladat-relevants ösztönzésére.

Ez a vonzó torzítás, amelyet néha sorozatfüggőségi torzításnak is neveznek, feltételezhetően növeli az időbeli stabilitást azáltal, hogy prioritásként működik (Cicchini és mtsai, 2014; Fischer és Whitney, 2014; Kiyonaga et al., 2017; Fischer et al., 2020). Ezzel szemben a kísérletek során egymás után bemutatott elemek jellemzőit gyakran úgy ítélik meg, hogy jobban eltérnek egymástól (Born és Tootell, 1992; Störmer és Alvarez, 2014; Fritsche etal., 2017). Ez a taszító torzítás az időlegesen autokorrelált jelek hatékony kódolásából fakadhat (Cicchini et al., 2018).

Az ingerek közötti finom különbségek felerősítése emellett a perceptuális döntéshozatal optimalizálását is szolgálhatja (Kiyonagaet al., 2017; Cicchini et al., 2018; van Bergen és Jehee, 2019). Ellentétes irányuk ellenére vonzó és taszító teljesítmény torzításokat mutattak ki közösen befolyásolni a feladatfeldolgozást (Fritsche et al., 2017, 2020; Czoschke et al., 2019), bár eltérő időskálán (Gekas et al., 2019; Sheehan és Serences, 2022).

Míg a jelenlegi irodalom nagyrészt a viselkedésre összpontosít, viszonylag kevesebb munka vizsgálta, hogy ezek az ellentétes torzítások megosztanak-e neurális mechanizmust, és különösen, hogy mindkét torzítás előfordulhat-e a szenzoros feldolgozás korai vagy késői szakaszában. Számos tanulmány kimutatta a korai látókéregben fellépő kísérletek közötti torzításokat (St. John-Saaltink et al., 2016; Sheehan és Serences, 2022), de nem elegendő időbeli felbontással a korai feldolgozási szakaszok elkülönítéséhez, vagy csak az aktivitást mérték. infrontális kéreg, de nem szenzoros kéreg (Papadimitriou et al., 2017).

A jelenlegi tanulmány a munkamemória-feladatokban végzett viselkedési jelentéseket és a folyamatos magnetoencephalographiás (MEG) felvételeket kombinálta, hogy felmérje a vizsgálaton belüli és a kísérletek közötti torzításokat, amelyeket a szenzoros történelem nagy időbeli felbontással indukált.

Kidolgoztunk egy olyan feladatot, amelyben a résztvevők egymás után két tájékozódást mutattak be, és folyamatos, precíziós választ használtak az egyik reprodukálására a próba végén. Ezenkívül tartalmaztunk egy jelzést, amely jelezte, hogy a két irány közül melyiket kellett bejelenteni a kísérlet során, hogy teszteljük az ingerek feladat-relevanciájával kapcsolatos torzítások lehetséges eltérő érzékenységét (Bae és Luck, 2020; Fischer és mtsai, 2020 szerint).

Összehasonlítottuk az első orientáció által előidézett szisztematikus torzításokat a másodiknál ​​(próbán belüli torzítás), valamint az előző kísérlet torzításait a jelenlegi vizsgálatban (próbák közötti torzítás).

Kritikusan megvizsgáltuk, hogy találhatunk-e neurális aláírásokat az ilyen torzításokhoz olyan dekódolási megközelítéssel, amely kihasználja a MEG nagy időbeli felbontását. Célunk volt, hogy dekódoljuk a bemutatott orientációt, és azt vártuk, hogy megtaláljuk a vizsgálaton belüli és a kísérletek közötti torzításokat a neurális adatokban, amelyek tükrözik a viselkedési torzításokat.

Az eredményeket áttekintve megerősítettük, hogy a viselkedési válaszokat szisztematikusan eltolta a korábbi irányultságoktól ugyanabban a kísérletben, és az előző kísérletben felidézett orientációk felé húzták.

A viselkedési taszítás eredményeit tükrözve az ingerorientáció szenzoros neurális reprezentációja eltolódott az adott kísérletben bemutatott korábbi orientációtól.

Azonban nem találtunk neurális bizonyítékot vonzó kísérletek közötti szenzoros torzításra az orientációs kódolás során, a viselkedésben megfigyelt ilyen torzítás ellenére. Ehelyett mindig visszataszító neurális torzítást figyeltünk meg, függetlenül attól, hogy az azonos vagy az előző kísérletből származó orientációkat tekintettük-e az elfogultság forrása.

Anyagok és metódusok

Résztvevők

Húsz egészséges önkéntes vett részt a vizsgálatban, akik normál vagy normálisra korrigált látással rendelkeztek. Minden résztvevő 20 és 36 év közötti volt (átlag 25,4 év; 11 nő). Mielőtt részt vettek a vizsgálatban, az önkéntesek tájékozott beleegyezésüket adták az Oxfordi Egyetem Központi Egyetemi Kutatási Etikai Bizottsága által jóváhagyott eljárásoknak megfelelően. A résztvevők óránként 15 GBP kompenzációt kaptak a vizsgálatban való részvételért.

Kísérleti elrendezés

A résztvevők a MEG szkennerben ültek, amely egy gyengén megvilágított, hangszigetelt és mágnesesen árnyékolt szobában volt. A vetítővászon 90 cm-es látótávolságra került. A vizuális ingereket a képernyő hátuljára vetítettük 1024 768 pixeles térbeli felbontással, 60 Hz-es frissítési frekvenciával, Panasonic DLP-projektor (PT-D7700E) segítségével.

A feladatot a MATLAB (MathWorks) és a Psychophysics Toolbox (Brainard, 1997) segítségével programozták és mutatták be. A résztvevők egy optikai szál válaszdobozon jelezték válaszaikat.

Feladat

A résztvevők precíziós munkamemória feladatot hajtottak végre, amelyben reprodukálták a két egymás után bemutatott, egymástól független orientációval rendelkező rácsinger egyikének orientációját (1. ábra). A második rács bemutatásával egyidejűleg a résztvevők rámutattak arra, hogy melyik rácsirányt kell jelenteniük, amikor a vizsgálat végén megvizsgálták őket. A kísérletek felében csak az első vagy a második rács került bemutatásra és jelentéskészítésre.

Mindegyik próba egy központi rögzítési ponttal (0,2 fokos látószög) kezdődött a képernyőn 800 ms-ig szürke háttérrel (RGB: 127, 127, 127; 1. ábra). Ezt követően egy szinuszos Gabor-inger egy A véletlenszerű szöget központilag mutatták be a vizuális kijelzőn 200 ms-ig (6 fokos látószög átmérője, két ciklus a látószög fokánként, 50%-os kontraszt, a Gauss-burok elvékonyodása 1,5 fokos SD-vel).

Azokban a kísérletekben, amelyekben az első rácsot nem mutatták be, a rögzítési pont színe feketéről szürkére változott (RGB: 192, 192, 192), hogy jelezze a kihagyást. 1700-1900 ms késleltetés után bemutatásra került a második rács. Ez a második rács ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik, mint az első rács, kivéve a szöget, amelyet véletlenszerűen húztak meg, függetlenül az első rács orientációjától.

A rács közepén a rögzítési pont színe megváltozott [narancs: (255,161, 0); ciánkék: (0, 236, 255)]. A szín jelezte, ha az első tájolást (az első kísérlet jelentése) vagy a második tájolást (második kísérlet jelentése) vizsgálják. A kísérlet jelzőszín-kontingenciáit a résztvevők között ellensúlyozták, és a kísérlet felénél megváltoztak.

Miután a színkontingenciákat megváltoztatták, a résztvevők egy blokkon keresztül gyakorolták az új esetlegességeket, mielőtt folytatták volna az ülés második felével. A színjelzés mindig érvényes volt annak jelzésére, hogy a vizsgálat végén melyik rács iránya volt releváns a jelentési szakaszban. Azokon a próbákon, ahol a második rács hiányzott, a jelzés ezért mindig az első tájolást jelzi.

Újabb 1700–1900 ms-os késleltetés után egy szonda rács jelent meg. A résztvevőknek be kellett állítaniuk a tájolásukat, hogy megfeleljenek a jelzett rácsmemóriának. A beállítások a jobb oldali gombok megnyomásával történtek a rács óramutató járásával megegyező (CW; középső ujj) vagy azzal ellentétes (mutatóujj) forgatásához.

A válaszokat a bal mutatóujjával egy gomb megnyomásával erősítették meg. Egy 200- ms rögzítési időszak következett, amely után a résztvevők 50 ms-os visszajelzést kaptak rács formájában, jelezve a helyes tájolást.

A résztvevők összesen 400 próbát fejeztek be. A kísérletek felében 200 kísérletben két elemet mutattak be (100 kísérlet az első jelzéssel és 100 a második jelzéssel). A fennmaradó 200 próbában csak egy elemet mutattak be (100-ban csak az 1-es ráccsal és 100-ban csak a 2-es ráccsal).

Az így létrejövő gyári tervezés (releváns rács, bemutatott rácsok száma) négy feltételt tartalmazott: először két elemmel kell jelentést készíteni, első jelentést egy tétel bemutatásával, második jelentést két elem bemutatásával, és második jelentést egy tétel bemutatásával. A kísérleti típusokat véletlenszerűen kevertük össze, és 50 kísérletből álló blokkban mutattuk be, mindegyik blokk 10 percig tartott.

Viselkedéselemzés

A válaszhibát a visszahívott orientáció és a jelzett orientáció közötti körkörös távolság kiszámításával számszerűsítettük. Minden válasz egy 90-90 fokos térre lett leképezve a körkörös hiba kiszámításához. A kísérletek közötti elemzésekben minden blokk első kísérletét kizártuk.

Keverék modellezés

A munkamemóriairodalomban gyakran használt klasszikus keverési modellt illesztjük a célpontokra adott válaszok, találgatások és a rossz célpontra adott hibás válaszok relatív arányának vizsgálatára ("cserehibák"; Bays et al., 2009; Schneegans és Bays, 2017). .

A modell minden feltételhez külön-külön illeszkedett (két itemes próbáknál először jelentse; egy itemes kontrollnál az első jelentést; két itemes próbáknál második jelentést; egy itemes kontrollnál a második jelentést).

A keverékmodell megbecsülte a von Mises-eloszlás pontosságát, a célválaszarányt, a találgatási arányt és a swap-arányt az ugyanazon a próbában bemutatott, de nem jelzett elemre (csak kételemes kísérletek). Az adatoknak a teljes adatkészlethez való illesztése után a modell egyszeri kísérleti súlyokat adott a válaszadási arányhoz, a találgatási arányhoz és a cserearányhoz.

Teljesítmény torzítás számítása

A teljesítmény torzítást (a válasz és a célorientáció közötti előjeles körkörös különbséget) a célorientáció és a torzítást kiváltó orientáció (a célorientáció az előző kísérletben vagy a releváns orientáció ugyanabban a kísérletben) közötti körkörös különbség függvényében számítottuk ki. ).

Nem alkalmaztuk a válaszorientációt, hogy elkerüljük a sorozatos torzítás és a ferde torzítás összekeverését, ami mesterségesen felfújhatná a torzítás becslését (De Gardelle et al., 2010; Tomassini etal., 2010). A célorientáció és az induktor közötti különbséget kivonással számoltuk ki, az összes szögkülönbséget 90 fok és 90 fok között térképeztük fel.

Ezeket a távolságokat 64 egyforma méretű, egymást átfedő rekeszbe gyűjtöttük, és mindegyik tároló a kísérletek 25%-át tartalmazta. Kiszámoltuk az átlagos előjeles hibát (elfogultságot) az összes próba során az egyes tálcákon belül. Az élműtermékeket a szögkülönbségek körbetekerésével elkerülték, így biztosítva, hogy az átlagot állandó számú próbára számítsák ki, és a rekesz felezőpontjára összpontosuljanak.

Ezt követően negatív távolsággal megfordítottuk a teljesítmény torzítási inbineket, és átlagoltuk a negatív (90 foktól 0 fokig) és a pozitív távolságokhoz (0 foktól 90 fokig) a céltájolások között. és orientációt indukál, ami 32 bint eredményez. Az összesített torzítás abszolút távolságokra (0 foktól 90 fokig) a 32 sávra számítva minden egyes állapotra, és a résztvevők a torzítás mértékeként szolgáltak.

For more information:1950477648nn@gmail.com