Višestruki i rastavljivi učinci senzorne povijesti na radnu memoriju, 1. dio

Izvještaji o ponašanju senzornih informacija su pristrani zbog povijesti podražaja. Priroda i smjer takve pristranosti serijske ovisnosti mogu se razlikovati između eksperimentalnih postavki; uočene su i privlačne i odbojne predrasude prema prethodnim podražajima.

Senzorne informacije rezultat su interakcije našeg tijela s vanjskim svijetom i mogu se percipirati pomoću naših pet osjetila – vida, sluha, dodira, okusa i mirisa. Ove se senzorne informacije prenose u naš mozak kroz živčani sustav, gdje se obrađuju i kodiraju u memoriju. Stoga postoji tijesan odnos između senzornih informacija i pamćenja.

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

Kada se trebamo prisjetiti nekog događaja, senzorne informacije pomažu nam dohvatiti relevantne informacije iz naše memorije. Na primjer, slika može evocirati vizualnu sliku mjesta, pjesma nas može podsjetiti na naše emocionalno stanje, a okusi i mirisi mogu vratiti određene trenutke i prizore. Senzorne informacije također se mogu kombinirati za stvaranje složenijih sjećanja.

Stoga je održavanje različitih osjetilnih iskustava vrlo korisno za poboljšanje pamćenja. Možemo pokušati sudjelovati u raznim aktivnostima, uključujući gledanje filmova, slušanje glazbe, čitanje knjiga, posjećivanje muzeja, putovanja itd. Održavanje znatiželje i gorljivog stava te prikupljanje različitih informacija pomoći će cjelokupnom razvoju naše spoznaje, razmišljanja i pamćenja. .

Konačno, upamtite da postoji odnos koji se međusobno osnažuje između senzornih informacija i pamćenja. Pozitivna osjetilna iskustva potiču pamćenje, a zdravo pamćenje pomaže nam da se bolje prisjetimo i razumijemo svoja osjetilna iskustva. Stoga bismo se trebali usredotočiti na iskustvo svakog osjetila kako bismo promicali svoj ukupni razvoj. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje. Cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer je Cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal s brojnim jedinstvenim učincima, a jedno od njih je poboljšanje pamćenja. Djelotvornost mljevenog mesa dolazi od raznih aktivnih sastojaka, uključujući kiseline, polisaharide, flavonoide itd. Ovi sastojci mogu promicati zdravlje mozga na različite načine.

Kliknite na 10 načina za poboljšanje pamćenja

Kako i kada te predrasude nastaju u ljudskom mozgu ostaje uglavnom neistraženo. Mogu se pojaviti ili putem promjene u samoj senzornoj obradi/ili tijekom postperceptivnih procesa kao što su održavanje ili donošenje odluka.

Kako 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 prikazane dvije nasumično orijentirane rešetke, od kojih je jedna dobila znak za prisjećanje na kraju suđenje.

Bihevioralni odgovori pokazali su dokaze za dvije različite pristranosti: (1) odbojnu pristranost unutar pokusa u odnosu na prethodno kodiranu orijentaciju u istom pokusu i (2) privlačnu pristranost između pokusa prema orijentaciji relevantnoj za zadatak u prethodnom pokusu.

Multivarijantna klasifikacija orijentacije podražaja otkrila je da su neuralne reprezentacije tijekom kodiranja podražaja bile pristrane u odnosu na prethodnu orijentaciju rešetke, bez obzira na to jesmo li razmatrali prethodnu orijentaciju unutar pokusa ili između pokusa, unatoč suprotnim učincima na ponašanje.

Ovi rezultati sugeriraju da se odbojne predrasude javljaju na razini senzorne obrade i mogu se nadjačati u postperceptivnim fazama što rezultira atraktivnim predrasudama u ponašanju.

Ključne riječi:

pristranosti; strojno učenje; MEG; neuralne reprezentacije; serijska ovisnost; radna memorija.

Izjava o značaju

Nedavna iskustva mijenjaju izvješća o ponašanju senzornih informacija, vjerojatno kapitalizirajući vremensku pravilnost u našem okruženju. Još uvijek nije jasno u kojoj fazi obrade podražaja nastaju takve serijske pristranosti.

Ovdje smo zabilježili ponašanje i neurofiziološke [magnetoencefalografske (MEG)] podatke kako bismo testirali pokazuju li obrasci neuralne aktivnosti tijekom rane senzorne obrade iste pristranosti kao u izvješćima sudionika. U zadatku radnog pamćenja koji je proizveo višestruke pristranosti u ponašanju, odgovori su bili pristrani prema prethodnim ciljevima, ali daleko od novijih podražaja.

Obrasci neuronske aktivnosti bili su ravnomjerno odmaknuti od svih prethodno relevantnih stavki. Naši rezultati proturječe tvrdnji da sve serijske pristranosti nastaju u prethodnoj fazi senzorske obrade. Umjesto toga, neuralna aktivnost pokazala je uglavnom odgovore slične prilagodbi na nedavne podražaje.

Uvod

Povijest podražaja modulira performanse vođene senzorskim unosom. Oslanjanje na vremenske korelacije duboko je ukorijenjeno u vizualni sustav (Simoncelli i Olshausen, 2001.) i može biti korisno za vođenje percepcije unutar svijeta koji je uglavnom stabilan u kratkim vremenskim razmacima (Dong i Atick, 1995.). Senzorski dokazi iz prošlosti mogu biti učinkoviti prethodni za izdvajanje signala iz bučnog senzornog toka i pomoći u održavanju stabilnog prikaza za premošćivanje treptaja, pokreta očiju ili vizualnih okluzija.

Nedavne studije također su otkrile snažne kratkoročne utjecaje prethodne stimulacije u zadacima odgođenog odgovora i radnog pamćenja (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.). Točnije, zapamćene stavke često se navode kao sličnije stimulansu relevantnom za zadatak u prethodnom pokusu.

Predlaže se da ova atraktivna pristranost, koja se ponekad naziva i pristranost serijske ovisnosti, povećava vremensku stabilnost djelujući kao prethodno (Cicchini i sur., 2014; Fischer i Whitney, 2014; Kiyonaga i sur., 2017; Fischer i sur., 2020). Suprotno tome, značajke stavki koje se sekvencijalno prikazuju u ispitivanjima često se ocjenjuju kao više različite jedna od druge (Born i Tootell, 1992; Störmer i Alvarez, 2014; Fritsche i dr., 2017). Ova odbojna pristranost mogla bi proizaći iz učinkovitog kodiranja vremenski autokoreliranih signala (Cicchini et al., 2018).

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

Iako je trenutna literatura uvelike usredotočena na ponašanje, relativno je manje rada ispitivalo dijele li ove suprotne predrasude neuralni mehanizam, a posebice mogu li se obje predrasude pojaviti u ranim ili kasnim fazama senzorne obrade. Nekoliko je studija pokazalo dokaze o pristranostima između ispitivanja koja se javljaju u ranom vidnom korteksu (St. John-Saaltink et al., 2016.; Sheehan i Serences, 2022.), ali s nedovoljnom vremenskom rezolucijom za izolaciju ranih faza obrade, ili su mjerili samo aktivnost infrontalni korteks, ali ne i senzorni korteks (Papadimitriou i sur., 2017.).

Trenutna studija kombinirala je izvješća o ponašanju u zadacima radnog pamćenja i kontinuirane magnetoencefalografske (MEG) snimke kako bi se procijenile pristranosti unutar i između ispitivanja izazvane senzornom poviješću s visokom vremenskom rezolucijom.

Osmislili smo zadatak u kojem su sudionicima uzastopno predstavljene dvije orijentacije i korišteni kontinuirani, precizni odgovor za reprodukciju jedne od njih na kraju ispitivanja. Dodatno, uključili smo znak koji je ukazivao na to koja se od dvije orijentacije mora prijaviti u ispitivanju kako bi se testirala moguća različita osjetljivost pristranosti na relevantnost podražaja za zadatak (prema Bae i Luck, 2020; Fischer i sur., 2020).

Usporedili smo sustavne pristranosti izazvane prvom orijentacijom na drugu (pristranost unutar ispitivanja), kao i pristranosti iz prethodnog ispitivanja na trenutnom ispitivanju (pristranost između pokusa).

Kritično, testirali smo možemo li pronaći neuralne potpise za takve pristranosti korištenjem pristupa dekodiranja koji je iskoristio visoku vremensku rezoluciju MEG-a. Odlučili smo dekodirati predstavljenu orijentaciju i očekivali smo da ćemo pronaći pristranosti unutar ispitivanja i između ispitivanja u neuronskim podacima koji odražavaju pristranosti u ponašanju.

Pregledavajući rezultate, potvrdili smo da su bihevioralni odgovori sustavno odgurnuti od prethodnih orijentacija u istom pokusu i povučeni prema orijentacijama prisjetinim u prethodnom pokusu.

Oslikavajući rezultate bihevioralne repulzije, senzorno neuralna reprezentacija orijentacije podražaja pomaknuta je od prethodne orijentacije predstavljene u danom ispitivanju.

Međutim, nismo pronašli neuralne dokaze za atraktivnu senzornu pristranost između pokusa tijekom orijentacijskog kodiranja, unatoč takvoj pristranosti uočenoj u ponašanju. Umjesto toga, uvijek smo uočili odbojnu neuralnu pristranost, bez obzira na to jesmo li orijentacije iz istog ili prethodnog pokusa smatrali izvor pristranosti.

Materijali i metode

Sudionici

U studiji je sudjelovalo dvadeset zdravih dobrovoljaca s normalnim ili korigiranim na normalan vid. Svi sudionici bili su između 20 i 36 godina (prosjek 25,4 godine; 11 žena). Prije sudjelovanja u studiji, volonteri su dali svoj informirani pristanak u skladu s postupcima koje je odobrilo Središnje sveučilišno istraživačko etičko povjerenstvo Sveučilišta u Oxfordu. Sudionici su dobili naknadu od £15 po satu za sudjelovanje u ovoj studiji.

Eksperimentalna postavka

Sudionici su sjedili u MEG skeneru, koji je bio smješten u slabo osvijetljenoj, zvučno izoliranoj i magnetski zaštićenoj sobi. Projekcijsko platno postavljeno je na udaljenosti gledanja od 90 cm. Vizualni podražaji projicirani su na stražnju stranu zaslona u prostornoj rezoluciji od 1024 768 piksela korištenjem brzine osvježavanja od 60 Hz pomoću Panasonic DLP projektora (PT-D7700E).

Zadatak je programiran i prezentiran korištenjem MATLAB-a (MathWorks) u kombinaciji s Psychophysics Toolbox (Brainard, 1997). Sudionici su naznačili svoje odgovore na kutiji s odgovorima od optičkih vlakana.

Zadatak

Sudionici su izvršili zadatak preciznog radnog pamćenja u kojem su reproducirali orijentaciju jednog od dva rešetkasta podražaja prikazana uzastopno s neovisnim orijentacijama (slika 1). Istovremeno s prezentacijom druge rešetke, sudionici su dobili napomene o tome koju orijentaciju rešetke prijaviti kada ih se ispita na kraju ispitivanja. U polovici pokusa prikazana je samo prva ili druga rešetka i korištena za izvješćivanje.

Svako je ispitivanje započelo središnjom fiksacijskom točkom (0.2 stupnja vidnog kuta) na zaslonu tijekom 800 ms sa sivom pozadinom (RGB: 127, 127, 127; slika 1). Nakon toga, sinusoidalni Gaborov podražaj na nasumični kut bio je centralno prikazan na vizualnom zaslonu tijekom 200 ms (promjer vizualnog kuta od 6 stupnjeva, dva ciklusa po stupnju vidnog kuta, 50% kontrasta, sužen Gaussovom ovojnicom s SD od 1,5 stupnjeva).

U pokusima u kojima nije prikazana prva rešetka, fiksacijska točka promijenila je 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 prva rešetka osim kuta, koji je nasumično nacrtan neovisno o orijentaciji prve rešetke.

U središtu rešetke, fiksacijska točka promijenila je boju [narančasta: (255,161, 0); cijan: (0, 236, 255)]. Boja je signalizirala hoće li se ispitati prva orijentacija (prijavi prvo ispitivanje) ili druga orijentacija (prijavi drugo ispitivanje). Nepredviđene situacije u boji eksperimenta uravnotežene su među sudionicima i promijenjene na pola puta kroz eksperiment.

Nakon što su se nepredviđene boje promijenile, sudionici su uvježbavali nove nepredviđene situacije tijekom jednog bloka prije nego što su nastavili s ovom drugom polovicom sesije. Oznaka boje uvijek je bila valjana u određivanju koja je orijentacija rešetke relevantna za fazu izvještavanja na kraju ispitivanja. Na pokusima gdje je druga rešetka bila odsutna, znak bi stoga uvijek označavao prvu orijentaciju.

Nakon još jedne odgode od 1700-1900 ms, pojavila se rešetka sonde. Sudionici su morali prilagoditi svoju orijentaciju kako bi odgovarali označenoj rešetki u sjećanju. Podešavanja su napravljena pritiskom na gumbe desnom rukom za rotiranje rešetke u smjeru kazaljke na satu (CW; srednji prst) ili suprotno od kazaljke na satu (kažiprst).

Odgovori su potvrđivani pritiskom na tipku lijevim kažiprstom. Slijedi 200-ms razdoblje fiksiranja, nakon čega je sudionicima predstavljeno 50 ms povratne informacije u obliku rešetke koja pokazuje ispravnu orijentaciju.

Ukupno su sudionici završili 400 ispitivanja. U polovici pokusa, dvije stavke su predstavljene u 200 pokusa (100 pokusa s prvim naznakom i 100 s izvješćem na drugom naznaku). Samo je jedna stavka prikazana u preostalih 200 pokusa (100 sa samo rešetkom 1 i 100 sa samo rešetkom 2).

Rezultirajući faktorski dizajn (relevantna rešetka, broj prikazanih rešetki) uključivao je četiri uvjeta: prvo izvješće s dvije predstavljene stavke, prvo izvješće s jednom predstavljenom stavkom, drugo izvješće s dvije predstavljene stavke i drugo izvješće s jednom predstavljenom stavkom. Vrste pokusa nasumično su izmiješane i predstavljene u blokovima od 50 pokusa, pri čemu je svaki blok trajao 10 minuta.

Analiza ponašanja

Pogreška odgovora je kvantificirana izračunavanjem kružne udaljenosti između opozvane orijentacije i označene orijentacije. Svi odgovori su preslikani na prostor od 90 stupnjeva do 90 stupnjeva kako bi se izračunala kružna pogreška. U analizama između svih pokušaja isključili smo prvo ispitivanje svakog bloka.

Modeliranje smjesa

Uklapamo model klasične mješavine koji se često koristi u literaturi o radnoj memoriji kako bismo istražili relativnu stopu odgovora na ciljeve, pogađanja i pogrešnih odgovora na krivi cilj ("pogreške zamjene"; Bays et al., 2009.; Schneegans i Bays, 2017.) .

Model je prilagođen zasebno za svaki uvjet (prvo izvješće u ispitivanjima s dvije stavke; prvo izvješće u kontroli jedne stavke; drugo izvješće u ispitivanjima s dvije stavke; drugo izvješće u kontroli jedne stavke).

Model mješavine procijenio je preciznost von Misesove distribucije, ciljanu stopu odgovora, stopu pogađanja i stopu zamjene za stavku koja je predstavljena u istom pokusu, ali nije bila praćena (samo pokusi s dvije stavke). Nakon uklapanja podataka u cijeli skup podataka, model je dao pondere za jednu probu za ciljnu stopu odgovora, stopu pogađanja i stopu zamjene.

Izračun pristranosti izvedbe

Izračunali smo pristranost izvedbe (kružna razlika s predznakom između odgovora i ciljane orijentacije) kao funkciju kružne razlike između ciljne orijentacije i orijentacije koja je izazvala pristranost (ciljna orijentacija u prethodnom pokusu ili relevantna orijentacija u istom pokusu ).

Nismo koristili orijentaciju odgovora kako bismo izbjegli miješanje serijske pristranosti s kosom pristranošću, što bi moglo umjetno povećati procjenu pristranosti (De Gardelle i sur., 2010.; Tomassini i sur., 2010.). Izračunali smo razliku između ciljane orijentacije i induktora oduzimanjem, sa svim kutnim razlikama mapiranim između 90 stupnjeva i 90 stupnjeva.

Te su udaljenosti grupirane u 64 spremnika jednake veličine, koji se preklapaju, pri čemu je svaki spremnik sadržavao 25% pokusa. Izračunali smo prosječnu pogrešku s predznakom (bias) u svim ispitivanjima unutar svakog spremnika. Rubni artefakti izbjegnuti su omotavanjem kutnih razlika, kako bi se osiguralo da je prosjek izračunat tijekom konstantnog broja pokušaja i centriran na sredini spremnika.

Naknadno smo predznakom preokrenuli pristranost izvedbe u inbinima s negativnom udaljenošću i izračunali prosjek negativnih (90 stupnjeva do 0 stupnjeva ) i pozitivnih udaljenosti (0 stupnjeva do 90 stupnjeva ) između ciljane orijentacije i induciranje orijentacije, što je rezultiralo s 32 spremnika. Zbirna pristranost na apsolutnim udaljenostima (0 stupnjeva do 90 stupnjeva) izračunata preko 32 spremnika za svaki uvjet i sudionike poslužila je kao mjera pristranosti.

For more information:1950477648nn@gmail.com