חווה הפתעה: הדינמיקה הזמנית של השפעתה על הזיכרון חלק 1

כדי לעבד מידע ביעילות, המוח עובר בין מצבי קידוד ושליפה, ומתעדף עיבוד מלמטה למעלה או מלמעלה למטה בהתאם. הוכח שהפרת ציפיות לפני או במהלך למידה מפעילה מנגנון קידוד אדפטיבי, וכתוצאה מכך זיכרון טוב יותר לאירועים בלתי צפויים.

באמצעות מחקר מקיף, התגלה קשר חזק בין מצב אחזור וזיכרון. במילים פשוטות, מצב אחזור מתייחס למצב שבו אנחנו צריכים לאחזר ולהיזכר במידע ספציפי. מצב זה יכול להשפיע רבות על יכולת הזיכרון שלנו.

אם אנחנו יותר פעילים, מאורגנים וממוקדים באחזור והחזרת מידע במצב שליפה, המוח שלנו יכול לאחסן מידע ביעילות רבה יותר בזיכרון לטווח קצר שלנו ולזכור אותו במהירות בעת הצורך. לעומת זאת, אם מצב השליפה שלנו ירוד, היכולת שלנו לזכור ולאחסן מידע תושפע לרעה.

לכן, אנו יכולים לנקוט בכמה שיטות פעילות כדי לשפר את מצב האחזור שלנו כדי לשפר את הזיכרון שלנו.

ראשית, אנו יכולים להפחית במודע את הסחות הדעת. הרחיקו דברים טריוויאליים ככל האפשר ואל תתנו להם להפריע לנו בחשיבה ובריכוז. רק כאשר המוח שלנו מתמקד במידע שאנו צריכים להיזכר, סביר שנמיר אותו במהירות לזיכרון לטווח קצר שלנו?

שנית, אנו יכולים להשתמש בטכניקות זיכרון כדי לעזור לנו להיזכר ולשמור טוב יותר מידע. לדוגמה, מידע יכול להפוך לתמונות או סיפורים, מה שלא רק מעורר טוב יותר את הדמיון שלנו, אלא גם עוזר לנו לחבר טוב יותר את המידע לחוויות האישיות שלנו, מה שהופך אותו למושרש יותר בזיכרונותינו.

לבסוף, עלינו להימנע ממתח וחרדה ככל האפשר. מתח יכול לפגוע במוח שלנו, ולעכב את האחסון והזיכרון של מידע. לכן, עלינו להשתמש בכמה דרכים מרגיעות ומרגיעות כדי להפחית את הלחץ, כמו לעשות כמה פעילויות פנאי, האזנה למוזיקה או ביצוע תרגילים קלים.

לסיכום, שיפור מצב השליפה שלנו יכול לשפר מאוד את יכולות הזיכרון שלנו. כל עוד נאמץ את האסטרטגיות הנכונות וניישם אותן בחיי היומיום שלנו, נוכל לנצל טוב יותר את הפוטנציאל של המוח שלנו ולהשיג תוצאות זיכרון טובות יותר. ניתן לראות שעלינו לשפר את הזיכרון שלנו. Cistanche deserticola יכול לשפר משמעותית את הזיכרון מכיוון ש-Cistanche deserticola הוא חומר רפואי סיני מסורתי עם השפעות ייחודיות רבות, אחת מהן היא שיפור הזיכרון. היעילות של בשר טחון מגיעה מהמרכיבים הפעילים השונים שהוא מכיל, לרבות חומצה, פוליסכרידים, פלבנואידים ועוד. מרכיבים אלו יכולים לקדם את בריאות המוח בדרכים שונות.

לחץ לדעת 10 דרכים לשיפור הזיכרון

באמצעות fMRI, בדקנו (1) האם מנגנון הקידוד הזה מופעל גם במהלך השליפה, ואם כן, (2) מהי הדינמיקה הזמנית של ההשלכות האמנמוניות שלו. משתתפות גברים ונשים למדו תמונות אובייקטים, ולאחר מכן, עם אובייקטים חדשים, הם למדו קשר בין רמז לקטגוריה סמנטית. בבדיקה נעשה שימוש במטרות שומרות על כללים (צפויות) ומפרות (לא צפויות) וסדידים דומים.

מצאנו אינטראקציות בין הציפיות של אירועים דומים קודמים ונוכחיים, כך שכאשר אירוע צפוי בא בעקבות אירוע דומה אך בלתי צפוי, הביצועים שלו הועצמו, בבסיס הפעלה בהיפוקמפוס, במוח התיכון ובקליפת המוח העורפית. לעומת זאת, רצף של שני אירועים דומים בלתי צפויים עורר גם מעורבות עורפית; עם זאת, זה לא שיפר את ביצועי הזיכרון.

ביחד, הממצאים שלנו מצביעים על כך שכאשר המטרה היא לאחזר, מפגש עם אירועים מפתיעים מפעיל מנגנון קידוד, הנתמך על ידי עיבוד מלמטה למעלה, שעשוי לשפר את הזיכרון לאירועים הקשורים בעתיד.

מילות מפתח: הפרת ציפיות; היפוקמפוס; מצבי זיכרון; הַפתָעָה

הצהרת משמעות

ייעול האיזון בין למידה חדשה ושליפה של ידע קיים הוא תהליך מתמשך, בליבת ההכרה האנושית. מחקר קודם על קידוד זיכרון מצביע על כך שחווית הפתעה מובילה לתעדוף של למידה של זיכרונות חדשים, ויוצרים מנגנון קידוד אדפטיבי. בדקנו האם מנגנון זה מופעל גם כאשר המטרה הנוכחית היא אחזור מידע. התוצאות שלנו מוכיחות שמעבר מונע מציפיות לעבר מצב קידוד, הנתמך על ידי עיבוד תפיסתי משופר, מועיל לזיהוי נכון של אירועים דומים צפויים הבאים. לממצאים אלה יש השלכות חשובות על הבנתנו את הדינמיקה הזמנית של קידוד אדפטיבי של מידע לזיכרון.

מבוא

כדי לעבד ביעילות תשומות, המוח עובר בין זרמים מלמעלה למטה ולמטה למעלה, מאזן את העיבוד של תשומות תחושתיות לעומת ניצול ייצוגים מאוחסנים. זה משתקף בקיומם של מצבי קידוד ושליפה ברורים (Buzsáki, 2002). עיבוד מלמטה למעלה תומך במצב הקידוד ההיפוקמפוס, תוך עדיפות להפיכת קלט תפיסתי לזיכרונות, בעוד שעיבוד מלמעלה למטה תומך במצב שליפה על ידי הקלת גישה למידע מאוחסן.

המנגנונים הספציפיים השולטים בשינויי קידוד-שליפה, שעשויים לתפקד באופן תחרותי או לא, אינם מובנים היטב, אך יונעו, לפחות בחלקם, על ידי הגורמים הגורמים לכל מצב זיכרון. אמנם ישנן עדויות רבות לכך שמצב קידוד אדפטיבי מופעל על ידי חווית אי-התאמות בין אירועים צפויים לאירועים שנתקלים בהם, אך עדיין לא ברור אם מנגנון למידה מרומז כזה עשוי להיות פעיל גם כאשר המטרה השולטת היא לאחזר, ולא לקודד.

באמצעות נתונים התנהגותיים (ניסוי 1) ו-fMRI (ניסוי 2), אנו בוחנים האם הפתעה שנוצרה כתוצאה מהפרת ציפיות באחזור, מביאה לשינוי לעבר מצב קידוד, המלווה בעיבוד תפיסתי מוגבר; והאם זה קורה על עלות השליפה. אנו גם חוקרים את ההשלכות המורחבות של הפרת ציפיות זו, ואת השינויים האיטרטיביים הפוטנציאליים של אחזור הקידוד שהיא עשויה ליצור, על ידי בחינת זיהוי ניסוי אחר ניסוי של אירועים דומים הבאים.

הוכח כי הפתעה, שנוצרה על ידי הפרת ציפיות, מעורבת בקידוד ההיפוקמפוס (Axmacher et al., 2010; Kafkas and Montaldi, 2015; Long et al., 2016; Frank et al., 2020b), אשר יחד עם המערכת הדופאמינרגית של המוח התיכון (Lisman) andGrace, 2005; Shohamy and Wagner, 2008; Kafkas and Montaldi,2018a) ועיבוד תפיסתי משופר (Stoppel et al., 2009; Hawco and Lepage, 2014; Kafkas and Montaldi, 2014, 2015), תומכים ביצירת זיכרון אדפטיבי.

עדויות למנגנון הסתגלות זה מגיעות בעיקר מפרדיגמות שבהן מתרחשת הפרת ציפיות לפני או במהלך הלמידה (Li et al.,2003; Garrido et al., 2015; Long et al., 2016; Greve et al., 2017;Kafkas, 2021). לכן, כל משאב נוסף שיופנה לכיוון קידוד בתרחישים אלה עשוי להגביר את ביצועי הזיכרון מאוחר יותר (למשל, השפעות תשומת לב, ראה Aly and Turk-Browne, 2017).

עם זאת, כדי להדגים את נוכחותו של מנגנון קידוד אדפטיבי, חיוני לספק עדות למעבר לקידוד במהלך השליפה. זה עשוי לשפוך אור על ההשפעות של המשחק המהיר והמרומז בחיים האמיתיים בין המצבים הללו. בנסיבות אלה, קידוד מעורב עדיין משרת מטרה אדפטיבית, אך ייתכן שהוא לא "מועיל" בזמן אמת.

בהתחשב ביכולת הגמישות של זיכרונות המופעלים בהפתעה (Kim et al., 2014), הופך להיות חשוב לשקול מה עשויות להיות ההשלכות המנמוניות של שינוי לעבר קידוד. אם הפרת ציפיות תפעיל מצב קידוד, על חשבון חיפוש זיכרון, היא עשויה לשנות את העיבוד של האירוע הבלתי צפוי. זה עולה בקנה אחד עם הדעה שההיפוקמפוס עובר ללא הרף בין מצבי קידוד ושליפה (Buzsáki, 2002; Hasselmo et al., 2002).

ניתן להשוות את המערכת הזו למטוטלת המתנדנדת באופן קצבי בין שני מצבי הזיכרון, תוך אופטימיזציה של עיבוד המידע. אם גורמים מצביים ישבשו את התנופה המתמשכת בין מדינות, והעדיפו אחד על פני אחר, התוצאה יכולה להיות שינוי ביעילות הזיכרון. מחקרים קודמים הראו כי רמז אסטרטגיה מפורש מטפח היפוך היפוקמפולט בין קידוד ושליפה של מידע (Richter et al., 2016).

בדקנו האם הפרת ציפיות בשליפה מפעילה באופן ספונטני מצב קידוד, ואם כן, האם תגובה זו תלויה בדמיון התפיסתי בין התשומות. שקלנו גם את ההשלכות המנמוניות המתמשכות של שינויים איטרטיביים כאלה על החלטות הכרה נוכחיות ואחרות.

הציפייה בוצעה באופן מרומז וללא תלות בדרישות משימת האחזור, מה שאפשר לנו להתייחס לשתי שאלות חשובות. ראשית, האם הפרת ציפיות מפעילה מנגנון קידוד מלמטה למעלה, גם כאשר היא אינה רלוונטית למטרה. שנית, מהי הדינמיקה הטמפורלית של ההשלכות המנמוניות של מצב ציפייה, עבור אירוע ואירועים דומים הבאים? הסברנו שקידוד מונע ציפיות מוגבר עשוי לשנות את תהליכי האחזור הנוכחיים, אך לסייע לדיוק הזיהוי של אירועים דומים הבאים.

חומרים ושיטות

ניסוי 1

משתתפים

בסך הכל 30 משתתפים (ארבעה גברים) בין הגילאים 18 עד 22 (ממוצע=19, SD=1.04) נתנו הסכמה מדעת והשתתפו בניסוי. גודל המדגם נבחר על סמך מחקרים קודמים תוך שימוש בגישת עיצוב וניתוח דומה (Kafkas and Montaldi, 2018b; Frank et al., 2020b). למשתתפים הייתה ראייה תקינה או מתוקנת לתקינה וללא היסטוריה של הפרעות נוירולוגיות או פסיכיאטריות. כל הנהלים אושרו על ידי ועדת האתיקה למחקר של אוניברסיטת מנצ'סטר. ארבעה משתתפים לא נכללו בכל ניתוח נוסף בגלל כישלון ללמוד את הקשר בין התוצאה (שלושה) או ביצועי זיהוי מתחת למקרה (אחד). מדווחים נתונים מ-26 משתתפים.

חומרים

סך של 78 תמונות של אובייקטים טבעיים (39) ומעשה ידי אדם (39) נבחרו מתוך מסד הנתונים של Similar Objects-Lures Images (SOLID; Franket al., 2020a). תמונות אלו שימשו כאובייקטי המטרה, שהוצגו במהלך הקידוד. באמצעות אינדקס השונות מ-SOLID, נבחרו שלושה רדידים של רמות דמיון פוחתות (F1, הדומה ביותר; F2, רמה בינונית; F3, הדמיון הנמוך ביותר) עבור כל תמונת יעד.

בנוסף, הדמיון עבר מניפולציה פרמטרית על ידי שמירת המרחק הממוצע בין הרמות קבוע [בדל ממוצע 2100 DI; ראה לדוגמה איור 1 ופרנק ואחרים. (2020a) להסבר נוסף על ערכי DI]. רמות הדמיון הללו נבחרו על סמך התוצאות הקודמות שלנו (Frank et al., 2020b), שם צפינו בדפוס ריבועי של השפעות ציפייה על דמיון קלט כאשר הציפייה עברה מניפולציה ב-atencoding, לגבי ביצועי זיכרון. לכן, נעשה שימוש ב-78 ערכות אובייקטים (מטרה אחת ושלושה רדידים; סך הכל 312 גירויים).

עיצוב נסיוני

הניסוי נשלט באמצעות PsychoPy גרסה 1.82 (Peirce, 2007) והורכב מארבעה חלקים (בדומה לעיצוב ששימש בעבר; Kafkas and Montaldi, 2018b). ראשית, בעת הקידוד, הוצגו למשתתפים אובייקטי המטרה פעמיים כדי להבטיח חשיפה מספקת. במהלך המצגת הראשונה, האובייקט הוצג על המסך למשך 3 שניות, והמשתתפים התבקשו להחליט אם החפץ הוא מעשה ידי אדם או טבעי; לחיצה על מקש החץ שמאלה עבור טבעי, ועל מקש החץ הימני עבור מעשה ידי אדם.

במצגת השנייה, המשתתפים התבקשו להקדיש תשומת לב רבה לתמונות (המוצגות במשך 5 שניות כל אחת) וקיבלו הודעה כי יתבקשו להבחין בין האובייקט המוצג ("הישן") לבין אובייקטים דומים ("חדשים") מאוחר יותר; הם לא היו צריכים להגיב במהלך מצגת הקידוד השנייה. סדר הצגת התמונה היה אקראי בין המשתתפים. השלב הבא כלל משימת השהייה של 5-דקות, שבמהלכה פתרו המשתתפים בעיות חשבון.

בשלב השלישי, נעשה שימוש במשימה של לימוד כללים כדי לאפשר מניפולציה של ציפיות מאוחר יותר באחזור. המשתתפים התבקשו ללמוד את המקרה בין סמל (שפועל כרמז) לבין הקטגוריה של אובייקט, מעשה ידי אדם או טבעי. נעשה שימוש בסך הכל בארבעה סמלים, שניים לכל קטגוריה, ואלה היו מאוזנים בין המשתתפים. כל רמז הוצג 14 פעמים.

הניסויים החלו בנקודת קיבוע של 500-ms, ואחריה הסימן, שהוצג למשך שניות. במהלך הזמן הזה המשתתפים קיבלו הוראה לנחש את הקטגוריה של האובייקט הבא באמצעות אותם מקשים כמו בשלב הקידוד.

משוב ואובייקט חדש (לא נבדק) הוצגו יחדיו במשך 2 שניות. משימה זו ביססה את הציפיות של המשתתפים לגבי רצפי אובייקט הרמז, ובאופן קריטי זה טופל בעת השליפה. כדי להבטיח שנקבעו ציפיות, נותחו רק נתונים ממשתתפים שהגיעו לקריטריון (מעל 50% דיוק במחצית הראשונה, ו-75% דיוק במחצית השנייה של המשימה) (לדיוק ו-RT במשימת לימוד הכללים, ראה איור נתונים מורחבים 1-1).

השלב האחרון היה משימת זיהוי ישנה/חדשה, שבמהלכה הוצגו כל המופעים (יעדים, F1, F2 ו-F3). הנסיין הודיע ​​למשתתפים שיוצגו בפניהם חפצים ישנים (יעד) וחדשים דומים (רדידים). כל ניסוי שליפה התחיל בנקודת קיבוע (500 שניות), ואחריה רמז (1 שניות) וחפץ (עד 5 שניות).

נאמר למשתתפים להתמקד באובייקט וללחוץ על "ישן" אם הם חושבים שהוא זהה למטרה שראו קודם לכן. המשתתפים קיבלו הוראה ללחוץ על "חדש" אם הבחינו במשהו שונה באובייקט. לאחר 12 ניסויי תרגול, המשימה העיקרית החלה. המניפולציה המרכזית בעת השליפה הייתה תקפותו של הרמז. שליש מהסממנים היו מטעים, מה שגרם לזהות את החפץ באופן בלתי צפוי. ניסויים תקפים (למשל, סימן טבעי ואחריו אובייקט טבעי) סומנו כצפוי.

כאשר נעשה שימוש במשימת זיהוי ישנה/חדשה, ארבע ההחלטות הישנות/חדשות לכל קבוצת אובייקטים היו בלתי תלויות זו בזו, כלומר באופן קריטי שניתן לתת תגובה "ישנה" לאירועי קבוצה מרובים (כלומר, עבור מטרה ופילטר אחד או יותר). לאחר השלמת הניסוי, המשתתפים עברו תחקיר לגבי מניפולציית הציפיות בעת השליפה. רק שני משתתפים בניסוי 1 וחמישה משתתפים בניסוי 2 דיווחו שהבחינו בחוסר ההתאמה בין רמז לאובייקט במהלך המשימה.

For more information:1950477648nn@gmail.com