ПРОЧНОСТЬ ЗАПОМИНАНИЯ — это… Что такое ПРОЧНОСТЬ ЗАПОМИНАНИЯ?

ПРОЧНОСТЬ ЗАПОМИНАНИЯ

(англ. strength of memory) — свойство памяти, выражающееся в сохранении заученного материала и в скорости его забывания. Необходимое условие П. з. — понимание материала. Кроме того, П. з. обеспечивается многократным повторным восприятием материала, ведущим к упрочению временных связей. См. Запоминание. (Т. П. Зинченко.)

Большой психологический словарь. — М.: Прайм-ЕВРОЗНАК. Под ред. Б.Г. Мещерякова, акад. В.П. Зинченко. 2003.

• ПРОТОТИП
• ПСИХИЧЕСКАЯ МАСКИРОВКА

Смотреть что такое «ПРОЧНОСТЬ ЗАПОМИНАНИЯ» в других словарях:

• ПРОЧНОСТЬ ЗАПОМИНАНИЯ — ПРОЧНОСТЬ ЗАПОМИНАНИЯ. Свойство памяти, выражающееся в сохранении заученного материала и в скорости его забывания.

  Необходимое условие П. з. – понимание материала, а также его многократное повторение, что ведет к образованию навыка. Для этого… …   Новый словарь методических терминов и понятий (теория и практика обучения языкам)

• ПРОЧНОСТЬ УСВОЕНИЯ ЗНАНИЙ — один из принципов обучения. Результатом прочного усвоения знаний является образование у учащихся устойчивых структур знаний, отражающих объективную реальность, когда учащиеся умеют актуализировать и использовать полученные знания. В практике… …   Российская педагогическая энциклопедия

• память — процессы организации и сохранения прошлого опыта, делающие возможным его повторное использование в деятельности или возвращение в сферу сознания. П. связывает прошлое субъекта с его настоящим и будущим и является важнейшей познавательной функцией …   Большая психологическая энциклопедия

• Памяти развитие — совершенствование психических процессов запечатления, хранения и воспроизведения информации. Наиболее ранним проявлением процессов П. является узнавание ребенком знакомых предметов и людей. Так, уже в начале младенческого возраста ребенок подолгу …   Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

• ЭББИНГАУЗ

  — (Ebbinghaus) Герман (1850 1909) немецкий психолог, представитель ассоциативной и экспериментальной психологии. Создатель первой профессиональной организации немецких психологов (Немецкое общество экспериментальной психологии) и Журнала психологии …   Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

• ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДИКИ — абстракция, автоматизация, автоматизм, аграмматизм, адаптация, адаптация сенсорная, адаптация социальная, адаптивность, адекватность восприятия, адекватность ощущений, аккультурация, акмеология, акселерация, акт деятельности, активизация,… …   Новый словарь методических терминов и понятий (теория и практика обучения языкам)

• запоминание — обобщенное название процессов, обеспечивающих удержание материала в памяти. З. важнейшее условие последующего восстановления вновь приобретенных знаний. Успешность З. определяется в первую очередь возможностью включения нового материала в систему …   Большая психологическая энциклопедия

• ПАМЯТЬ — способность когнитивной системы живых существ кодировать и сохранять информацию при участии, как правило, высших когнитивных процессов. Первые попытки научного исследования человеческой П. берут свое начало с работы нем. психолога Г. Эббингаузе… …   Философская энциклопедия

• ПАМЯТЬ — психофизиол. процесс, выполняющий функции закрепления, сохранения и последующего воспроизведения прошлого опыта (в виде образов, мыслей, действий, чувств). Обеспечивает накопление впечатлений об окружающем мире, служит основой приобретения знаний …   Российская педагогическая энциклопедия

• ПРОФИЛАКТОРИЙ — ПРОФИЛАКТОРИЙ, комплекс лечебно профилактических учреждений столовой леч. питания (диетстоловая), ночного санатория, днев # ного санатория, физ. терап. отделения, физкультурной площадки, солярия, обычно включаемых как важное звено в состав… …   Большая медицинская энциклопедия

Тестирование памяти: Исследование и тренировка памяти

Память — основа всей психической деятельности. Без нее невозможно восприятие, внимание, мышление. Способность к обучению и качество любой профессиональной деятельности зависят от возможностей кратковременной и долговременной памяти.

Пакет «Память» — это мощный комплекс тестов, мнемотехнических приемов, развивающих упражнений и рекомендаций для оценки объема механической, смысловой, ассоциативной, логической, оперативной, образной памяти, быстроты запоминания; прочности удержания и скорости воспроизведения запомненного.

Каждый тест имеет несколько параллельных форм, что позволяет проводить многократное тестирование одних и тех же испытуемых. Упражнения и рекомендации могут существенно улучшить Вашу вербальную и образную память, в том числе запоминание учебной и научной литературы, лекционного материала, русских и иностранных слов, цифровой информации.

Аналоги этого пакета отсутствуют.

С помощью этой системы Вы сможете исследовать кратковременную и долговременную память; оценить объем механической, смысловой, ассоциативной, логической, оперативной, образной памяти; быстроту запоминания; прочность удержания запомненного; скорость воспроизведения запомненного.

Очевидно, что для успешного обучения, работы и просто в жизни каждому человеку необходима хорошая память. Человек, который хочет получить нормальное образование или престижную работу проходит различные испытания. Это либо тестирование, либо экзамены. И преодолеть это испытание сможет только человек, обладающий хорошей памятью. Поэтому расходы на приобретение Пакета «Память» окупятся сторицей.

Для развития памяти у детей дошкольного и школьного возраста при помощи данной системы тестов можно выбрать наиболее простые игровые варианты. При этом можно не только развить, но и определить способности ребенка и направить его развитие в нужном, наиболее продуктивном для него направлении.

Благодаря тестированию и тренировке, человек проходит путь развития памяти, улучшая и развивая заложенные с детства способности. Тем более что в наше неспокойное время человек подвергается стрессам, болеет, получает слишком много разнообразной информации, устает, многое забывает, а жизнь не стоит на месте, и чтобы все успеть и сделать, нужна хорошая память.

Очень низкая продуктивность памяти у тех людей, которые медленно запоминают и быстро забывают. У них очень много времени уходит на заучивание, и все равно они не достигают нужного результата. Заученный ими материал воспроизводится неполно и неточно, и быстро забывается.

Возможно, это связано с пробелами в знаниях, из-за невозможности установки нужных ассоциаций. Иногда причина кроется в заболевании мозга, аденоидах, либо других заболеваниях, ослабляющих организм. Родители часто не придают значения наличию аденоидов у детей, а это ведет к нарушению питания мозга кислородом, что сильно влияет на память.

Каждому человеку с индивидуальными особенностями памяти нужно помогать преодолевать недостатки памяти, правильно организуя заучивания и повторения. В большинстве случаев низкую продуктивность памяти можно объясняется неумением рационально заучивать, используя только механической запоминание без осмысления, что приводит к быстрому забыванию. Нужно научить запоминать, тем самым значительно улучшить деятельность памяти.

Очень многие хотели бы обладать феноменальной памятью. Феноменальная память, возможно ли это? Какие есть реальные возможности у нашего мозга?

Давно известно, что мозг человека использует лишь около десяти процентов своих возможностей, значит, у каждого из нас есть реальная возможность достигнуть феноменальных результатов. Пакет «Память» приведет Вас к успеху на пути развития памяти, пусть не феноменальной, но в любом случае Ваша память станет намного лучше, чем сейчас, ведь это замечательно, не так ли?

Исследование основных видов произвольной кратковременной и долговременной памяти

Кратковременная память рассчитана не столько на запоминание, сколько на последующее воспроизведение материала.

В кратковременной памяти сохраняется не полный, а обобщенный образ. Длительность запоминания без повторения 15 — 20 секунд, с повторением около 15 минут. По типу заучивания выделяются:

• Механическая память (запоминание не связанной информации — букв, бессмысленных слогов, цифр, чисел). Для исследования механического запоминания предназначены три взаимодополняющих теста — «Запоминание цифр», являющийся модификацией VI субтеста шкалы WISC Векслера; «Запоминание чисел», аналог теста Ф. Лезера; «Запоминание бессмысленных слогов», аналог теста Эббингауза.
• Смысловая память (запоминание не связанных слов). Для исследования смыслового запоминания предназначены два теста, различающиеся анализатором, через который поступает запоминаемая информация — «Объем смысловой зрительной памяти» и «Объем смысловой слуховой памяти». Известно, что у некоторых людей объем запоминаемого материала может сильно варьировать в зависимости от того, по какому каналу поступает информация.
• Ассоциативная память (запоминание слов, связанных ассоциацией) — «Объем ассоциативной памяти».
• Логическая память (запоминание связанного текста — рассказа) — «Объем логической памяти».
• Оперативная память (запоминание информации, требующей преобразования в процессе запоминания, например, перемножение двузначных чисел) — «Объем оперативной памяти».

По материалу запоминаемого, можно выделить вербальную (все выше перечисленные тесты вербальные) и образную память. Для исследования образной памяти предназначен тест «Объем образной памяти».

Долговременная память рассчитана на длительное запоминание, на всю жизнь. При исследовании долговременной памяти можно оценить скорость запоминания, точность удержания запомненного и скорость воспроизведения запомненного. Во всех случаях используется такой же стимульный материал, что и при исследовании кратковременной памяти.

Для оценки скорости запоминания испытуемому предлагается стимульный материал, объем которого превышает возможности запоминания при однократном его предъявлении. Показателями скорости запоминания служит количество повторений, необходимое для запоминания всего объема информации.

Для оценки точности запоминания испытуемый должен не ранее, чем через 24 часа воспроизвести материал, который он запомнил во время тестирования скорости запоминания. Показателем точности запоминания является коэффициент, рассчитанный на основании количества правильно воспроизведенного и ранее запомненного материала.

Для оценки скорости воспроизведения запомненного, испытуемому предлагаются вопросы из десяти областей знания (содержащие информацию, определенно знакомую испытуемому), на которые испытуемый должен ответить за фиксированное время. Показателем скорости воспроизведения является количество правильных ответов.

Эксклюзивный материал сайта «www.effecton.ru — психологические тесты и коррекционные программы». Заимствование текста и/или связанных материалов возможно только при наличии прямой и хорошо различимой ссылки на оригинал. Все права защищены.

1. Философская концепция, которая признаёт, что сознание, дух, идея первичны, а материальный мир, бытие, существуют лишь в нашем сознании, мыслях, ощущениях, т е

Дата_______________Группа_______ Ф. И.О.____________________________________
ВАРИАНТ 1
1. Философская концепция, которая признаёт, что сознание, дух, идея первичны, а материальный мир, бытие, существуют лишь в нашем сознании, мыслях, ощущениях, т.е. вторичны, и психика является источником происхождения объективного и материального мира в мозгу человека называется:

1) материализм

2) идеализм

3) дуализм

2. Высшая форма психического отражения, свойственная только человеку, интегрирующая

все другие формы отражения, называется:

1) эмоцией;

2) рефлексией;

3) сознанием;

4) волей. 3.Действия, ставшие в результате упражнений и тренировок, малоосознаваемыми, доведенные до автоматического исполнения, называются:

1) умением;

2) операцией;

3) навыком;

4) мастерством.

4. Развитие структур психики в течение жизни одного человека называется :

1) онтогенезом;

2) социогенезом;

3) филогенезом;

4) антропогенезом. 5. Темперамент человека влияет на формирование его характера:

1) «да»

2) «нет»

6. Отражение в сознании человека непосредственно воздействующих на его органы чувств предметов и явлений в целом – это:

1) ощущение;

2) восприятие;

3) представление;

4) воображение.

7. Определенный уровень функционирования психики человека в конкретный момент времени – это:

1) чувства;

2) воля;

3) психические состояния;

4) внимание. 8. Какой из типов по Э. Кречмеру отличается сильно развитыми внутренними полостями тела (головы, груди, живота), склонностью к ожирению при слаборазвитых мышцах и опорно-двигательном аппарате?

а) атлетический тип

2) астенический тип

3) пикнический тип

Поделитесь с Вашими друзьями:

Основные процессы и механизмы памяти

Запоминание. Память, как и любой другой познавательный психический процесс, обладает определенными характеристиками. Основными характеристиками памяти являются: объем, быстрота запечатления, точность воспроизведения, длительность сохранения, готовность к использованию сохраненной информации.

Объем памяти — это важнейшая интегральная характеристика памяти, которая характеризует возможности запоминания и сохранения информации. Говоря об объеме памяти, в качестве показателя используют количество запомненных единиц информации.

Такой параметр, как быстрота воспроизведения, характеризует способность человека использовать в практической деятельности имеющуюся у него информацию. Как правило, встречаясь с необходимостью решить какую-либо задачу или проблему, человек обращается к информации, которая хранится в памяти. При этом одни люди достаточно легко используют свои «информационные запасы», а другие, наоборот, испытывают серьезные затруднения при попытке воспроизвести информацию, необходимую для решения даже знакомой задачи.

Другая характеристика памяти — точность воспроизведения. Эта характеристика отражает способность человека точно сохранять, а самое главное, точно воспроизводить запечатленную в памяти информацию. В процессе сохранения в памяти часть информации утрачивается, а часть — искажается, и при воспроизведении этой информации человек может допускать ошибки. Поэтому точность воспроизведения является весьма значимой характеристикой памяти. Важнейшей характеристикой памяти является длительность, она отражает способность человека удерживать определенное время необходимую информацию. Очень часто на практике мы сталкиваемся с тем, что человек запомнил необходимую информацию, но не может ее сохранить в течение необходимого времени. Например, человек готовится к экзамену. Запоминает одну учебную тему, а когда начинает учить следующую, то вдруг обнаруживает, что не помнит то, что учил перед этим. Иногда бывает по-другому. Человек запомнил всю необходимую информацию, но когда потребовалось ее воспроизвести, то он не смог этого сделать. Однако спустя некоторое время он с удивлением отмечает, что помнит все, что сумел выучить. В данном случае мы сталкиваемся с другой характеристикой памяти — готовностью воспроизвести запечатленную в памяти информацию.

Как мы уже отмечали, память — это сложный психический процесс, который объединяет целый ряд психических процессов. Перечисленные характеристики памяти в той или иной степени присущи всем процессам, которые объединяет понятие «память». Знакомство с основными механизмами и процессами памяти мы начнем с запоминания.

Запоминание — это процесс запечатления и последующего сохранения воспринятой информации. По степени активности протекания этого процесса принято выделять два вида запоминания:

1. непреднамеренное (или непроизвольное)
2. преднамеренное (или произвольное).

Непреднамеренное запоминание — это запоминание без заранее поставленной цели, без использования каких-либо приемов и проявления волевых усилий. Это простое запечатление того, что воздействовало на нас и сохранило некоторый след от возбуждения в коре головного мозга. Например, после прогулки по лесу или после посещения театра мы можем вспомнить многое из того, что увидели, хотя специально не ставили себе задачу на запоминание. В принципе, каждый процесс, происходящий в коре мозга вследствие воздействия внешнего раздражителя, оставляет после себя следы, хотя степень их прочности бывает различна. Лучше всего запоминается то, что имеет жизненно важное значение для человека: все, что связано с его интересами и потребностями, с целями и задачами его деятельности. Поэтому даже непроизвольное запоминание, в определенном смысле, носит избирательный характер и определяется нашим отношением к окружающему.

В отличие от непроизвольного запоминания произвольное (или преднамеренное) запоминание характеризуется тем, что человек ставит перед собой определенную цель — запомнить некую информацию — и использует специальные приемы запоминания. Произвольное запоминание представляет собой особую и сложную умственную деятельность, подчиненную задаче запомнить. Кроме того, произвольное запоминание включает в себя разнообразные действия, выполняемые для того, чтобы лучше достичь поставленной цели. К таким действиям, или способам запоминания материала, относится заучивание, суть которого заключается в многократном повторении учебного материала до полного и безошибочного его запоминания. Например, заучиваются стихи, определения, законы, формулы, исторические даты и т. д. Следует отметить, что при прочих равных условиях произвольное запоминание заметно продуктивнее непреднамеренного запоминания.

Главная особенность преднамеренного запоминания — это проявление волевых усилий в виде постановки задачи на запоминание. Многократное повторение позволяет надежно и прочно запомнить материал, во много раз превышающий объем индивидуальной кратковременной памяти. Многое из того, что воспринимается в жизни большое число раз, не запоминается нами, если не стоит задача запомнить. Но если поставить перед собой эту задачу и выполнить все необходимые для ее реализации действия, запоминание протекает с относительно большим успехом и оказывается достаточно прочным. Иллюстрируя важность постановки задачи на заучивание, А. А. Смирнов приводит в качестве примера случай, происшедший с югославским психологом П. Радоссавлевичем. Он проводил эксперимент с человеком, который плохо понимал язык, на котором проводился эксперимент. Суть данного эксперимента состояла в заучивании бессмысленных слогов. Обычно, чтобы их запомнить, требовалось несколько повторений. В этот же раз испытуемый читал их 20, 30, 40 и, наконец, 46 раз, но не давал экспериментатору сигнал, что их запомнил. Когда же психолог попросил повторить прочитанный ряд наизусть, удивленный испытуемый, не понявший из-за недостаточного знания языка цели эксперимента, воскликнул: «Как? Так я должен его заучить наизусть?» После чего он еще шесть раз прочитал указанный ему ряд слогов и безошибочно повторил его.

Следовательно, для того чтобы запомнить как можно лучше, надо обязательно ставить цель — не только воспринять и понять материал, но и действительно запомнить его.

Следует отметить, что большое значение при заучивании имеет не только постановка общей задачи (запомнить то, что воспринимается), но и постановка частных, специальных задач. В одних случаях, например, ставится задача запомнить только суть воспринимаемого нами материала, только главные мысли и наиболее существенные факты, в других — запомнить дословно, в третьих — точно запомнить последовательность фактов и т. д.

Таким образом, постановка специальных задач играет существенную роль в запоминании. Под ее влиянием может меняться сам процесс запоминания. Однако, по мнению С. Л. Рубинштейна, запоминание очень сильно зависит от характера деятельности, в ходе которой оно совершается. Более того, Рубинштейн полагал, что нельзя делать однозначные выводы о большей эффективности произвольного или непроизвольного запоминания. Преимущества произвольного запоминания со всей очевидностью выступают лишь на первый взгляд. Исследования известного отечественного психолога П. И. Зинченко убедительно доказали, что установка на запоминание, делающая его прямой целью действия субъекта, не является сама по себе решающей для эффективности процесса запоминания. В определенных случаях непроизвольное запоминание может оказаться эффективнее произвольного. В опытах Зинченко непреднамеренное запоминание картинок в ходе деятельности, целью которой была их классификация (без задачи запомнить), оказалось определенно выше, чем в случае, когда перед испытуемым была поставлена задача специально запомнить картинки.

Посвященное той же проблеме исследование А. А. Смирнова подтвердило, что непроизвольное запоминание может быть продуктивнее, чем преднамеренное: то, что испытуемые запоминали непроизвольно, попутно в процессе деятельности, целью которой было не запоминание, запомнилось прочнее, чем то, что они старались запомнить специально. Суть эксперимента состояла в том, что испытуемым предъявлялись две фразы, каждая из которых соответствовала какому-либо орфографическому правилу (например, «мой брат учит китайский язык» и «надо учиться писать краткими фразами»). В ходе эксперимента необходимо было установить, к какому правилу относится данная фраза, и придумать другую пару фраз на ту же тему. Запоминать фразы не требовалось, но через несколько дней испытуемым предложили вспомнить как те, так и другие фразы. Оказалось, что фразы, придуманные ими самими в процессе активной деятельности, запомнились примерно в три раза лучше, чем те, которые им дал экспериментатор.

Следовательно, запоминание, включенное в какую-нибудь деятельность, оказывается наиболее эффективным, поскольку оказывается в зависимости от деятельности, в ходе которой оно совершается.

Запоминается, как и осознается, прежде всего то, что составляет цель нашего действия. Однако то, что не относится к цели действия, запоминается хуже, чем при произвольном запоминании, направленном именно на данный материал. При этом все же необходимо учитывать, что подавляющее большинство наших систематических знаний возникает в результате специальной деятельности, цель которой — запомнить соответствующий материал, с тем чтобы сохранить его в памяти. Такая деятельность, направленная на запоминание и воспроизведение удержанного материала, называется мнемической деятельностью.

Мнемическая деятельность представляет собой специфически человеческий феномен, ибо только у человека запоминание становится специальной задачей, а заучивание материала, сохранение его в памяти и припоминание — специальной формой сознательной деятельности. При этом человек должен четко отделить тот материал, который ему было предложено запомнить, от всех побочных впечатлений. Поэтому мнемическая деятельность всегда носит избирательный характер.

Следует отметить, что исследование мнемической деятельности человека является одной из центральных проблем современной психологии. Основными задачами изучения мнемической деятельности являются определение доступного человеку объема памяти и максимально возможной скорости запоминания материала, а также времени, в течение которого материал может удерживаться в памяти. Эти задачи не являются простыми, тем более что процессы запоминания в конкретных случаях имеют целый ряд различий.

Другой характеристикой процесса запоминания является степень осмысления запоминаемого материала. Поэтому принято выделять осмысленное и механическое запоминание.

Механическое запоминание — это запоминание без осознания логической связи между различными частями воспринимаемого материала. Примером такого запоминания является заучивание статистических данных, исторических дат и т. д. Основой механического запоминания являются ассоциации по смежности. Одна часть материала связывается с другой только потому, что следует за ней во времени. Для того чтобы установилась такая связь, необходимо многократное повторение материала.

В отличие от этого осмысленное запоминание основано на понимании внутренних логических связей между отдельными частями материала. Два положения, из которых одно является выводом из другого, запоминаются не потому, что следуют во времени друг за другом, а потому, что связаны логически. Поэтому осмысленное запоминание всегда связано с процессами мышления и опирается главным образом на обобщенные связи между частями материала на уровне второй сигнальной системы.

Доказано, что осмысленное запоминание во много раз продуктивнее механического. Механическое запоминание неэкономно, требует многих повторений. Механически заученное человек не всегда может припомнить к месту и ко времени. Осмысленное же запоминание требует от человека значительно меньше усилий и времени, но является более действенным. Однако практически оба вида запоминания — механическое и осмысленное — тесно переплетаются друг с другом. Заучивая наизусть, мы главным образом основываемся на смысловых связях, но точная последовательность слов запоминается при помощи ассоциаций по смежности. С другой стороны, заучивая даже бессвязный материал, мы, так или иначе, пытаемся построить смысловые связи. Так, один из способов увеличения объема и прочности запоминания не связанных между собою слов состоит в создании условной логической связи между ними. В определенных случаях эта связь может быть бессмысленной по содержанию, но весьма яркой с точки зрения представлений. Например, вам надо запомнить ряд слов: арбуз, стол, слон, расческа, пуговица и т. д. Для этого построим условно-логическую цепочку следующего вида: «Арбуз лежит на столе. За столом сидит слон. В кармане его жилета лежит расческа, а сам жилет застегнут на одну пуговицу». И так далее. С помощью такого приема в течение одной минуты можно запомнить до 30 слов и более (в зависимости от тренировки) при однократном повторении.

Если же сравнивать эти способы запоминания материала — осмысленное и механическое, — то можно прийти к выводу о том, что осмысленное запоминание намного продуктивней. При механическом запоминании в памяти через один час остается только 40 % материала, а еще через несколько часов — всего 20 %, а в случае осмысленного запоминания 40 % материала сохраняется в памяти даже через 30 дней.

Весьма отчетливо проявляется преимущество осмысленного запоминания над механическим при анализе затрат, необходимых для увеличения объема запоминаемого материала. При механическом заучивании с увеличением объема материала требуется непропорционально большое увеличение числа повторений. Например, если для запоминания шести бессмысленных слов требуется только одно повторение, то при заучивании 12 слов необходимо 14-16 повторений, а для 36 слов — 55 повторений. Следовательно, при увеличении материала в шесть раз необходимо увеличить количество повторений в 55 раз. В то же время при увеличении объема осмысленного материала (стихотворения), чтобы его запомнить, требуется увеличить количество повторений с двух до 15 раз, т. е. количество повторений возрастает в 7,5 раза, что убедительно свидетельствует о большей продуктивности осмысленного запоминания. Поэтому давайте более подробно рассмотрим условия, способствующие осмысленному и прочному запоминанию материала.

Осмысление материала достигается разными приемами, и прежде всего выделением в изучаемом материале главных мыслей и группированием их в виде плана. При использовании данного приема мы, запоминая текст, расчленяем его на более или менее самостоятельные разделы, или группы мыслей. В каждую группу входит то, что имеет один общий смысловой стержень, единую тему. Тесно связан с этим приемом второй путь, облегчающий запоминание: выделение смысловых опорных пунктов. Суть данного метода заключается в том, что каждую смысловую часть мы заменяем каким-либо словом или понятием, отражающим главную идею запоминаемого материала. Затем, как в первом, так и во втором случае, мы объединяем заученное, мысленно составляя план. Каждый пункт плана — это обобщенный заголовок определенной части текста. Переход от одной части к следующим частям — это логическая последовательность основных мыслей текста. При воспроизведении текста материал концентрируется вокруг заголовков плана, стягивается к ним, что облегчает его припоминание. Необходимость составить план приучает человека к вдумчивому чтению, сопоставлению отдельных частей текста, уточнению порядка и внутренней взаимосвязи вопросов.

Установлено, что учащиеся, составляющие план при запоминании текстов, обнаруживают более прочные знания, чем те, которые запоминали текст без такого плана.

Полезным приемом осмысления материала является сравнение, т. е. нахождение сходства и различия между предметами, явлениями, событиями и т. д. Одним из вариантов данного метода является сопоставление изучаемого материала с полученным ранее. Так, изучая с детьми новый материал, учитель часто сопоставляет его с уже изученным, тем самым включая новый материал в систему знаний. Аналогично осуществляется сопоставление материала с другой, только что полученной информацией. Например, легче запомнить даты рождения и смерти М. Ю. Лермонтова, если их сопоставить друг с другом: 1814 г. и 1841 г.

Осмыслению материала помогает также его конкретизация, пояснение общих положений и правил примерами, решение задач в соответствии с правилами, проведение наблюдений, лабораторных работ и т. п. Существуют и другие приемы осмысления.

Важнейшим методом осмысленного запоминания материала и достижения высокой прочности его сохранения является метод повторения. Повторение — важнейшее условие овладения знаниями, умениями, навыками. Но, чтобы быть продуктивными, повторения должны отвечать определенным требованиям. Проведенные исследования позволили выявить некоторые закономерности в использовании метода повторений.

Во-первых, заучивание протекает неравномерно: вслед за подъемом в воспроизведении может наступить некоторое его снижение. При этом оно носит временный характер, так как новые повторения дают существенный рост припоминания.

Во-вторых, заучивание идет скачками. Иногда несколько повторений подряд не дают существенного прироста в припоминании, но затем, при последующих повторениях, происходит резкое увеличение объема запомненного материала. Это объясняется тем, что следы, оставляемые каждый раз при восприятии объекта, сначала бывают недостаточными для припоминания, но зато потом, после нескольких повторений, их влияние сказывается сразу, и притом в большом количестве слов.

В-третьих, если материал в целом не представляет труда для запоминания, то первые повторения дают больший результат, чем последующие. Каждое новое повторение дает весьма незначительное увеличение объема запомненного материала. Это объясняется тем, что основная, более легкая часть запоминается быстро, а остающаяся, более трудная часть требует большого количества повторений.

В-четвертых, если материал труден, то запоминание идет, наоборот, сначала медленно, а потом быстро. Это объясняется тем, что действия первых повторений из-за трудности материала недостаточны и прирост объема запоминаемого материала возрастает лишь при многократных повторениях.

В-пятых, повторения нужны не только тогда, когда мы учим материал, но и тогда, когда надо закрепить в памяти то, что мы уже выучили. При повторении заученного материала его прочность и длительность сохранения возрастают многократно.

Кроме указанных выше закономерностей использования метода повторений существуют условия, способствующие повышению эффективности запоминания. Очень важно, чтобы повторение было активным и разнообразным. Для этого перед заучивающим ставят разные задачи: придумать примеры, ответить на вопросы, начертить схему, составить таблицу, изготовить наглядное пособие и т. д. При активном повторении происходит оживление связей на уровне второй сигнальной системы, поскольку разнообразие форм повторения способствует образованию новых связей изучаемого материала с практикой. В результате запоминание делается более полным. Пассивное же повторение не дает такого эффекта. В одном эксперименте учащиеся заучивали тексты путем пятикратных повторений. Анализ эффективности каждого чтения показал, что как только повторение приобретает пассивный характер, заучивание становится непродуктивным.

Очень важно также правильно распределить повторение во времени. В психологии известны два способа повторения: концентрированное и распределенное. При первом способе материал заучивается в один прием, повторение следует одно за другим без перерыва. Например, если для заучивания стихотворения требуется 12 повторений, то ученик 12 раз подряд читает его, пока не выучит. При распределенном повторении каждое чтение отделено от другого некоторым промежутком.

Проводимые исследования показывают, что распределенное повторение рациональнее концентрированного. Оно экономит время и энергию, способствуя более прочному усвоению знаний. В одном из исследований две группы школьников заучивали стихотворение разными способами: первая группа — концентрированным, вторая — распределенным. Полное заучивание при концентрированном способе потребовало 24 повторения, а при распределенном способе — только 10, т. е. в 2,4 раза меньше. При этом распределенное повторение обеспечивает и большую прочность знаний. Поэтому опытные педагоги повторяют с учащимися учебный материал в течение целого года, но для того, чтобы не снизилась активность детей, они разнообразят приемы повторения, включают материал в новые и новые связи.

Очень близок к методу распределенного заучивания метод воспроизведения во время заучивания. Его суть состоит в попытках воспроизвести материал, который еще полностью не выучен. Например, выучить материал можно двумя способами:

1. ограничиться только чтением и читать до тех нор, пока не возникнет уверенность, что он выучен;
2. прочитать материал один-два раза, затем попытаться его воспроизвести, после чего снова прочитать его несколько раз и вновь попытаться воспроизвести и т. д.

Эксперименты показывают, что второй вариант намного продуктивнее и целесообразнее. Заучивание идет быстрее, а сохранение становится более прочным.

Продуктивность запоминания зависит и от того, как осуществляется запоминание: в целом или по частям. В психологии известны три способа заучивания большого по объему материала: целостный, частичный и комбинированный. Первый способ (целостный) состоит в том, что материал (текст, стихотворение и т. д.) читается от начала до конца несколько раз, до полного усвоения. При втором способе (частичном) материал делится на части и каждая часть заучивается отдельно. Сначала несколько раз прочитывается одна часть, потом вторая, затем третья и т. д. Комбинированный способ представляет собой сочетание целостного и частичного. Материал сначала прочитывается целиком один или несколько раз, в зависимости от его объема и характера, затем трудные места выделяются и заучиваются отдельно, после чего снова весь текст читается целиком. Если же материал, например стихотворный текст, велик по объему, то он делится на строфы, логически законченные части, и заучивание происходит таким образом: сначала текст прочитывается один-два раза от начала до конца, выясняется его общий смысл, затем заучивается каждая часть, после чего материал снова читается целиком.

Исследования М. Н. Шардакова показали, что из указанных способов наиболее целесообразным является комбинированный. Он обеспечивает равномерное запоминание всех частей материала, требует глубокого осмысления, умения выделить главное. Такая деятельность осуществляется при большей сосредоточенности внимания, отсюда и большая ее продуктивность. В опытах Шардакова учащимся, которые заучивали стихотворение комбинированным способом, потребовалось всего 9 повторений, при заучивании в целом — 14 повторений, а при заучивании по частям — 16 повторений.

Следует отметить, что успех запоминания во многом зависит от уровня самоконтроля. Проявлением самоконтроля являются попытки воспроизвести материал при его заучивании. Такие попытки помогают установить, что мы запомнили, какие ошибки допустили при воспроизведении и па что следует обратить внимание в последующем чтении. Кроме того, продуктивность запоминания зависит и от характера материала. Наглядно-образный материал запоминается лучше словесного, а логически связанный текст воспроизводится полнее, чем разрозненные предложения.

Существуют определенные различия в запоминании описательных и объяснительных текстов. Так, учащиеся младших и средних классов лучше запоминают художественные отрывки и естественнонаучные описания, хуже — общественно-исторические тексты. В то же время в старших классах эти различия почти отсутствуют.

Таким образом, для успешного запоминания необходимо учитывать особенности механизмов процесса запоминания и использовать разнообразные мнемические приемы. В заключение схематически отобразим изложенный материал.

Сохранение, воспроизведение, узнавание. Всю информацию, которая была воспринята, мы не только запоминаем, но и сохраняем определенное время. Сохранение как процесс памяти имеет свои закономерности. Например, установлено, что сохранение может быть динамическим и статическим. Динамическое сохранение проявляется в оперативной памяти, а статическое — в долговременной. При динамическом сохранении материал изменяется мало, при статическом, наоборот, он обязательно подвергается реконструкции и определенной переработке.

Реконструкция материала, сохраняемого долговременной памятью, происходит прежде всего под влиянием новой информации, непрерывно поступающей от наших органов чувств. Реконструкция проявляется в различных формах, например в исчезновении некоторых менее существенных деталей и замене их другими деталями, в изменении последовательности материала, в степени его обобщения.

Извлечение материала из памяти осуществляется с помощью двух процессов — воспроизведения и узнавания. Воспроизведение — это процесс воссоздания образа предмета, воспринимаемого нами ранее, но не воспринимаемого в данный момент. Воспроизведение отличается от восприятия тем, что оно осуществляется после него и вне его. Таким образом, физиологической основой воспроизведения является возобновление нервных связей, образовавшихся ранее при восприятии предметов и явлений.

Как и запоминание, воспроизведение может быть непреднамеренным (непроизвольным) и преднамеренным (произвольным). В первом случае воспроизведение происходит неожиданно для нас самих. Например, проходя мимо школы, в которой учились, мы неожиданно можем воспроизвести образ учителя, который нас учил, или образы школьных друзей. Особым случаем непреднамеренного воспроизведения является появление персеверирующих образов, которые характеризуются исключительной устойчивостью.

При произвольном воспроизведении, в отличие от непроизвольного, мы вспоминаем, имея сознательно поставленную цель. Такой целью является стремление вспомнить что-либо из нашего прошлого опыта, например когда мы задаемся целью вспомнить хорошо выученное стихотворение. В этом случае, как правило, слова «идут сами собой». Бывают случаи, когда воспроизведение протекает в форме более или менее длительного припоминания. В этих случаях достижение поставленной цели — вспомнить что-либо — осуществляется через достижение промежуточных целей, позволяющих решить главную задачу. Например, для того чтобы вспомнить какое-либо событие, мы стараемся вспомнить все факты, которые в той или иной мере связаны с ним. Причем использование промежуточных звеньев обычно носит сознательный характер. Мы сознательно намечаем, что может помочь нам вспомнить, или думаем, в каком отношении к нему находится то, что мы ищем, или оцениваем все, что вспоминаем, или судим о том, почему оно не подходит, и т. д. Следовательно, процессы припоминания тесно связаны с процессами мышления.

Вместе с тем, припоминая, мы часто сталкиваемся с затруднениями. Мы вспоминаем сначала не то, что нужно, отвергаем это и ставим себе задачу снова что-либо вспомнить. Очевидно, что все это требует от нас определенных волевых усилий. Поэтому припоминание является в то же время и волевым процессом.

Помимо воспроизведения мы постоянно сталкиваемся с таким явлением, как узнавание. Узнавание какого-либо объекта происходит в момент его восприятия и означает, что происходит восприятие объекта, представление о котором сформировалось у человека или на основе личных впечатлений (представление памяти), или на основе словесных описаний (представление воображения). Например, мы узнаем дом, в котором живет приятель, но в котором мы никогда не были, а узнавание происходит из-за того, что ранее нам описали этот дом, объяснили, по каким признакам его найти, что отразилось в наших представлениях о нем.

Следует отметить, что процессы узнавания отличаются друг от друга степенью определенности. Наименее определенно узнавание в тех случаях, когда мы испытываем только чувство знакомости объекта, а отождествить его с чем-либо из прошлого опыта не можем. Например, мы видим человека, лицо которого нам кажется знакомым, а вспомнить, кто он и при каких обстоятельствах мы могли с ним встречаться, не можем. Подобные случаи характеризуются неопределенностью узнавания. В других случаях узнавание, наоборот, отличается полной определенностью: мы сразу узнаем человека как определенное лицо. Поэтому данные случаи характеризуются полным узнаванием.

Следует отметить, что между определенным и неопределенным узнаванием есть много общего. Оба этих варианта узнавания развертываются постепенно, и поэтому они часто близки к припоминанию, а, следовательно, являются сложным мыслительным и волевым процессом.

Наряду с разными видами правильного узнавания существуют и ошибки при узнавании. Например, то, что воспринимается впервые, иногда кажется нам знакомым, уже пережитым однажды в точно таком же виде. Интересен тот факт, что впечатление знакоместа может оставаться даже тогда, когда мы твердо знаем, что никогда не видели данный предмет или не находились в данной ситуации.

Кроме того, следует обратить внимание на еще одну, весьма интересную особенность узнавания и воспроизведения. Процессы узнавания и воспроизведения не всегда осуществляются с равным успехом. Иногда бывает так, что мы можем узнать какой-либо объект, но воспроизвести его, когда он отсутствует, оказываемся не в состоянии. Бывают случаи обратного рода: у нас появляются какие-то представления, но сказать, с чем они связаны, мы не можем. Например, нас постоянно «преследует» какая-то мелодия, но сказать, откуда она, мы не можем. Чаще всего мы испытываем затруднения при воспроизведении чего-либо, и гораздо реже такие затруднения возникают при узнавании. Как правило, мы бываем в состоянии узнать при невозможности воспроизвести. Таким образом, можно сделать вывод: узнавание осуществляется легче, чем воспроизведение.

Забывание выражается в невозможности восстановить ранее воспринятую информацию. Физиологической основой забывания являются некоторые виды коркового торможения, мешающего актуализации временных нервных связей. Чаще всего это так называемое угасательное торможение, которое развивается при отсутствии подкрепления. Забывание проявляется в двух основных формах:

1. невозможность припомнить или узнать;
2. неверное припоминание или узнавание. Между полным воспроизведением и полным забыванием существуют различные степени воспроизведения и узнавания.

Некоторые исследователи называют их «уровнями памяти». Принято выделять три таких уровня:

1. воспроизводящая память;
2. опознающая память;
3. облегчающая память.

Например, ученик выучил стихотворение. Если через некоторое время он может воспроизвести его безошибочно — это первый уровень памяти, самый высокий; если он не может воспроизвести заученное, но легко опознает (узнает) стихотворение в книге или на слух — это второй уровень памяти; если же учащийся не в состоянии самостоятельно ни вспомнить, ни узнать стихотворение, но при повторном заучивании ему потребуется меньше времени для полного воспроизведения, чем в первый раз, — это третий уровень памяти. Таким образом, степень проявления может варьировать. При этом характер проявления забывания может быть различным. Забывание может проявляться в схематизации материала, отбрасывании отдельных, иногда существенных, его частей, сведении новых представлений к привычным старым представлениям.

Следует обратить внимание на то, что забывание протекает во времени неравномерно. Наибольшая потеря материала происходит сразу же после его восприятия, а в дальнейшем забывание идет медленнее. Например, опыты Эббингауза, о которых мы говорили в первом разделе данной главы, показали, что через час после заучивания 13 бессмысленных слогов забывание достигает 56 %, в дальнейшем же оно идет медленнее. Причем такая же закономерность характерна и для забывания осмысленного материала. Подтверждением этого может служить эксперимент, проведенный американским психологом М. Джонсом. Эксперимент сводился к следующему: до начала лекции по психологии Джонс предупредил студентов, что в конце они получат листочки с вопросами по содержанию лекции, на которые надо дать письменные ответы. Лекция читалась со скоростью 75 слов в минуту, четко и доступно. У выдающегося лектора, приглашенного для сравнения данных, получалось почти то же самое: студенты сразу же после лекции воспроизводили 71 % основных его мыслей, а далее шло забывание воспринятого материала: сначала быстрее, а затем несколько медленнее. Из данного опыта следует вывод, что если студенты не будут работать над закреплением учебного материала в памяти, через два месяца от него останется лишь 25 %, а наибольшая потеря (55 %) произойдет за первые три-четыре дня после восприятия.

Для того чтобы замедлить процесс забывания, необходимо своевременно организовать повторение воспринятого материала, не откладывая надолго эту работу. Это хорошо подтверждают исследования М. Н. Шардакова. Он установил, что если не повторять полученный материал в день получения, то через день сохраняется в памяти 74 % материала, через три-четыре дня — 66 %, через месяц — 58 % и через шесть месяцев — 38 %. При повторении материала в первый день через день в памяти сохраняется 88%, через три-четыре дня — 84 %, через месяц — 70% и через 6 месяцев — 60 %. Если же организовать периодическое повторение материала, то объем сохраняемой информации будет достаточно большим на протяжении значительного времени.

Рассматривая различные варианты проявления забывания, нельзя не сказать о случаях, когда человек не может вспомнить что-то в данный момент (например, сразу же после получения информации), но припоминает или узнает это спустя некоторое время. Такое явление носит название реминисценции (смутное воспоминание). Сущность реминисценции заключается в том, что воспроизведение материала, который мы сразу не могли полностью воспроизвести, через день-два после восприятия пополняется фактами и понятиями, которые отсутствовали при первом воспроизведении материала. Это явление часто наблюдается при воспроизведении словесного материала большого объема, что обусловлено утомлением нервных клеток. Реминисценция обнаруживается чаще у дошкольников и младших школьников. Гораздо реже это явление встречается у взрослых.

По данным Д. И. Красильниковой, при воспроизведении материала реминисценция отмечается у 74 % дошкольников, у 45,5 % младших школьников и у 35,5 % школьников пятых-седьмых классов. Это связано с тем, что дети не всегда сразу как следует осмысливают материал при его восприятии и потому передают его неполно. Им требуется какой-то промежуток времени для его осмысления, в результате чего воспроизведение становится более полным. Если же материал осмыслен сразу, то реминисценция не наступает. Этим объясняется тот факт, что чем старше школьники, тем реже наблюдается это явление в их памяти.

Другими формами забывания являются ошибочное припоминание и ошибочное узнавание. Общеизвестно, что воспринятое нами с течением времени теряет в воспоминании свою яркость и отчетливость, становится бледным и неясным. Однако изменения воспринятого ранее материала могут носить и другой характер, когда забывание выражается не в потере ясности и отчетливости, а в существенном несоответствии припомненного действительно воспринятому. В этом случае мы вспоминаем совсем не то, что было в действительности, так как в процессе забывания произошла более или менее глубокая перестройка воспринятого материала, его существенная качественная переработка. Например, одним из таких примеров переработки может служить ошибочное воспроизведение последовательности событий во времени. Так, отчетливо воспроизводя отдельные события, человек между тем не может вспомнить их правильную последовательность. Основной причиной подобного явления, как показали исследования Л. В. Занкова, является то, что в процессе забывания ослабевают случайные связи во времени, и вместо них на первый план выступают существенные, внутренние отношения вещей (логические связи, сходство вещей и т. д.), которые не всегда совпадают со связями во времени.

В настоящее время известны факторы, влияющие на скорость протекания процессов забывания. Так, забывание протекает быстрее, если материал недостаточно понят человеком. Кроме того, забывание происходит быстрее, если материал неинтересен человеку, не связан непосредственно с его практическими потребностями. Этим объясняется тот факт, что взрослые люди лучше помнят то, что относится к их профессии, что связано с их жизненными интересами, а школьники хорошо помнят материал, который их увлекает, и быстро забывают то, что их не интересует. Скорость забывания также зависит от объема материала и степени трудности его усвоения: чем больше объем материала или чем он труднее для восприятия. тем быстрее происходит забывание. Другим фактором, ускоряющим процесс забывания, является отрицательное влияние деятельности, следующей за заучиванием. Это явление называют ретроактивным торможением. Так, в эксперименте, проведенном А. А. Смирновым, группе школьников давали для заучивания ряд имен прилагательных, а сразу после этого — второй ряд слов. После заучивания второго ряда слов проверяли, сколько прилагательных запомнили дети. В другой группе школьников делали пятиминутный перерыв между заучиванием первого и второго рядов слов. Оказалось, что школьники, учившие ряды слов без перерыва, воспроизвели на 25 % меньше имен прилагательных, чем дети, имевшие небольшой перерыв. В другом опыте после заучивания имен прилагательных детям давали заучивать ряд чисел. В этом случае воспроизведение ряда слов упало лишь на 8%. В третьем опыте после заучивания слов шла трудная умственная работа — решение сложных арифметических задач. Воспроизведение слов снизилось на 16%.

Таким образом, ретроактивное торможение выражено заметнее, если деятельность следует без перерыва или последующая деятельность сходна с предыдущей, а также если последующая деятельность труднее предшествующей деятельности. Физиологической основой ретроактивного торможения в последнем случае является отрицательная индукция: трудная деятельность затормозила более легкую. Указанную закономерность необходимо иметь в виду при организации учебной работы. Особенно важно соблюдать перерывы в занятиях, чередовать учебные предметы так, чтобы между ними были значительные отличия, — предметы, трудные для усвоения, ставить раньше, чем легкие.

Другим существенным фактором, влияющим на скорость забывания, является возраст. С возрастом отмечается ухудшение многих функций памяти. Запоминать материал становится труднее, а процессы забывания, наоборот, ускоряются.

Основными существенными причинами забывания, выходящего за рамки среднестатистических значений, являются различные болезни нервной системы, а также сильные психические и физические травмы (ушибы, связанные с потерей сознания, эмоциональные травмы). В этих случаях иногда наступает явление, называемое ретроградной амнезией. Она характеризуется тем, что забывание охватывает собой период, предшествующий событию, послужившему причиной амнезии. С течением времени этот период может уменьшиться, и даже более того, забытые события могут полностью восстановиться в памяти.

Забывание также наступает быстрее при умственном или физическом утомлении. Причиной забывания может быть и действие посторонних раздражителей, мешающих сосредоточиться на нужном материале, например раздражающих звуков или находящихся в поле нашего зрения предметов.

Прочность памяти человека – запоминание информации на длительный срок

Прочность памяти – это ее свойство сохранять полученную информацию на длительный срок, не забывая ее со временем. Хранение информации – это основная задача и свойство памяти, а срок хранения имеет ключевое значение. Прочность памяти отражает период времени, через который Вы сможете вспомнить тот материал, который усвоили. Например, сразу после повторения Вы легко можете воспроизвести изученный материал. Через 5-7 минут задача становится сложнее. Через 1-2 часа вспомнить информацию будет еще сложнее. А через месяц? А через три месяца? А что останется в памяти через год??? Все зависит от прочности Вашей памяти. Чем она прочнее и пластичнее, тем больше времени может пройти между усвоением материала и его вспоминанием без потери информации.

Многие полагают, что такое свойство памяти как прочность улучшается с помощью специальных медицинских препаратов. Но это верно лишь отчасти. Действительно, человеческий мозг нуждается в питании. Нервное возбуждение при запоминании происходит благодаря ацетилхолину, формируемому из холина (витамин В4). Недостаток этого витамина действительно может влиять на память и значительно ухудшать ее свойства. Однако его переизбыток не гарантирует и сверх способностей памяти, лишь обеспечивая её нормальную работу. Наш мозг постоянно потребляет другие витамины, фосфолипиды, фолиевую кислоту, селениум, трозин. В те же моменты жизни, когда мозг работает особо активно, в том числе и при запоминании или вспоминании информации, потребление питательных веществ естественным образом значительно повышается. Препараты, содержащие данные вещества могут помочь памяти не испытывать дефицит в питательных веществах. Кроме того, они будут способствовать нормализации работы мозга, но не предадут Вам как-либо волшебных способностей. Память и все её основные свойства нужно в первую очередь развивать с помощью практикумов.

Проверить прочность Вашей памяти можно, используя пакет «Память», в котором Вы найдете различные тесты для ее увеличения.

Упражнение «Прочная память»

Одним из простейших упражнений тренировки прочности памяти является поэтапное увеличение промежутка времени между заучиванием информации и ее беспрепятственном воспроизведением из памяти.

Например, предлагаем Вам попробовать следующее упражнение. Вспомните максимально подробно, что Вы делали вчера, с точностью до мелочей. Запишите все на листок бумаги и отложите в сторону. На следующий день постарайтесь вспомнить все, что Вы написали, и все, что Вы делали. У вас получилось? Отлично! Теперь опишите еще один день своей жизни, но теперь более подробно. Через день постарайтесь вспомнить, что Вы записали. Эта задача более сложная, чем предыдущая.

Поэтапно усложняйте это упражнение. Попробуйте записать еще один день, но постарайтесь вспомнить все записи через два дня, потом через три, четыре, пять и так далее. Усложняйте постепенно. Добавляйте один день только после того, как Вам удалось вспомнить все по прошлому заданию. В качестве исходной информации может быть не только Ваш день, но и любая иная информация, с которой Вы работаете, и объем которой около одной страницы или более.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЁМА КРАТКОВРЕМЕННОЙ ОБРАЗНОЙ ЗРИТЕЛЬНОЙ ПАМЯТИ ПОДРОСТКОВ

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Лицей №113 города Новосибирска

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЁМА КРАТКОВРЕМЕННОЙ ОБРАЗНОЙ ЗРИТЕЛЬНОЙ ПАМЯТИ ПОДРОСТКОВ

Коченкова Эстер Владиславовна

Учащаяся 9 класса «Б»

МБОУ Лицей № 113

г. Новосибирска

Руководитель:

Вышинская Нина Ивановна

учитель биологии,

высшая квалификационная категория

Контактный телефон руководителя

_______8-953-865-4805_______

Работа допущена к защите « » ____________________2020г.

Подпись руководителя проекта _________________________(_______)

Новосибирск, 2020

Оглавление

1.Введение ………………………………………………………………….3

1.1. Актуальность

1.2 Новизна

1.3 Проблемы

1.4 Гипотеза

1.5 Цель исследования

1.6 Объект исследования

1.7 Предмет исследования

1.8 Задачи исследования

1. 9 Методы исследования

2 Теоретическая часть ………………………………………….5

2.1 Память как функция высшей психической деятельности……………..5

2.2 Критерии классификации памяти……………………………………….6

2.3 Свойства памяти………………………………………………………….7

2.4 Особенности кратковременной памяти у подростков…………………8

3 Практическая часть ………………………………………….10

3.1 Методика определения кратковременной зрительной памяти……….10

3.2 Методика «Память на образы»…………………………………………11

3.3 Результаты исследования……………………………………………….12

4 Список используемой литературы ………….………..……14

5 Приложения……………………………………………………15

Приложение 1………………………………………………………………15

Приложение 2………………………………………………………………16

Приложение 3………………………………………………………………17

Приложение 4………………………………………………………………18

Приложение 5……………………………………………………………….19

Приложение 6……………………………………………………………….20

1. Введение

Память человека – это очень важная подсистема в целостной структуре психики человека. Никакие другие психические процессы не упоминаются в повседневной жизни так часто, как память и внимание. Ведь именно ими мы часто объясняем успехи или неудачи в учебе. Способность к обучению и качество любой профессиональной деятельности зависят от возможностей  этих процессов. Память является одним из ценнейших свойств человеческой жизни. В психологии она считается одним из основных познавательных процессов. Кроме того – она является своеобразной основой всякого познания.

1.1 Актуальность

Проблема развития памяти подростков актуальна тем, что подростковый возраст – лучшее время для развития памяти. В настоящее время наш мир кипит от множества различной информации. Подросткам приходится учиться пользоваться этой информацией, выбирать нужное и многое запоминать. Кратковременная память для ребёнка подросткового возраста — это парадный вход для процесса обучения. Информация в такой памяти хранится недолго, на тот момент, когда необходимо принять нужное решение при каком-то действии, после чего информация забывается. Мне интересна эта тема ввиду того, что я сама и мои одноклассники сейчас именно в этом возрастном периоде.

1.2 Новизна

Память подростков – это достаточно интересная тема для изучения. Именно в это время меняется память: из количественной в качественную сторону.

1.3 Проблема

В наши дни  проблема улучшения памяти является одной из самых актуальных, потому что нам часто приходится иметь дело с запоминанием информации, особенно в учебном процессе.

1.4 Гипотеза

В связи с особенностями развития памяти в подростковом возрасте, можно предположить, что именно память на образы будет явно выражена.

1.5 Цель исследования

Выявить особенности памяти в подростковом возрасте, определить уровень развития кратковременной зрительной памяти на образы и кратковременной зрительной памяти на числа, произвести сравнение полученных данных.

1.6 Объект исследования

Кратковременная память подростков.

1.7 Предмет исследования

Объём кратковременной памяти на образы у подростков.
1.8 Задачи

1) Найти и изучить теоретические материалы по данной теме: особенности развития памяти в подростковом возрасте;

2) Ознакомиться со способами измерения объема памяти и подобрать методики исследования, подходящие для достижения результата исследования;

3) Провести исследование, используя подобранные методики и проанализировать полученные результаты;

4) Произвести сравнение данных и сделать выводы по полученным результатам.

1.9 Методы исследования

1. Анализ учебно-методической литературы и интернет ресурсов;

2. Методики исследования объема кратковременной зрительной памяти на числа и образы.

3. Анализ и сравнение полученных данных.

2. Теоретическая часть

2.1 Память как функция высшей психической деятельности

В современной психологической науке память понимается как форма психического отражения действительности, которая заключается в закреплении, сохранении и последующем воспроизведении человеком своего опыта.

Это важнейшая психическая функция, являющаяся объединяющим звеном в организации психики. Она обеспечивает целостность и единство личности. Всякий познавательный процесс превращается в память, и всякая память превращается во что-то другое. Память имеет огромное значение для жизни и деятельности не только каждого конкретного человека, но и общества в целом. Уже в древнегреческой мифологии обнаруживается признание важной роли памяти в развитии культуры человечества. Особо почитаемая греками богиня памяти Мнемозина была матерью девяти муз — покровительниц науки, поэзии и искусства. По имени этой богини память в психологии часто называют мнемической деятельностью. 

Память обеспечивает человеку накопление впечатлений об окружающем мире, служит основой приобретения знаний, умений и навыков и их последующего использования. Сохранение опыта создаёт возможность для обучения человека и развития его психики.

Память является сложной психической деятельностью. В её структуре различают основные процессы: запоминание, сохранение, забывание, восстановление (узнавание, воспроизведение).

Запоминание – это процесс закрепления в сознании тех образов, которые возникают под воздействием предметов и явлений действительности в процессе ощущения и восприятия. Запоминание – это, как правило, установление связи с тем, что уже имеется в сознании человека. 

Сохранение и забывание являются двумя взаимосвязанными процессами. Сохранение – это удержание заученного в памяти, забывание – это исчезновение, выпадение из памяти, т.е. своеобразный процесс угасания и затормаживания связей. Забывание является естественным процессом, однако бороться с ним всё-таки необходимо. Забывание бывает полным или частичным, длительным или временным. На процесс забывания влияет несколько факторов, таких как время, деятельность, предшествующая запоминанию и степень активности имеющейся информации.

Воспроизведение – это процесс памяти, который заключается в появлении в сознании представлений памяти, ранее воспринятых мыслей, осуществление заученных движений. В основе воспроизведения лежит оживление следов в мозгу, возникновение в них возбуждения.

Узнавание – это процесс появления чувства знакомости при повторном восприятии предмета или явления. Два процесса – воспроизведения и узнавания – похожи, но всё-таки различаются. Воспроизведение, в отличие от узнавания, характеризуется тем, что образы, закреплённые в памяти, актуализируются (оживляются) без опоры на вторичное восприятие тех или иных объектов. Поэтому узнавание не может быть показателем прочности запоминания и при оценке его эффективности необходимо ориентироваться только на воспроизведение.

2.2 Классификация видов памяти

По характеру пси­хической активности, преобладающей в деятельности, память делят на двигательную, эмоциональную, образную и словесно-логическую.

По характеру целей деятельности — на непроиз­вольную и произвольную.

По продолжительности закрепле­ния и сохранения материалов (в связи с его ролью и местом в деятельности) — на кратковременную, долговременную и опе­ративную.

Двигательная память — это запоминание, сохранение и воспроизведение различных движений и их систем. Встречаются люди с ярко выраженным преобладанием этого вида памяти над другими ее видами. Огромное значение это­го вида памяти состоит в том, что она служит основой для фор­мирования различных практических и трудовых навыков, рав­но как и навыков ходьбы, письма и т.д

Образная память — память на представления, картины при­роды и жизни, а также на звуки, запахи, вкусы. Она бывает зрительной, слуховой, осязательной, обонятельной, вкусовой

Эмоциональная память — память на чувства. Эмоции всег­да сигнализируют о том, как удовлетворяются наши потреб­ности и интересы, как осуществляются наши отношения с окружающим миром. Поэтому эмоциональная память имеет очень важное значение в жизни и деятельности каждого че­ловека. Пережитые и сохранённые в памяти чувства высту­пают в виде сигналов, либо побуждающих к действию, либо удерживающих от действий, вызвавших в прошлом отрица­тельные переживания.

Словесно-логическая память выражается в запоминании и воспроизведении наших мыслей. Мы запоминаем и воспроизводим мысли, возникшие у нас в про­цессе обдумывания, размышления, раз­говора с друзьями, помним содержание прочитанной книги.

Особенностью данного вида памяти является то, что мысли не существуют без языка, поэтому память на них и называется не просто логической, а словесно-логической.

Психологические исследования, и в частности работы отечественного психолога П.И. Зинченко, показали, что прямая постановка цели на запоминание не является решающей для эффективности запоминания. Непроизвольное запоминание оказывается продуктивнее произвольного.

Эффективность запоминания зависит от установки. Установка запомнить материал, чтобы ответить на уроке или зачете, не способствует долговременному запоминанию: после сдачи зачета материал быстро забывается. Иную роль играет понимание значимости материала для будущего, для дальнейшего обучения или профессиональной деятельности. Запоминаемый с такой установкой материал помнится дольше.

Эмоционально окрашенный материал запоминается лучше, при этом в одних случаях лучше будет запоминаться приятное, в других — неприятное. Запоминание может протекать с различной степенью осмысленности, с разной глубиной понимания. В соответствии с этим выделяют механическое и логическое запоминания. Мышление всегда является существенной опорой памяти, необходимым условием успешного запоминания, которое в значительной мере зависит от понимания и ориентировки в материале в целом, а также от выделения смысловых групп и связей между элементами.

2.3 Свойства памяти

Объем памяти — количество информации, которое человек способен запомнить за определенное время. Объем кратковременной памяти человека в среднем составляет 5-9 запомненных и повторённых цифр, 6-7 бессмысленных слогов, 5-9 слов.

Скорость — время, в течение которого человек способен запомнить определенный объем информации.

Прочность — длительность сохранения информации.

Точность — правильность и полнота воспроизведения информации.

В моей работе меня будет интересовать именно объём памяти.

В современной психологии все отдельные опыты с памятью человека сводятся, в основном, к тому, что испытуемый тем или иным способом усваивает материал, а затем, спустя некоторое количество времени, его воспроизводит, узнаёт усвоенное. В каждом из таких опытов экспериментатор имеет дело с тремя основными переменными:

1. деятельностью усвоения или заучивания;

2. интервалом между усвоением и воспроизведением;

3. деятельностью воспроизведения.

Материал может предъявляться испытуемым зрительно или на слух. Кроме этого есть и иные способы: зрительно-слухо-моторный, зрительно-моторный, зрительно-слуховой.

2.4. Особенности кратковременной памяти у подростков

Объем кратковременной памяти индивидуален. Любая информация вначале попадает в кратковременную память, которая обеспечивает запоминание однократно предъяв­ленной информации на короткое время, после чего информация может забыться полностью либо перейти в долговременную па­мять, но при условии 1-2 — кратного повторения. Кратковремен­ная память (КП) ограничена по объему, при однократном предъявлении в КП помещается в среднем 72. Это магичес­кая формула памяти человека, т. е. в среднем с одного раза че­ловек может запомнить от 5 до 9 слов, цифр, чисел, фигур, кар­тинок, кусков информации.   

С особенностями кратковременной памяти, обусловленными ограниченностью её объема, связано такое свойство, как замещение. Оно проявляется в том, что при переполнении индивидуально ограниченного объема кратковременной памяти человека вновь поступающая информация частично вытесняет хранящуюся там, и последняя безвозвратно исчезает, забывается, не попадает в долговременное хранилище. Это, в частности, происходит тогда, когда человеку приходится иметь дело с такой информацией, которую он не в состоянии полностью запомнить и которая ему предъявляется непрерывно и последовательно.

Учащимся приходится удерживать в кратковременной памяти информацию, которая поступает по специальным сенсорным каналам и систематизируется в различном порядке. Некоторые данные поступают в кратковременную память одновременно (например, черты лица), другие воспринимаются умом в определённой последовательности (например, числа в телефонном номере). Поэтому кратковременная память должна гибко реагировать на то, что она принимает на хранение. Именно здесь становится очевидной значительная разница между учащимися. Одни показывают великолепную визуальную кратковременную память, другие хорошо воспринимают словесное общение и отстают в восприятии визуальных фрагментов. А некоторые дети испытывают сложность в удержании любого потока информации.

Подросток уже способен управлять своим произвольным запоминанием. Способность к запоминанию (заучиванию) постоянно, но медленно возрастает до 13 лет. С 13 до 15—16 лет наблюдается более быстрый рост памяти. В подростковом  возрасте  память перестраивается, переходя от доминирования механического запоминания к смысловому, при этом перестраивается сама смысловая память — она приобретает опосредованный, логический характер, обязательно включается мышление. Заодно с формой изменяется и содержание запоминаемого — становится более доступным запоминание абстрактного материала.

Главное содержание подросткового возраста составляет его переход от детства к взрослой жизни. Большинство возрастных проявлений свидетельствуют о притязании подростка на зрелость.

3. Практическая часть

В своем исследовании я изучала объём кратковременной зрительной памяти на числа и кратковременной зрительной памяти на образы. Кратковременная память­­ является такой подсистемой памяти, которая обеспечивает оперативное удержание и преобразование данных, поступающих от органов чувств и из долговременной памяти. Кратковременная память является обязательным этапом для её других видов как более или менее непосредственное запечатление и весьма кратковременное сохранение (обычно измеряемое секундами), и является обязательным компонентом долговременной и оперативной памяти.

Как показывают исследования, процессы памяти в подростковом возрасте еще не достаточно сформированы. Но нужно обратить внимание на то, что подростки начинают проявлять особое внимание на способы улучшения запоминания, сохранения и воспроизведения информации.

В моем исследовании принимали участие ученики 8-10-х классов МБОУ Лицея №113 г. Новосибирска: 8 класс – 13 человек; 9 классы – 36 человек; 10 класс – 8 человек. Возраст испытуемых от 13 до 16 лет.

3.1 Методика определения кратковременной зрительной памяти

Диагностическая цель: определение объема кратковременной зрительной памяти на числа.

Описание процедуры тестирования

Сущность методики заключается в том, что испытуемому экспонируется таблица с 12 двузначными числами в течение 20 секунд. Числа необходимо запомнить и в течение 1 минуты (после того, как таблица убрана) воспроизвести как можно большее количество.

Обработка и анализ результатов

Оценка кратковременной зрительной памяти производилась по количеству правильно воспроизведенных чисел. Методика удобна для группового тестирования, так как процедура не занимает много времени.

При обработке результатов, за каждое правильно воспроизведенное число, испытуемый получает 1 балл.

1-4 баллов – низкий уровень развития памяти;

5-7 баллов – среднеразвитый уровень памяти;

8-10 баллов – высокий уровень развития памяти;

Выше 10 баллов – очень высокий уровень развития памяти.

После получения и обработки данных, я получила следующие результаты:

Учащиеся 8 класса показали следующие результаты (приложение 3):

низкий уровень – 21%

средний уровень – 68%

высокий уровень – 11%

очень высокий уровень – 0% (отсутствует)

Учащиеся 9-10-х классов (приложение 4):

низкий уровень – 20%

средний уровень – 64%

высокий уровень – 11%

очень высокий уровень – 5%

Исходя их полученных данных, мы видим, что большинство учеников всех классов имеют достаточно развитый уровень объема кратковременной зрительной памяти на числа, необходимый для процесса учебной деятельности. Хотя есть небольшой процент учеников во всех классах подросткового возраста, которым необходимо заниматься развитием и тренировкой памяти. На основании данного исследования можно предположить, что при обучении на более старшей ступени качественный показатель объёма кратковременной памяти улучшается.

Методика «Память на образы»

Диагностическая цель: изучение кратковременной образной памяти. Методика часто применяется при профотборе.

Описание процедуры тестирования 

Сущность методики заключается в том, что испытуемому экспонируется таблица с 16 образами в течение 20 секунд. Образы необходимо запомнить и в течение 1 минуты (после того, как таблица убрана) воспроизвести их словами или картинками как можно большее количество (приложение 2).

Обработка и анализ результатов

Оценка результатов тестирования производится по количеству правильно воспроизведенных образов. Методика используется в группе и индивидуально.

При обработке результатов, за каждое правильно воспроизведенное число, испытуемый получает 1 балл.

1-4 баллов – низкий уровень развития памяти;

5-7 баллов – среднеразвитый уровень памяти;

8-9 баллов – высокий уровень развития памяти;

Выше 10 баллов – очень высокий уровень развития памяти.

После получения и обработки данных исследования по второй методике, я получила следующие результаты:

Учащиеся 8 класса показали следующие результаты (приложение 5):

низкий уровень – 0% (отсутствует)

средний уровень – 21 %

высокий уровень – 47%

очень высокий уровень – 32%

Учащиеся 9-10-х классов показали следующие результаты (приложение 6):

низкий уровень – 0% (отсутствует)

средний уровень – 16%

высокий уровень – 20%

очень высокий уровень – 64%

На основании проведённого исследования можно сделать выводы:

А) у большинства испытуемых подростков достаточно высокий уровень развития памяти на образы.

Б) у учащихся кратковременная память на образы развита лучше, чем зрительная память на цифры.

В) у учащихся 9-10-х классов значительно выше процент очень высокого уровня развития образной памяти, чем у учащихся 8 класса.

Результаты исследования. Выводы

Я ознакомилась с теоретической литературой по теме исследования и изучила память как психический процесс, ее виды, свойства и характеристики. Изучив теоретический материал, я так же выяснила, что память в подростковом возрасте развивается быстрее и претерпевает качественные изменения.

Я ознакомилась с методами исследования кратковременной памяти и подобрала две методики, подходящие для групповой диагностики.

Провела исследование на выборке учащихся подросткового возраста. Полученные результаты показывают, что большинство учащихся участвовавших в исследовании имеют средний уровень развития кратковременной зрительной памяти на числа. Это достаточно для процесса учебной деятельности.

По результатам проведения исследования по методике «память на образы», я сделала вывод, что большое количество учащихся имеют высокий и даже очень высокий уровень развития кратковременной памяти на образы.

Сравнивая результаты двух методик, можно сделать вывод, что кратковременная память на образы у испытуемых имеет более высокий уровень, чем кратковременная память на числа. Этот факт необходимо учитывать учителям при организации учебного процесса учащихся данного возраста.

Так же я сравнила результаты исследования по обеим методикам между испытуемыми классами и увидела, что большинство учащихся имеют средний уровень развития кратковременной зрительной памяти, во всех классах. В то же время, хотя и процент высокого уровня развития памяти на образы высок у всех испытуемых, все же этот процент выше у учащихся 9-10 классов (64%) в сравнении с учащимися 8 класса (32%). Этот факт приводит к выводу, что у ребят постарше, память на образы развита сильнее.

Сравнивая результаты методик одного и того же испытуемого, я сделала вывод, что разные виды памяти могут развиваться неодинаково и независимо друг от друга. Так у некоторых испытуемых был низкий уровень кратковременной зрительной памяти и при этом достаточно высокий уровень развития кратковременной памяти на образы.

Итак, цель данного исследования, на мой взгляд, достигнута, поставленные задачи выполнены. Данные, полученные в ходе проведения исследования, подтверждают выдвинутую гипотезу, о том, что кратковременная память на образы у подростков развивается быстрее и является более ярко выраженной, чем кратковременная память на числа.

Можно так же сделать вывод о том, что не все ученики способны запомнить одинаковое количество материала.

4. Список используемой литературы

Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии – СПб.: Питер, 2007г

Выготский Л.С. Развитие высших психических функций. М., 1960.-134 с.

 Хрестоматия по общей психологии. Психология памяти./ Ред. Гиппенрейтер, Романова Ю.Б., МГУ, 1979.-243 с.

Климов, Е.А. Основы психологии: учебник / Е.А. Климов. — 2-е изд., перераб., доп. — М.: ЮНИТИ, 2003. — 462 с.

Реан А.А. Психология подростка- СПб.: прайм – ЕВРОЗНАК, 2003 г.

Крысько, В.Г. Общая психология / В.Г. Крысько. — СПб.: Питер, 2007. — С. 133.

Итернет ресурс: https://nsportal.ru/shkola/psikhologiya/library/2013/08/31/diagnostika-pamyati-podrostkov

Приложения

Приложение 1

Таблица методики исследования кратковременной зрительной памяти «Память на числа»:

Приложение 2

Таблица методики исследования кратковременной памяти на образы:

                                                                                                                       Приложение 3

Результаты по методике определения кратковременной зрительной памяти среди учащихся 8 класса.

Круговая диаграмма, показывающая количество запомненных цифр:

Приложение 4

Результаты по методике определения кратковременной зрительной памяти среди учащихся 9-10-ых классов.

Круговая диаграмма, показывающая количество запомненных цифр:

Приложение 5

Результаты по методике определения «Памяти на образы» среди учащихся 8 класса

Круговая диаграмма, показывающая количество запомненных образов:

Приложение 6

Результаты по методике определения «Памяти на образы среди учащихся 9-10-ых классов.

Круговая диаграмма, показывающая количество запомненных образов:

Изменения в информации в рабочей памяти зависят от отдельных операций удаления

Участников

Всего было набрано 60 участников (20 мужчин; возраст M = 22,97, SD = 4,77, правосторонность: правая = 60). из Боулдера, штат Колорадо, для исследования фМРТ. Пятеро участников не смогли бодрствовать на всех этапах исследования и были исключены. Еще пять участников были исключены из-за плохой работы классификатора фМРТ для четырех когнитивных операций в центральном исследовании (производительность на уровне шанса на AUC = 0.5), что указывает на отсутствие участия или неспособность выполнять различные мыслительные операции. Остальные 50 участников (17 мужчин; возраст M = 23,52, SD = 4,93) были включены во все анализы. Все участники имели нормальное зрение или зрение с поправкой на нормальное, дали информированное согласие и получили компенсацию в размере 75 долларов. Исследование было одобрено Институциональным наблюдательным советом Университета Колорадо в Боулдере (протокол IRB № 16-0249).

Всего 259 участников (166 женщин; возраст M = 19.25, SD = 2,15) приняли участие в поведенческом исследовании. Один участник был исключен из-за отказа оборудования, а 50 участников были исключены из-за плохого выполнения задачи (точность <75% для положительных и / или отрицательных результатов), в результате чего окончательная выборка составила 208 участников (70 подавить, 67 очистить, 71 сохранить, 208 Replace; 135 женщин; возраст M ( = 19,17, SD = 1,34). Все участники имели нормальное зрение или зрение с поправкой на нормальное, предоставили информированное согласие и не сообщили в анамнезе о травмах головного мозга, неврологических или психических расстройствах, а также о серьезных когнитивных или психологических проблемах.Исследование было одобрено Институциональным наблюдательным советом Университета Колорадо в Боулдере (протокол IRB № 18-0571). Участники были отобраны путем удобной выборки студентов-психологов, участвовавших в курсах Университета Колорадо в Боулдере. Анализ мощности показал, что небольшая величина эффекта 0,2, 0,3 и 0,4 может быть обнаружена с мощностью 0,8 и альфа 0,05 при размерах выборки 277, 126 и 73 участника, соответственно. Поскольку мы ожидали потерять предметы из-за строгих процедур обеспечения качества, мы набрали как можно больше участников.Мы определили, что размер нашей окончательной выборки ( N = 208) был достаточным для обнаружения небольших эффектов, а размер выборки соответствовал или превышал аналогичные исследования ^33,37 .

Стимулы

Стимулы для исследования фМРТ состояли из цветных изображений (920 × 920 пикселей) из трех категорий с тремя подкатегориями в каждой: лица (актер /, музыкант / политик), фрукты (яблоко, виноград, груша) и сцены (пляж, мост, гора). Лица были узнаваемыми знаменитостями, а сцены — узнаваемыми местами (например.г., тропический пляж) или известные достопримечательности. Изображения были получены из различных ресурсов, включая Банк стандартизированных стимулов ⁴⁶ и Google Images. Были использованы шесть изображений из каждой подкатегории, всего 18 изображений в каждой категории и всего 54 изображения. Все изображения использовались как для локализатора, так и для фазы исследования эксперимента.

Стимулы для поведенческого исследования состояли из цветных изображений знакомых лиц (например, Эллен ДеДженерес) и сцен (например, моста Золотые Ворота), которые были получены из различных ресурсов, включая Google Images.В каждой категории было 252 уникальных предмета (всего 504 изображения). Важно отметить, что ни одно из изображений никогда не повторялось во время испытаний. Чтобы предотвратить эффект, специфичный для стимула (например, знакомство), изображения были полностью рандомизированы по испытаниям, условиям и участникам. Для испытаний замены в качестве элементов замены использовалось подмножество изображений (т. Е. 24 элемента на категорию), и этот набор был одинаковым для всех участников.

Процедура фМРТ

Эксперимент состоял из двух этапов, завершенных по порядку: функционального локализатора и центрального исследования.Перед выполнением обеих задач на МРТ-сканере участники прошли обучение задачам за пределами сканера, включая девять испытаний задачи функционального локализатора (три из каждой категории стимулов) и четыре самостоятельных испытания центрального исследования (одно испытание). за условие). Обе задачи включали представление участникам одного и того же набора цветных изображений, хотя задачи различались тем, что участников просили делать при представлении этих изображений. Все стимулы были представлены на черном фоне со словами, относящимися к задаче, и фиксирующими крестиками, показанными белым шрифтом.Все стимулы подавались через E-Prime (версия 2.0.10.356) ⁴⁷ .

Задача функционального локализатора позволила охарактеризовать многомерные паттерны мозговой активности, связанные с обращением к различным категориям и подкатегориям визуальных стимулов. Участникам были представлены изображения, по одному, и их попросили оценить желательность каждого изображения по четырехбалльной шкале. Если на изображении было лицо, участников просили поставить оценку «Как сильно вы хотели бы встретиться с этим человеком?», Если на изображении был фрукт, участников просили оценить «Сколько бы вы хотели съесть этот фрукт?», и если изображение было сценой, участников просили поставить оценку «Сколько бы вы хотели посетить это место?».Вместо этого первые 7 участников, завершивших исследование, сделали категориальные суждения по этим стимулам. Участников попросили составить эти рейтинги, чтобы привлечь внимание к стимулам. Обратите внимание, что в каждой операции использовались одни и те же 54 изображения, поэтому ни в одной из операций не было смещения рейтинга предпочтений или эффектов, специфичных для стимула. Такой выбор конструкции препятствовал получению данных о поведении по конкретным предметам. Кроме того, чтобы способствовать кодированию этих стимулов, мы проинформировали участников, что им будет предложено вспомнить изображения во время последующей фазы исследования.По всей задаче локализатора участники выполнили пять прогонов (6,17 мин каждое, всего 30,85 мин) в общей сложности 270 испытаний, 90 испытаний каждой категории, 30 испытаний каждой подкатегории, с пятью испытаниями каждого образца изображения. Испытание состояло из 3 TR (1,38 с) данного изображения, за которыми следовали колеблющиеся интервалы между испытаниями в диапазоне от 5 до 10 TR (2,3–4,6 с), состоящие из белого креста фиксации на черном фоне. Испытания были сгруппированы в триплеты, зависящие от подкатегорий (например, три испытания изображения актера / лица подряд), при этом каждый образец изображения показывался один раз за запуск, в результате чего было получено шесть троек, зависящих от подкатегории, для каждой категории в одном прогоне.За каждым триплетом следовал блок фиксации 13 TR (5,98 с), и каждый прогон начинался с экрана напоминания об инструкциях 13 TR (5,98 с). Порядок троек, зависящих от подкатегорий, был оптимизирован для BOLD-деконволюции с использованием optseq2 ⁴⁸ .

Центральное исследование было разработано, чтобы позволить нам отслеживать репрезентативный статус элемента WM во время манипуляции с ним, используя пять различных когнитивных операций: поддержание изображения в WM (поддержание), замена изображения в WM памятью изображения. из другой подкатегории той же высшей категории (например,ж., замена актера политиком; заменить подкатегорию), заменив изображение в WM памятью на изображение из другой категории (например, заменив актера яблоком; заменить категорию), подавив изображение в WM (подавить) и очистив разум от всех мыслей ( Чисто). Обратите внимание, что результаты испытаний замены подкатегории и замены категории были почти идентичны, и поэтому в основном документе представлены только данные о замене категории. Мы сосредоточились на нейронном декодировании на уровне категорий (декодирование на уровне подкатегорий было недостаточно мощным), и испытания замены подкатегорий не подходили для этого анализа.По этой причине и во избежание смещения классификаторов операций мы исключили данные о замене подкатегории, а не объединяли их с данными о замене категории. В каждом испытании (см. Рис. 1a) участникам было представлено изображение для 6 TR (2760 мс), за которым следовали еще 6 TR рабочего экрана, инструктирующего участников, как манипулировать элементом в WM, а затем дрожащая фиксация между испытаниями. длительностью от 5 до 9 TR (2300–4140 мс), состоящий из белого креста фиксации с центром на черном фоне.Рабочий экран состоял из двух слов в верхней и нижней половине экрана, представленных на черном фоне. Для операций поддержания, подавления и очистки эти два слова были одинаковыми: поддерживать, подавлять или очищать соответственно. В двух условиях замены слово в верхней половине было переключателем, тогда как слово в нижней половине указывало подкатегорию изображения, на которое участник должен переключиться (например, яблоко). Во время практики и перед началом задания участникам было предложено переключиться на размышления только об изображении, которое ранее было показано во время выполнения задания функционального локализатора.Например, если участнику было предложено переключиться на размышления о яблоке, это яблоко должно быть одним из яблок, представленных ему во время локализатора. Участники выполнили 6 запусков этой задачи (9,01 мин каждое, всего 54,05 мин), в результате чего в общей сложности было выполнено 360 испытаний: 72 испытания на операцию, из которых 24 испытания были испытаниями, зависящими от категории изображений, для каждого условия операции. В каждом прогоне были блоки фиксации длиной 40 TR (18,4 с) в начале и в конце цикла. В рамках одного цикла было представлено 12 испытаний для каждой из пяти операций, в результате чего в каждом цикле было проведено 60 испытаний.Каждый образец изображения появлялся по крайней мере один раз для каждого рабочего условия во всей задаче. Испытания были организованы псевдослучайно в пределах прогонов, причем порядок испытаний был оптимизирован для BOLD-деконволюции с использованием optseq2 ⁴⁸ .

Поведенческая процедура

Дизайн поведенческого исследования состоял из смешанного дизайна внутри и между участниками для измерения эффектов различных условий работы WM с уникальными элементами в испытаниях. Участники были распределены в одну из трех групп, которые различались требуемой операцией WM: поддерживать, подавлять или очищать.Все участники дополнительно прошли испытания с операцией замены. Перед выполнением основной задачи участник выполнил ознакомительную задачу для заменяемых элементов, чтобы гарантировать, что элементы могут быть извлечены на основе их имен. В этой ознакомительной задаче при каждом испытании одно изображение появлялось в центре экрана вместе с двумя вариантами имени элемента под изображением на 4 секунды. Участники ответили на имя, которое соответствовало изображению, левым или правым указательным пальцем.

В основной задаче участники в каждой группе выполнили два блока испытаний, один из которых требовал их групповой операции (например,g., поддерживать), а другой требует операции замены. Порядок операций у всех участников был уравновешенным (т.е. половина участников первой выполнила условие замены). Перед каждым блоком участники прошли практические испытания. Каждая операция состояла из 72 испытаний, всего 144 испытания, длительность задания ~ 30 мин. В каждом испытании (см. Рис. 6а) два предмета (то есть одно лицо и одна сцена) были представлены в течение 2,76 с, по одному с каждой стороны центрального фиксирующего креста с уравновешенным положением, после чего следовало экран с инструкциями для 1.76 с с рабочей меткой на одной стороне центральной фиксации. Местоположение реплики указывало на то, каким элементом нужно было управлять данной операцией. Этот элемент является управляемым элементом, в то время как элемент, на который не производят манипуляции, является элементом, которым не управляют. Сигналы для операции очистки появились в центре экрана, поскольку оба элемента должны были быть удалены из WM. Сигналы появлялись в разных цветах и ​​формах в зависимости от следующих операций: зеленый O для обслуживания, синий <имя элемента заменяемого элемента> для замены, красный X для подавления и оранжевое облако для очистки.Положение реплики для условий сохранения, замены и подавления варьировалось случайным образом справа и слева. Ретенционный интервал 1 с, за которым следует центральный крестик для фиксации. После этого в центре экрана на 1 с отображалось зондовое изображение. Участники должны были указать в течение 2,5 секунд, появился ли зонд в начале испытания (независимо от того, манипулировали ли предметом или нет) их правым или левым указательным пальцем, при этом сопоставления ответов были уравновешены между участниками.Следующее испытание началось после пустого интервала между испытаниями 1,5 с. Действительные зонды появлялись в 50% испытаний, которые состояли из объекта, которым манипулировали, или объекта, которым не манипулировали. Отрицательные пробы состояли из 66,6% предметов, замеченных во время предыдущего испытания, и 33,3% новых предметов. Все стимулы были представлены через Psychopy2 1.93.1 с использованием Python3.

Сбор данных

Данные МРТ были получены на сканере Siemens PRISMA 3.0 Tesla в Консорциуме нейровизуализации Intermountain в кампусе Университета Колорадо в Боулдере.Структурные сканирования были получены с T1-взвешенной последовательностью со следующими параметрами: время повторения (TR) = 2400 мс, время эхо-сигнала (TE) = 2,07 мс, поле зрения (FOV) = 256 мм, с размером 0,8 × 0,8 × 0,8 мм ^{3 Размер вокселя} , полученный через 224 коронковых среза. Сканирование функциональной МРТ (фМРТ) как для функционального локализатора, так и для центрального исследования было получено с использованием последовательности со следующими параметрами: TR = 460 мс, TE = 27,2 мс, FOV = 248 мм, фактор многополосного ускорения = 8, с 3 × 3 × 3 мм ³ Размер вокселя, полученный на 56 аксиальных срезах и выровненных по линии передней комиссура-задняя комиссура.Для задачи функционального локализатора было получено в общей сложности пять прогонов, каждый из которых состоял из 805 эхо-планарных изображений (EPI), всего 4025 изображений за пять прогонов. Для центрального исследования было получено в общей сложности шесть прогонов, каждый из которых состоял из 1175 EPI, в общей сложности 7050 изображений за шесть прогонов.

Интересующие области

Чтобы охарактеризовать WM-представления изображений, используемых в этом исследовании, мы сосредоточили анализ на вентральном зрительном потоке (VVS) в затылочно-височных долях ^49,50 .Эта маска состояла из следующих анатомически определенных областей, полученных из Гарвард-Оксфордского кортикального атласа и пороговых значений с вероятностью 20%: внутрикариновая кора, язычная извилина, латеральная затылочная кора (нижняя), затылочная веретенообразная извилина, затылочный полюс, парагиппокампальная извилина (передняя извилина). и задние отделы), височная веретенообразная кора (передний и задний отделы), височная веретенообразная кора затылочного мозга, нижняя височная извилина (задняя и височно-затылочная), средняя височная извилина (задняя, ​​передняя, ​​височно-затылочная), верхняя височная извилина (задняя и передняя) и височный полюс.Чтобы создать эту маску для каждого участника, пороговые маски этих областей (двусторонне) были суммированы и преобразованы в собственное пространство мозга человека. Маска всего мозга состоит только из серого вещества, которое было сегментировано на основе структурного изображения мозга с высоким разрешением с помощью инструмента автоматической сегментации (FAST) FMRIB, предоставленного в FSL. Затем маски области интереса были преобразованы в двоичную форму, так что воксели внутри маски имели значение 1, а вокселы за пределами маски имели значение 0 (VVS: M = 13825, SD = 1514 вокселей; весь мозг: M = 37 343). , SD = 2962, рис.1б).

Одномерный анализ фМРТ

Предварительная обработка и анализ фМРТ выполнялись с использованием пакета FSL (версия 5.0.10) (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk). Первые 10 объемов EPI каждого цикла были отброшены, чтобы позволить сканеру МРТ достичь стабильной стабильности. Предварительная обработка включала коррекцию движения с помощью ICA-AROMA (версия 0.3 beta) ⁵¹ , независимый метод компонентного анализа для удаления движения, фильтрацию высоких частот (100 с) и извлечение мозга по BET ⁵² .Регистрация изображений EPI в предметном и стандартном пространствах была выполнена с помощью FLIRT (версия 6.0) ⁵³ . EPI-изображения отдельных субъектов были зарегистрированы в структурном изображении MPRAGE этого субъекта с помощью линейной регистрации на основе границ ⁵⁴ , а затем зарегистрированы в шаблоне MNI-152 с помощью линейного преобразования с 12 степенями свободы. Полученные изображения EPI были сглажены с использованием ядра сглаживания Гаусса на полувысоте шириной 8 мм. FEAT (версия 6.00) использовался для моделирования эффектов во время 6 TR (2760 мс), в течение которых происходило манипулирование элементом, с блоками фиксации в начале и в конце каждого прогона, служащими в качестве базовой линии.Как TR во время предъявления стимула, так и TR во время фиксации интервала между испытаниями служили как EV, не представляющие интереса. Следуя Banich et al. (2015) ¹⁵ , мы рассмотрели три основных контраста. Мы использовали воксельный порог P <0,0025 после тестирования перестановки из 10000 итераций (рассчитанных с помощью Randomise (версия 2.9) в FSL), а также пороговое значение кластера, которое было скорректировано для множественных сравнений с использованием нулевого распределения максимальная (по изображению) масса кластера.Результаты представлены на дополнительном рисунке 1 и в дополнительных таблицах 5–9.

Многовариантная классификация паттернов

FSL (версия 5.0.8) (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk) использовалась для предварительной обработки данных фМРТ. Функциональные объемы были скорректированы на движение, выровнены по среднему объему среднего прогона, отфильтрованы временные верхние частоты (128 с) и исключен тренд. Были удалены временные точки с чрезмерным движением (покадровое смещение, порог = 0,9 мм ⁵⁵ ; M = 11,4 TRs удалено, SD = 17.8). Перед дальнейшим анализом первые 10 TR каждого прогона были обрезаны, чтобы удалить нестабильные сигналы. Набор инструментов Princeton MVPA (www.pni.princeton.edu/mvpa) для MATLAB (2019b) использовался для всех внутрисубъектных анализов классификации паттернов ФМРТ ^18,20,56 с L2-регуляризованными, немолиномиальными (один-против .-другие, для каждой категории) логистическая регрессия. Все классификаторы были обучены и протестированы в рамках каждого участника в их родном мозговом пространстве. Были построены два набора классификаторов фМРТ: (1) классификаторы представления WM, обученные на данных задач функционального локализатора, и (2) классификаторы операций WM, обученные на данных центрального исследования.Для проверки производительности классификатора было выполнено тыс. -кратных перекрестных проверок с исключением по одному: пять прогонов данных локализатора для классификаторов представления WM ( M = 4,86 ​​прогонов, при этом несколько прогонов отсутствовали среди участников), и шесть серий исследования данных для классификаторов операций WM ( M = 5,72). Выбор признаков был выполнен для каждого обучающего набора с использованием воксельного анализа ANOVA по классам (порог: P = 0,05) со смещением регрессоров вперед 4.6 с (10 TR) для учета гемодинамического отставания. Чтобы найти оптимальное значение штрафа L2 для модели наилучшего соответствия каждого классификатора, перекрестная проверка проводилась с разными штрафами в два этапа: (1) восемь итераций с широким диапазоном штрафов (от 0 до 10 000 с экспоненциальным увеличением), а затем ( 2) 10 итераций в узком диапазоне около лучшего значения штрафа с первого шага. Один штраф был выбран для каждого предмета на основе максимальной производительности обобщения этого итеративного поиска штрафов.

Классификаторы представлений WM были обучены на предварительно обработанных данных из задачи функционального локализатора. Данные из рентабельности инвестиций VVS использовались для построения классификаторов на уровне категорий (3 класса: лицо / фрукты / сцена), а данные всего мозга использовались для построения классификаторов на уровне подкатегорий (9 классов: актер / музыкант / политик / яблоко / виноград / груша / пляж / мост / гора). Пробные регрессоры были смоделированы с помощью крытого мини-блока (3 испытания из одной подкатегории на мини-блок, 14,26 с (31 TR)) и сдвинуты вперед на 4.6 с (10 TR) для учета гемодинамического отставания. На всех этапах перекрестной проверки выбранные воксели содержали 55,83% исходных вокселей в рамках ROI VVS каждого человека для категории ( M = 7747, SD = 1642) и 69,93% маски всего мозга для подкатегории ( M ). = 26,145, SD = 5441). Точность классификатора была получена в результате 5-кратной перекрестной проверки для прогонов локализатора с использованием оптимального штрафа для каждого участника (категория: M = 1196,81, SD = 4427,01; подкатегория: M = 194.14, SD = 806,59). Чтобы проверить точность классификатора, для каждого класса (т. Е. Категории или операции) был проведен тест T по одной выборке. Мы использовали альфа-уровень 0,05 с двусторонним анализом для всех статистических тестов. Точность классификаторов представления WM была надежно выше случайности на уровне категории (среднее по категориям: M = 0,81, SEM = 0,013, вероятность = 0,33, более надежно, чем T (49) = 27,02, P < 0,001, д = 3.822, 95% ДИ [0,39, 0,45]) и на уровне подкатегории ( M = 0,33, SEM = 0,012, вероятность = 0,11, T (49) = 8,77, P = 1,31e − 11, d = 1,240, 95% ДИ [0,12, 0,19], рис. 3а, дополнительная таблица 2). Показатели площади классификатора под кривой рабочих характеристик приемника (ROC) (AUC) были значительно выше исходного уровня (0,5) на уровне категории ( M = 0,91, SEM = 0,009, T (49) = 33,14, P < 0,001, д = 4.687, 95% ДИ [0,35, 0,4]) и на уровне подкатегории ( M = 0,75, SEM = 0,010, T (49) = 12,21, P = 2,22e − 16, d = 1,727 , 95% ДИ [0,17, 0,24]). Кроме того, классификатор представления WM был воспроизведен с единым штрафным значением 50 для участников, а точность и чувствительность классификатора оставались надежно выше вероятности на уровне категории (точность: M = 0,80, SEM = 0,014, T (49 ) = 26,74, P <0.001, d = 3,781, 95% ДИ [0,38, 0,45]; AUC: M = 0,91, SEM = 0,009, T (49) = 32,76, P <0,001, d = 4,632, 95% ДИ [0,35, 0,4]) и на уровне подкатегории (точность: M = 0,32, SEM = 0,012, T (49) = 8,43, P = 4,27e − 11, d = 1,192, 95% ДИ [0,12, 0,19]; AUC: M = 0,75 , SEM = 0,010, T (49) = 12,18, P = 2,22e − 16, d = 1,723, 95% CI [0.17, 0,24]).

Затем данные из всех прогонов локализатора использовались для повторного обучения классификаторов представления WM и декодирования данных центрального исследования. Обучение проводилось с индивидуализированным оптимальным штрафом, полученным из анализа перекрестной проверки, и был выполнен выбор новой функции (категория: 57,81% исходных вокселей; M = 8021 вокселей, SD = 1653; подкатегория: 71,79% исходных вокселей; исходные воксели; M = 26 615 вокселей, SD = 5268). Эти классификаторы были достоверно точными на уровне категории ( M = 0.80, SEM = 0,012, более надежно, чем T (49) = 28,16, P <0,001, d = 3,983, 95% ДИ [0,35, 0,4]) и уровень подкатегории ( M = 0,28, SEM = 0,008, T (49) = 9,7, P s <5,48e-13, d = 1,372, 95% ДИ [0,08, 0,12], дополнительная таблица 2). Эти классификаторы использовались для декодирования каждой временной точки для построения временных рядов декодирования, усредненных по пробам. Временное окно 13,8 с (30 TR, без сдвига, с начала каждого испытания) использовалось для оценки траектории усредненного классификатора свидетельства для категории элемента WM в каждом состоянии (рис.4а). Базовые данные были скорректированы путем удаления свидетельств среднего целевого классификатора отдельно для каждого состояния из первых 2,76 с (6 TR) из всех последующих временных точек. Эта процедура не оказала влияния на какие-либо статистические сравнения между условиями, но центрировала данные в начале испытания на 0, а не на 0,45 (доказательства классификатора, в диапазоне от 0 до 1). Чтобы подчеркнуть удаление информации из WM, мы затем перекодировали эти данные, используя свидетельство классификатора из обслуживания в качестве базового, вычитая эти значения из значений свидетельства классификатора для трех условий удаления (рис.4б). Для статистических тестов мы сосредоточились на временном окне 6,9 с (15 TR), начиная с начала операции (TR 7) и до конца самого длительного периода фиксации (TR 21). Затем это окно анализа было сегментировано на пять смежных блоков (1,38 с [3 TR] на блок), и был проведен односторонний ANOVA с повторными измерениями и парные тесты T с ложным обнаружением (FDR) для коррекции множественного сравнения. применяется к усредненным показателям доказательств классификатора целевой категории в каждом блоке. Чтобы определить начальную точку удаления для каждого условия, в каждом блоке использовались тесты T с одной выборкой, чтобы сравнить оценки свидетельств классификатора с нулем.

Классификаторы операций WM были обучены на предварительно обработанных данных из центрального исследования. Регрессоры испытаний для пяти операций (сохранить / заменить подкатегорию / заменить категорию / подавить / очистить) отбирали данные по каждому испытанию в течение периода операции (2,75 с, 6 TR) и последующего периода фиксации (колебания от 2,3 до 4,41 с, 5– 9 TR) и сдвинут вперед на 4,6 с (10 TR) для учета гемодинамического отставания. Мы включили период фиксации в регрессор, потому что мы нашли информативные сигналы из отдельного анализа, в котором классификация была обучена с небольшим временным окном обучения (2.3 с, 5 TR) для декодирования средней временной точки в этом окне (классификация скользящего временного окна). Например, сигнал на TR 3 был декодирован классификатором, обученным с окном {1–5} TRs. Окно обучения сдвигалось для декодирования моментов времени от начала каждого испытания до конца самого длинного испытательного периода (14,2 с, 31 TR), когда регрессор был сдвинут вперед на 4,6 с для учета гемодинамического отставания. Классификатор операций WM со скользящим временным окном был значительно высоким для всех пяти операций в период фиксации после корректировки на гемодинамическое отставание (10.58–14,2 с, 23–31 т.р.; усредненное по условиям: M = 0,29 с вероятностью 0,2, SEM = 0,011; однократный T -тест, более надежный, чем T (49) = 4,76, P = 1,78e-05, d = 0,673, 95% ДИ [0,03, 0,08]). Чтобы убедиться, что точность классификатора в окне фиксации, которое частично перекрывалось со следующим испытанием, отражает только операционные сигналы из текущего испытания, мы удалили последовательные испытания, которые включали одну и ту же операцию, и результаты были согласованными ( М = 0.29, SEM = 0,011, более надежно, чем T (49) = 4,31, P = 7,87e-05, d = 0,609, 95% ДИ [0,03, 0,08]).

В классификаторе операций WM выбранные воксели составляли 59,60% маски всего мозга каждого человека ( M = 22,325, SD = 5052). Точность классификатора была получена в результате 6-кратной перекрестной проверки «исключение-одно-выход» с индивидуальным оптимальным штрафом ( M = 1459,22, SD = 338,67), полученным итеративно, как описано выше.Классификаторы были надежно точными ( M = 0,42, SEM = 0,016; однократный T -тест против случайности (0,2), более надежен, чем T (49) = 10,27, P = 8,28e− 14, дн = 1,452, 95% ДИ [0,18, 0,27]) и чувствительный (AUC: M = 0,72, SEM = 0,013; однократный T -тест против вероятности (0,5), T (49) = 12,83, P <0,001, d = 1,815, 95% ДИ [0,17, 0,24], дополнительная таблица 1) для всех операций.Мы обнаружили, что подкатегория замены ( M = 0,34, SE = 0,010) и категория замены ( M = 0,33, SE = 0,009) не отличались друг от друга на уровне операции (парный T — тест для целевого объекта). по сравнению с нецелевым, менее надежным, чем T (99) = 1,42, P = 0,16, d = 0,142, 95% ДИ [-0,004, 0,03] для точности и доказательства), поэтому мы удалили подкатегорию replace-subcategory условие из основных результатов. С регрессорами для четырех операций (поддержание / замена / подавление / очистка) вокселов, идентифицированных при выборе функции, было 54.55% ( M = 20 431, стандартное отклонение = 4882) маски всего мозга. Классификация перекрестной проверки с оптимальным штрафом ( M = 653,27, SD = 2546,52) также показала надежную точность ( M = 0,51, SEM = 0,021, более надежна, чем T (49) = 10,26, P = 8,55e − 14, d = 1,451, 95% ДИ [0,2, 0,3], рис. 2a) и чувствительность (AUC: M = 0,74, SEM = 0,016; T (49) = 12,25, P = 1,11e − 16, d = 1,733, 95% ДИ [0.17, 0.24], дополнительная таблица 1) по всем операциям. Парные T -тесты применялись для проверки целевых и нецелевых категорий предсказаний классификатора для сравнения между подавлением и очисткой и заменой и двумя операциями удаления. Наконец, мы воспроизводим перекрестную проверку с одним значением штрафа (штраф = 50), и классификатор все еще был надежно точным и чувствительным (точность: M = 0,51, SEM = 0,021, более надежный, чем T (49) = 10.07, P = 1.62e-13, d = 1,424, 95% ДИ [0,18, 0,26]; AUC: M = 0,74, SEM = 0,016, T (49) = 12,16, P = 2,22e − 16, d = 1,72, 95% ДИ [0,17, 0,24], дополнительная таблица 1). Матрица путаницы классификатора для всех классификаторов (рис. 2а и 3а) была сгенерирована с помощью Python seaborn v0.8.0 ⁵⁷ .

Чтобы идентифицировать области мозга, которые способствовали идентификации каждой операции, мы создали карты важности классификатора ²¹ .Для каждого отдельного человека были созданы карты положительной и отрицательной значимости в тематическом родном пространстве. Положительные карты для операции состояли из вокселей, у которых: (а) средняя z -балльная активность фМРТ для этой операции была положительной, и (b) вес классификатора был положительным. Эти воксели способствовали идентификации операции, когда их активность была выше средней. Отрицательные карты состояли из вокселей, у которых: (а) средняя активность фМРТ z для этой операции была отрицательной, и (b) вес классификатора был отрицательным.Эти воксели способствовали идентификации операции, когда их активность была ниже средней. Согласно методу, описанному в McDuff et al. ²¹ , вокселям, средняя активность и вес фМРТ которых имели противоположные полярности, присвоили нулевое значение важности и проигнорировали. Затем индивидуальные карты важности были оценены по шкале z , нормализованы по шаблону Монреальского неврологического института (MNI, 3 × 3 × 3 мм, ³ ). При оценке z положительные и отрицательные значения объединялись как абсолютные значения для нормализации значений в пределах одного распределения, а затем были разделены на их исходные карты.Затем эти карты были объединены по предметам, и для позитивных карт на уровне группы и негативных карт были выбраны верхние 5% значений важности. Затем эти карты были скорректированы с помощью пороговой обработки кластерного экстента (10 вокселей) и сглажены с помощью гауссова ядра 12 мм FWHM с использованием FSL и визуализированы с помощью FreeSurfer (версия 5.3) ⁵⁸ (рис. 2b).

Классификация между субъектами

Набор инструментов BrainIAK ⁵⁹ с Python использовался для анализа классификации паттернов между субъектами с L2-регуляризацией (штраф = 50), немолиномиальной (один-против.-другие, для каждой категории) логистическая регрессия. Все данные от всех участников ( N = 50) были нормализованы к стандартному пространству мозга MNI и объединены, так что все воксели анатомически выровнены по всем участникам. Первая половина всех прогонов использовалась для выбора признаков, а другая половина данных использовалась для обучения и тестирования классификатора. Один участник был исключен из этого анализа из-за отсутствия половины данных центрального исследования, таким образом, N = 49 участников внесли свой вклад в этот анализ.Первые 10 000 вокселей были сначала выбраны из серой маски всего мозга, сегментированной из стандартизированного мозга MNI (17,13% из 58 229 вокселей, порог ANOVA: P <0,001), а затем размеры элементов были уменьшены до 70 компонентов с использованием основных компонентный анализ (PCA) в BrainIAK. Это количество компонентов было выбрано как оптимальное значение для максимальной точности классификации с использованием схемы повторного перекрестного тестирования. Те же воксели с выбранными характеристиками данных тестирования были преобразованы в пространство компонентов и использованы для N -кратной перекрестной проверки с исключением одного участника и исключения для всех участников со смещением регрессора операций вперед 4.6 с для учета гемодинамического отставания.

Мы также провели другую версию межсубъектной классификации с функционально согласованными данными, используя процедуру гиперцентрирования ⁶⁰ в BrainIAK. Первая половина данных использовалась для выбора признаков (верхние 5000 вокселов на полушарие в естественном мозговом пространстве каждого человека, 26,71% от M = 37 436 вокселов, порог ANOVA: P <0,005) и гиперцентрирования, а вторая половина был использован для классификации. Чтобы создать шаблон (т.е., общее пространство) для каждого полушария, к которому были выровнены воксели всех участников, мы выполнили два шага. Сначала воксели каждого человека были выровнены по ссылке, которая была первым участником с полным набором данных, с использованием преобразования Прокруста. Затем для каждого шага в этой итеративной процедуре ссылка обновлялась путем усреднения текущей ссылки с новым участником. На втором этапе воксели каждого человека были снова выровнены по эталону, полученному после завершения первого шага.Затем все индивидуальные особенности в общем пространстве были усреднены, и этот усредненный по группе набор признаков послужил окончательным эталонным шаблоном. Наконец, мы получили параметры преобразования для каждого участника, используя этот окончательный шаблон, а затем преобразовали выбранные по функциям воксели тестовых данных в гиперраспределенное общее пространство. Затем перераспределенные функции были сокращены с помощью PCA (70 компонентов, что также было оптимальным значением), а затем использованы для классификации с перекрестной проверкой. Точность классификатора была надежно выше шанса для обоих анатомически выровненных ( M = 0.403, SEM = 0,012, однократный T -тест: более надежен, чем T (48) = 6,4, P = 6,2e − 08, d = 0,914, 95% ДИ [0,06, 0,12] , Рис. 2a, дополнительная таблица 1) и гиперцентрированные межпредметные классификаторы ( M = 0,378, SEM = 0,014, T (48) = 4,9, P = 1,13e − 05, d = 0,7, 95% ДИ [0,05, 0,12]) для всех операций.

Анализ репрезентативного сходства

Для декодирования нейронного представления отдельных стимулов в центральном исследовании мы применили RSA ¹⁹ с пользовательским кодом в MATLAB (2017a).Каждый стимул в центральном исследовании также просматривался в задаче локализатора (5 воздействий на элемент за 5 прогонов). Мы определили шаблон активности для каждого элемента (всего 54 элемента) на основе данных локализатора и использовали его для определения представлений конкретных элементов в данных исследования. Чтобы выбрать воксели для этого анализа, мы выполнили двухэтапную процедуру для определения вокселей, отобранных по категориям, а затем вокселей, отобранных по элементам для каждого стимула. В рамках рентабельности инвестиций VVS мы смоделировали бета-оценки с использованием SPM12 для трех категорий (лицо, фрукты, сцена) в данных локализатора с коробчатыми регрессорами на мини-блоках (3 испытания на мини-блок, 14.26 с: 31 TR) и параметры движения в общей линейной модели (GLM), используя каноническую функцию гемодинамического ответа. Чтобы выбрать вокселы для каждой категории в этой маске, был вычислен контраст между целевым и нецелевым ( t -контраст в SPM) (например, лицо и {фрукт, сцена}). Были выбраны воксели, прошедшие порог (нескорректированный P <0,05) и кластерная коррекция (размер вокселя = 10). По всем трем категориям общее количество выбранных вокселей составило 15,18% от исходной маски ( M = 2125, SD = 434; лицо: M = 2164, SD = 716; фрукты: M = 1757, SD = 1007; сцена: М = 2453, SD = 833).

Первый раунд выбора характеристик для каждого элемента заключался в выборе соответствующих вокселей, зависящих от категории, из этой GLM. Второй раунд включал взвешивание вокселов в маске категории элемента на основе соответствия GLM этому элементу. Это было сделано путем указания уникального регрессора для каждого элемента в одной GLM (LS-A в ссылке ⁶¹ ). Бета-оценки для конкретных элементов были рассчитаны путем сопоставления каждого элемента с 53 другими элементами (например, t -контраст: элемент 1 против {элементов 2… 54}; M = 0.69, SEM = 0,013 t -бета-контраст). Каждый элемент появлялся один раз в каждом из пяти запусков локализатора. Средний образец активности вокселей для элемента был вычислен путем усреднения по пяти повторениям и взвешивания его со специфическими для элемента значениями контрастности t . Эти шаблоны шаблонов взвешенных элементов служили эталоном для количественной оценки точности кодирования (то есть сходства шаблонов) этих элементов в центральном исследовании. Чтобы проверить возможность декодирования паттернов активности для конкретных предметов в данных локализатора, мы сопоставили данные пяти повторений всех шести примеров для каждой подкатегории стимулов (рис.3б). Для оценок RSA были вычислены коэффициенты корреляции (Pearson r ), а затем преобразованы с использованием преобразования Фишера z для статистического анализа. Кластеризация оценок с высокой корреляцией по диагоналям этих матриц подтверждает, что шаблоны для конкретных предметов были больше похожи на повторные презентации одного и того же предмета ( M = 0,3, SEM = 0,015), чем на другие предметы в одной подкатегории ( M = 0,09, SEM = 0,007) во всех подкатегориях (парный T -тест, T (49) = 24.78, P <0,001, d = 3,504, 95% ДИ [0,2, 0,23], рис. 3b). По всем 54 элементам оценки RSA для тех же элементов были значительно выше, чем для других элементов из той же категории ( M = 0,08, SEM = 0,006, T (49 = 23,6, P <0,001, d ). = 3,338, ДИ [0,21, 0,25]) и другие предметы из разных категорий ( M = 0,04, SEM = 0,002, T (49) = 20,54, P <0,001. d = 2,905, 95% CI [0.24, 0,29]) после поправки Тьюки – Крамера (односторонний дисперсионный анализ, F (2, 98) = 448,89, P = 4,57e − 50, η ² = 0,902).

Чтобы декодировать вероятность сигнала конкретного элемента во время данных исследования с помощью RSA, шаблон исследования также был взвешен с использованием значений контрастности t для конкретного элемента (например, декодирование элемента 1 = RSA между шаблоном элемента 1 от локализатора и образец исследования, взвешенный с помощью элемента 1 t — контраст бета). Для вычисления оценок RSA между шаблонными шаблонами из данных локализатора и взвешенными шаблонами центрального исследования был вычислен коэффициент корреляции (Pearson r ), а затем преобразован с использованием преобразования Фишера z для статистического анализа.Чувствительность этого анализа подтверждена на рис. 5а, на котором показана средняя корреляция для пунктов, представленных в центральном исследовании. Эти данные соответствуют 2,76 с (6 TR) представления элементов в каждом испытании, сдвинутых вперед на 4,6 с (10 TR) для учета гемодинамического отставания). Показатели RSA для представленных элементов (цель, M = 0,17, SEM = 0,011) были статистически выше, чем у других элементов из той же категории, что и целевой элемент (связанный, M = 0,13, SEM = 0,009, T ). (49) = 12.49, P = 1,11e − 16, d = 1,767, 95% ДИ [0,03, 0,05]) и другие предметы из разных категорий (другие, M = 0,02, SEM = 0,004, T (49 ) = 16,57, P <0,001, d = 2,343, 95% ДИ [0,14, 0,18]) после поправки Тьюки – Крамера (односторонний дисперсионный анализ, F (2, 98) = 263,88, P = 3,51e − 40, η ² = 0,843). Мы называем целевой показатель RSA «точностью кодирования» данного элемента. Затем эта процедура RSA использовалась для декодирования паттернов активности на уровне элементов в каждый момент времени данных исследования (рис.4b, внизу, дополнительная таблица 3).

RSA также использовался для оценки влияния операций удаления на последующее кодирование. Мы предположили, что удаление целевого элемента из WM должно уменьшить проактивное вмешательство при кодировании нового элемента в WM. Более того, это снижение упреждающего вмешательства должно быть наибольшим, когда новый элемент связан с предыдущим элементом, поскольку эти представления будут совместно использовать большинство нейронных ресурсов ³⁰ . Для каждой операции мы разделили испытания на основе соответствия между категорией предмета в текущем испытании (предмет N ) и предметом следующего испытания (предмет N + 1).Мы вычислили точность кодирования каждого испытания и сравнили испытания одной категории (когда пункты N и N + 1 являются одной и той же категорией стимула) с испытаниями разных категорий. Одновыборочный тест T и односторонний дисперсионный анализ для повторных измерений сравнивали оценки точности кодирования с одинаковыми минус разными значениями для каждой операции отдельно и по операциям с поправкой Тьюки – Крамера для множественных сравнений. Точность кодирования была только положительной ( M = 0,041, SEM = 0.009) и значительно выше для подавления, чем другие операции (все парные T -тест были более надежными, чем P = 1,11e-04, d = 0,669, 95% ДИ = [0,04, 0,09], рис. 5b, дополнительная таблица 4). В одинаковых и разных категориях количество испытаний варьировалось (одинаковое: M, = 19,29, SD = 4,32; разные: M, = 48,09, SD = 7,27 испытаний). В условии замены мы удалили испытания, когда новый элемент, который действовал как замена элемента N , и элемент N + 1 относятся к той же категории (same – new-item; M = 22.7 испытаний из M = всего 45,6, рис. 5b), чтобы изолировать влияние нового элемента на последующее кодирование. Эти испытания были лишь подмножеством различных условий категории, потому что новый элемент всегда отличался категорией от целевого элемента. Точность кодирования для элементов N + 1 была значительно ниже для испытаний с тем же самым новым элементом, чем для других испытаний в разных категориях ( T (49) = 2,29, P = 0,027, d = 0,323, 95% ДИ [-0,002, 0.05]). В соответствии с нашей гипотезой, это также предполагает упреждающее вмешательство текущей информации в последующее кодирование.

В отдельном анализе мы выполнили бутстраповский анализ повторной выборки (1000 итераций), чтобы воспроизвести этот результат RSA (рис. 5b) с тем же количеством испытаний в одинаковых условиях и при разных условиях и операциях (выборка = 15 испытаний с заменой). Данные, прошедшие повторную выборку с заменой, были нормализованы по условиям (тест нормальности Андерсона – Дарлинга, P s> 0.052). Результаты начальной загрузки согласовывались с нашими основными результатами, показывающими, что оценка точности кодирования элемента N + 1 для условия подавления была значительно выше, чем у других операций ( P s <0,001) без различий для других операций. друг к другу ( P s> 0,317). Кроме того, в начальном анализе мы использовали только удаленные испытания в условии замены в качестве одного и того же условия (т. Е. Новый элемент и следующий элемент были одной и той же категории) и сравнивали их с испытаниями в другом условии (например,г., испытание N : Категория 1 ⇒ перейти в категорию 2 ; испытание N + 1: {Категория 2 (для той же категории) или Категория 3 (для другой категории)}). Результаты показали ту же закономерность, что и исходные результаты, предполагая, что предыдущий элемент в WM проактивно мешает следующему элементу, когда они разделяют категориальные особенности (то же самое <разное, P = 0,036).

Анализ поведенческих данных

Чтобы измерить влияние каждой операции на обрабатываемые элементы, время реакции (RT) в тестовой задаче было рассчитано только для правильных испытаний.RT ниже 200 мс или> 2,5 стандартных отклонений выше среднего RT внутри субъекта были исключены ( M = 1,49% испытаний, SEM = 0,09%). Сначала были проведены статистические тесты для индивидуальных средних значений RT. Тесты с парной выборкой T были применены для сравнения RT распознавания для манипулируемых стихов, не манипулируемых элементов для каждой операции (рис. 6b). Модели со смешанными эффектами, тестирующие эффекты условий, запускались отдельно на RT для управляемых и неуправляемых элементов. Поскольку все участники выполнили условие замены, а также еще одно условие, перехваты субъектов были включены как случайный фактор.Последующие попарные сравнения были проведены для поддержания подавления стихов и для устранения стихов очищения (независимые выборки T -тесты) и для замены основных стихов (модель со смешанными эффектами, включая субъект как случайный эффект). Никаких исправлений для множественных сравнений не производилось. Модели со смешанными эффектами, включающие субъект как случайный эффект, также использовались для проверки взаимодействия с фиксированным эффектом между операцией и манипулированием (манипулирование стихами без манипуляций). Все анализы проводились в R (версия 3.6.2). Модели со смешанными эффектами проводились с использованием lme4 (версия 1.1-21) и T Тесты проводились с использованием статистики (версия 3.6.2). Величина эффекта для T -тестов была рассчитана с использованием функции cohens_d из библиотеки apa (версия 0.3.3). Размеры эффектов для эффектов модели со смешанными эффектами были определены с использованием метода DEE, описанного в Correll, Mellinger, and Pedersen (в пересмотре) ⁶² . Результаты были визуализированы с помощью пакета YaRrr ⁶³ в R.

Статистика и воспроизводимость

Эксперимент с фМРТ проводился один раз каждым участником, а поведенческий эксперимент — один раз отдельной группой участников.Никаких повторений ни одного эксперимента не проводилось.

Сводка отчетов

Дополнительная информация о дизайне исследований доступна в Сводке отчетов по исследованиям природы, связанной с этой статьей.

Сила памяти определяет участие CREB-зависимой энграммы коркового страха в удаленной памяти

Животные

Самцы мышей C57BL / 6 J дикого типа в возрасте 2–3 месяцев в начале экспериментов были индивидуально размещены в 12-часовом помещении. Цикл свет / темнота, еда и вода доступны ad libitum.Поведенческие эксперименты проводились во время световой фазы, и мышей случайным образом распределяли по экспериментальным группам. Мы соблюдаем все соответствующие этические нормы при испытаниях и исследованиях на животных. Все экспериментальные процедуры были одобрены Центральным комитетом Нидерландов по экспериментам на животных (CCD) и Комитетом по этике животных (DEC) Vrije Universiteit Amsterdam.

Конструкции

Плазмида pAAV-Fos :: CreER ^T2 была создана путем замены кодирующей последовательности tTA в pAAV-cFos-tTA-pA (подарок от Уильяма Уисдена, плазмида Addgene # 66794) на кодирующую последовательность CreER ^T2 из pRetroQ-Cre-ERT2 (подарок Ричарда Юла, плазмида Addgene № 59701) с использованием SLiCE ⁴⁵ .Точно так же мы использовали SliCE для замены кодирующей последовательности mCherry в pAAV-hSyn-DIO-mCherry (подарок Брайана Рота, плазмида Addgene № 50459) на последовательность EGFP-mCREB в pAAV-mCREB (подарок Эрика Нестлера, плазмида Addgene # 68551) для получения pAAV-hSyn :: DIO-EGFP-mCREB.

AAV-векторы и стереотаксические микроинъекции

AAV-Fos :: CreER ^T2 (титр: 1,2 × 10 ¹³ ) и Cre-зависимые AAV AAV-hSyn :: DIO-hM3Dq-mCherry, AAV-hSyn: : DIO-hM4Di-mCherry, AAV-hSyn :: DIO-mCherry (титры: 5.0–6,0 × 10 ¹² ) и AAV-hSyn :: DIO-EGFP-mCREB (титр: 3,0 × 10 ¹² ) были упакованы как вирус серотипа 5. Для стереотаксических микроинъекций в mPFC ⁴⁶ мыши сначала получали 0,1 мг / кг Temgesic (RB Pharmaceuticals, UK), а затем анестезировали изофлураном и помещали в стереотаксическую рамку. Лидокаин (2%, Sigma-Aldrich Chemie N.V, Нидерланды) наносили местно на череп для местного обезболивания. Смесь вируса AAV-Fos :: CreER ^T2 и Cre-зависимого AAV (соотношение 1: 500; AAV-Fos :: CreER ^T2 ) вводили с конечным титром 2.4 × 10 ¹⁰ ) вводили с обеих сторон в mPFC (+ 1,8 мм AP; ± 0,45 мм ML; -2,1 мм DV; относительно Bregma) с помощью стеклянных игл для микроинъекций. Каждое полушарие получало 0,5 мкл вирусной смеси при скорости потока 0,1 мкл в минуту с последующими дополнительными 5 минутами для обеспечения диффузии вируса. Животные оставались в домашней клетке в течение 3 недель до начала поведенческих экспериментов.

Контекстуальная обусловленность страха

Мышей сначала обрабатывали в течение трех дней подряд.После 48-часового интервала мышей подвергали контекстуальной условной реакции страха (CFC) ^47,48 . Кондиционирование проводили в камере из оргстекла с решетчатым полом из нержавеющей стали внутри звукоизоляционного шкафа с постоянным белым шумом (68 дБ; Ugo Basil, Италия). Контекст CFC очищали 70% этанолом между испытаниями. Мышам позволяли исследовать контекст CFC в течение 120 с до начала толчка стопы (0,7 мА, 2 с). Для кондиционирования 3US мыши получали три удара ногой (0,7 мА, 2 с) с интервалом 60 с.Всех мышей возвращали в домашнюю клетку через 30 секунд после последнего удара ногой. Группам контекстного контроля было разрешено исследовать бокс CFC в течение 150 с при отсутствии удара ногой. Нейтральный контекст B (треугольная форма, белые пластиковые стены и пол) и C (круглая форма, белые пластиковые стены и пол) различались по форме и текстуре и были очищены 2% уксусной кислотой. Сеансы в контексте B и C проводились другим экспериментатором. Во время тестов памяти в контексте A, B или C мышам позволяли исследовать контекст в течение 2 минут.Поведение при замораживании анализировали с помощью видеонаблюдения с помощью Ethovision XT (Noldus, Нидерланды). Приступы замораживания определялись как отсутствие движения, за исключением дыхания, в течение не менее 1,5 с.

Обработка 4-гидрокситамоксифеном

4TM (H6278, Sigma-Aldrich Chemie N.V, Нидерланды) вводили в водном растворе ²⁵ . Сначала 15 мг 4TM растворяли в 300 мкл ДМСО (D8418, Sigma-Aldrich Chemie N.V, Нидерланды). Затем исходный раствор ДМСО разбавляли 2850 мкл физиологического раствора, содержащего 2% Tween80 (P1754, Sigma-Aldrich Chemie N.V, Нидерланды) и еще раз в том же объеме физиологического раствора. Конечный раствор содержал 2,5 мг на мл 4TM, 5% ДМСО и 1% Tween80 в физиологическом растворе. Животные получали 4TM (25 мг на кг, внутрибрюшинно) через 2 часа после «сеанса метки» (см. Схему эксперимента на рисунках).

Хемогенетическое вмешательство

N-оксид клозапина (CNO; BML-NS105, Enzo LifeSciences, Брюссель) растворяли в стерильном физиологическом растворе. Для экспериментов с hM4Di или hMD3q мыши получали 5 или 2 мг на кг (i.p.) CNO, соответственно, за 30 мин до сеанса тестирования.

Иммуногистохимия

Мышам проводили транскардиальную перфузию с использованием ледяного PBS pH 7,4, а затем ледяного 4% параформальдегида (PFA) в PBS pH 7,4. Мозг удаляли, фиксировали в течение ночи в 4% растворе PFA и затем погружали в 30% сахарозу в PBS с 0,02% NaN ₃ . Затем мозг делали на коронковые срезы диаметром 35 мкм с использованием криостата и хранили в PBS с 0,02% NaN ₃ при 4 ° C до дальнейшего использования. Иммуногистохимическое окрашивание проводили с использованием стандартных процедур ⁴⁶ , используя следующие антитела: кроличьи анти-Fos (1: 500, sc52, Санта-Круз, США), кроличьи анти-RFP (1: 1000, Рокленд, США) и NeuroTrace ^{. TM} 500/525 Зеленый флуоресцентный краситель Nissl или NeuroTrace ^TM 530/615 Красный флуоресцентный краситель Nissl (1: 400, ThermoFisher, США).Срезы сначала промывали в PBS, а затем инкубировали с блокирующим раствором, содержащим 5% нормальной козьей сыворотки, 2,5% бычьего сывороточного альбумина и 0,25% Triton X в PBS при комнатной температуре в течение 1 часа. Первичные антитела разводили в блокирующем растворе, и срезы инкубировали с раствором первичных антител при 4 ° C в течение ночи. Затем срезы промывали в PBS и инкубировали с вторичными антителами, растворенными в PBS, в течение 2 ч при комнатной температуре. NeuroTrace ^TM для окрашивания по Нисслю добавляли к раствору вторичных антител.Наконец, срезы промывали в PBS и устанавливали, используя 0,2% желатин, растворенный в PBS. Качественные изображения экспрессии получали с использованием широкопольного флуоресцентного микроскопа (Leica Microsystems, DMi8). Для количественных экспериментов с помощью конфокального микроскопа (Zeiss, LSM510) создавали 6-8 z-стопок на животное, при этом экспериментатор не знал условий обработки. Программное обеспечение ImageJ использовалось для извлечения интересующих областей (ROI) клеток, окрашенных Nissl (фильтр Гаусса, порог Li, водораздел).Были включены только области интереса в пределах заранее определенного диапазона для размера (80–2000 квадратных единиц; чтобы исключить глиальные клетки и неспецифическое окрашивание) и округлости (от 0,5 до 1,0). Чтобы учесть тот факт, что (части) ячеек часто присутствовали в 2 или 3 изображениях z-стека, MATLAB (Mathworks) использовался для группировки областей интереса, принадлежащих одной и той же ячейке Ниссля, а затем для подсчета общего числа ячеек Nissl ⁺ в z-стеке. Клетки, экспрессирующие hM4Di-mCherry, hM3Dq-mCherry, EGFP-mCREB, mCherry или Fos, подсчитывали вручную.

Электрофизиологические записи

Мышей быстро обезглавили и мозг экстрагировали в ледяном частичном растворе сахарозы (70 мМ NaCl, 2,5 мМ KCl, 1,25 мМ NaH ₂ PO ₄ * h30, 5 мМ MgSO ₄ * 7H ₂ O, 1 мМ CaCl ₂ * 2H ₂ O, 70 мМ сахароза, 25 мМ D-глюкоза, 25 мМ NaHCO ₃ , 1 мМ Na-аскорбат, 3 мМ Na-пируват, 7,4 pH , 300 мОсм) непрерывно газируют смесью карбогенов (95% O ₂ , 5% CO ₂ ).Острые коронковые срезы 300 мкм, содержащие mPFC, были получены с использованием вибрирующего микротома, в то время как мозг был погружен в карбогенизированный ледяной частичный раствор сахарозы. Срезы переносили в блок ACSF (125 мМ NaCl, 3 мМ KCl, 1,25 мМ NaH ₂ PO ₄ * H ₂ O, 2 мМ MgCl ₂ * 6H ₂ O, 1,3 мМ CaCl ₂ * 2H ₂ O, 25 мМ d-глюкоза, 25 мМ NaHCO ₃ , 25 мМ D-глюкоза, 25 мМ NaHCO ₃ , 1 мМ Na-аскорбат, 3 мМ Na-пируват, 7.4 pH, 300 мОсм) и оставили для восстановления при комнатной температуре не менее 1 ч перед записью. Затем срезы переносили в погружную записывающую камеру и оставляли для уравновешивания в течение 10 минут при непрерывной перфузии 2 мл в минуту карбогенизированного работающего ACSF (= удерживание ACSF без Na-аскорбата или пирувата натрия и только 1 мМ MgCl ₂ * 6H ₂ O) с добавлением 10 мкМ CNQX. MPFC идентифицировали под визуальным контролем с помощью дифференциальной интерференционной контрастной микроскопии, а клетки, экспрессирующие либо hM4Di-mCherry, либо mCherry, идентифицировали с использованием ртутной лампы в сочетании с соответствующим флуоресцентным фильтром.Регистрацию целых клеток проводили с помощью пипеток из боросиликатного стекла (2,5–5,5 МОм), содержащих внутриклеточный раствор на основе K-глюконата (70 мМ K-глюконат, 148 мМ KCl, 10 мМ Hepes, 4 мМ Mg-ATP, 4 мМ K2-фосфокреатинин, 0,4 мМ. GTP, при 280–290 мОсм, 7,2–7,3 pH). После установления стабильного гига-уплотнения, ступенчатый профиль был сгенерирован из исправленной ячейки путем введения постепенно увеличивающегося тока в диапазоне от -100 пА до +300 пА с шагом 10 пА в течение 750 мс. Базовую реобазу оценивали путем введения постепенно увеличивающегося тока в диапазоне от 0 пА до +400 пА с шагом 20 пА в течение 2000 мс.Впоследствии выполнялась перфузия ACSF, содержащего 50 мкм CNO, со скоростью приблизительно 2 мл в минуту в течение не менее 5 минут, и протоколы профилей линейного и ступенчатого изменения были выполнены еще раз. Записи были получены с помощью программного обеспечения pClamp (Molecular Devices), с использованием усилителя Multiclamp 700B (Molecular Devices), отобраны с частотой 20 кГц, отфильтрованы нижними частотами с частотой 6 кГц и оцифрованы с помощью Axon Digidata 1440 A (Molecular Devices).

Статистический анализ

Статистические данные представлены в подписях к рисункам.Количество животных и количество клеток показано как n. Мыши с смещенными вирусами (всего: hM4Di-mCherry = 6; hM3Dq-mCherry = 5; mCherry = 5; EGFP-mCREB = 1) были исключены из анализа. На всех графиках показаны средние значения + s.e.m. Программное обеспечение SPSS (IBM) использовалось для статистического анализа всех данных. Сравнения между группами и внутри групп проводились с использованием двустороннего непарного или парного теста Стьюдента t , соответственно. Когда данные не были смоделированы с помощью нормального распределения, они были подвергнуты непараметрическому критерию Манна-Уитни U для межгрупповых сравнений и знаковый ранговый критерий Вилкоксона для внутригрупповых сравнений.В случае сравнений, в которых участвовало более двух групп, анализ выполнялся с помощью одностороннего дисперсионного анализа с последующим апостериорным тестом Бонферрони. В случае более чем двух сравнений внутри группы использовали ANOVA с повторными измерениями. Значимость была установлена ​​на уровне p <0,05.

Сводка отчетов

Дополнительная информация о дизайне исследований доступна в Сводке отчетов по исследованиям природы, связанной с этой статьей.

Контекстная и зависимая от состояния память

1. Память
2. Контекстно-зависимая память

Автор: Dr.Саул МакЛеод, обновленный 2021 г.

---

Согласно Тулвингу (1974), когда мы изучаем информацию, мы также кодируем детали об окружающей среде, в которой мы узнали информацию, а также о физическом и эмоциональном состоянии, в котором мы находимся в данный момент.

Тулвинг предположил, что информация о физическом окружении (внешний контекст) и о физическом или психологическом состоянии учащегося (внутренний контекст) сохраняется одновременно с изучением информации.

Восстановление внутреннего состояния или внешнего контекста упрощает вспоминание, предоставляя релевантную информацию, в то время как ошибка поиска происходит, когда соответствующие сигналы отсутствуют.

Контекстно-зависимое забывание может произойти, когда среда во время отзыва отличается от среды, в которой вы были, когда учились.

Зависимое от состояния забывание происходит, когда ваше настроение или физиологическое состояние во время воспоминания отличается от настроения, в котором вы были, когда учились.

Контекстно-зависимая память

Контекстно-зависимая память относится к улучшенному воспроизведению конкретных эпизодов или информации, когда контекстные подсказки, относящиеся к окружающей среде, одинаковы во время кодирования и поиска.

Интересный эксперимент, проведенный Годденом и Баддели (1975), показывает важность настройки для поиска. Бэдделей попросил 18 глубоководных дайверов выучить список из 36 не связанных друг с другом слов из двух или трех слогов.

Одна группа проделала это на пляже, а другая — под водой. Когда их попросили запомнить слова, половина учащихся оставалась на пляже, остальным пришлось вспомнить под водой.

Половина подводной группы осталась там, а остальные были вынуждены отозвать на берег.

Результаты показывают, что внешний контекст действовал как подсказка для вспоминания, поскольку участники вспоминали больше слов, когда они выучили и вспоминали слова в одной и той же среде, чем когда они выучили и вспомнили слова в разных средах.

Критическая оценка

Это исследование имеет ограниченную экологическую ценность, потому что окружающая среда была знакома дайверам, но задача была искусственной, поскольку в повседневной жизни нас обычно не просят выучить список бессмысленных слов.

Еще одна слабость состоит в том, что группы, которые учились и вспоминали в разных средах, были разрушены (им пришлось изменить среду), тогда как группы, которые учились и вспоминали в одной и той же среде, не были разрушены. Это могло повлиять на их отзыв.

Однако это был контролируемый эксперимент, поэтому его можно повторить, чтобы проверить надежность.

Есть дополнительная поддержка влияния контекстных подсказок. Абернати (1940) обнаружил, что студенты лучше справлялись с тестами, если тесты проводились в той же комнате, что и изучение материала, и проводились тем же преподавателем, который преподавал информацию.

Проведенные исследования не учитывают смысл материала и уровень мотивации человека при изучении информации.

Эту теорию можно применить к реальной жизни: полиция использует эту теорию в когнитивном интервью, прося свидетелей описать контекст, в котором произошел инцидент, чтобы лучше вспомнить.

Эту теорию трудно опровергнуть, потому что вспоминание не происходит, потому что информация не сохраняется или потому что вы не даете правильную реплику? (круговой аргумент)

Зависимая от состояния память

Зависимая от состояния память относится к улучшенному воспроизведению конкретных эпизодов или информации, когда сигналы, относящиеся к эмоциональному и физическому состоянию, одинаковы во время кодирования и извлечения.

Подсказки поиска состояния могут быть основаны на состоянии — физическом или психологическом состоянии человека, когда информация кодируется и извлекается. Например, человек может быть бдительным, усталым, счастливым, грустным, пьяным или трезвым, когда информация была закодирована. У них будет больше шансов получить информацию, когда они будут в аналогичном состоянии.

Goodwin et al. (1975) провели эксперимент по эмоциональному состоянию, попросив 48 студентов-медиков запомнить список слова, когда они были пьяны или трезвы.Участников попросили вспомнить через 24 часа, когда некоторые были трезвыми, но снова напились.

Их случайным образом разделили на четыре группы:

• Группа 1: (SS) оба дня были трезвыми.
• Группа 2: (AA) оба дня находились в состоянии алкогольного опьянения.
• Группа 3: (AS) находилась в состоянии интоксикации в 1-й день и была трезвой на 2-й день.
• Группа 4: (SA) была трезвой в 1-й день и находилась в состоянии интоксикации на 2-й день. в их крови был алкоголь, и у всех наблюдались признаки интоксикации.

  Участники должны были выполнить 4 теста: задание на избегание, задание на словесное заучивание слов, тест на ассоциацию слов и задание на распознавание изображений.

  Они обнаружили, что информация, полученная в состоянии алкогольного опьянения, более доступна в том же состоянии позже. На второй день было сделано больше ошибок в условиях AS и SA, чем в условиях AA или SS, однако это не имело места для теста распознавания изображений. Участники СС лучше всех справились с заданиями.

  Это подтверждает теорию зависимой от состояния памяти, поскольку наилучшие результаты были у участников, которые были трезвыми или находились в состоянии алкогольного опьянения в оба дня.

  Критическая оценка

  Это исследование имеет ограниченную экологическую значимость, поскольку задачи, выполняемые участниками, были искусственными, поэтому их выполнение может не отражать то, как они выполняли бы задачи в повседневной жизни.

  Участники знали, что они принимают участие в исследовании, поэтому они могли изменить свое поведение (характеристики спроса), чтобы соответствовать целям исследования.

  Однако это был контролируемый эксперимент, поэтому его можно воспроизвести для проверки надежности.

  Есть дополнительная поддержка влияния зависимых от состояния сигналов. Овертон (1964) экспериментировал на двух группах крыс: одной группе давали мягкий барбитурат, а другой группе препарат не вводили. Затем их поместили в простой лабиринт и научили избегать поражения электрическим током.

  Когда группу с наркотиком поместили обратно в лабиринт без наркотика, они не могли вспомнить, как избежать шока, но если им снова дали наркотик, они могли вспомнить, как избежать шока.Однако люди когнитивно отличаются от крыс, поэтому мы не можем экстраполировать результаты, но сила этого исследования заключается в том, что на животных не влияют характеристики спроса.

  Проведенные исследования не учитывают смысл материала и уровень мотивации человека при изучении информации.

  Эту теорию трудно опровергнуть, потому что вспоминание не происходит, потому что информация не сохраняется или потому что вы не даете правильную реплику? (круговой аргумент)

  Приложения в реальной жизни: это используется в качестве стратегии для улучшения припоминания в памяти очевидца, когда свидетелей просят описать свое настроение / эмоциональное состояние, когда произошел инцидент, свидетелями которого они были (когнитивное интервью).

  Список литературы
  Список литературы

  Абернети, Э. М. (1940). Влияние изменившихся условий окружающей среды на результаты экзаменов в колледже. Журнал психологии, 10 (2), 293-301.

  Годден Д. Р. и Баддели А. Д. (1975). Контекстно-зависимая память в двух природных средах: на суше и под водой. Британский журнал психологии, 66 (3), 325-331.

  Гудвин, Д. У., Крейн, Дж. Б., & Гуз, С.Б. (1969). Алкогольные «блэкауты»: обзор и клиническое исследование 100 алкоголиков. Американский журнал психиатрии, 126 (2), 191–198.

  Овертон, Д. А. (1964). Зависимое от состояния или «диссоциированное» обучение, производимое с помощью пентобарбитала. Журнал сравнительной и физиологической психологии, 57, (1), 3.

  Tulving, E. (1974). Зависимое от реплики забывание. Американский ученый , 62, 74-82.

  ---

  Как ссылаться на эту статью:
  Как ссылаться на эту статью:

  Mcleod, S.(2021, 04 марта). Память, зависящая от контекста и состояния . Просто психология. www.simplypsychology.org/context-and-state-dependent-memory.html

  сообщить об этом объявлении

  Более сильные воспоминания забываются медленнее? Нет доказательств того, что сила памяти влияет на скорость забывания

  Abstract

  Информация, хранящаяся в кратковременной зрительной памяти, повсеместно используется в повседневной жизни; однако об этом быстро забывают в считанные секунды. Когда нужно запомнить больше предметов, они забываются быстрее, что может свидетельствовать о том, что более сильные воспоминания забываются медленнее.Здесь мы проверили это предсказание с помощью трех экспериментов, в которых оценивалось влияние силы памяти на скорость забывания визуальной информации без изменения количества элементов. Уровень забвения оценивался путем сравнения точности отчетов в задаче отложенной оценки после относительно коротких и длительных интервалов хранения. В первом эксперименте мы сравнили частоту забывания предметов, которые были непосредственно зафиксированы, с предметами, которые не были зафиксированы. В экспериментах 2 и 3 мы манипулировали силой памяти, увеличивая время экспонирования одного элемента в массиве памяти.Как и ожидалось, прямая фиксация и более длительное воздействие привели к повышению точности отчетов, отражая более сильную память. Однако во всех трех экспериментах мы не нашли доказательств того, что увеличение силы памяти снижает частоту забывания.

  Образец цитирования: Cohen-Dallal H, Fradkin I, Pertzov Y (2018) Более сильные воспоминания забываются медленнее? Нет доказательств того, что сила памяти влияет на скорость забывания. PLoS ONE 13 (7): e0200292. https://doi.org/10.1371 / journal.pone.0200292

  Редактор: Джонатан Джонг, Университет Ковентри, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ

  Поступила: 28 декабря 2017 г .; Одобрена: 22 июня 2018 г .; Опубликовано: 13 июля 2018 г.

  Авторские права: © 2018 Cohen-Dallal et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

  Доступность данных: Все файлы данных доступны по адресу https://osf.io/nvedf/?view_only=617188d2724f4489a49c1e5fca165e82.

  Финансирование: Это исследование было поддержано грантом Израильского научного фонда (1747/14) для YP, а также грантом китайско-израильских совместных научных исследований (3-13562) для YP. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

  Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

  Введение

  Визуальная кратковременная память (STM) относится к временному сохранению визуальной информации, больше не присутствующей в окружающей среде [1], и является важной способностью во многих повседневных задачах. Однако объем информации, который может храниться в визуальной STM, очень ограничен. В большинстве исследований оценивалась производительность памяти в соответствии с фиксированным интервалом хранения и изучались ограничения памяти с точки зрения количества объектов [2–4] или количества информации [5–7], которую можно сохранить.Однако в последние несколько лет растет количество исследований, посвященных временным ограничениям визуальной СТМ, которые фиксируются потерей информации в течение нескольких секунд (то есть быстрым забыванием; [8–12]).

  Исследования показали, что скорость, с которой забывается информация, различается у разных людей [13–15], является надежной и стабильной в течение разных сеансов тестирования [16] и объясняет различия в объеме рабочей памяти [17]. В большинстве исследований показатель забвения оценивался путем измерения отчетов после различных интервалов хранения.Когда различные интервалы удерживания чередуются в одном и том же блоке испытаний, все процессы, которые происходят до или после этапа обслуживания, эквивалентны во всех условиях. Следовательно, любое увеличение количества ошибок в отчетах после относительно более длительного интервала хранения может быть связано только с увеличенным интервалом (т. Е. С забыванием), а не с другими процессами, связанными с кодированием или поиском.

  Недавнее исследование показало, что нагрузка на память сильно влияет на скорость забывания [9].Было показано, что один элемент сохраняется в памяти с незначительным снижением точности отчета за короткие промежутки времени; однако добавление элементов в память усиливало зависимую от времени деградацию. Это может происходить из-за конкуренции между элементами, которые вместе находятся в памяти, или, альтернативно, из-за более низкого уровня памяти каждого элемента из-за конкуренции при кодировании в память [9]. Настоящее исследование было разработано, чтобы различать эти две альтернативы, манипулируя начальной силой памяти элемента, сохраняя при этом количество элементов, которые нужно запомнить, фиксированным.Влияние силы памяти на скорость забывания будет означать, что усиленное забывание действительно может быть результатом начального ухудшения памяти после конкуренции при кодировании. Однако, если на скорость забывания не влияет начальная сила памяти, это может означать, что влияние дополнительных элементов на скорость забывания происходит не из-за их начальной силы памяти, а из-за усиления конкуренции за ресурсы обслуживания.

  Не во всех исследованиях сообщалось о быстром забывании (например,г., [18]). Забывание в первую очередь обнаруживается тогда, когда информацию нелегко отрепетировать и сохранить [19–21]. Например, Рикер и Коуэн [22] сообщили о быстром забывании, когда запоминались нестандартные буквы (т. Е. Неанглийские буквы для англоговорящих), но не в случае английских букв. Предположительно, это связано с тем, что нестандартные буквы приводят к менее эффективным стратегиям обслуживания, чем обычные, знакомые буквы.

  Забывание также обычно наблюдается в задачах отложенной оценки (например,g., [12,23–25]), в котором показан визуальный массив (например, цветные участки или линейные полосы в разной ориентации), и после пустого интервала удерживания участники должны сообщить об особенностях конкретного стимула на континуум (например, цветные кружки или полосы соответственно). Эта задача позволяет исследователям извлечь гораздо больше информации, чем из двоичного ответа, предоставляемого традиционными задачами визуальной краткосрочной памяти (например, задача «обнаружение изменений»), в которых участники указывают, было ли обнаружено изменение между двумя последовательными визуальными массивами [26,27 ].Распределение ошибок отчета вокруг правильных значений использовалось для количественной оценки качества памяти, при этом более узкие распределения отражают более точные отчеты о памяти. Бэйс и его коллеги [28] обнаружили, что количество отображаемых элементов влияет на точность их запоминания. Независимо от количества элементов, которые нужно запомнить, точность отзыва была ниже, когда длительность экспонирования элемента была меньше 300 мс, что подразумевает ограничение кодирования. Следовательно, силой памяти можно управлять, модулируя продолжительность экспозиции, таким образом, что разные уровни продолжительности отображения могут приводить к разным уровням силы памяти.К сожалению, в Bays и коллегах [28] отчеты измерялись только после единственного интервала сохранения, что исключает возможность какой-либо оценки степени забвения. В текущем исследовании мы будем использовать влияние продолжительности отображения на точность, чтобы модулировать силу памяти.

  Только несколько исследований объединили три методологических столпа: (1) нетрадиционные зрительные стимулы, (2) переменные интервалы удержания и (3) задачи отложенной оценки [8,9,12,29]. Действительно, это привело к нескольким новым открытиям в области быстрого визуального забывания.В новаторском исследовании Zhang и Luck [12] использовался массив памяти из трех цветных квадратов с переменными интервалами удерживания и сообщалось о значительном временном забывании визуальных элементов. Однако их основная цель заключалась в том, чтобы различать два альтернативных процесса, которые могут произойти во время забывания: постепенное разрушение информации и полная потеря информации. Демонстрируя, что большинство дополнительных ошибок при длительных задержках может быть отнесено на счет случайного предположения, они заявили, что информация полностью теряется из памяти.К сожалению, они не рассмотрели предполагаемые факторы, влияющие на скорость забывания.

  Соуза и Оберауэр [29] сосредоточились на другой дискуссии относительно факторов, связанных с забыванием, и исследовали, вызвано ли забывание простым течением времени (например, [22,30–33]) или вызвано ли оно вмешательством (например, [34–37]). Они использовали задачу отложенной оценки, аналогичную Zhang и Luck [12], но здесь, помимо манипулирования интервалом удерживания, они также манипулировали интервалом между испытаниями.Таким образом, они показали, что не только продолжительность интервала удержания влияет на быстрое забывание, но и интервал между испытаниями, который связан с временной разницей между элементами на психологической временной шкале. С тех пор этот вывод был опровергнут [38], и дебаты продолжаются.

  Важно отметить, что ни одно из этих исследований не проверяло, влияет ли сила репрезентации памяти на скорость быстрого забывания. Этот вопрос необходим для понимания процессов, лежащих в основе забывания, и ответ на него может обеспечить критические ограничения для различных моделей, предлагаемых для забывания.Здесь мы провели три эксперимента с отложенной оценкой с переменными интервалами сохранения и сравнили частоту забывания в двух условиях, которые, как ожидалось, приведут к двум различным уровням силы памяти, что отражено в ошибке отзыва отчетов. Высокая и низкая сила памяти были определены как условия с более низкой и более высокой ошибкой отзыва соответственно. В частности, мы проверили, влияют ли различия в силе памяти на скорость забывания, которая была определена как разница в ошибке припоминания между длинными и короткими интервалами сохранения.Мы постулировали, что если более сильные воспоминания забываются медленнее, то при высоком уровне памяти должны быть более мелкие склоны к забыванию (см. Рис. 1А для иллюстрации). Точно так же, если на скорость забывания не влияет сила памяти, наклоны должны быть сопоставимы, когда сила памяти высокая и низкая (рис. 1B).

  Рис 1. Прогнозы.

  Два предполагаемых результата: (A) Если более сильные воспоминания забываются медленнее, скорость забывания (измеряемая угловой ошибкой) должна быть выше в условиях низкой прочности памяти, чем в условиях высокой прочности памяти.(B) Если более сильные воспоминания не забываются медленнее, то скорость забывания (измеряемая угловой ошибкой) должна быть сопоставимой в зависимости от условий силы памяти.

  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200292.g001

  В эксперименте 1 испытания были разделены на два условия прочности памяти, определяемые тем, был ли элемент зафиксирован или нет непосредственно во время отображения массива памяти [ 39], тогда как в экспериментах 2 и 3 силой памяти манипулировали, изменяя время отображения цели [40].Мы сосредоточились на взаимодействии между эффектом удерживающего интервала и силой памяти. Взаимодействие предполагает, что скорость забывания зависит от силы памяти (см. Рис. 1A). Этот результат опровергает гипотезу о том, что забывание может быть связано с соревнованием во время запоминания, и предполагает, что забывание может быть связано с соревнованием во время кодирования. С другой стороны, отсутствие взаимодействия предполагает, что скорость забывания, измеренная по угловым отклонениям участников, не модулируется силой памяти (см. Рис. 1B).Это согласуется с гипотезой о том, что забывание вызывается конкуренцией между элементами, которые вместе находятся в памяти [9]. Поскольку различение двух гипотез может включать доказательства, подтверждающие отсутствие взаимодействия, частотного вывода недостаточно. Поэтому мы использовали байесовский вывод, чтобы установить достоверность взаимодействия в свете данных. Байесовский вывод также очень подходит для агрегирования данных по нескольким экспериментам, что обеспечивает более надежные оценки интересующих параметров.Таким образом, байесовский вывод был проведен для анализа как результатов отдельных экспериментов, так и доказательств, собранных во всех экспериментах.

  Эксперимент 1

  Исследования показали, что чем больше участников фиксируют предмет, тем выше точность их запоминания (например, [39]). В этом эксперименте мы использовали отслеживание глаз для отслеживания фиксации и предсказали, что элементы, которые были непосредственно зафиксированы, будут запоминаться лучше, чем элементы, которые не были зафиксированы. Ошибка отзыва была измерена после двух разных интервалов удерживания.Мы предположили, что частота ошибок будет ниже после коротких интервалов сохранения, чем после длинных интервалов хранения, что свидетельствует о забвении с течением времени. Чтобы изучить главный вопрос текущего исследования, мы использовали частотный и байесовский статистические подходы, чтобы проверить, были ли наклоны забывания одинаковыми или разными в двух условиях силы памяти.

  Метод

  участников.

  Двадцать два неврологически нормальных участника (возрастной диапазон 18–28 лет, среднее 22,6 ± 2.9) участвовал в эксперименте после предоставления письменного информированного согласия. Это исследование было одобрено этическим комитетом факультета психологии Еврейского университета в Иерусалиме, Израиль. Все участники сообщили о нормальной или скорректированной до нормальной остроте зрения и имели нормальное цветовое зрение (по оценке с помощью теста Ishihara 1936 для определения цветового дефицита). Все они были студентами Еврейского университета, и им платили 40 шекелей (примерно 10 долларов США) за один час своего времени.

  Материалы.

  Стимулы отображались с помощью Matlab и набора инструментов Cogent (Wellcome Department of Imaging Neuroscience, Лондон, Великобритания) на 23-дюймовом мониторе Syncmaster с частотой обновления 120 Гц и разрешением экрана 1280 X 1024. Положение монокулярного взгляда отслеживали на частоте 1000 Гц с помощью устройства отслеживания взгляда Eyelink 1000 plus (SR Research Ltd., Миссиссауга, Онтарио, Канада). Испытуемые сидели на расстоянии около 70 см, положив голову на опору для подбородка.

  Процедура.

  Схема эксперимента представлена ​​на рис. 2А.Каждое испытание начиналось с центрального черного фиксирующего креста (диаметр 0,4 °), отображаемого в течение 1000 мс на сером фоне. Затем появился массив памяти на 2000 мс, состоящий из четырех ориентированных полос (0,4 ° x 2,0 °) 4 разных цветов (синий, красный, желтый, черный), которые были случайным образом распределены на воображаемом круге (радиус: 8,2 °) вокруг фиксации. крест, на равных расстояниях от центра стержней. Ориентация каждого стержня выбиралась независимо и случайным образом из кругового пространства параметров 0–180 ° (т.е.е., полный диапазон возможных ненаправленных ориентаций стержня) с разрешением в один градус. Затем был введен пустой интервал удерживания на 1000 или 6000 мс (интервалы удерживания были случайным образом назначены для каждого испытания), за которым следовала одна полоса (зонд), представленная в центре экрана в случайной ориентации в одном из четырех цветов экрана. полосы в массиве памяти. Участники должны были повернуть датчик с помощью мыши, чтобы сопоставить его с запомненной ориентацией полосы с цветом датчика (т.е. целевую панель). Целевой столбец был выбран случайным образом из четырех столбцов в массиве памяти. Как только участники были удовлетворены ориентацией зонда, они нажимали пробел, чтобы перейти к следующему испытанию. После их ответа на зонд на 600 мс появилась белая полоса с правильной ориентацией в качестве обратной связи. Участники были проинструктированы быть максимально точными независимо от времени, которое им потребовалось, чтобы отрегулировать ориентацию зонда.

  Рис. 2. Метод и результаты эксперимента 1.

  (A) Пробный образец. За массивом памяти следовал пустой интервал хранения с переменной продолжительностью. Когда появился зонд, участники должны были повернуть его, чтобы он соответствовал ориентации целевого стержня. (B) Средняя ошибка (и SEM для участников) для каждого условия прочности памяти и условия интервала сохранения. (C) Апостериорные распределения простых эффектов интервала сохранения (длинный – короткий) для двух условий силы памяти. Горизонтальные полосы представляют интервалы с высокой апостериорной плотностью 95% (HDI).Перекрытие двух распределений подтверждает идею о том, что нет разницы в скорости забвения между условиями.

  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200292.g002

  Эксперимент был разделен на блоки по 60 испытаний. В начале каждого блока айтрекер был откалиброван, а затем подтвержден с использованием девятиточечной процедуры, предоставленной SR Research (SR Research Ltd., Миссиссауга, Онтарио, Канада). Калибровка и регулировка камеры повторялись, если средняя ошибка в процессе проверки превышала 1 °.В конце каждого блока отображалась обратная связь, указывающая на среднюю точность отчетов участника по этому блоку (средняя угловая ошибка была линейно преобразована в шкалу от 0 до 100; 0 — самая низкая точность, а 100 — идеальная корректировка). Чтобы побудить участников приступить к выполнению задания, им заранее сказали, что в конце эксперимента один из экспериментальных блоков будет выбран случайным образом, и если оценка этого блока будет выше 90%, они получат бонус в размере десяти. NIS (~ 3 доллара.00). Каждый участник провел 3–5 практических испытаний с экспериментатором в комнате, пока не стало ясно, что участник понял задачу. Во время эксперимента экспериментатор сидел в диспетчерской и наблюдал за дисплеем и экранами айтрекера. В целом каждый участник прошел один час тестирования и минимум три блока (180 испытаний). Прямая фиксация определялась как фиксация в круговой зоне интереса с радиусом 3,3 ° вокруг центра планки-мишени. Условия прочности памяти определялись тем, был ли целевой элемент непосредственно зафиксирован или нет.

  Статистический анализ

  Статистический анализ проводился с использованием как частотного дисперсионного анализа, так и байесовского вывода. Применяли двухфакторный дисперсионный анализ с повторными измерениями, при этом сила памяти и интервал удерживания были внутрисубъектными факторами. Байесовский вывод применялся в двух формах: оценка байесовских параметров и сравнение байесовских моделей. При оценке байесовских параметров вводятся текущие знания об интересующих параметрах, и данные используются для обновления этих параметров [41–43].В нашем случае основное внимание уделялось апостериорному распределению коэффициента взаимодействия, в частности, вероятности нулевого или ненулевого взаимодействия. Мы использовали разумные неинформативные априорные значения для всех параметров, чтобы предотвратить смещение апостериорного распределения априорным выбором, так что оно будет определяться только по результатам эксперимента. Кроме того, был проведен анализ чувствительности для проверки нечувствительности апостериорных распределений к выбору априорных значений ([43,44]; см. Вспомогательную информацию S1 Text).

  В отличие от оценки параметров, сравнение байесовских моделей можно использовать для прямого сравнения двух гипотез. Сравнение байесовских моделей обычно проводится путем вычисления байесовского фактора (BF), который сравнивает относительную вероятность двух моделей путем вычисления отношения предельного правдоподобия данных для обеих моделей. Предельное правдоподобие, составляющее знаменатель теоремы Байеса, объединяет априорное взвешенное правдоподобие по пространству параметров. Важно отметить, что сравнение байесовских моделей чувствительно к выбору априорных значений, даже если используются неинформативные априорные факторы.Таким образом, рекомендуется использовать обоснованно информированные априорные значения для параметров [44,45]. Поэтому мы использовали как неинформативную априорную оценку (как это обычно делается в различных программах анализа BF), так и априорную информацию, полученную в результате пилотного исследования, которое мы провели для изучения вероятной величины эффекта взаимодействия (см. Вспомогательную информацию S2 Text). Мы использовали JAGS [46] как для оценки байесовских параметров, так и для сравнения байесовских моделей. Подробное описание используемых статистических моделей, а также различных априорных значений можно найти во вспомогательной информации S3 Text.

  Результаты

  Сначала мы определили два уровня силы памяти, отслеживая движения глаз испытуемых во время массива памяти. Мы разделили все испытания на два уровня: испытания, в которых целевой элемент был зафиксирован (среднее значение 66% от всех испытаний; стандартное отклонение для участников = 19%), и испытания, в которых целевой элемент не был зафиксирован (среднее значение 34% от всех испытаний). испытания; SD = 19%). Таким образом, два уровня силы памяти определялись наличием или отсутствием прямой фиксации на целевом элементе.

  Ошибка была определена как угловое отклонение между заявленной ориентацией и истинной ориентацией целевой полосы в массиве памяти. Ошибки были сгруппированы и усреднены отдельно для каждого участника, состояния прочности памяти и продолжительности удерживаемого интервала.

  ANOVA с повторными измерениями с силой памяти (высокая сила памяти = прямая фиксация на цели, низкая сила памяти = отсутствие фиксации на цели) и интервалом удержания (1000, 6000 мс), поскольку факторы внутри участника (рис. 2B) показали основные эффект для удерживающего интервала ( F (1,21) = 27.6, p <.001,), что отражает существенное забвение информации через продолжительные промежутки времени. Мы также обнаружили основной эффект фиксации на цели ( F (1,21) = 6,36, p = 0,02,), подтверждающий, что прямая фиксация на предмете увеличивает точность припоминания (т. Е. Силу памяти). Однако не было значительного взаимодействия между интервалом удерживания и прямой фиксацией ( F (1,21) = 0,57, p = 0,46), что позволяет предположить, что разные условия силы памяти демонстрировали одинаковые показатели забывания.

  Как описано выше, мы использовали оценку байесовского параметра для оценки вероятных интервалов для основных эффектов и взаимодействия. Как показано на рис. 3A, достоверная апостериорная разница между ошибками для фиксированных и нефиксированных целей составляла в среднем -2,43 ° с 95% высокими интервалами апостериорной плотности (ИЧР, которые можно рассматривать как байесовскую альтернативу доверительным интервалам). [-4,33 °, -0,54 °]. Следовательно, результаты эксперимента 1 показывают, что существует 95% уверенности в том, что достоверная разница между ошибками для фиксированных и нефиксированных целей находится между -4.33 ° и -0,54 °. Задняя достоверная разница между короткими и длинными интервалами удерживания составила в среднем 5,10 ° (95% HDI [3,29 °, 6,96 °]; см. Рис. 3B). Апостериорные распределения для простых эффектов продолжительности удерживаемого интервала изображены на рис. 2С. Частота забывания была одинаковой для фиксированных (95% HDI [1,88 °, 7,03 °]) и нефиксированных (95% HDI [3,08 °, 8,29 °]) целей. Апостериорное распределение эффекта взаимодействия (рис. 3C) колеблется от нуля, что указывает на 95% уверенность в том, что взаимодействие находится между -1.19 ° и 0,63 °, тогда как вероятность того, что взаимодействие равно нулю или близко к нулю, относительно высока.

  Рис. 3. Оценка байесовских параметров и агрегирование данных по экспериментам.

  Графики для скрипки, изображающие апостериорные распределения основных эффектов силы памяти и интервала удержания, а также двустороннего взаимодействия. Светло-серые скрипки изображают апостериорные распределения для параметров с учетом неинформативных априорных значений и данных отдельных экспериментов.Темно-серые скрипки изображают апостериорные распределения параметров при агрегировании данных по экспериментам с использованием апостериорных данных предыдущих экспериментов в качестве апостериорных для более поздних экспериментов. Белые точки представляют центр апостериорного распределения, а черные прямоугольники обозначают 95% интервалы апостериорной плотности. Пунктирная красная линия отмечает линию нулевого эффекта. (A) Апостериорные распределения основного эффекта силы памяти. (B) Апостериорные распределения основного эффекта удерживающего интервала (т.е. забывая). (C) Апостериорные распределения для взаимодействия интервала удерживания и силы памяти. Распределения эффекта взаимодействия перекрывают линию нулевого эффекта, подтверждая идею о том, что не было никакой разницы в скорости забвения между условиями.

  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200292.g003

  Дальнейшее подтверждение отсутствия эффекта взаимодействия было получено путем исследования BF путем сравнения модели, включающей коэффициент взаимодействия, с моделью без члена взаимодействия ( я.е. эффект взаимодействия равен нулю). При использовании неинформативного априора для эффекта взаимодействия модель без взаимодействия была в 5,47 раза более вероятной; при использовании информированного априори модель без взаимодействия была в 2,7 раза более вероятной (см. текст S3 для уточнения априорных значений).

  Обсуждение

  В эксперименте 1 сила памяти определялась наличием или отсутствием прямых фиксаций на целевом элементе во время представления массива памяти. Как и ожидалось, наличие прямых фиксаций оказало значительное влияние на частоту ошибок, так что средняя ошибка при отсутствии прямой фиксации была выше, чем для фиксированных целей.Мы также обнаружили ожидаемый эффект продолжительности удерживающего интервала с аналогичной величиной для обоих условий силы памяти. Таким образом, отсутствие взаимодействия между условиями (подтвержденное как частотным, так и байесовским анализом) предполагает, что уровень силы памяти не влияет на скорость забывания. Однако в эксперименте 1 сила памяти была определена постфактум согласно шаблонам сканирования участников. Таким образом, разделение на два условия силы памяти было коррелятивным по своей природе и затрудняло оценку прямой зависимости между силой памяти и скоростью забывания.Эксперимент 2 был разработан, чтобы лучше контролировать классификацию испытаний на два состояния силы памяти.

  Эксперимент 2

  Целью эксперимента 2 было модулировать силу памяти с помощью запланированной манипуляции, а не исследовать апостериорную классификацию условий силы памяти. В этом эксперименте один из элементов в массиве памяти отображался немного раньше других трех элементов, а затем оставался на экране до тех пор, пока не исчезал весь массив памяти.Следовательно, этот предмет выиграл от увеличенной продолжительности воздействия. Ожидалось, что эта манипуляция приведет к смещению ресурсов визуальной обработки в сторону этого элемента, а также к лучшему кодированию и, таким образом, в конечном итоге к более сильному представлению в памяти, что отражается в меньших ошибках отзыва [40]. Каждый из четырех пунктов проверялся на 25%. Когда исследуемый элемент (цель) был элементом, представленным перед остальной частью массива памяти; эти испытания были частью условия высокой прочности памяти. Все другие испытания, в которых целевой элемент был одним из трех других элементов в массиве памяти, относились к условию низкого уровня памяти.Как и прежде, наш главный вопрос исследования заключался в том, будет ли скорость забывания одинаковой или различной в двух условиях силы памяти. Мы ожидали найти эффект удерживаемого интервала и эффект продолжительности воздействия. Взаимодействие между этими двумя факторами предполагает, что сила памяти действительно влияет на скорость забывания. В противном случае отсутствие взаимодействия еще больше усилит результаты эксперимента 1 о том, что на скорость забывания не обязательно влияет сила памяти.

  Метод

  участников.

  Двадцать один неврологически нормальный участник (возраст 19–27 лет, среднее 23,19 ± 1,9) участвовал в эксперименте после предоставления письменного информированного согласия. Это исследование было одобрено этическим комитетом факультета психологии Еврейского университета в Иерусалиме. Все участники не участвовали в эксперименте 1 и сообщили о нормальной или скорректированной до нормальной остроте зрения и имели нормальное цветовое зрение (оценивалось с помощью теста Ishihara 1936 на дефицит цвета).Все они были студентами Еврейского университета, и им платили 40 шекелей (примерно 10 долларов США) за один час своего времени.

  Материалы.

  Стимулы отображались с помощью Matlab и набора инструментов Cogent (Wellcome Department of Imaging Neuroscience, Лондон, Великобритания) на компьютере DELL с сенсорным экраном 28,5 x 51,0 см (Inspiron one 2320) с разрешением 1080 x 1920 на расстоянии просмотра примерно 40 см (39,2 ° x 65,0 °).

  Процедура.

  Схема эксперимента представлена ​​на рис. 4A.Это было похоже на схему в Эксперименте 1, за исключением следующих изменений: одна случайно выбранная полоса появлялась на 250 мс раньше остальной части массива памяти, затем весь массив, состоящий из четырех ориентированных полосок, отображался еще на 250 мс. Зондированный столбик (цель) был случайным образом выбран из четырех столбцов в массиве памяти. Таким образом, стержень с большей продолжительностью воздействия зондировался в 25% испытаний. Участников заранее проинструктировали, что их будут спрашивать о каждом из четырех столбцов случайным образом и что появление одного из столбцов перед остальными не имеет отношения к задаче.Эксперимент был разделен на блоки по 60 испытаний; в конце каждого блока отображалась обратная связь, указывающая на среднюю точность этого блока. Все участники прошли один час тестирования и минимум четыре блока (240 попыток).

  Рис. 4. Метод и результаты эксперимента 2.

  (A) Пробный образец. Одна полоска появилась перед остальной частью массива памяти. После пустого интервала удерживания с переменной продолжительностью появлялся зонд, и участникам требовалось повернуть его, чтобы он соответствовал ориентации целевой полосы.(B) Средняя ошибка (и SEM для участников) для каждого условия прочности памяти и условия интервала сохранения. (C) Апостериорные распределения простых эффектов интервала сохранения (длинный – короткий) для двух условий силы памяти. Горизонтальные полосы представляют интервалы с высокой апостериорной плотностью 95% (HDI). Перекрытие двух распределений подтверждает идею о том, что нет разницы в скорости забвения между условиями.

  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200292.g004

  Статистический анализ

  Статистический анализ был подобен анализу эксперимента 1 и проводился с использованием как частотного дисперсионного анализа, так и байесовского вывода. Применяли двухфакторный дисперсионный анализ с повторными измерениями, в котором сила памяти (высокая сила памяти = более длительная продолжительность воздействия, низкая сила памяти = более короткая продолжительность воздействия) и интервал удержания (1000, 6000 мс) в качестве факторов внутри субъекта. Оценка байесовских параметров использовалась для агрегирования доказательств по экспериментам, поскольку апостериорное распределение одного эксперимента может использоваться как апостериорное для последующего эксперимента.Эта процедура в большинстве случаев приводит к более стабильному и менее неопределенному заключению относительно параметров [43,47]. Таким образом, мы сообщаем как результаты байесовского вывода только для эксперимента 2, так и результаты, полученные путем агрегирования информации, полученной из экспериментов 1 и 2.

  Исследования визуального STM часто используют моделирование распределения ошибок (например, [6,48–50]) и используют параметр распределения для количественной оценки точности, с которой элементы были вызваны. Моделирование привело к качественно аналогичным результатам, что и усредненная ошибка, и, следовательно, укрепило нашу интерпретацию, но не пролило новый свет на теоретический вопрос, исследуемый в этом исследовании.Поэтому результаты, основанные на моделировании ответов, представлены во вспомогательной информации S4 Text.

  Результаты

  ANOVA с повторными измерениями с силой памяти и интервалом удержания в качестве условий внутри участника выявил ожидаемые основные эффекты от интервала удержания ( F (1,20) = 40,50, p <0,001) и силы памяти (). F (1,20) = 6,20, p = 0,02,). Таким образом, подтверждая, что более короткие интервалы удерживания и более длительные воздействия уменьшают количество ошибок.Как и в эксперименте 1, не было значительного взаимодействия между интервалом удержания и силой памяти ( F (1,20) = 0,92, p = 0,34,), что указывает на то, что скорость забывания была одинаковой в разных типах памяти. прочностные условия (см. рис. 4В).

  Как и в эксперименте 1, мы использовали оценку байесовского параметра для оценки достоверности значений этих эффектов. Как показано на рис. 3A, апостериорная разница между испытаниями с высокой и низкой силой памяти составляла в среднем -1,42 ° (95% HDI [-2.76 °, -0,13 °]). Задняя разница между испытаниями с коротким и длинным интервалом удерживания составила в среднем 5,48 ° (95% ИРП [4,15 °, 6,78 °]; см. Рис. 3B). Таким образом, данные подтвердили предположение о влиянии как силы памяти, так и интервала удерживания. Апостериорное распределение эффекта взаимодействия, а также его HDI (95% HDI [-0,42 °, 0,9 °]; см. Рис. 3C) подтверждают отсутствие взаимодействия. Кроме того, как показано на рис. 4C, простые эффекты интервала сохранения были одинаковыми для разных условий прочности памяти (высокая надежность памяти 95% HDI [4.12 °, 7,76 °]; Низкая прочность памяти 95% HDI [3,14 °, 6,88 °]. Интересно, что образец результатов отличался от того, что было обнаружено в эксперименте 1, в том, что интервал удерживания имел немного больший (и сильно перекрывающийся) эффект в условиях высокой прочности памяти. Это несоответствие в направлении различия в скорости забывания подкрепляет вывод об отсутствии устойчивого эффекта взаимодействия. Дальнейшее подтверждение этого вывода появилось при изучении BF, которое показало, что модель без взаимодействия была 7.В 31 или 14,41 раза больше вероятность для неинформативных и информативных априорных значений соответственно (см. Текст S3 для уточнения априорных значений). Обратите внимание, что относительно высокий BF при использовании информативного априорного времени является результатом того факта, что в эксперименте 2 забывание было немного более выраженным, когда память была сильнее, в отличие от того, что можно было бы ожидать, если бы более сильные воспоминания забывались медленнее (ожидание, которое проявилось в информационных примерах, которые мы использовали, см. S3 Text).

  Байесовский анализ также хорошо подходит для агрегирования результатов нескольких экспериментов.Когда мы использовали апостериорные распределения эксперимента 1 в качестве априорных значений для эксперимента 2, неопределенность в отношении всех трех параметров уменьшилась, что дополнительно подтверждает выводы из каждого эксперимента в отдельности. То есть как сила памяти (95% HDI [-3,01 °, -0,76 °]), так и интервал сохранения (95% HDI [5,26 °, 4,1 °]) оказали сильное влияние на точность. Однако сила памяти не уменьшала влияние интервала удержания, поскольку апостериорное распределение взаимодействия было сосредоточено на -0.04 ° (95% ИРЧП [-0,63 °, 0,5 °]), предполагая, что совокупность данных обоих экспериментов повысила уверенность в отсутствии эффекта взаимодействия (см. Рис. 3). Расчет BF по совокупным результатам экспериментов 1 и 2 показал, что модель без взаимодействия в 11,66 раз более вероятна при использовании неинформативного априорного значения и в 10,67 раз более вероятна при использовании информативного априорного значения, таким образом обеспечивая сильную поддержку отсутствия взаимодействия.

  Обсуждение

  В эксперименте 2 силой памяти манипулировали, изменяя продолжительность воздействия объекта.Как и ожидалось, продолжительность воздействия, а также длительность интервала удерживания явно влияли на ошибку отзыва. Однако, как и в эксперименте 1, не было взаимодействия между воздействием и интервалом удерживания, что означает, что, хотя на частоту ошибок влияет интервал удерживания, этот эффект не смягчается продолжительностью воздействия. Эти результаты предполагают, что сила памяти не влияла на скорость забывания, по крайней мере, не используя измерения ошибок, которые мы использовали (см. Общее обсуждение). Аналогичный и даже более сильный вывод был сделан при объединении доказательств экспериментов 1 и 2.Однако может возникнуть одно беспокойство, заключающееся в том, что размер эффектов силы памяти был относительно небольшим, и больший эффект мог бы выявить существенное взаимодействие. Эксперимент 3 был разработан, чтобы ответить на эту проблему.

  Эксперимент 3

  В экспериментах 1 и 2 мы показали, что на скорость забывания не влияет сила памяти. В эксперименте 3 нашей целью было воспроизвести результаты предыдущих экспериментов при увеличении эффекта силы памяти. С этой целью мы использовали более сильную временную манипуляцию, в которой мы увеличили количество времени, в течение которого целевой элемент появлялся перед массивом памяти, и уменьшили продолжительность отображения других элементов в массиве памяти.Ожидалось, что более сильная манипуляция приведет к большим различиям в ошибках припоминания между двумя условиями силы памяти. Однако, если на скорость забывания действительно не влияет напрямую сила памяти, эта манипуляция не должна приводить к разным скоростям забывания в двух условиях силы памяти.

  Метод

  участников.

  Двадцать один неврологически нормальный участник (возраст 19–27 лет, среднее значение 22,95 ± 2,03) участвовал в эксперименте после предоставления письменного информированного согласия.Это исследование было одобрено этическим комитетом факультета психологии Еврейского университета в Иерусалиме. Все участники, которые участвовали в эксперименте 3, не участвовали в двух предыдущих экспериментах. Все участники сообщили о нормальной или скорректированной до нормальной остроте зрения и имели нормальное цветовое зрение (по оценке с помощью теста Ishihara 1936 для определения цветового дефицита). Все они были студентами Еврейского университета, и им платили 40 шекелей (примерно 10 долларов США) за один час своего времени.

  Материалы, методика и статистический анализ.

  Используемые материалы и процедура были идентичны Эксперименту 2, за исключением одного изменения: здесь одна полоса появилась за 500 мс (вместо 250 мс) перед массивом памяти, который появился на 166 мс (вместо 250 мс). Процедура проиллюстрирована на рис. 5А. Статистический анализ также был идентичен эксперименту 2, за исключением включения всех трех экспериментов в агрегированную оценку байесовских параметров. Этот экспериментальный план и анализ были предварительно зарегистрированы в AsPredicted.org до сбора данных (информация о предварительной регистрации доступна по адресу: https://aspredicted.org/ra8bb.pdf). Как и в эксперименте 2, моделирование распределения ошибок было выполнено и привело к качественно аналогичным результатам, что и усредненная ошибка, и представлено в S4 Text.

  Рис. 5. Метод и результаты эксперимента 3.

  (A) Образец испытания. Одна полоска появилась перед остальной частью массива памяти. После пустого интервала удерживания с переменной продолжительностью появлялся зонд, и участникам требовалось повернуть его, чтобы он соответствовал ориентации целевой полосы.(B) Средняя ошибка (и SEM для участников) для каждого условия прочности памяти и условия интервала сохранения. (C) Апостериорные распределения простых эффектов интервала сохранения (длинный – короткий) для двух условий силы памяти. Горизонтальные полосы представляют интервалы с высокой апостериорной плотностью 95% (HDI). Перекрытие двух распределений подтверждает идею о том, что нет разницы в скорости забвения между условиями.

  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200292.g005

  Результаты

  ANOVA с повторными измерениями выявил основной эффект для интервала удерживания ( F (1,20) = 36,57, p <0,001,) и продолжительности воздействия ( F (1,20) = 11,34, p = .003,), что отражает меньшее количество ошибок при большей продолжительности воздействия и более коротких интервалах удерживания. Как и в экспериментах 1 и 2, не было значительного взаимодействия между длиной интервала сохранения и силой памяти ( F (1,20) = 1.32, p = 0,26,), предполагая, что различные условия продолжительности воздействия не влияют на частоту забывания (см. Рис. 5B).

  Апостериорная оценка разницы между пробами с высокой и низкой силой памяти с использованием оценки байесовского параметра составила -3,07 ° в среднем (95% ИРЧП [-4,52 °, -1,53 °]; см. Рис. 3A). Обратите внимание, что этот эффект был вдвое больше, чем соответствующий эффект в Эксперименте 2, отражая более сильные временные манипуляции, используемые в текущем эксперименте именно для этого предположения — чтобы привести к большему эффекту силы памяти.Задняя достоверная разница между коротким и длинным интервалом удерживания составила в среднем 4,4 ° (95% ИРП [2,87 °, 5,79 °]; см. Рис. 3B). Наконец, апостериорное распределение эффекта взаимодействия, а также его HDI (95% HDI [-1,04 °, 0,42 °]) предполагают, как и раньше, что вероятность взаимодействия, близкого к нулю, высока (см. Рис. 3C). Кроме того, как показано на рис. 5C, простые эффекты интервала сохранения были одинаковыми для обоих условий прочности памяти (высокая прочность памяти 95% HDI [3,51 °, 6.01 °]; Низкая прочность памяти 95% HDI [4,03 °, 6,52 °]. Наконец, сравнение BF показало, что модель без взаимодействия была в 6,29 или 3,43 раза более вероятной для неинформативных и информативных априорных точек, соответственно.

  Свидетельства всех трех экспериментов подтвердили эти выводы и еще больше снизили неопределенность в отношении всех трех параметров (как показано на рис. 3). Была 95% уверенность в том, что сила памяти (усредненная по конкретным использованным манипуляциям) уменьшала ошибки между -3.18 ° и -1,42 °, тогда как увеличение интервала удерживания на 5 секунд увеличило погрешность до 4,07 ° и 5,85 °. Что еще более важно, вероятность взаимодействия была равна нулю или близка к нулю (95% HDI [-0,58 °, 0,30 °]). Действительно, вычисление BF после агрегирования результатов трех экспериментов привело к сильной поддержке отсутствия взаимодействия (BF 11,86 для неинформативных априорных значений и BF 9,54 для информативных априорных факторов).

  Обсуждение

  Целью эксперимента 3 было воспроизвести результаты эксперимента 2 с более сильной манипуляцией силы памяти.Как и ожидалось, более сильная модуляция продолжительности экспозиции привела к большей разнице в ошибке отзыва между двумя условиями силы памяти. Однако больший эффект не привел к разным показателям забывания в двух условиях. Таким образом, в эксперименте 3 мы повторили результаты экспериментов 1 и 2, что дополнительно подтверждает отсутствие модуляции силы памяти на скорость забывания.

  Общее обсуждение

  Целью настоящего исследования было изучить взаимосвязь между силой основного представления памяти и скоростью быстрого забывания.С этой целью мы провели три эксперимента, в которых сила памяти использовалась по-разному. В первом эксперименте сила памяти определялась по наличию или отсутствию прямой фиксации на целевом объекте. В следующих двух экспериментах мы манипулировали силой памяти, изменяя продолжительность воздействия предметов в ходе испытания. Самый поразительный результат заключался в том, что скорость забывания, измеряемая по приращению угловых отклонений участников, была одинаковой в заданиях с более сильными и сильными отклонениями.слабая сила памяти. Этот результат был подтвержден частотным анализом и, более того, оценкой байесовских параметров и сравнением байесовских моделей, которые лучше подходят для подтверждения отсутствия эффекта. Кроме того, агрегирование результатов трех экспериментов усилило поддержку отсутствия эффекта взаимодействия. Следовательно, в трех экспериментах нам не удалось обнаружить, что сила памяти модулирует скорость забывания. Что эти результаты могут сказать о забывании?

  Отсутствие доказательств модуляции ограничивает тип процесса, который может лежать в основе спорного механизма забывания.Эффект нагрузки на память [9] и эффект силы памяти (манипулируемый в текущем исследовании), по-видимому, разительно различаются, поскольку было продемонстрировано, что только первое влияет на скорость быстрого забывания. То есть, используя экспериментальную парадигму, которая очень похожа на нынешнюю (например, тип стимула, процедура отчета и измерение ошибки), Перцов и его коллеги [9] показали, что попытка запомнить дополнительные элементы в памяти приводит к более резкой скорости забывания. Авторы утверждали, что усиленное забывание происходит из-за возросшей конкуренции за ресурсы обслуживания между элементами, которые одновременно находятся в памяти.Однако другое возможное объяснение состоит в том, что более высокая скорость забывания связана не с конкуренцией во время обслуживания, а скорее со сниженным уровнем кодирования, когда необходимо запомнить дополнительные элементы [28]. Другими словами, эта альтернативная интерпретация предполагает, что, когда в массиве памяти отображается больше элементов, исходное представление каждого элемента в памяти слабее и, следовательно, быстрее забывается. Однако текущие результаты ослабляют это альтернативное объяснение, потому что не было обнаружено, что начальная сила памяти влияет на скорость забывания (с использованием идентичных мер ошибки в обоих исследованиях).Таким образом, похоже, что нагрузка на память влияет на скорость забывания посредством процесса, отличного от силы памяти. Подразумевается, что конкуренция за процессы обслуживания, а не начальная сила памяти приводит к усиленному забыванию при запоминании нескольких элементов.

  Таким образом, наши результаты подразумевают, что механизм забывания связан с конкуренцией между элементами, которые одновременно находятся в памяти [9,51,52]. Более того, текущие результаты ограничивают тип соревнования, которое может произойти, и исключают вариант простого комплексного соревнования между всеми элементами в памяти, поскольку этот вариант подразумевает, что более сильное представление должно меньше зависеть от других представлений в памяти и, следовательно, больше забыто медленно.Наши результаты показывают, что элементы, которые имели более сильное представление в памяти, забываются с той же скоростью, что и другие элементы. Следовательно, другие виды соревнований, которые не зависят от силы памяти, должны обеспечивать более убедительные отчеты.

  Важно отметить, что неспособность обнаружить влияние силы памяти на скорость забывания согласуется с результатами вербальной краткосрочной и долгосрочной памяти [53]. В области вербальной долговременной памяти Slamecka и McElree [54] попросили участников изучить список из 56 слов, варьируя количество исследований (одно или три) и интервал сохранения (немедленный, 1 и 5 дней). .Они обнаружили сильное влияние на интервал удержания и количество исследований, но не обнаружили взаимодействия. Авторы пришли к выводу, что на длительное забывание словесных списков не влияет степень их усвоения. Однако в исследовании кратковременной вербальной памяти Hellyer [55] манипулировал количеством представлений (1, 2, 4 или 8) согласных и продолжительностью интервалов удержания от 3 до 27 секунд. Он измерил долю правильно запоминаемых согласных и обнаружил, что последовательные повторения стимула во время кодирования приводят к более медленному забыванию с течением времени.Эти результаты вызвали бурную дискуссию. Богарц [56] отметил, что значения, которые представляют длину интервала удерживания и точность, должны быть монотонно масштабированы, чтобы соответствовать «психологическому» значению времени и точности. Чтобы решить эту загадку, он повторно проанализировал результаты Сламеки и МакЭлри [54], а также данные Хеллайера [55] и пришел к выводу, что оба набора данных (Хеллайер [55] в словесной краткосрочной памяти и Сламека и МакЭлри [54] в вербальной долговременной памяти) поддержал идею о том, что скорость забывания не зависит от первоначального обучения.

  Это подчеркивает важность функции масштабирования при интерпретации результатов взаимодействия (или его отсутствия). В самом деле, Лофтус [57] предположил, что порядковые взаимодействия или их отсутствие (как результаты текущего исследования) не могут быть интерпретированы как различные функции масштабирования между психологическими и измеряемыми переменными, что может привести к, казалось бы, противоположным выводам. Таким образом, результаты настоящего исследования следует интерпретировать с осторожностью, поскольку другие измерения ошибок могут привести к другим выводам.Сказав это, отсутствие взаимодействия в текущем исследовании особенно информативно при интерпретации в отношении предыдущего исследования, которое обнаружило четкое взаимодействие между задержкой и нагрузкой на память с использованием аналогичной экспериментальной процедуры и анализа [9].

  В целом, эти результаты предполагают, что частота забывания не является прямой функцией силы памяти; однако это не означает, что скорость забывания фиксирована. Предыдущие исследования показали, что скорость забывания можно регулировать добровольным контролем сверху вниз.Pertzov и его коллеги [8] показали, что, когда соответствующие реплики были представлены после массива памяти, элемент, которому была дана подсказка, забывался медленнее, чем другие элементы, на которые не подавались запросы. Таким образом, хотя скорость забывания, похоже, не зависит от силы памяти, она доступна для стратегического контроля. Подобное объяснение вызывает роль внимания в СТМ: релевантный для цели элемент может дольше оставаться в «фокусе внимания» (как определено несколькими теориями [58–60]) и, следовательно, более медленно забываться.

  В экспериментах 2 и 3 объемом памяти манипулировали путем увеличения продолжительности отображения одного элемента в массиве памяти.Увеличение силы памяти, о чем свидетельствует уменьшение ошибки отзыва, могло быть результатом увеличения времени, доступного для кодирования, или результатом развертывания внимания из-за его отличия от других элементов в массиве. Предыдущие исследования показали, что как указание внимания, так и время кодирования повышают точность отчета при выполнении аналогичных задач [6,28,61]. Тем не менее, точная причина, которая привела к лучшему отзыву предмета, который был представлен в течение более длительного периода, не имеет отношения к нашему основному вопросу.Независимо от процесса, который привел к лучшему вспоминанию выбранного элемента после коротких задержек, эта манипуляция, похоже, не изменила скорость забывания.

  В заключение, в трех разных экспериментах нам не удалось обнаружить прямого влияния силы памяти на скорость забывания. Это говорит о том, что скорость забывания не связана тесно с силой репрезентации памяти или, говоря простым языком: более сильные воспоминания не обязательно более устойчивы к забыванию, чем более слабые.Это открытие демонстрирует, что повышенная скорость забывания, обнаруживаемая при больших нагрузках на память, связана не с уменьшением силы, с которой элементы были закодированы в память, а скорее из-за конкуренции между элементами в памяти.

  Вспомогательная информация

  S2 Текст. Пилотный эксперимент, который количественно оценивает ожидаемое взаимодействие между продолжительностью воздействия и задержкой.

  Этот эксперимент был разработан для создания взаимосвязи между продолжительностью воздействия и задержкой, которая будет использоваться в качестве информированных априорных точек в байесовском выводе.Мы использовали предыдущие исследования, которые показали четкую и надежную модуляцию скорости забывания, и использовали ее для небольшого, но важного изменения экспериментальной парадигмы эксперимента 2.

  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200292.s002

  (PDF)

  S4 Текст. Сравнение соответствия модели.

  Многие исследования в этой области моделировали распределение ошибок и использовали параметр распределения для количественной оценки точности отзыва элементов. Здесь мы сравнили три модели: модель переменной точности (VP), модель смеси из двух частей и модель смеси из трех частей.

  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200292.s004

  (PDF)

  Список литературы

  1. 1. Аткинсон Р.К., Шиффрин Р.М. Человеческая память: предлагаемая система и процессы ее управления. Psychol Learn Motiv. 1968; 2: 89–195.
  2. 2. Коуэн Н. Магическое число 4 в кратковременной памяти. Пересмотр емкости хранилища. Behav Brain Sci. 2000. 24: 87–185.
  3. 3. Чжан В, Удача SJ. Количество и качество представлений в оперативной памяти.Psychol Sci. 2011; 22: 1434–41. pmid: 21987693
  4. 4. Миллер Г. Магическое число семь плюс-минус два: некоторые ограничения нашей способности обрабатывать информацию. Psychol Rev. Американская психологическая ассоциация; 1956; 101: 343–352.
  5. 5. Ма WJ, Husain M, Bays PM. Изменение представлений о рабочей памяти. Nat Neurosci. Издательская группа «Природа»; 2014. 17: 347–356. pmid: 24569831
  6. 6. Бэйс П.М., Хусейн М. Динамические сдвиги ограниченных ресурсов рабочей памяти в человеческом зрении.Наука. 2008. 321: 851–854. pmid: 18687968
  7. 7. Альварес Г.А., Кавана П. Емкость кратковременной зрительной памяти определяется как нагрузкой зрительной информации, так и количеством объектов. Psychol Sci. 2004. 15: 106–111. pmid: 14738517
  8. 8. Перцов Ю., Бэйс П.М., Джозеф С., Хусейн М. Быстрое забывание предотвращается ретроспективными сигналами внимания. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 2013; 39: 1224–1231. pmid: 23244045
  9. 9. Перцов Ю., Манохар С., Хусейн М.Быстрое забвение результатов конкуренции с течением времени между элементами в зрительной рабочей памяти. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. Американская психологическая ассоциация; 2017; 43: 528–536. pmid: 27668485
  10. 10. Рикер Т.Дж., Коуэн Н., Мори С.К. Визуальная рабочая память нарушается скрытым вербальным поиском. Психон Булл Ред. 2010; 17: 516–21. pmid: 20702871
  11. 11. Рикер Т.Дж., Коуэн Н. Различия между методами представления в процедурах рабочей памяти: вопрос консолидации рабочей памяти.J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 2014; 40: 417–428. pmid: 24059859
  12. 12. Чжан В, Удача SJ. Внезапная смерть и постепенное ухудшение зрительной рабочей памяти. Psychol Sci. 2009. 20: 423–8. pmid: 19320861
  13. 13. Барруйе П., Гавенс Н., Вергаув Е., Гайяр В., Камос В. Развитие диапазона рабочей памяти: учетная запись модели разделения ресурсов на основе времени. Dev Psychol. Американская психологическая ассоциация; 2009; 45: 477–490. pmid: 19271832
  14. 14. Hitch GJ, Towse JN, Hutton U.Что ограничивает объем рабочей памяти детей? Теоретические отчеты и приложения для школьного развития. J Exp Psychol Gen. Американская психологическая ассоциация; 2001; 130: 184–198. pmid: 11409098
  15. 15. Оберауэр К., Клигл Р. За пределами ресурсов: формальные модели эффектов сложности и возрастных различий в рабочей памяти. Eur J Cogn Psychol. 2001; 13: 187–215.
  16. 16. Смысл Ф., Беренс Ф., Мейер Р. Р., ван Рейн Х. Частота забвения человека стабильна с течением времени, но различается в зависимости от материала.Top Cogn Sci. 2016; 8: 305–321. pmid: 26748838
  17. 17. Бейлисс Д.М., Джарролд С. Как быстро они забывают: взаимосвязь между забыванием и производительностью рабочей памяти. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. Американская психологическая ассоциация; 2015; 41: 163–177. pmid: 25089742
  18. 18. Магнуссен С., Гринли М.В., Асплунд Р., Дирнес С. Стимул-специфические механизмы кратковременной зрительной памяти. Vision Res. 1991; 31: 1213–1219. pmid: 18

  19. 19. Коуэн Н., Саултс Дж. С., Наджент Л. Д..Роль абсолютного и относительного количества времени в забывании в пределах непосредственной памяти: случай сравнения тона и высоты тона. Психон Булл Преподобный Спрингер-Верлаг; 1997; 4: 393–397.
  20. 20. Донкин С., Нософски Р., Голд Дж., Шиффрин Р. Вербальные обозначения, постепенное разложение и внезапная смерть кратковременной зрительной памяти. Psychon Bull Rev.2014; 22: 170–178. pmid: 24965375
  21. 21. Мерсер Т., МакКаун Д. Распад, обнаруженный в невербальной кратковременной памяти. Психон Булл Ред. 2014; 21: 128–35.pmid: 23801385
  22. 22. Рикер Т.Дж., Коуэн Н. Потеря визуальной рабочей памяти за секунды: комбинированное использование обновляемых и неизменяемых функций. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 2010. 36: 1355–1368. pmid: 20804281
  23. 23. Бэйс П.М., Сингх-Карри В., Горгораптис Н., Драйвер Дж., Хусейн М. Интеграция визуальных сигналов, связанных с целью и стимулом, обнаруженных при повреждении теменной коры головного мозга человека. J Neurosci. 2010; 30: 5968–78. pmid: 20427656
  24. 24. Prinzmetal W, Amiri H, Allen K, Edwards T.Феноменология внимания: 1. Цвет, расположение, ориентация и пространственная частота. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 1998. 24: 261–282.
  25. 25. Wilken P, Ma W. Теория обнаружения изменений. J Vis. 2004; 1120–1135. pmid: 15669916
  26. 26. Удача SJ, Vogel EK. Емкость зрительной рабочей памяти для функций и союзов. Природа. Macmillan Magazines Ltd .; 1997; 390: 279–81. pmid: 9384378
  27. 27. Пашлер Х. Знакомство и обнаружение визуальных изменений.Восприятие психофизики. 1988. 44: 369–378. pmid: 3226885
  28. 28. Бэйс П.М., Горгораптис Н., Ви Н., Маршалл Л., Хусейн М. Временная динамика кодирования, хранения и перераспределения визуальной рабочей памяти. J Vis. 2011; 11: 1–15. pmid: 21
  9
  29. 29. Соуза А.С., Оберауэр К. Временное забывание в зрительной рабочей памяти отражает временную различимость, а не распад. Psychon Bull Rev.2014; 156–162. pmid: 24825306
  30. 30. Баддели А.Д. Рабочая память.Оксфорд: Clarendon Press; 1986.
  31. 31. Барруйе П., Камос В. Время идет. Curr Dir Psychol Sci. SAGE PublicationsSage CA: Лос-Анджелес, Калифорния; 2012; 21: 413–419.
  32. 32. Берджесс Н., Хитч Г.Дж. Пересмотренная модель кратковременной памяти и долговременного обучения вербальным последовательностям. J Mem Lang. 2006; 55: 627–652.
  33. 33. Рикер Т.Дж., Вергаув Э., Коуэн Н. Теория распада немедленной памяти: от Брауна (1958) до наших дней (2014). Q J Exp Psychol (Hove).2014; 1–27. pmid: 24853316
  34. 34. Браун GDA, Neath I, Chater N. Модель памяти с временным соотношением. Psychol Rev.2007; 114: 539–576. pmid: 17638496
  35. 35. Левандовски С., Дункан М., Браун Г.Д. а. Время не вызывает забвения в краткосрочных серийных воспоминаниях. Психон Булл Ред. 2004; 11: 771–90. Доступно: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15732687 pmid: 15732687
  36. 36. Nairne JS. Функциональная модель непосредственной памяти. Mem Cognit. 1990; 18: 251–269.pmid: 21
  37. 37. Оберауэр К., Фаррелл С., Джарролд С., Левандовски С. Что ограничивает объем рабочей памяти? Psychol Bull. 2016; pmid: 26950009
  38. 38. Рикер Т.Дж., Хардман КО. Природа кратковременной консолидации зрительной рабочей памяти. J Exp Psychol Gen.2017; pmid: 28703619
  39. 39. Перцов Ю., Авидан Г., Зохари Э. Накопление визуальной информации при множественных фиксациях. J Vis. Ассоциация исследований в области зрения и офтальмологии; 2009; 9: 1–12.pmid: 19810783
  40. 40. Bays PM, Catalao RFG, Husain M. Точность визуальной рабочей памяти устанавливается путем выделения общего ресурса. J Vis. 2009; 9: 7, 1–11. pmid: 19810788
  41. 41. Гельман А., Карлин Дж. Б., Стерн Х. С., Дансон Д. Б., Вехтари А., Рубин Д. Б.. Байесовский анализ данных, третье издание (тексты Chapman & Hall / CRC в статистической науке). CRC Press. 2013.
  42. 42. Kruschke JK. Байесовская оценка нулевых значений с помощью оценки параметров и сравнения моделей.Perspect Psychol Sci. 2011; 6: 299–312. pmid: 26168520
  43. 43. Ли, доктор медицины, Wagenmakers EJ. Байесовское когнитивное моделирование: Практический курс. Издательство Кембриджского университета; 2014.
  44. 44. Kruschke JK. Выполнение байесовского анализа данных: учебное пособие с R, JAGS и Stan. Академическая пресса; 2014.
  45. 45. Dienes Z. Байесовская статистика в сравнении с православной: на чьей вы стороне? Perspect Psychol Sci. SAGE PublicationsSage CA: Лос-Анджелес, Калифорния; 2011; 6: 274–290.pmid: 26168518
  46. 46. Пламмер М. rjags: Байесовские графические модели с использованием MCMC. 2013.
  47. 47. Линдли Д. В. Философия статистики. J R Stat Soc Ser D (The Stat. Blackwell Publishers Ltd; 2000; 49: 293–337.
  48. 48. Оберауэр К., Линь Х. Модель интерференции визуальной рабочей памяти. Psychol Rev.2017; 124: 21–59. pmid: 27869455
  49. 49. ван ден Берг Р., Авг Э, Ма ВДж. Факторное сравнение моделей рабочей памяти.Psychol Rev.2014; 121: 124–149. pmid: 244

  50. 50. Чжан В, Удача SJ. Дискретные представления с фиксированным разрешением в визуальной рабочей памяти. Природа. 2008; 453: 233–5. pmid: 18385672
  51. 51. Franconeri SL, Alvarez GA, Cavanagh P. Гибкие когнитивные ресурсы: карты конкурентного контента для внимания и памяти. Trends Cogn Sci. Elsevier Ltd; 2013; 17: 134–141. pmid: 23428935
  52. 52. Шапиро К.Л., Миллер К.Э. Роль предвзятого соревнования в кратковременной зрительной памяти.Нейропсихология. 2011; 49: 1506–1517. pmid: 21335016
  53. 53. Рубин Д.К., Венцель А.Е. Сто лет забвения: количественное описание удержания. Psychol Rev. Американская психологическая ассоциация; 1996. 103: 734–760.
  54. 54. Slamecka NJ, McElree B. Нормальное забывание словесных списков в зависимости от степени их обучения. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 1983; 9: 384–397.
  55. 55. Hellyer S. Дополнительный отчет: Частота предъявления стимулов и кратковременное снижение памяти.J Exp Psychol. 1962. 64: 650–650. pmid: 13953638
  56. 56. Богарц RS. Психологическая оценка кривых забывания. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. Американская психологическая ассоциация; 1990. 16: 138–148.
  57. 57. Loftus GR. Об интерпретации взаимодействий. Mem Cognit. 1978; 6: 312–319.
  58. 58. Коуэн Н. Внимание и память: интегрированная структура. Oxford Psychology Series, Нью-Йорк. Издательство Оксфордского университета; 1998.
  59. 59. Джонидес Дж., Льюис Р.Л., урожденная Д.Е., Лустиг, Калифорния, Берман М.Г., Мур К.С.Разум и мозг кратковременной памяти. Анну Рев Психол. Общедоступный доступ NIH; 2008. 59: 193–224. pmid: 17854286
  60. 60. Оберауэр К. Доступ к информации в рабочей памяти: исследование фокуса внимания. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. Американская психологическая ассоциация; 2002; 28: 411–421. pmid: 12018494
  61. 61. Калогеропулу З., Джагадиш А. В., Ол С., Рольфс М. Установка и изменение приоритетов функций в кратковременной зрительной памяти. Психон Булл Преподобный Спрингер США; 2017; 24: 453–458.pmid: 27325056

  Рабочая память: как держать вещи «в памяти» в краткосрочной перспективе

  Следующее эссе перепечатано с разрешения The Conversation, онлайн-публикации, посвященной последним исследованиям.

  Когда вам нужно запомнить номер телефона, список покупок или набор инструкций, вы полагаетесь на то, что психологи и нейробиологи называют рабочей памятью. Это способность удерживать информацию и манипулировать ею в течение коротких промежутков времени.Это касается вещей, которые важны для вас в настоящий момент, но не через 20 лет.

  Исследователи считают, что рабочая память играет центральную роль в работе мозга. Он коррелирует со многими более общими способностями и результатами, такими как интеллект и учебные достижения, и связан с основными сенсорными процессами.

  Учитывая ее центральную роль в нашей ментальной жизни и тот факт, что мы осознаем по крайней мере часть ее содержания, рабочая память может стать важной в наших поисках понимания самого сознания.Психологи и нейробиологи сосредотачиваются на различных аспектах, исследуя рабочую память: психологи пытаются составить карту функций системы, в то время как нейробиологи больше сосредотачиваются на ее нейронной основе. Вот снимок текущего состояния исследований.

  Сколько у нас оперативной памяти?

  Емкость ограничена — мы можем держать «в памяти» только определенный объем информации одновременно. Но исследователи спорят о природе этого ограничения.

  Многие полагают, что рабочая память может хранить ограниченное количество «элементов» или «блоков» информации.Это могут быть цифры, буквы, слова или другие единицы. Исследования показали, что количество битов, которые могут храниться в памяти, может зависеть от типа товара — вкуса предлагаемого мороженого по сравнению с цифрами числа Пи.

  Альтернативная теория предполагает, что рабочая память действует как непрерывный ресурс, который используется для всей запоминаемой информации. В зависимости от ваших целей разные части запоминаемой информации могут получать разное количество ресурсов. Нейробиологи предположили, что этим ресурсом может быть нейронная активность, при которой разные части запоминаемой информации имеют разное количество активности, посвященной им, в зависимости от текущих приоритетов.

  Другой теоретический подход вместо этого утверждает, что ограничение емкости возникает из-за того, что разные элементы будут мешать друг другу в памяти.

  И, конечно, воспоминания со временем распадаются, хотя репетиция информации, которая хранится в рабочей памяти, похоже, смягчает этот процесс. То, что исследователи называют поддерживающей репетицией, включает мысленное повторение информации безотносительно к ее значению — например, просмотр списка продуктов и запоминание предметов как слов безотносительно к обеду, которым они станут.

  Напротив, детальная репетиция включает в себя придание информации смысла и связывание ее с другой информацией. Например, мнемоника облегчает детальную репетицию, связывая первую букву каждого из списка элементов с некоторой другой информацией, которая уже хранится в памяти. Кажется, только тщательная репетиция может помочь консолидировать информацию из рабочей памяти в более прочную форму, называемую долговременной памятью.

  В визуальной сфере репетиция может включать движения глаз, при этом визуальная информация привязана к пространственному положению.Другими словами, люди могут смотреть на местоположение запомненной информации после того, как она ушла, чтобы напомнить им о том, где она была.

  Рабочая память в сравнении с долговременной памятью

  Долговременная память отличается гораздо большей емкостью. Информация, которую он хранит, также более надежна и стабильна. Долговременные воспоминания могут содержать информацию об эпизодах из жизни человека, семантике или знаниях, а также более неявные типы информации, например, как использовать предметы или перемещать тело определенным образом (двигательные навыки).

  Исследователи давно рассматривают рабочую память как шлюз в долгосрочное хранилище. Достаточно отрепетируйте информацию в рабочей памяти, и она станет более постоянной.

  Неврология проводит четкое различие между ними. Считается, что рабочая память связана с временной активацией нейронов мозга. Напротив, считается, что долговременная память связана с физическими изменениями нейронов и их связей. Этим можно объяснить кратковременный характер рабочей памяти, а также ее большую подверженность прерываниям или физическим потрясениям.

  Как рабочая память изменяется за время жизни?

  Успеваемость на тестах рабочей памяти улучшается в детстве. Его способность — главная движущая сила когнитивного развития. Успеваемость на оценочных тестах неуклонно растет в младенчестве, детстве и подростковом возрасте. Затем производительность достигает пика в юном возрасте. С другой стороны, рабочая память — одна из когнитивных способностей, наиболее чувствительных к старению, и результативность этих тестов снижается в пожилом возрасте.

  Считается, что увеличение и уменьшение объема рабочей памяти на протяжении жизни связано с нормальным развитием и деградацией префронтальной коры головного мозга, области, ответственной за высшие когнитивные функции.

  Мы знаем, что повреждение префронтальной коры вызывает дефицит рабочей памяти (наряду со многими другими изменениями). А записи нейронной активности в префронтальной коре показывают, что эта область активна в течение «периода задержки» между тем, когда стимул предъявляется наблюдателю, и тем, когда он должен ответить, то есть время, в течение которого он пытается вспомнить Информация.

  Некоторые психические заболевания, включая шизофрению и депрессию, связаны со снижением функционирования префронтальной коры, что можно выявить с помощью нейровизуализации. По той же причине эти заболевания также связаны со снижением способности к рабочей памяти. Интересно, что у больных шизофренией этот дефицит более выражен в задачах на визуальную, а не вербальную рабочую память. В детстве дефицит рабочей памяти связан с проблемами внимания, чтения и речи.

  Рабочая память и другие когнитивные функции

  Префронтальная кора связана с широким спектром других важных функций, включая личность, планирование и принятие решений. Любое снижение функционирования этой области может повлиять на множество различных аспектов познания, эмоций и поведения.

  Критически важно, что многие из этих префронтальных функций тесно связаны с рабочей памятью и, возможно, зависят от нее. Например, планирование и принятие решений требуют, чтобы мы уже «имели в виду» соответствующую информацию, чтобы сформулировать план действий.

  Теория когнитивной архитектуры, называемая теорией глобального рабочего пространства, основывается на рабочей памяти. Он предполагает, что информация, временно удерживаемая «в памяти», является частью «глобального рабочего пространства» в разуме, которое связано со многими другими когнитивными процессами, а также определяет, что мы осознаем в любой данный момент. Учитывая, что эта теория предполагает, что рабочая память определяет то, что мы осознаем, более глубокое понимание этого может стать важной частью разгадки тайны сознания.

  Улучшение рабочей памяти

  Есть некоторые свидетельства того, что можно тренировать рабочую память с помощью интерактивных заданий, таких как простые игры для детей, которые задействуют память. Было высказано предположение, что это обучение может помочь улучшить результаты по другим типам задач, например, по лексике и математике. Есть также некоторые свидетельства того, что тренировки для улучшения рабочей памяти могут улучшить производительность детей с определенными заболеваниями, такими как СДВГ.Тем не менее, в обзорах исследований часто делается вывод о том, что преимущества недолговечны и специфичны для обучаемой задачи.

  Кроме того, улучшения, обнаруженные в некоторых из этих исследований, могут быть связаны с изучением того, как более эффективно использовать ресурсы рабочей памяти, а не увеличивать ее емкость. Надежда на такой вид обучения заключается в том, что мы сможем найти относительно простые задачи, которые улучшат производительность не только самой задачи, но и перенесут их в ряд других приложений.

  Эта статья изначально была опубликована на сайте The Conversation.Прочтите оригинальную статью.

  Полное руководство по памяти

  Как работает ваша память? Как ты можешь вспомнить больше? Предотвратить забвение?

  Эти вопросы лежат в основе всего, что вы когда-либо узнаете, сделаете или испытаете. Ваша память влияет на все, что вы делаете, от того, насколько хорошо вы успеваете в школе, на вашей карьере, жизни и даже на самоощущение и счастье.

  Это тема, которая давно меня увлекала, и я уже много писал о памяти ранее в этом блоге.Однако я хотел создать руководство, которое объединит и объединит все, что мы знаем с научной точки зрения о памяти, и преобразовать эти знания в практические советы.

  Для этого я сотрудничал с Якубом Джилеком, который получил степень магистра когнитивных наук в Университетском колледже Лондона и в настоящее время учится на докторскую степень. В этом полном руководстве мы расскажем все, что вам нужно знать о памяти, о том, как она работает и как ее можно улучшить.

  Боковое примечание: этот документ довольно объемный (более 10 000 слов), что делает его больше похожим на небольшую книгу, чем на сообщение в блоге.Если вы хотите узнать об этом более подробно, вы можете подписаться на нашу рассылку, и мы предоставим вам PDF-файл, который вы можете распечатать или сохранить, чтобы прочитать позже:

  Не волнуйтесь, вы можете отказаться от подписки в любое время, и я никому не передам вашу электронную почту.

  Хотите совета? Перейдите к разделу «Краткое изложение основных методов улучшения памяти», чтобы получить сжатую версию практических советов!

  Содержание

  Почему важна память

  Слушайте статью
  

  Что такое память? По общему мнению, память — это множество когнитивных систем, которые позволяют нам хранить информацию в течение определенных периодов времени, чтобы мы могли извлекать уроки из нашего прошлого опыта и предсказывать будущее.

  Память влияет на все аспекты нашей жизни. Первый шаг к тому, чтобы лучше запоминать вещи, — это понять, как работает ваша память.

  Есть два основных вида памяти — ретроспективная и перспективная. В то время как ретроспективная память — это вспоминание того, что произошло в прошлом, перспективная память — это напоминание себе о том, что нужно сделать что-то в будущем. Без перспективной памяти вы бы не забыли пойти на работу утром и забыли бы установить будильник вечером.

  Один из способов разделить ретроспективную память — это типы вещей, которые она хранит. Здесь большая разница между неявной и декларативной памятью.

  Неявная память — это, по сути, память навыков — способность выполнять задачу. Если ваша имплицитная память не работает, вы не сможете чистить зубы, принимать душ, водить машину или ездить на велосипеде. Этот вид памяти проявляется в наших способностях, но мы не всегда можем сформулировать то, что мы знаем, словами и понятиями.

  Декларативная память, напротив, — это либо память на факты и значение (семантическая), либо память на события (эпизодическая). Без семантической памяти вы не поняли бы содержания того, что говорили ваши коллеги или друзья. Без эпизодической памяти вам было бы сложно вспомнить свой день позже кому-то еще.

  Другой способ проверки памяти основан на ее продолжительности. Рабочая память (WM) управляет и хранит информацию в течение коротких периодов времени. Беседа с коллегами, обсуждение темы встречи и планирование выходных были бы невозможны без WM.Напротив, долговременная память (LTM) служит долгосрочным хранилищем информации. Практически вся наша повседневная деятельность зависит от LTM, например, вспоминая дорогу домой или как водить машину.

  Вот краткое описание различных типов памяти:

  • Ретроспективная память — Вспоминая прошлое
    • … по содержанию
      • Декларативное / явное
        • Семантика — Память фактов и смысла
        • Эпизод — Опыт, который у вас был
    • … по длительности
      • Рабочая память — О чем вы можете «помнить» одновременно, чтобы думать, рассуждать и решать проблемы.
      • Долговременная память — Все, что вы вспоминаете дольше одного мгновения, — что вы ели на завтрак, на экзаменах или на день рождения друга.
  • Перспективная память — Напоминание себе о том, что нужно сделать что-то в будущем

  В этом руководстве мы сосредоточимся в основном на декларативной, семантической памяти. Это касается большинства вещей, которые вы пытаетесь «запомнить», например фактов, дат, имен и идей.

  Перед тем, как мы начнем, одно быстрое решение. Если вам интересны эти материалы, вам, вероятно, понравится мой еженедельный информационный бюллетень, посвященный искусству обучения, продуктивности и получения большего от жизни. Если вы зарегистрируетесь ниже, я пришлю вам бесплатную электронную книгу для быстрого обучения:

  Введите свой адрес электронной почты и нажмите «Отправить», чтобы получать мои лучшие статьи об обучении и продуктивности!

  Три части, лежащие в основе всех ваших воспоминаний

  Как выглядит десятидолларовая банкнота (или обычная банкнота, если вы не американец)? Как вы думаете, у вас получится его нарисовать? Хотя мы регулярно видим монеты и банкноты и, следовательно, имеем практически безграничные возможности узнать их форму, лишь немногие люди смогли бы нарисовать их точно.Постоянный взгляд на что-то не гарантирует, что мы вспомним это позже. Почему мы не можем нарисовать десятидолларовую купюру, но при этом можем сразу распознать ее, если увидим?

  Чтобы разгадать эту тайну, нам нужно разбить процесс запоминания на атомарные части. Вот эти части:

  1. Кодирование — процесс передачи информации в ваш мозг.
  2. Хранение — процесс хранения информации в вашем мозгу.
  3. Извлечение — процесс получения информации из вашего мозга, когда она вам нужна.

  Понимание этих трех функций необходимо, если вы хотите улучшить память. Любая попытка улучшить вашу память должна либо лучше кодировать информацию (или в формате, который вы с большей вероятностью извлечь), хранить информацию лучше и дольше или извлекать ее в нужной вам ситуации.

  Давайте посмотрим на все три и посмотрим, как мы можем улучшить нашу память.

  Кодирование: Помещение воспоминаний в мозг

  Кодирование — это процесс запечатления информации в мозгу.Без правильного кодирования нечего хранить, и попытка получить память позже потерпит неудачу. Один из способов улучшить кодирование — просто повторить информацию несколько раз. Ученые, изучающие память, называют эти повторения «репетициями» информации.

  Однако, как показывает случай с банкнотой, многие репетиции не всегда означают, что вы успешно вспомните информацию. В чем разница между этим случаем и более привычным случаем запоминания номера телефона из-за того, что вам приходилось его часто использовать?

  Когда вы пытались запомнить номер телефона, вы не просто смотрели на него постоянно.Вместо этого вы намеренно пытались его запомнить. Возможно, вы читали это про себя несколько раз. Может быть, вы пытались вспомнить это из своей памяти, проверяли, правы ли вы, и исправляли себя соответствующим образом. Возможно, вы заметили некоторую взаимосвязь между разными числами (например, некоторые числа были кратными или суммами предшествующих или последующих чисел). Таким образом, вы использовали определенные когнитивные стратегии и процессы. Вам по-прежнему нужно повторение, но повторение было эффективным только тогда, когда использовалось вместе с этими стратегиями.

  Точно так же, если вы хотите иметь эффективную память, когнитивные стратегии, которые вы используете, будут иметь большое значение для вашей способности запоминать вещи позже.

  Какие стратегии кодирования наиболее эффективны?

  Намерение учиться: имеет ли значение, сколько вы хотите запомнить?

  В ходе интригующего исследования ученые попросили студентов изучить списки слов. ^[1] Одной группе было прямо сказано запомнить слова (с предупреждением, что позже будет тест), тогда как двум другим группам было предложено либо отсортировать слова по категориям, либо просто расположить их в столбцы (не подозревая, что потом будет тест).

  Можно было бы ожидать, что ученики, которые намеренно изучали слова, будут работать лучше, чем группы по классификации и организации, которые не приложили таких усилий. Однако это было не так. Группы распределения по категориям и запоминания показали одинаковые результаты в тесте, в то время как группа распределения выступила хуже, чем две другие группы.

  Почему намерение студентов учиться не имело большого значения?

  Вкратце, исследователи обнаружили, что студенты, которым было велено запоминать, распределяли слова по категориям так же, как и ученики, которым это было прямо сказано.Распределяя по категориям, две группы эффективно обрабатывали слова глубже, чем студенты, которые их просто расставляли. В результате они кодировали слова сильнее, чем группа аранжировки, и достигли лучших результатов тестирования.

  Этот эксперимент показывает, что простое намерение чему-то научиться — это не то, что заставляет вас вспоминать об этом позже. Важно то, что вы делаете с материалом, то есть какие конкретные стратегии вы используете для его обработки, а не то, насколько вы хотите его запомнить.

  Давайте посмотрим на эти стратегии.

  Глубина обработки: почему то, как вы обрабатываете информацию, определяет, сколько вы запомните позже

  Ученые считают, что одним из критических факторов, определяющих успех кодирования, является глубина обработки. Чем глубже вы обрабатываете информацию, которую предстоит изучить, тем больше вероятность, что она закрепится. Что такое «глубокая» обработка?

  По сути, глубокая обработка фокусируется на значении информации.

  Попробуйте эту демонстрацию: ^[2] Прочтите следующий список слов 3 раза.После того, как вы прочитали список, постарайтесь вспомнить как можно больше слов, свернув окно или иным образом скрывая слова на экране:

  капуста, стол, река, рубашка, ружье, квадрат, утюг, дантист, воробей, гора, рука, гранит

  Сколько слов ты запомнил? Теперь попробуйте то же самое с другим списком:

  розовый, зеленый, синий, фиолетовый, яблоко, вишня, лимон, слива, лев, зебра, корова, кролик

  Сколько слов ты запомнил? Попробуйте еще раз со следующим списком:

  нитка, булавка, ушко, шитье, острое, острие, укол, наперсток, стог сена, шип, больно, впрыск

  Сколько слов ты сейчас вспомнил? Вполне вероятно, что вы запомнили большинство элементов из второго и третьего списков и наименьшее количество элементов из первого списка.Как вы могли заметить, второй список состоит из элементов, сгруппированных по категориям (цвет, фрукты и животные), тогда как третий список содержит элементы, связанные со словом «игла». Напротив, первый список состоит из совершенно не связанных между собой пунктов.

  Причина, по которой было легче запоминать элементы из последних двух списков, заключается в том, что элементы были значимо связаны — они были субъективно (сознательно или бессознательно) организованы в определенную категорию или связаны с общим понятием.Придание значения информации полезно, поскольку она использует процесс распространения активации (который мы рассмотрим в разделе «Распространение активации»).

  Основным выводом этого исследования является то, что структурированную информацию намного легче закодировать в память, чем неорганизованную информацию. ^[3]

  Следовательно, очень полезно наложить хорошую структуру на свои заметки. Структура может принимать разные формы — иерархическую, поточную, ментальную или что-то еще, что вы сочтете полезным.Важно то, что конкретная техника поможет вам организовать учебный материал простым, ясным и понятным способом. (мы подробно рассмотрим эти техники ведения заметок в отдельной статье, посвященной обучению)

  Категоризация и структурирование — не единственные способы придать значение информации. Мощный прием, существенно улучшающий запоминание, — это самообъяснение . ^[4] Самообъяснение заключается в том, чтобы просто задавать себе вопросы об учебном материале во время изучения:

  • Как это понятие связано с другим?
  • Какое значение имеет эта концепция для…?
  • Почему это имеет смысл…?
  • Какие шаги я должен предпринять, чтобы решить эту проблему?

  Очень эффективный способ заставить себя глубоко обработать информацию — это объяснить учебный материал своими словами.Если вы должны объяснять концепцию, используя слова, отличные от тех, которые используются в учебнике или лектором, вы сначала должны обработать и понять ее значение и логические связи с другими концепциями, что эффективно улучшает кодирование, стимулируя глубокую обработку. Это резко контрастирует с ситуацией, когда вы просто перечитываете учебник или конспекты лекций, что представляет собой лишь поверхностную обработку и не приводит к эффективному кодированию.

  Делая записи, убедитесь, что вы не копируете дословно слова своего учебника и лектора.Вместо этого постарайтесь как можно больше использовать собственные слова. Исследователи показали, что набор заметок на компьютере способствует дословному копированию информации (даже если учащиеся явно проинструктированы использовать свои собственные слова), в отличие от написания заметок от руки. Как следствие, учащиеся, которые делают заметки на компьютере, уступают в тестах по сравнению с учащимися, использующими рукописный ввод. ^[5]

  Наши общие рекомендации:

  • Делайте структурированные заметки (все, что вам больше подходит: иерархические, потоковые, интеллект-карты и т. Д.)
  • Не заучивайте фразы из лектора или учебника, объясняйте себе концепции своими словами
  • Делая заметки, избегайте дословного копирования информации. Вместо этого используйте свою собственную формулировку.
  • Не делайте заметок на компьютере. Вместо этого делайте рукописные заметки.

  Обработка, соответствующая переводу: секреты сдачи экзаменов

  Представьте, что вы учитесь ездить на велосипеде. Можно было купить 200-страничную книгу по велоспорту и все отлично запомнить.Если бы вам нужно было сдать письменный тест, вы бы одержали победу.

  А теперь представьте, что вы действительно катаетесь на велосипеде. Как вы думаете, что произойдет? Скорее всего, вы попадете в аварию, как только сядете на велосипед.

  Хотя вы знали о велоспорте все, что могли, ключевой элемент отсутствовал. Причина сбоя в том, что когнитивные процессы, используемые во время кодирования, не соответствовали (= не передавались соответствующим образом) процессам, необходимым во время поиска. Чтобы эффективно помнить, процессы, используемые во время практики, должны соответствовать процессам во время использования.

  В качестве иллюстрации рассмотрим следующее исследование: ^[6]

  Исследователи попросили студентов либо прочитать вслух список слов (поверхностная обработка), либо сгенерировать эти слова из своих антонимов (глубокая обработка). Позже студентов спросили, какие слова они могут запомнить (свободное вспоминание) или заполнить пропущенные буквы в словах (заполнение фрагментов).

  Можно было бы ожидать, что учащиеся с поверхностной обработкой будут хуже работать в обоих тестах (потому что глубокая обработка обычно лучше, чем поверхностная — см. Предыдущий раздел).Однако это относилось только к тесту свободного отзыва. Удивительно, но по завершению фрагмента группа поверхностной обработки оказалась лучше, чем группа глубокой обработки.

  Чем объяснить этот удивительный результат?

  Группа чтения обрабатывала слова перцептивно, в то время как генерирующая группа обрабатывала их семантически — они должны были извлекать из памяти слова с определенным значением. В то время как перцепционная обработка соответствовала обработке, необходимой для перцепционной задачи, семантическая обработка соответствовала обработке, необходимой во время отзыва (обратите внимание, что слова хранятся в семантической памяти в зависимости от их значения).

  Основное следствие этого исследования состоит в том, что, хотя глубокая обработка чрезвычайно полезна для памяти, ее может быть недостаточно для полной оптимизации производительности вашего теста. Чтобы еще больше улучшить свои результаты, важно попрактиковаться в аналогичной обработке, которая потребуется во время теста.

  Хорошо подумайте о том, как вас будут проверять на информацию, которую вам нужно запомнить . Это будут тесты с множественным выбором? Вопросы по эссе? Применяются в реальных жизненных задачах? Затем сделайте так, чтобы ваша практика соответствовала ситуации, в которой вы ее используете.Несоответствие практики — основная причина плохих воспоминаний — они просто не закодированы полезным образом.

  Если ваш экзамен будет состоять из написания эссе, отличная стратегия — выполнить чтение с помощью вопросов перед чтением. ^[7] Вопросы перед чтением заставляют вас искать аргументы и доказательства, чтобы ответить на вопросы, а это именно те процессы, которые вам понадобятся во время экзамена типа эссе.

  Однако оказывается, что обработка, соответствующая передаче, — это только одно соображение, которое имеет значение для памяти.Это связано с тем, что некоторые стратегии кодирования на обычно на лучше, чем другие, независимо от того, соответствуют ли они формату теста или нет. Фактически, одна конкретная стратегия кодирования доминирует почти над всеми другими стратегиями. Эта стратегия называется «отзыв» и обсуждается позже.

  Таким образом, если вы собираетесь пройти тест определенного формата (например, формата эссе), лучший подход — воспользоваться преимуществами нескольких стратегий. В то время как практика с окончательным форматом теста научит вас обрабатывать материал в соответствии с требованиями теста, отзыв приведет к наиболее эффективному кодированию.Следовательно, в идеале вам следует:

  • Потратьте около 1/4 своего времени на отработку формата финального теста (например, множественный выбор)
  • Проведите оставшиеся 3/4 практики с повторением в сочетании с техниками глубокой обработки

  Зависимость от состояния: как ваше физическое / психическое состояние влияет на вашу память

  Представьте себе следующий сценарий: вы должны подготовиться к завтрашнему экзамену, но у вашего друга сегодня день рождения. Вы решаете пойти на вечеринку и выпить несколько спиртных напитков.Вернувшись домой, ты совсем пьяный, но все равно готовишься к экзамену. На следующее утро вы идете в школу, чтобы сдать тест. Не лучше ли вам выпить одну-две рюмки алкогольного напитка перед тестом или лучше воздержаться от употребления алкоголя?

  Если оставить в стороне тот факт, что вас, скорее всего, не примут в школу в нетрезвом виде, наука дает удивительный ответ: Чтобы улучшить вашу успеваемость, вам следует долить алкоголь примерно до того же уровня, что и во время пересмотра (это было показано в исследовании ^[8] ).

  Чем объяснить этот удивительный результат?

  Исследования показали, что наша память зависит от состояния . Чем более схожи наши умственные, физические и химические состояния между кодированием и извлечением, тем больше вероятность, что мы успешно запомним. Память основана на химическом процессе, посредством которого формируются и укрепляются новые связи (пути) между нейронами. Если вы учитесь в определенном состоянии, след памяти кодируется активностью мозга, на которую влияет это состояние, и становится в некоторой степени зависимым от его восстановления.

  Зависимость памяти от состояния была обнаружена для всех видов наркотиков и лекарств, включая никотин ^[9] , кофеин ^[10] , каннабис ^[11] , риталин ^[12] или антигистаминные препараты ^[13] . Если вы принимаете такие лекарства, как риталин, рекомендуется сохранять ту же дозу как во время пересмотра, так и во время тестирования. Если вы не можете пить кофе или курить сигареты во время прохождения теста, вам также лучше избегать этих препаратов во время пересмотра.Более того, важно понимать, что большинство наркотиков оказывают хорошо известное пагубное воздействие на память, особенно алкоголь ^[14] и каннабис ^[12] . У вас больше шансов пройти тест, если вы оба будете его пересматривать и проходить тест, пока вы трезвы.

  Зависимость памяти от состояния применима и к другим состояниям. Если вы учитесь в хорошем настроении, вы, вероятно, лучше справитесь с тестом, если у вас тоже хорошее настроение (то же самое относится и к другим настроениям) ^[15] .Точно так же, если вы занимаетесь стоя / выполняя аэробные упражнения, вы с большей вероятностью запомните материал, если вы также проходите тестирование стоя / выполняя аэробные упражнения ^[16] .

  Один из подходов к преодолению зависимости памяти от состояния — это попытаться учиться в том же состоянии, в котором вы будете находиться во время экзамена. Вы можете, например, пересмотреть сидение за столом, моделируя стрессовые ощущения (например, рассчитывая свои ответы), предполагая, что эти условия будут такими же во время экзамена.

  Однако это не всегда возможно. Альтернативный подход — обучение в различных психических и физических состояниях. Логика заключается в том, что вы никогда не знаете, в каком состоянии вы будете находиться во время экзамена, поэтому лучше всего сделать вашу память независимой от каких-либо конкретных состояний. Например, вы можете пересмотреть как когда у вас много энергии, так и когда у вас мало энергии. Кроме того, неплохо учиться независимо от того, в каком настроении вы сейчас находитесь.

  Итого:

  • Потратьте не менее 1/4 учебного времени на моделирование состояния, в котором вы, вероятно, будете находиться во время экзамена (например,грамм. сядь за стол, время свои ответы)
  • Занимайтесь независимо от вашего психического / физического состояния (в разном настроении, с разным уровнем энергии и т. Д.)

  Зависимость от контекста: почему важна ваша среда

  Рассмотрим повседневную ситуацию: вы встаете из-за стола, чтобы выпить чашку чая. Попав на кухню, вы забываете, чего хотели. Однако, когда вы возвращаетесь к своему столу, вы внезапно вспоминаете.

  Ученые обнаружили, что воспоминания сильно зависят от контекста.Контекст — это, по сути, все, что присутствует во время кодирования (например, среда, в которой мы находимся). Наш мозг, кажется, кодирует контекст как часть трассировки памяти, как будто делает снимок всего, что происходит вокруг нас в момент создания памяти.

  Успешное извлечение трассировки памяти в некоторой степени зависит от повторной активации контекста, в котором она была закодирована. Поскольку намерение выпить чашку чая было закодировано в контексте вставания из-за стола, возвращение на кухню повторно активировало намерение выпить чашку чая.

  Для борьбы с зависимостью от контекста вы можете использовать те же два подхода, что и для преодоления зависимости от состояния. Первый подход заключался бы в имитации экологического контекста теста. Например, вы можете пересматривать в тихой / шумной обстановке, в зависимости от того, где будет проходить экзамен. Вы также можете подумать о пересмотре вместе с другом или двумя, чтобы привыкнуть, что в экзаменационной комнате вас отвлекают другие люди. Еще лучше было бы пересмотреть в классе, где вы будете проходить тест.

  Второй подход заключается в пересмотре в максимально возможном количестве различных контекстов. Исследования показали, что учащиеся, которые перед экзаменом проверяют в разных комнатах, успевают лучше, чем те, кто учится только в одной комнате (с улучшением результатов теста на 30%) ^[17] .

  Поскольку окружающий контекст постоянно меняется, информация становится независимой от контекста. Другими словами, вы учитесь извлекать изучаемый материал в любых обстоятельствах, что чрезвычайно полезно, учитывая тот факт, что вы часто не можете предсказать точные обстоятельства, с которыми вы столкнетесь во время экзамена.

  Контекст исследования должен быть не только экологическим. Определенные вопросы и практические тесты, которые вы используете, также становятся контекстом, который закодирован в вашем учебном материале. Следовательно, чем больше вопросов вы практикуете для данной концепции, тем больше нейронных связей мозг должен создать между различными контекстами и целевой концепцией. Чем больше маршрутов построил мозг, тем легче будет восстановить концепцию позже. Это связано с тем, что поиск становится менее зависимым от конкретной отправной точки — типа задаваемого вопроса или его конкретной формулировки.

  Влияние такой контекстной чувствительности особенно важно при создании карточек. Если сторона вопроса вашей карточки содержит не относящуюся к делу информацию или информацию, которой нет, когда вам действительно нужно запомнить, возможно, вы не сможете вспомнить ее, когда она вам понадобится.

  Рассмотрите следующие карточки:

  Вопрос: Как сказать «снова» по-китайски, но только для действий, которые вы будете повторять в будущем? Например, попросить кого-то повторить то, что он только что сказал…
  A: 再

  Сравните это с:

  Q: Снова (в будущем)
  A:

  再

  В первом случае гораздо больше контекста, поэтому вы можете запомнить сочетание только с этим контекстом (который может отсутствовать, когда вам нужно подумать о термине).

  По этой причине лучше либо задавать себе вопросы с минимально возможным контекстом (и, следовательно, с максимальной сложностью), либо задавать много разных вопросов с разными контекстами, чтобы один и тот же контекст не требовался для успешного поиска.

  Таким образом, мы рекомендуем следующее:

  • На половину учебного времени моделируйте условия окружающей среды, в которых проводится тест (шумная / тихая среда, похожие отвлекающие факторы, люди вокруг)
  • Для другой 1/2, измените комнаты, места и условия, пока вы изучаете
  • Проверьте себя с помощью различных практических вопросов
    • какие вопросы
    • почему вопросы
    • как вопросы
  • Используйте минимальный контекст для карточек или, если возможно, попробуйте разные способы задавать себе вопросы, чтобы добиться максимальной гибкости.

  Хранение: Хранение воспоминаний в мозгу

  После того, как вы закодировали информацию, вам нужно ее сохранить. К сожалению, забвение — важная часть того, как работает наш мозг. Большинство из нас не может вспомнить, что мы ели на ужин во вторник, три недели назад. Однако все мы можем вспомнить наш первый поцелуй.

  Забывание может быть вызвано двумя разными процессами. Первый — это сбой хранилища — информация может быть забыта, потому что наш мозг со временем теряет ее.Второй — ошибка при поиске — информация может быть там, но мы не можем получить к ней доступ. Экспериментально очень сложно отличить эти два процесса друг от друга, но, поскольку они представляют собой отдельные процессы, мы рассмотрим каждый по отдельности при изучении того, как работает память.

  Процесс забывания был первоначально изучен известным психологом-экспериментатором Германом Эббингаузом. Эббингауз обнаружил, что забывание следует экспоненциальной функции убывания. В то время как в первые часы после изучения количество успешно запоминаемых предметов быстро падает, начиная со 2-го дня и далее наблюдается относительно небольшое забвение.

  Хотя точная форма кривой забывания, вероятно, индивидуальна и зависит от многих факторов, связанных с учебным материалом (например, насколько простой / сложный / интересный материал или насколько хорошо он был закодирован), она приближается к экспоненциальной кривой с быстрым забыванием вначале и меньше забывая в более поздние периоды времени.

  Почему мы вообще забываем информацию? Что мы можем сделать, чтобы противодействовать процессу забывания?

  Trace decay: Твои воспоминания стираются со временем?

  Самое простое объяснение забвения связано с течением времени.Следы нашей памяти хранятся в живой ткани, которая со временем неизбежно меняется. Хорошо известно, что связи между нейронами со временем ухудшаются, и, как следствие, следы памяти, хранящиеся в этих связях, распадаются.

  Кроме того, есть еще одна возможная причина распада наших воспоминаний. Удивительно, но создание новых воспоминаний может быть одной из причин, по которой мы забываем. По мере формирования новых воспоминаний в гиппокампе (концентраторе памяти) образуются новые нейроны, что изменяет его структуру и паттерны связей. ^[18] Как следствие, старые воспоминания восстановить труднее.

  Следовательно, если вам нужно сохранить старую информацию в памяти (например, для заключительного экзамена), было бы неплохо пересмотреть ее снова, пока вы изучаете что-то новое, иначе старая информация может быть заменена новой информацией.

  Мы рекомендуем вам установить график пересмотра старого материала (хотя бы пары минут каждый день должно хватить), который перемежается с изучением нового материала.Это особенно важно, если вы изучаете несколько разных предметов / тем в течение одного дня, потому что ваша память еще не может выиграть от защитных процессов консолидации, вызванных сном. Есть еще одна причина, по которой изучение нового может затруднить извлечение старых, и мы обсуждаем ее в разделе «вмешательство».

  Таким образом, мы рекомендуем следующие

  • Потратьте около 1/10 учебного времени на просмотр старых материалов
  • Вставить короткие периоды пересмотра старого материала в изучение нового материала

  Консолидация и сон: пусть биология сделает работу за вас

  Обучение не заканчивается с окончанием обучения.Чтобы следы памяти навсегда закрепились в наших системах долговременного хранения, в ткани мозга должны произойти структурные биологические изменения. Новые связи между нейронами должны быть сформированы и прочно установлены.

  Эти изменения не сразу и требуют времени. С научной точки зрения механизм, благодаря которому недавние воспоминания становятся постоянными, называется «консолидацией». Хотя некоторая консолидация происходит во время бодрствования, основное время консолидации — это сон.

  Вы когда-нибудь готовились к экзамену по ночам? Если да, то сдали ли вы так же хорошо, как и на других экзаменах, на которых вы наслаждались полноценным ночным сном? Возможно нет. Неудивительно, что исследователи обнаружили, что лишение сна ухудшает консолидацию памяти и подрывает обучение. ^[19] Фактически, лишение сна (до или после обучения) может ухудшить производительность в декларативном тесте памяти на 20-50% ^{[20], [21]} . Более того, длительное недосыпание оказывает необратимое пагубное воздействие на память. ^[22]

  С другой стороны, вы можете использовать сон как мощное подспорье между учебными занятиями. Возможно, вы слышали о «кратковременном сне» — коротких периодах сна, используемых для восстановления энергии. В настоящее время есть убедительные доказательства того, что можно рекомендовать дневной сон . ^[23] Дневной сон защитит вашу память от распада следов (см. Раздел «Распад следов») и помех (см. Раздел «Помехи») из-за процессов консолидации, вызванных сном. Другими словами, вы забудете изучаемый предмет меньше, чем если бы вы не спали такое же количество времени.

  Если вы решите попробовать вздремнуть, важно помнить о различных стадиях сна. Дремание в течение максимум 20 минут эффективно для восстановления вашей энергии, однако этого недостаточно для достижения более глубоких стадий сна, во время которых происходит консолидация.

  Чтобы улучшить память, вам нужно поспать не менее 60 минут. Однако у 60-минутного сна есть обратная сторона: вы будете в состоянии сонливости примерно на 30 минут после этого (потому что вы просыпаетесь посреди глубокого сна).Поэтому лучше всего спать полный 90-минутный цикл. После этого вы оба почувствуете себя отдохнувшими, и ваша память улучшится от консолидации. Еще один хороший вариант, который оказался эффективным, — это запланировать учебную сессию на вечер, непосредственно перед сном.

  Таким образом, мы рекомендуем следующее:

  • Отдохните 20 минут, чтобы восстановить силы.
  • После занятия вздремните 90 минут, чтобы укрепить память.
  • Запланируйте занятия перед сном, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами консолидации.

  Вмешательство: Изучение нового блокирует старые воспоминания?

  Вы помните, что ели на ужин две недели назад? Теперь выберите свое любимое путешествие, совершенное пару лет назад. Что ты помнишь из той поездки? Скорее всего, вы не помните, что ели на ужин, но кое-что помните о своей поездке, хотя она произошла намного раньше, чем еда.

  Этот пример показывает, что забвение — это не просто воспоминания, распадающиеся со временем .Наши воспоминания в решающей степени зависят от сигналов. Реплика — это, по сути, что угодно (например, физический объект, ситуация, период времени, слово, вопрос, концепция и т. Д.), Который связан с трассой памяти и который должен быть активирован для извлечения трассы памяти.

  Если мы соединим одни и те же реплики с несколькими следами памяти, тогда будет трудно получить один конкретный след, потому что после активации реплики активация распространится на все парные следы памяти сразу, и они будут соревноваться за вход в сознание.

  Возвращаясь к приведенному выше примеру, если вы обычно обедаете в одном и том же месте, многие разные блюда будут связаны с одними и теми же сигналами (обеденной средой). Таким образом, будет сложно найти конкретную еду, которая вам понравилась неделю назад. Напротив, вы, вероятно, не были в одной и той же поездке много раз раньше, поэтому вам легче запомнить ее детали, потому что контекст поездки не связан с какими-либо другими воспоминаниями.

  Нарушение воспоминаний другими воспоминаниями, связанными с теми же сигналами, называется «интерференцией».Возможно, вы сами сталкивались с помехами, если когда-либо изучали второй язык. Из-за помех вы могли быть не в состоянии восстановить словарный запас на одном языке. Вместо этого вам в голову пришла лексика другого языка. В этом случае вмешательство не обязательно привело к потере памяти, но трассировка памяти была заблокирована, поэтому временно недоступна.

  Исследования показали, что единственный способ преодолеть блокирующую интерференцию — это сознательные усилия по восстановлению правильной записи в памяти (и наберитесь терпения, поскольку это может занять некоторое время) .Однако помехи также могут вызвать необратимую потерю памяти. Ученые, изучающие память, называют это эффектом забывания, вызванным поиском (RIF).

  В качестве демонстрации рассмотрим следующий эксперимент: студенты изучили 10 географических фактов о каждом из 2 островов (A и B). ^[24] Впоследствии они практиковали получение 5 из 10 фактов об острове А. После этого их знание этих фактов было проверено.

  Как вы думаете, что случилось с воспоминаниями студентов об острове А?

  Неудивительно, что практика поиска повысила удержание 5 фактов, которые использовались (процент правильных ответов был больше, чем для острова B).Однако это также ухудшило память о 5 фактах об острове A, которые не использовались (опять же по сравнению с островом B). Что вызвало этот эффект?

  Остров A служит контекстной подсказкой для информации об острове A, тогда как остров B служит контекстной подсказкой для информации об острове B. Когда 5 фактов об острове A были извлечены из памяти, их связь с контекстной подсказкой была усилена и связь остальных 5 фактов с контекстной репликой была ослаблена (см. «Эффект тестирования»).

  Основное значение этого исследования для обучения состоит в том, что выборочное практическое тестирование существенно повышает производительность отрабатываемых элементов, но может также ухудшить результат по невыполненным элементам. Как мы можем бороться с забыванием, вызванным помехами?

  Один из способов преодоления помех — сделать их явными. Если есть концепции, которые вы часто путаете, поместите их рядом и одновременно изучите заново.

  Общая идея состоит в том, что что бы вы ни изучали, хорошей практикой является максимально различать разные концепции. ^[25] Это заставляет ваш мозг кодировать их как разные следы памяти. Вы можете добиться этого, подчеркивая различия между различными концепциями из вашего учебного материала (например, сравнивая и противопоставляя).

  Еще одна эффективная стратегия — объединить концепции. ^[26] Например, если вы запоминаете членов определенного семейства животных / растений, попробуйте найти все возможные отношения между членами. Когда вы позже извлечете эти члены, они больше не будут конкурировать за доступ к сознанию, поскольку они будут закодированы вместе в интегративной манере.Вместо того, чтобы одна концепция блокировала другую, они будут извлечены одновременно.

  Ученые обнаружили, что цели нашего исследования также влияют на то, насколько хорошо мы преодолеваем помехи. ^[27] Студенты, которые сосредотачиваются на сравнительной успеваемости (насколько хорошо они успевают по сравнению с другими студентами), как правило, используют поверхностную обработку (не ищут взаимосвязей между концепциями), тогда как студенты, стремящиеся к мастерству, склонны использовать более глубокую обработку, такую ​​как как установление связи между различными концепциями.

  Таким образом, мы рекомендуем следующее:

  • Еще раз изучите концепции, которые вы путаете
    • Используйте сравнение и противопоставление, чтобы найти различия между концепциями
    • Интегрируйте понятия (найдите связи между ними)
  • Стремитесь к совершенству в предмете, не обращайте внимания на успехи других людей

  Эффект интервала: меньше учиться, больше запоминать

  Эффект интервала, несомненно, является одним из самых важных открытий в науке о памяти.Общая идея расстановки интервалов заключается в том, что для достижения одинаковых результатов в заданном тесте вам нужно значительно меньше времени в целом, чтобы что-то запомнить, если вы распределяете свое исследование на несколько сессий, в отличие от того, если вы изучаете все за одну сессию. В качестве демонстрации рассмотрим эксперимент, который известный психолог Герман Эббингауз провел над собой: ^[28]

  Эббингаус изучил 2 списка слов за два следующих дня. В первый день он потратил 1 минуту на изучение списков А и 7.5 минут на изучение списка Б. На второй день ему пришлось потратить еще 20 минут на список А, чтобы идеально его запомнить. Однако ему потребовалось всего 7,5 дополнительных минут, чтобы запомнить список B.

  Путем более равномерного распределения сессий для списка B Эббингаусу удалось сэкономить около общего времени, затрачиваемого на обучение. Аналогичным образом, если на подготовку к тесту у вас уходит 3 часа подряд, вам может потребоваться менее 2 часов в целом, если вы разделите время на 2 или 3 сеанса одинакового размера, распределенных на несколько дней.

  В целом, чем больше вы распределяете сеансы, тем меньше времени вам потребуется. Ученые рекомендуют, чтобы расстояние между ними составляло примерно 10-20% от задержки теста. ^[29] Если ваш тест рассчитан на 10 дней, вы получите наибольшую пользу, если будете заниматься один раз в день. Если ваш тест через 6 месяцев, вам следует заниматься каждые 20 дней.

  Интервал не только существенно экономит время, но и увеличивает долгосрочное удержание . Каждая учебная сессия, за которой следует немедленный или отсроченный сон, дает еще одну возможность закрепить изученный материал (мы рассмотрим процессы консолидации выше).Кроме того, интервалы могут дать вам больше возможностей связать учебный материал с большим количеством состояний и контекстов (физических, ментальных, окружающих), что упрощает поиск его в будущем (см. Зависимость от состояния и Зависимость от контекста).

  Что наиболее важно, интервалы эффективно показывают вашему мозгу, что имеет место забывание — важный сигнал, который недоступен в массовой практике (= если вы занимаетесь много часов в рамках одного занятия). Было обнаружено, что сигнал о забывчивости автоматически поощряет учащихся к более эффективным стратегиям кодирования. ^[30]

  Эффект интервала — устойчивое явление в психологии, чрезвычайно эффективное для широкого круга учебных материалов (включая лексику иностранного языка, математические задачи, пространственную информацию). ^[31]

  Ключевая идея, лежащая в основе интервального повторения, заключается в том, что пересмотр конкретной концепции должен производиться непосредственно перед тем, как концепция будет забыта, чтобы достичь максимальной эффективности времени и продолжительности хранения . Поскольку не существует формулы, которая могла бы точно рассчитать это, вам нужно поэкспериментировать с собой.По практическим соображениям, вероятно, лучше всего использовать специализированное программное обеспечение, которое использует алгоритм интервалов.

  Хотя в настоящее время нет сравнения эффективности различных алгоритмов с интервалом повторения, популярными вариантами являются Anki, Quizlet или Supermemo. Мы рекомендуем вам поэкспериментировать с программой, которая бесплатна для большинства платформ, явно указывает используемый алгоритм и позволяет вам настраивать его (наш любимый выбор — Anki).

  Имейте в виду, что эффект интервала не длится бесконечно.Например, десять минутных сеансов, скорее всего, не лучше, чем одно 10-минутное занятие. Это связано с тем, что начало каждой учебной сессии сопряжено с определенными расходами (вы должны начать сосредотачиваться, «загружать» материал в рабочую память и т. Д.). По этой причине сложные предметы могут потребовать более продолжительных учебных занятий, чтобы обучение было эффективным. Например, может быть лучше проводить три 1-часовых занятия в неделю для вашего инженерного класса, чем шесть 30-минутных занятий. Все зависит от изучаемого предмета.

  Таким образом, мы рекомендуем следующее:

  • Избегайте массового обучения (т. Е. Многочасового занятия на одном занятии)
  • Разделите учебные занятия на более мелкие блоки, разбросанные на более длительные периоды времени
  • Расстояние между учебными занятиями должно составлять примерно 10-20% задержки теста (например, для теста через 10 дней, учеба один раз в день)
  • Запланируйте пересмотр каждой концепции / темы примерно на то время, когда вы ее забудете (это требует самостоятельного экспериментирования, поскольку формулы для точного расчета не существует)
  • Рассмотрите возможность использования программы карточек (Anki, Quizlet, Supermemo)

  Извлечение: доступ к воспоминаниям в вашем мозгу

  Извлечение — это механизм доступа к информации, хранящейся в памяти.Успешное извлечение следа памяти зависит от его ассоциаций с репликами. Реплика — это все, что связано со следом памяти (физический объект, ситуация, период времени, слово, вопрос). Ученые считают, что воспоминания восстанавливаются в процессе «распространения активации». Как только сигнал активируется в мозгу, активация распространяется от сигнала к целевому воспоминанию. Одна трасса памяти может быть связана с бесконечным количеством реплик. Если ни один из соответствующих сигналов не активирован, трассировка памяти не может быть восстановлена, даже если она может быть хорошо сохранена в памяти.

  В качестве примера попытайтесь запомнить столицы следующих стран, покрывая остальную часть страницы:

  • Южная Корея
  • Сирия
  • Дания
  • Колумбия
  • Афганистан
  • Таиланд
  • Венесуэла
  • Турция

  Вы можете вспомнить все столицы? Считаете ли вы, что знаете их имена и, возможно, сможете вспомнить их позже? Возможно, вы переживаете феномен «кончика языка»: вы знаете, что что-то знаете, но все еще не можете этого вспомнить.Теперь попробуйте то же упражнение с небольшой помощью:

  • Южная Корея S
  • Сирия D
  • Дания C
  • Колумбия B
  • Афганистан K
  • Таиланд B
  • Венесуэла C
  • Турция A

  Вы их все сейчас вспомнили? Скорее всего, вы вспомнили о них больше. Это связано с тем, что начальная буква служит подходящей репликой, связанной с названием заглавной буквы. Когда предоставляется реплика, автоматически активируется кривая памяти, в которой хранится название столицы.

  Как работает процесс поиска и каковы его последствия для обучения? Что мы можем сделать, чтобы максимизировать наши шансы на успешное получение информации?

  Активация распространения: получите быстрый доступ к своей памяти

  Представьте, что вы готовитесь к тесту во всех столицах мира (для страны вы должны указать столицу). Если бы вы использовали самую базовую стратегию обучения, вы бы просто научились сопоставлять каждую страну с ее соответствующей столицей.Как вариант, вы можете посмотреть фотографии, сделанные из этих столиц, возможно, посмотреть короткие видеоролики, в которых люди говорят на языке страны, посещают достопримечательности столицы и т. Д.

  Какая стратегия будет более эффективной?

  Первую стратегию можно было бы назвать «поверхностной» обработкой, потому что вы не придаете информации никакого дополнительного значения. Вы бы установили только одну связь между репликами (странами) и целевыми воспоминаниями (городами). Вторую стратегию можно было бы назвать «глубокой» обработкой, поскольку вы будете проводить множество связей — между столицей, страной, ее людьми и достопримечательностями и так далее.

  Если бы вы приняли вторую стратегию, вы бы использовали структуру своей памяти. Считается, что память действует по принципу распространения активации. ^[32] Если вы сталкиваетесь с одним концептом (страной), в вашем мозгу активируются нейронные пути, представляющие это понятие. Как следствие, также активируются близлежащие нейронные пути, кодирующие тесно связанные концепции. На ум приходят образы и идеи. Например, когда кто-то говорит «Франция», вы можете визуализировать французский флаг, Эйфелеву башню, французское вино, сыр и т. Д.Этот процесс продолжается до тех пор, пока вы не начнете думать о чем-то другом.

  Если вы ранее связали эти изображения и с Францией, и с Парижем, реплика Франция активирует дополнительные связанные реплики (Эйфелева башня, вино, сыр и т. Д.), И вместе они вызовут большую активацию, чем одна Франция, которая распространяется на подключенную трассу памяти. — Париж. И наоборот, если вы изучите пару Франция-Париж поверхностно, то, увидев слово «Франция», само по себе может не вызвать достаточной активации, чтобы вызвать в памяти след Парижа.

  Основное значение распространения-активации состоит в том, что для максимизации шансов запоминания новых концепций, вы должны попытаться установить как можно больше связей между новыми концепциями и тем, что вы уже знаете . Если целевая концепция связана со многими другими концепциями, шансы ее активации (и извлечения) обычно намного выше, чем если бы у нее было мало связей.

  Таким образом, мы рекомендуем следующее:

  • Изучая новую концепцию, связывайте ее с тем, что вы уже знаете
  • Чем больше связей вы установите между новой концепцией и старыми концепциями, тем легче будет запомнить новую концепцию.

  Ошибка получения: что делать, если вы застряли на экзамене

  Ошибка извлечения или неспособность запомнить трассировку памяти может иметь несколько причин.Одной из причин может быть невнимательность во время учебы. Исследователи обнаружили, что учащиеся, которые выполняют второстепенное задание во время учебы, уступают в более позднем тесте на 30-50% по сравнению с учащимися, которые сосредотачиваются на чем-то одном. ^[33] Эти результаты показывают, что многозадачность — выполнение множества действий одновременно — особенно вредна для обучения.

  Еще одна причина сбоя поиска — недостаточное количество активированных сигналов. Сигналы — это фрагменты информации, которые связаны с целевой трассировкой памяти и которые должны быть активированы для извлечения трассировки памяти (более подробное объяснение контекстных подсказок см. В разделах «Извлечение» и «Вмешательство»).

  Активация от реплики к целевой трассе памяти распространяется быстрее, если одновременно активировано больше реплик. В качестве демонстрации попробуйте следующий небольшой эксперимент:

  Придумайте имя любого сверхъестественного существа.

  А теперь подумайте о сверхъестественном существе, которое рифмуется со словом «пост».

  Вы подумали о «привидении» в первый раз или только после второго вопроса? Первый вопрос дал вам только одну подсказку, которая привела к множеству возможных целевых воспоминаний.Например, вы могли подумать о феях, гномах, ангелах и им подобных. Второй вопрос дал вам 2 подсказки. Эти две реплики совместно генерировали достаточную активацию слова «призрак», которая намного превосходила активацию других концепций. Таким образом, было восстановлено слово «призрак».

  Рассмотрим другой пример из повседневной жизни: вы решаете вернуть книгу в библиотеку, сидя за кухонным столом. Позже, проезжая мимо библиотеки по дороге из школы, вы забываете вернуть книгу.Однако, когда вы возвращаетесь домой и видите кухонный стол, вы внезапно вспоминаете. Следы памяти кодируются вместе с контекстом, присутствующим при кодировании. Хотя библиотека, несомненно, была бы гораздо более релевантной контекстной подсказкой, чем кухонный стол, именно кухонный стол, а не библиотека, присутствовал во время кодирования и, таким образом, закодирован с намерением.

  Когда вы формируете намерение, очень полезно представить, что вы делаете желаемое действие в желаемом контексте как можно ярче .Например, представьте, как вы проходите мимо библиотеки, входите в здание и возвращаете книгу. Сосредоточьтесь на деталях — какие объекты / здания вы, вероятно, заметите, обходя библиотеку? Делая это, вы связываете реплику передачи библиотеки (и окружающих объектов) с намерением. Когда вы позже передадите библиотеку, это автоматически вызовет намерение.

  Если вы изо всех сил пытаетесь запомнить важную концепцию во время экзамена, вам необходимо активировать как можно больше связанных сигналов.Например, попробуйте представить себя в контексте учебы. Будьте максимально яркими — представьте себя с открытым учебником, делающим заметки, сидящим за своим столом. Простое представление контекста кодирования может быть полезным для генерации достаточной активации для успешного извлечения трассировки памяти.

  Также постарайтесь запомнить детали контекста, в котором вы изучали конкретную концепцию, с которой боретесь (например, на какой странице она была в книге, какие еще концепции вы изучали до и после этой концепции).Обратите внимание, что для успешного извлечения важно активировать подключенные реплики. Поскольку наши воспоминания работают как моментальные снимки (все, что присутствует во время кодирования, кодируется вместе с трассировкой памяти), эти сигналы могут быть либо актуальными (например, связанные понятия), либо даже совершенно неактуальными (например, время дня или даже то, что у вас было. на обед во время учебы и т. д.).

  Таким образом, мы рекомендуем следующее:

  • Чтобы лучше не забывать делать что-то в определенном месте и в определенное время в будущем, визуализируйте, как вы делаете это живо (например,грамм. представьте себя проходящим мимо библиотеки и возвращающим книгу)
    • визуализируйте детали контекста, в которых вам нужно запомнить намерение (объекты, здания, люди)
  • Если вы не можете вспомнить конкретную концепцию, которую изучали во время экзамена:
    • Активно запомните как можно больше понятий, связанных с этим понятием
    • Активно запомните как можно больше понятий, которые вы изучали до и после этого понятия
    • Визуализируйте себя в контексте учебы (сидя за партой в своей комнате и т. Д.)
    • Постарайтесь вспомнить, в какое время и где вы изучали концепцию, в каком настроении вы были и что произошло в тот день

  Практические тесты: самый мощный метод увеличения памяти

  Ученые обнаружили, что независимо от типа теста / экзамена, который вы собираетесь сдавать, у вас больше шансов на успех, если вы исправляете его с помощью практических тестов. ^[34] В качестве демонстрации рассмотрим следующий эксперимент: ^[35]

  студентов посетили 20-минутную лекцию по статистике, которая была разделена на 4 занятия одинаковой продолжительности.После каждого занятия первая группа проходила практический тест (без обратной связи), вторая группа должна была повторно изучить лекционный материал, а третья группа выполняла ментальную арифметику. После лекции все студенты прошли заключительный тест.

  Хотя группа, перечитывающая материал, больше ознакомилась с материалом, их итоговые результаты теста были значительно хуже, чем у группы тестирования (на 30%). Более того, студентов, которые повторно изучили лекционный материал, показали результаты не лучше, чем студенты, которые выполнили совершенно несвязанную арифметическую задачу.

  Множество исследований показали, что тестирование более эффективно для улучшения удержания и производительности тестирования, чем повторное изучение, даже если не предоставляется обратная связь. Это называется «эффектом тестирования». Однако не все тесты одинаковы. Практическое тестирование принесет вам большую пользу только в том случае, если вы исправите тесты с использованием определенного режима извлечения — вспомните.

  Повторный вызов — это способ получить трассировку памяти, когда вы не видите правильный ответ и не имеете никаких вариантов выбора.Примеры напоминаний могут быть такими: «Численность населения в Канаде?» Или «Как по-немецки означает понедельник?»

  Противоположность отзыва — это распознавание, которое представляет собой способ восстановления памяти, когда вы видите правильный ответ или набор опций, который включает правильный ответ. Примеры вопросов распознавания могут быть такими: «Столица Канады — Оттава или Монреаль?» Или «Это немецкое слово, обозначающее Monday Dienstag или Montag?».

  Независимо от того, как в конечном итоге проверяются ваши знания, тестирование воспоминаний значительно превосходит все другие методы обучения, основанные на распознавании. Одна из причин этого заключается в том, что это автоматически способствует более глубокой обработке учебного материала. В приведенном выше исследовании группа тестирования делала все более подробные записи по мере прохождения сеансов по сравнению с другими группами (не осознавая этого).

  Самая важная причина в том, что мозг легко распознает, потому что он точно знает, какое понятие он должен извлечь из памяти. Если вы перечитываете свои записи, вы фактически спрашиваете свой мозг: знаю ли я это? Знакомо? Если вы уже изучили записи хотя бы раз раньше, вы фактически говорите своему мозгу: «Я видел это раньше, не нужно прилагать никаких дополнительных усилий».

  Напротив, вспоминание требует усилий, потому что мозг должен выяснить, какую целевую память нужно извлечь. Если вы проверяете себя с помощью воспоминаний (вопросы без подсказок или ответов на выбор), ваш мозг должен реконструировать путь от вопроса к целевой концепции. Таким образом, путь укрепляется (или создаются новые пути), и в результате концепция становится более легко доступной позже.

  Обратите внимание, что повторный вызов должен быть успешным — неудачный вызов не укрепляет трассу памяти .Поэтому лучшее время для пересмотра концепций — это как раз перед тем, как о них вот-вот забудут (см. Наш раздел об эффекте интервала).

  Практически все методы, обычно используемые в обучении, включают в себя в первую очередь процессы распознавания, такие как рецензирование (перечитывание), выделение или подведение итогов в открытой книге. Поэтому неудивительно, что эти методы обучения, как было показано, практически не приносят никакой пользы в повышении успешности поиска и производительности тестирования. Другие методы, использующие более глубокую обработку, такие как самообъяснение, гораздо более полезны, чем повторное изучение, но все же не так эффективны, как практическое тестирование. ^[36]

  Однако это не тот случай, когда повторное считывание не имеет никакой ценности. Перечитывание полезно, поскольку используется вместе с практическим тестированием. Это определенно хорошая идея — выборочно повторно изучить концепции, которые вы не можете вспомнить.

  Также важно повторно изучить материал во время практического тестирования в качестве обратной связи. Хотя практическое тестирование без обратной связи само по себе очень эффективно для улучшения памяти, если ошибки остаются неисправленными, они накапливаются со временем и все более и более прочно закрепляются в памяти.По этой причине обратная связь является важным дополнением к практическому тестированию, которое существенно повышает его эффективность. Не имеет значения, будет ли обратная связь немедленной (сразу после каждого вопроса / проблемы) или отложенной (после учебной сессии). ^[37]

  Наконец, не забывайте, что практическое использование ваших знаний (например, выполнение реального проекта) также представляет собой форму практического тестирования (и интервального повторения), когда вы должны регулярно извлекать свои знания и навыки из памяти.Изрядное количество реальной практики может быть лучше обширного теоретического изучения.

  Таким образом, мы рекомендуем следующее:

  • Избегайте стратегий обучения, основанных на узнавании (повторение / перечитывание глав / заметок учебника, выделение, обобщение)
  • Исправляйте с помощью практических тестов / вопросов для достижения наилучших результатов на тестах и ​​экзаменах
    • Воспользуйтесь бесплатным отзывом (вопросы / задачи без подсказок или вариантов выбора)
    • Практикуйтесь с вопросами распознавания (например, с несколькими вариантами ответов) только в том случае, если ваш тест также будет с несколькими вариантами ответов (см. Обработка, соответствующая переводу), и только в течение 1/4 вашего учебного времени
    • Выборочно перечитайте только тот материал, который вы не можете вспомнить
    • Получите немедленную или отсроченную обратную связь по своим ответам. Для достижения наилучших результатов в тестах и ​​экзаменах используйте практические тесты / вопросы.

  Сводка основных методов улучшения памяти

  Давайте подведем итоги тому, что мы узнали!

  Память состоит из трех частей: кодирования, хранения и извлечения.Все три должны успешно функционировать, чтобы помнить, что вам нужно.

  Для лучшего кодирования информации:

  • Глубоко обрабатывать информацию. Обращайте внимание на более глубокий смысл, устанавливайте связи с тем, что вы уже знаете, и перефразируйте, а не делайте заметки дословно.
  • Намерение не имеет большого значения . Попытка запомнить больше не имеет значения, если вы используете одни и те же когнитивные стратегии!
  • Совместите свою практику и время обучения с тем, как вы в конечном итоге будете использовать информацию .Чем больше совпадений, тем больше вы вспомните позже.
  • Если возможно, выровняйте свое состояние и контекст при кодировании информации с тем, когда вам нужно ее запомнить . Если это невозможно, учитесь в большем количестве сред / ситуаций, чтобы ваши воспоминания стали более надежными!

  Чтобы лучше хранить информацию, нужно знать, как вы ее забываете. Вот основные возможные причины забывания:

  • След распада . Это происходит, когда воспоминания стареют или новые знания заменяют старые данные.Обновляйте важную информацию по расписанию, чтобы она не потерялась!
  • Помехи . Это происходит, когда новое воспоминание блокирует старое (например, вы больше не можете вспомнить испанское слово, обозначающее воду, потому что вы выучили французское). Или же это может случиться, когда старые воспоминания затрудняют изучение чего-то нового.

  Как вы можете лучше хранить свои воспоминания?

  • Высыпайтесь! Короткий сон может восстановить энергию. Более продолжительный сон (60+ минут) может перейти в фазу сна, когда происходит консолидация памяти.Прекращение дремоты на полный цикл сна может предотвратить сонливость. Конечно, очень важно высыпаться по ночам!
  • Разместите свою практику . Если все сделано правильно, вы можете получить ту же силу памяти на 20-30% меньше времени, если правильно расставите интервалы.

  Наконец, вам нужно восстановить воспоминания в тех ситуациях, в которых они нужны. Как это сделать?

  • Дополнительные подключения помогают . Воспоминания, вероятно, доступны через распространение активации, поэтому, если вы думаете о связанных элементах, это может помочь вам найти что-то сложное.
  • Планируйте заранее и визуализируйте контекст , в котором вам понадобится что-то найти во время учебы.
  • Практическое тестирование — самый эффективный метод, который вы можете использовать! Практика вспоминания, а не только распознавания. Более жесткий отзыв создает более сильные воспоминания.

  Скотт Янг

  Я писатель, программист, путешественник и заядлый читатель интересных вещей. Последние десять лет я экспериментировал, чтобы узнать, как лучше учиться и думать.
  Подробнее о Скотте

  Якуб Йилек

  Якуб недавно окончил факультет когнитивных наук и принятия решений в Университетском колледже Лондона, и в настоящее время он получает докторскую степень в области когнитивной нейробиологии.
  Подробнее о Якубе

  ---

  Цитаты и ссылки

  [1] Мандлер Г. (1967). Организация и память. В К. В. Спенсе и Дж. Т. Спенсе (ред.), Психология обучения и мотивации: достижения в исследованиях и теории. (Том 1, стр. 328–372). Нью-Йорк: Academic Press.

  [2] Баддели, А. Д. (2015). Память (2-е изд.).

  [3] Бауэр, Г. Х., Кларк, М. К., Лесголд, А. М., и Винценц, Д. (1969). Иерархические схемы поиска при вызове категоризированных списков слов. Журнал вербального обучения и вербального поведения, 8, 323–343.

  [4] Бисра К., Лю К. и Несбит Дж. К. (2018). Вызывая самообъяснение: метаанализ. Обзор педагогической психологии (Siegler 2002).

  [5] Мюллер, П. А., & Оппенгеймер, Д. М. (2014).Перо сильнее клавиатуры: преимущества от руки перед записью на ноутбуке.

  [6] Джейкоби, Л. Л. (1983). Запоминание данных: анализ интерактивных процессов чтения. Журнал вербального обучения и вербального поведения, 22 (5), 485-508.

  [7] МакКрадден, Мэтью Т. «Способствуют ли конкретные релевантные инструкции надлежащей обработке переводов?» Springer Science & Business Media 4 ноября 2010 г.: 865-79. Интернет.

  [8] Гудвин, Д. У., Пауэлл, Б., Бремер, Д., Хойн, Х., И Стерн Дж. (1969). Алкоголь и воспоминания: эффекты, зависящие от состояния человека. Наука, 163 (3873), 1358–1360.

  [9] Суонсон, Дж. М., Кинсборн, М. (1976). Связанное со стимулятором состояние-зависимое обучение у гиперактивных детей, Science, 192 (4246), 1354–1357.

  [10] Келемен, В. Л., и Крили, К. Э. (2003). Зависимые от состояния эффекты памяти при использовании кофеина и плацебо не распространяются на метапамять. Журнал общей психологии, 130 (1), 70–86.

  [11] Х. Риклс, В., Дж.Коэн, М., А. Уитакер, К., и Э. Макинтайр, К. (1973). Марихуана вызвала зависящее от состояния вербальное обучение. Психофармакология, 30, 349–354.

  [12] Суонсон, Дж. М., Кинсборн, М. (1976). Связанное со стимулятором состояние-зависимое обучение у гиперактивных детей, Science, 192 (4246), 1354–1357.

  [13] Картер, С. Дж. И Кассадей, Х. Дж. (1998), Государственное извлечение и хлорфенирамин. Гм. Psychopharmacol. Clin. Эксп., 13: 513-523.

  [14] Нельсон, Т., Макспадден, М., Фромме К. и Марлатт Г. (1986). Влияние алкогольной интоксикации на метапамять и извлечение из долговременной памяти. Журнал экспериментальной психологии, 115 (3), 247-254.

  [15] Eich, E., Macaulay, D., & Ryan, L. (1994). Память, зависящая от настроения, на события личного прошлого. Журнал экспериментальной психологии: Общие, 123 (2), 201–215.

  [16] Майлз К. и Хардман Э. (1998). Зависимая от состояния память, вызванная аэробными упражнениями. Эргономика, 41 (1), 20–28.

  [17] Смит, С.М. (1984). Сравнение двух методов уменьшения контекстно-зависимого забывания.

  [18] Франкланд, П. В., Келер, С., и Джосселин, С. А. (2013). Нейрогенез и забывание в гиппокампе. Тенденции в неврологии, 36, 497–503.

  [19] Пенье, П., Лори, С., Дельбек, X., и Маке, П. (2016). Изучение мозга. Роль сна для систем памяти. Нейрорепортаж, (май).

  [20] Тилли А. Дж. (1981). Удержание в течение периода быстрого или медленного сна. Британский журнал психологии, 241–248.

  [21] Драммонд, С. П. А., Браун, Г. Г., и Гиллин, Дж. С. (2000). Измененная реакция мозга на словесное обучение после недосыпания. Письма к природе, 304 (1997), 655–657.

  [22] Алхола, П., и Поло-Кантола, П. (2007). Недостаток сна: влияние на когнитивные способности. Психоневрологические заболевания и лечение, 3 (5), 553-67.

  [23] Макдевитт, Э. А., Саттари, Н., Дагган, К. А., Челлини, Н., Уайтхерст, Л. Н., Перера, К.,… Медник, С. К. (2018). Влияние частого сна и его практики на память, зависящую от сна у людей, (июнь), 1–12.

  [24] Macrae, C. N., & MacLeod, M. D. (1999). Об утерянных воспоминаниях: когда практика делает несовершенным. Журнал личности и социальной психологии, 77 (3), 463–473.

  [25] Рид Хант Р. (2013). Точность памяти благодаря отличительной обработке. Текущие направления в психологической науке, 22 (1), 10–15.

  [26] Андерсон, М.С., и Маккалок, К.С. (1999). Интеграция как общее граничное условие забывания, вызванного поиском. J. Exp. Psychol. 25, 608–629.DOI: 10.1037 / 0278-7393.25.3.608

  [27] Икеда К., Кастель А. Д. и Мураяма К. (2015). Цели мастерского подхода устраняют забывание, вызванное извлечением: роль достижения целей в подавлении памяти. Бюллетень личности и социальной психологии, 41 (5), 687–695. https://doi.org/10.1177/0146167215575730

  [28] Эббингаус Х. (1913). Память: вклад в экспериментальную психологию. Нью-Йорк: Колумбийский университет

  [29] Пашлер, Х., Рорер, Д., Сепеда, Н. Дж., И Карпентер, С. К. (2007). Улучшение обучения и замедление забывания: выбор и последствия. Психономический бюллетень и обзор, 14, 187–193.

  [30] Карпике, Дж. Д., Рёдигер III, Х. Л. (2008). Критическое значение извлечения информации для обучения. Наука, 319, 966–968

  [31] Пашлер, Х., Рорер, Д., Сепеда, Н. Дж., И Карпентер, С. К. (2007). Улучшение обучения и замедление забывания: выбор и последствия. Психономический бюллетень и обзор, 14, 187–193.

  [32] Шактер, Д.L., Reiman, E., Curran, T., Yun, L. S., Bandy, D., McDermott, K. B., et al. (1996). Нейроанатомические корреляты достоверной и иллюзорной памяти распознавания: данные позитронно-эмиссионной томографии. Нейрон, 17, 267–274.

  [33] Фернандес, М.А., и Москович, М. (2000). Разделенное внимание и память: свидетельства существенных эффектов интерференции при извлечении и кодировании. Журнал экспериментальной психологии: Общие, 129 (2), 155–176.

  [34] III, Х. Л. Р., & Батлер, А.С. (2011). Решающая роль практики извлечения в долгосрочном хранении. Тенденции в когнитивных науках, 15 (1), 20–27.

  [35] Шпунар, К. К., Хан, Н. Ю., и Шактер, Д. Л. (2013). Интерполированные тесты памяти уменьшают блуждание мыслей и улучшают изучение онлайн-лекций, 110 (16), 6313–6317.

  [36] Данлоски, Дж., Роусон, К. А., Марш, Э. Дж., Натан, М. Дж., И Уиллингем, Д. Т. (2013). Улучшение обучения студентов с помощью эффективных методов обучения: многообещающие направления когнитивной и педагогической психологии.Психологическая наука в интересах общества, 14 (1), 4–58.

  [37] Диего, С., Джолла, Л., Диего, С., Джолла, Л., Диего, С., и Джолла, Л. (2007). Улучшение обучения и замедление забывания: выбор и последствия. Психономический бюллетень и обзор, 14 (2), 187–193.

  Увеличение репрезентативности в области коры лежит в основе увеличения силы памяти

  Abstract

  Предполагается, что нейрональная пластичность, развивающаяся в коре головного мозга во время обучения, представляет содержание памяти, но функции такой пластичности на самом деле неизвестны.Сдвиг в спектральной настройке первичной слуховой коры (A1) на частоту тонального сигнала является убедительным кандидатом на роль субстрата памяти, поскольку он имеет все основные атрибуты ассоциативной памяти: ассоциативность, специфичность, быструю индукцию, консолидацию и долгосрочное удержание. Сдвиги настройки увеличивают репрезентативную область сигнала в A1 как возрастающую функцию от уровня производительности, предполагая, что область кодирует величину полученной значимости стимула. В настоящем исследовании рассматривается вопрос о специфической функции ассоциативной репрезентативной пластичности, вызванной обучением.Мы проверили гипотезу о том, что конкретное увеличение репрезентативной области A1 для слухового сигнала выполняет мнемоническую функцию увеличения силы памяти для этого сигнала. Крыс обучали жиму штанги для получения вознаграждения в зависимости от наличия сигнального тона (5,0 кГц) и оценивали силу памяти во время угасания. Величина увеличения репрезентативной площади для полосы частот сигнала достоверно положительно коррелировала с устойчивостью к исчезновению на частоте сигнала в двух исследованиях, охватывающих диапазон сложности задачи.Эти данные показывают, что конкретное усиление корковой репрезентативной области лежит в основе силы поведенчески значимого содержания памяти. Таким образом, можно определить мнемонические функции корковой пластичности.

  Центральный постулат нейробиологии состоит в том, что пластичность нейронов лежит в основе обучения и памяти. Воспоминания имеют конкретное содержание, то есть они представляют собой сохраненные репрезентации переживаний, будь то биографические («эпизодические»), общие знания («семантические») или другие формы. Многие исследования были сосредоточены на обнаружении нейрональной пластичности с использованием широкого диапазона регистрации и других подходов на всех уровнях организации мозга: молекулярном, клеточном, схемном, системном и более крупном.Обычно предполагается, что нейрональная пластичность, развивающаяся во время обучения, составляет содержание памяти. Однако, хотя в общем смысле предполагается, что функция пластичности лежит в основе памяти и поддерживает адаптивное поведение, обнаружение пластичности в данной структуре в данной ситуации обучения на самом деле не раскрывает ее конкретную функцию. Например, хотя пластичность, связанная с обучением, может представлять подробное содержание самого приобретенного опыта, существует несколько альтернатив.К ним относятся изменение состояния нейронов, обеспечивающее хранение, модулирующие процессы, влияющие на силу памяти, и модификации взаимодействий различных систем памяти. Более того, количество пластичности могло выполнять разные функции. Таким образом, большее количество клеток, которые развивают пластичность в структуре, может увеличить будущую обнаруживаемость сигнального стимула в шумной среде, служить для увеличения количества хранимых деталей о соответствующем опыте, облегчить будущее переключение внимания на конкретную особенность этого опыт и т. д.

  Пластичность, связанная с обучением, становится хорошим кандидатом для представления содержания памяти, если можно показать, что она имеет основные атрибуты памяти. Этому критерию соответствуют вызванные обучением изменения в настройке частоты в первичной слуховой коре (A1). Таким образом, изучение того, что тональный сигнал сигнализирует об усилении (классическое кондиционирование) или возможности получить вознаграждение или избежать наказания (инструментальное кондиционирование), сопровождается сдвигами частотных рецептивных полей от исходной наилучшей частоты (BF) (т.е., пик настроечной кривой) в сторону или к частоте тонального сигнала (1, 2). Такие сдвиги в настройке не только ассоциативны (т. Е. Требуют, чтобы тон предсказывал подкрепления), но и имеют другие кардинальные атрибуты ассоциативной памяти. Сдвиги настройки очень специфичны (сдвиги на долю октавы или в пределах доли октавы от частоты сигнала) (3), быстро формируются (всего за пять попыток) (4, 5), консолидируются в течение часов и дней (становятся больше в течение время без дополнительных тренировок) (6, 7), и выдерживать месяцы (отслеживается не менее 8 недель) (8).Более того, определенные сдвиги в настройке развиваются в зависимости от различных типов обучения (классическое и инструментальное кондиционирование) (1, 2, 9), различных типов мотивации (аппетитной и аверсивной) (1, 10, 11) и заданий (простых и двухтональных). обучение дискриминации) (7). Более того, они одинаково развиваются у разных видов (например, летучая мышь, кошка, песчанка, морская свинка, обезьяна и крыса) (2, 4, 12 –16), в том числе человека (17, 18). Локальные сдвиги настройки, распространенные через A1, производят определенное увеличение области частотного представления полосы частот сигнала в тонотопической организации A1 (11, 14, 15, 19).Эти специфические сдвиги рецептивного поля и расширения карты являются примерами «ассоциативной репрезентативной пластичности высокого порядка (кортикальной)» (HARP), потому что они представляют собой упорядоченные изменения в обработке внешних стимулов в рамках репрезентации сенсорного измерения.

  Создание HARP дает возможность определить функции корковой пластичности, связанные с обучением. Кардинальная черта всех воспоминаний — сила их содержания, будь то хрупкое или прочное.Таким образом, одна из функций пластичности может заключаться в укреплении памяти. Рутковски и Вайнбергер (15) обнаружили, что чем больше поведенческая важность тона, тем больше степень расширения его представления на тонотопической карте A1. Разумно ожидать, что воспоминания, которые имеют повышенную поведенческую значимость, будут иметь большую силу. Если это так, то увеличение объема репрезентативной области в A1, вызванное обучением, может обеспечить большую силу памяти. Мы проверили эту гипотезу, определив взаимосвязь между размером репрезентативной площади и сопротивлением экспериментальному исчезновению.

  Результаты

  Взрослых самцов крыс Sprague-Dawley ( n = 8) приучили к нажатию на штангу (BP) для получения награды за воду, начиная с начала 10-секундного звукового сигнала (5,0 кГц) и после 7-секундного периода молчания. смещение тона (период вознаграждения 17 с) (рис.1 A ). BP во время последующих интервалов молчания между испытаниями (ITI) препятствовали появлению мигающего светового сигнала ошибки и тайм-ауту в 50% случаев. Неспособность ответить хотя бы один раз во время тона исключает возможность получения BP для вознаграждения в течение 7 с после смещения тона (рис.1 А , пример 3). Этот протокол с длительным периодом вознаграждения (LRP) был разработан для поощрения поведенческого паттерна, в котором испытуемые АД начинают с начала тона, но игнорируют смещение тона. Использование этой стратегии обучения дает надежное расширенное представление полосы частот тонального сигнала в A1 (19).

  Рисунок 1.

  Нажатие на штангу для получения водных наград к тонам в группе длинного окна вознаграждения (LRP). Поведение и репрезентативная область в A1. ( A ) Протокол LRP требовал, чтобы животные передавали BP для получения вознаграждения в течение 17-секундного окна вознаграждения, которое начиналось при возникновении тона.До двух водных наград (синие полосы) могут быть доставлены во время звукового сигнала с возможностью получения еще одной награды в оставшееся 17-секундное окно (примеры 1 и 2), максимум три награды за испытание. Если во время тонального сигнала не было сделано никаких АД, то АД после тонального сигнала не награждались (пример 3). АД во время молчания межпробных интервалов сигнализировалось как ошибки с мигающим светом в течение периода тайм-аута (красные столбики) в 50% случаев (т. Е. Продление времени до следующего испытания на 3–7 с). ( B ) Производительность группы LRP улучшилась между сеансами (асимптота = 76.2 ± 2,3%; дни 1-17, n = 8; 18–19 день, n = 7; 20–21 день, n = 6; день 22–25, n = 5). ( C ) Типовые карты характеристической частоты (CF) от наивных (1) и LRP субъектов (2) показывают усиление площади сигнала у обученного животного. Полосатые многоугольники показывают область представления частоты сигнала в пределах полуоктавной полосы, а значения показывают процент от общей площади полосы сигнала. ( D ) Относительный объем (процент) репрезентативной площади, занятой полуоктавными полосами на тонотопической карте A1 в LRP и наивных группах.Обратите внимание, что единственное значительное увеличение площади было в полосе частот сигнала в группе LRP (5,0 кГц ± 0,25 октавы; 4,1–6,0 кГц) (звездочка).

  Повышение эффективности групп во время тренировок [ F _(24199) = 27,37; P <0,0001], до асимптотического уровня 76,2% после 24,8 сеансов (рис. 1 B ). На следующий день после индивидуального достижения асимптоты испытуемые подвергались тесту на угасание. У всех субъектов наблюдалось снижение АД во время угасания, что позволяло сравнивать силу памяти с изменениями в корковых областях частотного представления.

  Группа LRP показала значительное увеличение репрезентативной площади. Это оказалось очень специфичным для частоты сигнала (например, образец объекта LRP; Рис. 1 C ). Распространение репрезентативной зоны, специфичной для сигнала, варьировалось от 7,89% до 21,70% от общей площади A1, что позволяло проводить внутригрупповой корреляционный анализ увеличения площади и силы памяти (см. Ниже).

  Средняя площадь для частоты сигнала 5,0 кГц (± 0,25 октавы, «полоса сигнала» = 4.1–6,0 кГц) составляла 15,00% (± 1,61) от общей площади A1. Это было> 2-кратное увеличение площади по сравнению с группой наивных (нетренированных, n = 9) животных, для которых идентичный частотный диапазон составлял только 7,67% (± 1,62) от A1 [ t ₍₁₅₎ = 4,05, P <0,001] (рис. 1 D ). Прирост по площади ограничивался частотой сигнала. Никакие другие полосы частот не продемонстрировали значительного увеличения репрезентативной площади (все P > 0,05) (Таблица S1).Репрезентативный выигрыш в площади для сигнала, по-видимому, был в значительной степени за счет частотного представления на нижней стороне полосы сигнала, потому что одна только полоса 2,1–4,0 кГц вызвала значительную потерю площади [ t ₍₁₅₎ = –2,07, P <0,05] (Таблица S2).

  Сила памяти оценивалась стандартным методом определения поведенческой устойчивости к исчезновению. Угасание [потеря реакции после прекращения подкрепления (20)] — это форма нового обучения, которое противостоит исходному поведению, основанному на предыдущей ассоциации сигнал-вознаграждение.Таким образом, скорость исчезновения традиционно использовалась для индексации силы предшествующей ассоциации (21 –23). Вымирание проводилось за один сеанс перед нейрофизиологической записью. В дополнение к сигнальной частоте случайным образом смешивали пять несигнальных тестовых частот, чтобы можно было определить частотную специфичность угасания (т.е. сигнал по сравнению с несигнальными частотами). Поскольку количество угасающих ответов является чувствительной мерой силы памяти (24), мы сравнили относительное количество откликов на звуковой сигнал и на тональный сигнал.ответы на несигнальные тестовые тона во время угасания. Животные с наибольшей силой запоминания сигнального тона должны быть наиболее устойчивыми к гашению ответов на сигнал, на что указывает более высокая пропорция АД к частоте сигнала 5,0 кГц по сравнению с несигнальными частотами (25).

  На рис. 2 показано соотношение между процентом откликов на частоту сигнала по сравнению с откликами на все другие частоты и площадью представления полосы частот сигнала на рис.2. Величина увеличения площади для конкретного сигнала в A1, вызванная обучением, положительно коррелировала с силой памяти для сигнального тона ( r = 0,77, P <0,01). Эта криволинейная зависимость стала положительной только тогда, когда процент ответов на частоту сигнала стал больше, чем шанс. Таким образом, чем больше репрезентативная область выше наивного уровня, тем больше сопротивление исчезновению, т. Е. Тем больше увеличивается сила памяти для сигнала.Более того, это соотношение существовало только для частоты сигнала; устойчивость к ответам на гашение несигнальных частот не коррелировала положительно с величиной их ареального представления в A1 (Таблица S3). Эти данные убедительно свидетельствуют о том, что функция усиления сигнала в корковом веществе, вызванного обучением, заключается в увеличении силы памяти.

  Рис. 2.

  Уровень памяти коррелирует с величиной увеличения площади для конкретного сигнала в A1 в группе LRP. Ось x показывает величину относительной площади в A1 для частоты сигнала (полуоктавная полоса).Ось y показывает силу памяти для сигнального тона (5,0 кГц), определяемую его устойчивостью к исчезновению по сравнению с пятью другими несигнальными частотами (2,8, 7,5, 12,9, 15,8 и 21,7 кГц). LRP-животные показали увеличение площади по сравнению с исходной группой (вертикальная пунктирная линия, s.e.m. отмечена заштрихованной областью). Увеличение силы памяти было определено как доля нажатия полосы на звуковой сигнал, превышающий вероятность (оценивается как процент ответов на звуковой сигнал, если поведение было одинаковым на всех шести тестовых частотах: [100% / (6 возможных звуковых сигналов). ответов + 1 для возможности отсутствия ответа) = 14.29%; видеть Методы ] (горизонтальная пунктирная линия). Повышенная сила памяти для сигнального тона значительно положительно коррелирует с величиной увеличения площади в A1 (регрессия наилучшего соответствия, криволинейная: r = 0,77, P <0,01).

  Если конкретный репрезентативный прирост площади служит общей функции в качестве основы силы памяти, то его следует обнаруживать в широком диапазоне обстоятельств, включая различные уровни сложности задания. В этом первоначальном исследовании нейронных субстратов силы памяти мы использовали довольно простую задачу; группа LRP достигла асимптотического значения 76.2% правильно. Поэтому мы разработали вторую, гораздо более сложную версию слухового задания — нажима на планку для награды за воду. Субъекты должны были снизить АД в течение 3 с после начала тона, но также перестали отвечать до смещения продолжающегося тона (псевдослучайно смешанные 8, 9 или 10 с; Методы ) (Рис.3 A , пример 1). Эта группа с коротким периодом вознаграждения (SRP) ( n = 8) была наказана за ответы через 3 секунды. Все остальные BP во время звукового сигнала сигнализировались как ошибки миганием и периодом тайм-аута (рис.3 А , пример 2), как и BP после смещения тона и (Рис. 3 A , пример 3).

  Рис. 3.

  Жим штанги для получения водных наград тонам в группе SRP. Поведение и репрезентативная область в A1. ( A ) Протокол SRP требовал, чтобы животные передавали BP для получения вознаграждения в течение короткого трехсекундного окна вознаграждения, которое начиналось при появлении сигнала. За испытание можно было доставить только одну награду в виде воды. Все BP во время тонального сигнала через 3 секунды и во время ITI сигнализировались как ошибки с мигающим светом в течение периода тайм-аута.Пример 1 показывает оптимальную модель поведения: АД ограничено 3-секундным окном вознаграждения после появления сигнала. Пример 2 показывает правильный ответ, за которым следует ошибочное АД позже во время тона. Пример 3 показывает правильное АД с последующими ошибками позже во время тонального сигнала и во время молчащей части ITI. ( B ) Эффективность группы улучшалась во время сеансов (асимптота = 42,6 ± 8,1%; дни 1–11, n = 8; день 12, n = 3; день 13, n = 2). ( C ) Групповое распределение CF (полуоктавные полосы) в A1 по сравнению с наивной группой не выявило значительного увеличения площади в любой полосе частот сигнала.( D ) Образцы карт для трех субъектов (1–3) показывают изменчивость в степени представления полосы сигнала в группе SRP. Полосатые многоугольники показывают область представления частоты сигнала. Проценты показывают относительную величину площади A1, занятой частотой сигнала (± 0,25 октавы). Примеры показывают случаи меньших (# 1, 2,20%), приблизительно равных (# 2, 8,21%) или больших (# 3, 16,76%) участков полосы сигнала, чем наивные (7,67 ± 1,62%; см. Рис. 1 D). ).

  Показатели группы SRP улучшились в процессе обучения [ F _(12,103) = 13.98; P <0,0001] и достиг асимптоты 42,6% после 11,6 сеансов (рис. 3 B ). Хотя эта группа достигла асимптоты быстрее, чем группа LRP, ее уровень производительности был значительно хуже [ t ₍₆₎ = 7,29, P <0,0001], где четыре из восьми испытуемых показали результат от 11,4% до 28,7% на асимптоте.

  Группа SRP не смогла продемонстрировать каких-либо значительных репрезентативных улучшений по площади (Рис. 3 C ; все полуоктавные диапазоны CF, P > 0.05; см. Таблицу S4). Это неудивительно, учитывая низкие средние показатели группы. Отсутствие значительного прироста площади отражает большой диапазон представления площади полосы сигнала (рис. 3 D ). Несмотря на высокую вариабельность области коры, это не было случайным образом связано с производительностью. Асимптотические характеристики достоверно положительно коррелировали с величиной специфической для сигнала области в A1 ( r = 0,90, P <0,005; рис. 4). Этот результат повторяет и расширяет результаты Рутковски и Вайнбергера (15), которые использовали другой вариант задания на нажатие на штангу.

  Рис. 4.

  Взаимосвязь между характеристиками и площадью представления для частоты сигнала 5,0 кГц (± 0,25 октавы). Вертикальная пунктирная линия указывает среднюю репрезентативную площадь в наивной группе (7,67%). Уровень асимптотической производительности в группе SRP достоверно положительно коррелирует с величиной увеличения репрезентативной площади ( r = 0,90, P <0,005).

  Даже без общего группового изменения площади можно было определить степень, в которой представление частоты сигнала могло быть связано с силой памяти в сложной задаче.Количество специфической для сигнала области в A1 сильно коррелировало с устойчивостью к исчезновению для сигнального тона ( r = 0,87, P <0,005). Как и в случае с группой LRP в легкой задаче, эта зависимость была криволинейной. Также, как и результаты для легкой задачи, эта взаимосвязь стала положительной только тогда, когда сопротивление исчезновению сигнального тона было выше случайности; это относилось только к субъектам SRP, у которых наблюдалось улучшение в сигнальной области A1 (рис. 5). У испытуемых, у которых не было увеличения площади, не наблюдалось повышенной силы памяти.Что касается группы LRP, эта взаимосвязь существовала только для частоты сигнала; сопротивление гашению ответов на несигнальные частоты не коррелировало положительно с величиной их частотного представления в A1 (Таблица S5). Таким образом, увеличение силы памяти было напрямую связано с величиной увеличения площади в A1 для частоты сигнала. Эти результаты подтверждают общность принципа, согласно которому увеличение площади увеличивает силу памяти, показывая, что оно достигается на разных уровнях сложности задачи.

  Рис. 5.

  Уровень памяти коррелирует с размером области конкретного сигнала в A1 в группе SRP. Ось x показывает величину относительной площади в A1 для частоты сигнала (± 0,25 октавы). Вертикальная пунктирная линия указывает среднюю площадь представительства в наивной группе (± SEM, отмеченная заштрихованной областью). Ось y показывает силу памяти для сигнального тона (5,0 кГц), определяемую его устойчивостью к исчезновению по сравнению с четырьмя другими несигнальными частотами (1.1, 2,4, 10,6 и 22,4 кГц). Увеличение силы памяти было определено как отношение нажатия полосы к звуковому сигналу, превышающее вероятность. Уровень вероятности оценивался как процент ответов на звуковой сигнал, если поведение было одинаковым на всех пяти тестовых частотах ([100% / (5 возможных откликов на тон + 1 для возможности отсутствия ответа) = 16,67%]; см. Методы ) (горизонтальная пунктирная линия). Сила памяти значительно положительно коррелирует с размером области представления сигнала в A1 (регрессия наилучшего соответствия, криволинейная: r = 0.87, P <0,005).

  Обсуждение

  Эти эксперименты проверяли гипотезу о том, что увеличение репрезентативной площади в первичной слуховой коре приведет к увеличению силы специфической памяти. Эта гипотеза «увеличения площади / силы памяти» подчеркивает различие между причинами пластичности, вызванной обучением, например, формирование ассоциации, и игнорируемым аспектом исследования, а именно функциями такой пластичности. Две группы крыс были обучены изучению инструментальной реакции, зависящей от тона, для получения награды за воду в относительно легких (группа LRP) и очень сложных (группы SRP) задачах.Мы обнаружили значимую положительную взаимосвязь между специфическим для сигнала приростом репрезентативной площади в A1 и сопротивлением к исчезновению для полосы частот сигнала в обеих группах, несмотря на широкий диапазон трудностей задачи и соответствующий асимптотический уровень производительности (76,2% против 42,6%, соответственно. ). Никакие другие частоты не добились значительных успехов в репрезентативной области. Более того, форма функции, связывающей увеличение площади с измерением силы памяти на основе вымирания, была одинаковой в обеих группах: криволинейная.В обоих случаях увеличение площади развивалось только у испытуемых, которые продемонстрировали силу памяти для частоты сигнала, которая была выше, чем у наивной контрольной группы, то есть выше вероятности (рис. 2 и 5). Специфика результатов для диапазона частот сигнала (5,0 кГц ± 0,25 октавы) показывает, что результаты отражают память о частоте сигнала, а не звук как таковой. Кроме того, взаимосвязь существует только между силой памяти для сигнального тона и его усилением в репрезентативной области, вызванным обучением; такой связи не существовало между сопротивлением гашению ответов на несигнальные тоны и их площадью в A1.Таким образом, корреляции увеличения площади и силы памяти в группах LRP и SRP отражают ассоциативное обучение, специфичное для сигнала, в отличие от любых предполагаемых неспецифических или неассоциативных процессов. Результаты подтверждают гипотезу о том, что улучшение репрезентативной области, вызванное обучением, лежит в основе увеличения силы памяти.

  Конечно, текущие результаты корреляционны и сами по себе не могут продемонстрировать, что увеличение площади является «механизмом» силы памяти. Интервенционные подходы, такие как прямое манипулирование областью представления и прогнозирование силы памяти, позволили бы проверить механизм.

  Как увеличение площади может улучшить память? Многие факторы могут ослабить память. Например, воспоминания подвержены деградации в результате процессов забывания и подавления в результате исчезновения и вмешательства. Всем этим атакующим можно противодействовать, увеличивая количество нейронов, которые представляют содержимое памяти. Если исходить из предположения, что воспоминания включают сети функционально связанных нейронов, чем больше количество участвующих клеток, тем более обширная сеть.Забывание должно было бы разрушить расширенные сети, а новое обучение в форме вымирания должно было бы подавить более обширные сети. Если бы они были сформированы слабо, как в случае относительно незначительных переживаний, расширенные репрезентации воспоминаний не установились бы, что сделало бы их более восприимчивыми. Напротив, воспоминания, имеющие большее поведенческое значение, более устойчивы к ослаблению. Особенно неудачным примером является посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), при котором травматические воспоминания навязчивы (26, 27).Эти соображения находят экспериментальное подтверждение в выводе о том, что чем больше важность звука, тем больше площадь его репрезентации в первичной слуховой коре (15).

  Увеличенная область представления может обслуживать мнемонические процессы, отличные от силы памяти как таковой. Например, память, которая закодирована и хранится в более крупной сети, может быть легче отозвана при извлечении с помощью команды, потому что сигналы могут с большей вероятностью встретить точку входа нейрона в сеть памяти.Точно так же можно было бы облегчить отзыв с внешними указаниями, поскольку механизм внутреннего поиска с большей вероятностью встретит члена расширенной сети, чем члена более ограниченной сети. Таким образом, увеличение площади может также служить для повышения точности восстановления памяти за счет увеличения вероятности того, что информация из кортикально расширенного представления попадет во внимание (28). Действительно, исследования с использованием изображений человека показали, что области коры, которые активируются во время сбора данных, являются теми же областями, задействованными во время поиска (29), что позволяет предположить, что области, измененные в процессе обучения, участвуют в восстановлении определенных воспоминаний.

  Увеличение числа нейронов, которые лучше всего реагируют на один и тот же входящий стимул, имеет несколько последствий. Например, они могут усилить влияние нижестоящих поведенчески важных стимулов по сравнению с несигнальными стимулами. Эта усиленная передача информации может быть связана с увеличением общей величины активности сигнала, координацией вызванной сигналом активности, когда нейроны одинаково реагируют на одни и те же корковые сигналы или на то и другое. Например, облегчение временной обработки, вызванное обучением, включая уменьшение вариабельности латентности спайков, может повысить синхронность срабатывания ансамбля (30).Таким образом, нижестоящие сенсорные, моторные и другие цели могут быть сильнее затронуты присутствием сигнала в окружающей среде. Это может привести к специфическому сигналу облегчения внимания, общего познания, принятия решений, моторного планирования и выполнения соответствующего поведения. В поддержку этого типа схемы, локальное усиление сигнально-специфической активности коры головного мозга посредством фокальной микростимуляции приводит к более коротким задержкам ответа и смещению выбора в сторону функции, которая обрабатывается вовлеченными нейронами как в слуховой (31), так и в зрительной коре головного мозга (32). ).

  Предлагаемые механизмы HARP, включая расширенное представление, задействуют нейромодуляторные системы, такие как дофамин (33), норадреналин (34) и серотонин (35). Было показано, что холинергическая модуляция слуховых ответов коры базальным ядром (NB) играет главную роль в индукции HARP в A1 (36, 37). Стимуляция NB в сочетании с определенным чистым тоном вызывает локальные сдвиги настройки в сторону тональной частоты (38 –40) и увеличение репрезентативной площади по A1 (41).Более того, сочетание тон / NB также вызывает актуальную специфическую поведенческую память (42 –44). Тон в паре со стимуляцией базолатеральной миндалины (BLA) также может вызывать сигнально-направленные сдвиги настройки в A1 (45, 46) и, вероятно, будет происходить через взаимодействие с NB (47, 48). Более того, эффекты участия NB и BLA в репрезентативной пластичности в A1, вероятно, будут включать участие нисходящих влияний со стороны префронтальной коры (PFC) (18, 49). Обширные направления поведенческих исследований показали, что посттренировочные манипуляции с BLA могут усилить воспоминания, в том числе воспоминания об эмоционально возбуждающих переживаниях (50 –53).Вместе с текущими результатами, это исследование предполагает, что вероятной целью для усиления памяти посредством триумвирата BLA-NB-PFC или другого модулирующего пути является увеличение коркового представительства для поведенчески значимых характеристик опыта, которые включают содержание памяти.

  Хотя текущие результаты касаются увеличения площади первичной слуховой коры, мы предполагаем, что взаимосвязь между репрезентативной площадью и силой памяти применима к коре головного мозга в целом.Слуховое обучение с использованием чистых тонов было в центре исследования HARP из-за его экспериментальных преимуществ. Главным из них является наличие тонотопической карты в A1, которая позволяет относительно доступное обнаружение основанного на обучении увеличения представления сигнала. Однако нет оснований предполагать, что взаимосвязь между усилением репрезентативности и силой памяти ограничивается первичной слуховой корой. Действительно, поскольку первичная сенсорная кора выполняет мнемонические функции, вполне вероятно, что традиционные области, которые, как предполагается, лежат в основе памяти, такие как поля «ассоциации», также поддерживают силу памяти.В будущих исследованиях потребуется расширить исследования нейронных основ силы памяти, а также инициировать исследование других потенциальных функций пластичности, связанной с обучением, в слуховой коре и в других местах.

  Методы

  Темы.

  Испытуемыми были 25 крыс-самцов Sprague-Dawley (300-325 г; Charles River Laboratories), помещенных в отдельные клетки в виварии с контролируемой температурой (22 ° C) и поддерживаемых в режиме 12/12 часов свет / темнота ( свет включается в 7:00) с неограниченным доступом к пище и воде до начала тренировки.Их обрабатывали ежедневно и оставляли в виварии минимум на 1 неделю перед любым лечением. После начала обучения их лишали воды и давали добавки с водой только для того, чтобы поддерживать массу тела на ~ 15% меньше, чем у не лишенных однопометников (83,9% ± 1,1 массы тела ad libitum). Все процедуры выполнялись в соответствии с рекомендациями Комитета по исследованиям животных Калифорнийского университета в Ирвине и Национального института здоровья животных.

  Тренажер и тоногенерация.

  Детали начальной подготовки и тренажеры были описаны ранее (54) и доступны в Методы СИ .

  Протоколы обучения.

  После придания формы жиму штанги все животные были обучены реагировать на звуковые сигналы 5,0 кГц в качестве награды за воду в течение 45-минутных ежедневных сессий, пока не были достигнуты асимптотические уровни производительности (стабильные уровни производительности в течение ≥4 дней, CV ≤ 0,10). БП во время периодов вознаграждения приводили к доставке воды. BP в течение ITI между периодами вознаграждения были либо несущественными, либо приводили к доставке периода тайм-аута с сигналом ошибки (т.е., удлинение времени в дополнение к запрограммированной продолжительности ITI до следующего испытания тонального сигнала). Протоколы LRP и SRP были разработаны для поощрения использования начала тона для решения проблемы получения водной награды за тоны. Подробности того, как это было достигнуто, изложены ниже для каждого протокола.

  Протокол длинного окна вознаграждения.

  субъектов LRP могли получить АД за вознаграждение в течение 17-секундного окна, которое начиналось при появлении тона. Длительность тона 10 с. Таким образом, при правильном ответе чашка с водой была доступна на 5 секунд, так что во время тона можно было получить две награды, а после смещения тона — одну награду.BP, которые произошли за пределами окна вознаграждения, приводили к сигналу ошибки мигающего светового индикатора (200 мс вкл. / Выкл.) И 3-с (в течение первых 4 дней, когда ITI = 4–12 с) или 7-с (затем, когда ITI = 5–25 с) таймаут для 50% ошибок, программируется случайным образом. Если у испытуемых не было АД во время тона, то АД после смещения тона в течение оставшегося окна вознаграждения не награждались.

  Производительность

  ( P ) за время обучения была рассчитана как доля вознагражденных BP, полученных в течение окна ответа, относительно суммы всех вознагражденных BP и сигнальных BP в сеансе ( P = [# вознагражденных BP / (# вознагражденные БП + # БП с сигналом ошибки)] × 100%).Значение 100% будет означать, что все BP произошли во время окна вознаграждения; значение 0% будет означать, что в этот период ничего не произошло.

  Протокол короткого окна вознаграждения.

  субъектов SRP могли нажимать штангу для получения награды в течение короткого трехсекундного окна вознаграждения, которое начиналось при появлении сигнала. При правильном ответе стакан с водой был доступен на 4 с; за каждое испытание можно было получить только одну награду. АД, произошедшие за пределами окна вознаграждения, включая те, которые произошли в течение оставшейся части 10-секундного тона (см.рис.3 А , примеры 2 и 3), приводил к сигналу ошибки мигающей лампы (200 мс вкл. / выкл.) и тайм-ауту 3 с (т. е. увеличение времени в дополнение к регулярно запланированному периоду ITI, 8–18 с).

  Эффективность

  ( P ) во время тренировки рассчитывалась как количество ответов во время тона относительно всех АД во время сеанса и взвешивалась в соответствии с долей вознагражденных АД, полученных в период вознаграждения, по отношению ко всем АД, сделанным во время тонов ( P = [(# BP тонов / Всего # BP) × (# вознагражденных BP / # BP тонов)] × 100%).

  Испытания на вымирание.

  Сеансы

  Extinction начались с 10 испытаний с вознаграждением за частоту сигнала, чтобы убедиться, что животные сохраняют мотивацию к нажатию на штангу. Сразу после этого были начаты испытания по вымиранию без вознаграждения. Сигнальный тон (5,0 кГц) и пять других несигнальных частот были представлены в группе LRP: 2,8, 7,5, 12,9, 15,8 и 21,7 кГц (всего 150 испытаний). Группа SRP была протестирована с использованием сигнального тона (5,0 кГц) и второго набора из четырех других несигнальных частот: 1.1, 2,4, 10,6 и 22,4 кГц (всего 200 испытаний) ( Методы СИ ).

  Измерение силы памяти.

  Сила памяти определялась для частоты сигнала как доля всех ответов, сделанных на представление сигнального тона во время гашения, по отношению к общему количеству BP, сделанных во время сеанса. Такая относительная мера полезна, потому что она позволяет получить индекс силы памяти для конкретной частоты сигнала. Мы рассчитали силу памяти (MemSt) как [# BPs к частоте сигнала / (общее # BPs за время угасания)] × 100%.Уровень вероятности ответа на частоту сигнального тона относительно других частот испытания на угасание был определен как порог для улучшения памяти. Вероятность — т. Е. Порог улучшения памяти — учитывала возможность одинакового отклика на каждый из тестовых тонов (то есть # частот угасания) или вообще не реагировала (например, 1 вероятность отсутствия отклика) и была рассчитана как 100% / ( # частоты угасания + 1 отсутствие ответа).

  Нейрофизиологическое картирование и анализ области тонотопического A1.

  Внеклеточное мультиэлементное картирование A1 было выполнено на анестезированных животных после обучения и тестирования. Для полного картирования потребовалось 60–80 проникновений электродов. Характеристическая частота на каждом участке определялась из области частотной характеристики (FRA), полученной с использованием псевдослучайного представления чистых тонов (0,5–54,0 кГц с шагом в четверть октавы, 0–80 дБ SPL с шагом 10 дБ). Автономное построение мозаики Вороного использовалось для определения площадного распределения CF через A1 ( Методы СИ ).

  No related posts.