Að upplifa óvart: Tímaleg áhrif áhrifa þess á minni hluti 3

Samanlagt benda þessar niðurstöður til þess að væntingarbrot breytist í vinnslu frá endurheimt og í átt að kóðun, og að tímaleg gangverki minnismerkis afleiðinga þessarar breytingar endurspeglast í minninu fyrir síðari setta atburðinn (áhrif fyrsta setts atburða sem lýst er á mynd 2D), eins og fall af skynjunarlíkindum.

Í fyrsta lagi vísar skynjað líkindi til skynjunar okkar á líkt ýmissa hluta, sem hefur bein áhrif á minnisgetu okkar. Þegar við lendum í svipuðum hlutum flokkar heilinn okkar þá sjálfkrafa til að hjálpa okkur að skilja og muna upplýsingarnar á auðveldari hátt. Til dæmis, ef við sjáum fullt af tölum, og nokkrar þeirra eru mjög svipaðar, eins og 4, 6 og 9, munum við hrista höfuðið til vinstri og hægri til að greina þær. Þetta er vegna þess að þegar heilinn okkar vinnur úr þessum tölum, flokkar hann þær til að mynda eina heild og greinir síðan fíngerðan mun á hverri tölu.

Auk þess hafa sumar rannsóknir leitt í ljós að þegar við lærum nýja þekkingu, ef nýja þekkingin er svipuð núverandi þekkingu okkar, munum við auðveldara að tengja hana við núverandi þekkingu okkar, sem gerir það auðveldara að muna og skilja. Þess vegna nota kennarar oft dæmi í kennslu til að hjálpa nemendum að skilja nýja þekkingarpunkta.

Sambandið milli minnis og skynjunarlíkingar er gagnkvæmt að styrkja. Minni okkar er aðeins hægt að bæta þegar við gefum gaum að, skiljum og berum saman mismunandi upplýsingar og tengjum þær við núverandi þekkingu okkar. Ýmsar skynörvun, eins og hljóð, myndir, orð og snerting, auka einnig minnishæfileika okkar. Þess vegna ættum við að skilja og leggja á minnið þekkingu með ýmsum aðferðum, svo sem töflum, myndum, hljóðum o.s.frv., til að bæta námsáhrif okkar.

Í stuttu máli er sambandið milli skynjunarlíkingar og minnis óaðskiljanlegt. Þegar við erum góð í að nota meginregluna um skynjunarlíkindi mun minni okkar beita okkur betur og ná þannig betri námsárangri. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche deserticola getur bætt minnið verulega því Cistanche deserticola er hefðbundið kínverskt lækningaefni sem hefur mörg einstök áhrif, ein þeirra er að bæta minni. Virkni hakkaðs kjöts kemur frá hinum ýmsu virku innihaldsefnum sem það inniheldur, þar á meðal sýru, fjölsykrur, flavonoids o.fl. Þessi innihaldsefni geta stuðlað að heilsu heilans á ýmsan hátt.

Smelltu á vita bætiefni til að bæta minni

Þegar síðari atburðir eru óvæntir (UprevUcurr) sáum við lélega nákvæmni fyrir F1-þynnur og í minna mæli fyrir skotmörk. Á hinn bóginn, þegar óvæntum atburði er fylgt eftir af væntanlegri atburði (UprevEcurr) sást frammistöðuaukning fyrir núverandi atburð, aðallega knúin áfram af viðbrögðum við markmiðum.

Til að kanna hvort þessi áhrif taki þátt í hringrásinni sem tekur þátt í aðlögunarminni myndun (þar á meðal hippocampus og miðheila (Shohamy og Adcock, 2010; Kafkas og Montaldi, 2018a), sem og að prófa þá tilgátu að væntingarbrot taki þátt í kóðunarkerfi, studd af botn- upp upplýsingastraum (sjónbraut í kvið), í tilraun 2, framkvæmdi nýtt hópur þátttakenda svipað verkefni á meðan fMRI gögn voru aflað (fyrir minniháttar verklagsbreytingar, sjá Efni og aðferðir).

Tilraun 2

Niðurstöður hegðunar

Með því að endurtaka áhrifin sem sáust í tilraun 1, fundum við helstu áhrif væntingastöðu fyrri setts atburðar (b =0.309, X2(1)=4.13, p {{ 7}}.042), sem og víxlverkun milli núverandi og fyrri viðburða væntingastöðu (b =0.59, X2(1)=4.47, p { {15}}.034; mynd 3A). Síðari andstæðupróf leiddu í ljós betri minnisframmistöðu fyrir væntanleg atvik í kjölfar óvæntra atburða, samanborið við þá sem fylgdu væntanlegum atburðum (UprevEcurr . EprevEcurr; z=2.55, p=0.011). Fyrir setta atburði í kjölfar óvæntra atburða var betra minni fannst einnig fyrir væntanlegt miðað við óvænta atburði(UprevEcurr . UprevUcurr; z=2.68 p=0.007). Næst skoðuðum við CR2 sem fall af áður séðum skotmörkum og F1 atburðum og væntingastöðu þeirra. Fyrir F2 á eftir miðum kom fram aðaláhrif væntingastöðu marksins (b =0.473, X2(1)=4.4, p=0.036), með fleiri CR2 á eftir óvænt skotmörk. Öll önnur áhrif voru ekki marktæk (allps . 0,169). Rétt svörun við F2-tilvikum hafði ekki áhrif á fyrri F1-tilvik (allir ps. 0,263).

Niðurstöður fMRI

Væntingarröð víxlverkanir taka þátt í hippocampus, miðheila og hnakkasvæði til að styðja við síðari minnismerkisvinnslu. Við skoðuðum fyrst taugafylgni hegðunarsamhengisvæntingar sem greint var frá hér að ofan. Fyrir núverandi væntanlega atburði sem fylgdu óvæntum atburðum, samanborið við þá í kjölfar væntanlegs atburðar (UprevEcurr . EprevEcurr;sjá mynd 3B), fundum við aukna virkjun í hægri hippocampus (x=36, y=33, z=12, k=12, SVC pFWE=0.04), SN/VTA (x=9, y=24, z=12, k=11, SVC pFWE=0.039), og vinstri neðri hnakkabelti (BA 18; x=21, y=81, z=18, þyrping án parametra {{ 17}}.018). Fyrir núverandi óvænta atburði í kjölfar fyrri væntanlegra atburða, samanborið við þá sem fylgdu óvæntum atburði (EprevUcurr . UprevUcurr), sem endurspegla lakari frammistöðu, fundum við einnig aukna virkjun í hægri hippocampus (x=24, y=33, z { {21}}, k=10, SVCpFWE=0.045) og vinstri parahippocampus (x=33, y=45, z =6, óparametriskur klasi {{ 28}}.049). Það er gagnrýnivert að í báðum andstæðum hafði núverandi mengi atburða sömu væntingarstöðu og var aðeins frábrugðin væntingastöðu fyrri atburðar.

Samanburður á núverandi væntanlegum atburðum á móti óvæntum atburðum, í kjölfar áður óvæntra atburða (UprevEcurr . UprevUcurr; mynd 3D) leiddi í ljós virkjun í hægri afturmiltuberki/precuneus(x=24, y=45, z= 12 , óparametriskur þyrping=0.0213). Viðbótarandstæðan, í kjölfar væntanlegra atburða, sýndi EprevEcurr.EprevUcurr ekki marktæk áhrif. Fyrir UprevUcurr.EprevEcurr andstæðuna þar sem óvæntir atburðir kölluðu fram fleiri virkjunir en búist var við, þrátt fyrir að sýna minni afköst (Mynd 3C), fundum við aukna virkjun í hægri hnakkaberki (BA 18, x=18, y {{9} }}, z=12, þyrping án parametra=0.0318). Aukaandstæðan UprevUcurr. EprevUcurr leiddi ekki í ljós marktæk áhrif. Samanburður á fyrsta (fyrri) atvikinu á milli aðstæðna (fyrsta búist við fyrsta óvænta) leiddi ekki í ljós nein marktæk áhrif.

Væntingarstaðan tekur mismunandi þátt í kóðun og endurheimtartengdum svæðum. Til að kanna hvort væntanlegir og óvæntir atburðir, þvert á tegundir atburða, viðbrögð og tímabundnar stöður, kölluðu fram mismunadrifnir á botn-upp (ventral visualstream) eða endurupptöku (endurheimtunarnet) hátt, bárum við einnig saman aðstæðurnar tvær (sjá mynd 4A). Við fundum aukna virkni fyrir óvænt. væntanlegir atburðir í hægri hnakkaberki (BA 19, x=39, y =75, z=12 og BA 18, x=39, y=75, z {{ 10}}, óparametrískur tölvuþyrping=0.015) og hægri fusiform gyrus(x=27, y=48, z=18, óparametric tölvuþyrping =0.0173) . Fyrir væntanleg. óvænt sáum við aukna virkjun í hægra neðri hliðarholi (hyrndur gyrus; BA 39=48, y=48, z=33, óparametrísk þyrping=0.0206) og tvíhliða frumhreyfli heilaberki (hægri: x=60, y=03, z=18, óparametriskur þyrping FWE=0.045; vinstri: x=57, y {{30} }, z=24, þyrping án parametri=0.0339).

, z=24, nonparametric pcluster=0.0339). Örvun á hálsi styður víxlverkun væntinga og minnisframmistöðu fyrir svipaða atburði. Til að taka upp heildaráhrifin af óvæntum.væntum, prófuðum við hvernig samhengisvæntingar víxluðust við árangursríkar viðurkenningarákvarðanir (hits og CR), þvert á kynningarröð. Þó að engin taugasvörun hafi fundist fyrir væntanleg og óvænt högg eða rétta höfnun á F2 atburðum, sáum við aukna virkjun í hægra neðra og höfði (BA 19, x=24, y=81, z=6 , nonparametriccluser=0.0345) fyrir óvæntan CR1. búist við CR1.

Aukið skynjunarálag hefur víxlverkun við væntingarstöðu til að taka þátt í sjónstraumssvæðum kviðlægra strauma. Að lokum skoðuðum við víxlverkanir á milli væntingastöðu og kynningarröð (yfirsett atburðir; mynd. 4B). Við sáum aftur aukna virkni í tvíhliða hnakkaberki (BA 19, x=39, y=78, z=18, óparametrísk þyrping=0.008 og BA 18, x=18, y=57, z=21, þyrping án parametra=0.009; x=15, y=87, z=3 , óparametriskur þyrping=0.0129) fyrir óvænt. væntanlegir atburðir í öðru settinu (engin óvænt. væntanleg áhrif fundust fyrir viðburði í fyrsta eða þriðja setti).

Umræða

Upplifunin af undrun, eða væntingarbroti, hefur jákvæð áhrif á nám, en hvort undrun kveiki einnig kóðunarviðbrögð, jafnvel þegar ríkjandi markmið er að sækja, hefur verið óljóst. Í tveimur tilraunum notuðum við meðhöndlun á samhengisvæntingum til að skilja betur kraftmikið eðli aðlögunarminniskerfisins sem kemur af stað væntingabroti við endurheimt og hugsanlegar minnisminnisafleiðingar þess á hippocampus-háð minni. kviðsjárstraumurinn, jafnvel þegar minnið var lélegt (UprevUcurr).

Athyglisvert er að við fundum einnig síðar jákvæð áhrif af samhengi á óvart, þannig að kynning á óvæntum atburði studdi ekki viðurkenningu hans, en það jók rétta viðurkenningu á eftirfarandi, væntanlegum og svipuðum settum atburðum (UprevEcurr). Þessi hegðunaráhrif tengdust aukinni virkni í hippocampus, dópamínvirkum svæðum í miðheila (SN/VTA) og hnakkaberki. Væntir atburðir voru aftur á móti tengdir við virkni á söfnunardrifnu netsvæðum. Í ljósi endurtekinnar niðurstöður okkar um mótun minni með fyrri óvæntum atburðum, aukinni þátttöku kvenlægra sjónstraumssvæða og fyrri rannsókna á væntingarmótuðum kóðun, ályktum við að það að taka þátt í óvæntum upplýsingum við endurheimt taki þátt í kóðunkerfi frá botni og upp (mynd 5). Afleiðingar þessarar þátttöku koma skýrar í ljós í síðari viðurkenningarprófun, með ólíkum frammistöðu og mismunamynstri fMRI virkjunar eftir því hvort síðari atburðurinn var væntanlegur eða óvæntur.

Væntingarbrot er tengt bættri frammistöðu minni, sem rekja má til aðlagandi minnismyndunar (Lismanand Grace, 2005; Kumaran og Maguire, 2007; Shohamy og Wagner, 2008) og skertri kóðun forspárupplýsinga (Sherman og Turk-Browne, 2020). Niðurstöður okkar styðja þessa skoðun, en rýmka hana á gagnrýninn hátt til að gera grein fyrir endurheimtaráhrifum. Í samræmi við þá hugmynd að aukið vægi sé gefið í botn-upp-inntak við að lenda í spávillu (Stoppel o.fl., 2009;Kafkas og Montaldi, 2018a), fundum við aukna þátttöku sjónvinnslusvæða í hnakkaberki og fusiformgyrus fyrir óvænta atburði. Þessi svæði hafa reynst auka virkni sína með sterkari stigum af óvæntum nýjungum (Kafkas og Montaldi, 2014), sem endurspeglar aukna skynjunarvinnslu óvæntra atburða.

Þrátt fyrir að minnismyndun byggist á botn-upp úrvinnslu, krefjast vísbendingar um kóðun fyrirkomulags þess að sýnt sé fram á minnismerkjaafleiðingar aukinnar háðar skynjunar. Án síðari minnimónískra afleiðinga mætti ​​halda því fram að það að lenda í óvæntum atburði breyti aðeins athygli á netinu (Poort o.fl., 2022). Reyndar sáum við víxlverkun þar sem núverandi minnisframmistöðu var mótuð af fyrri óvæntu tilviki svipaðs atburðar; þegar búist var við fyrri atburðinum breyttu núverandi væntingar ekki frammistöðu (EprevEcurr EprevUcurr), en þegar fyrri atburðurinn var óvæntur fundum við mismun í frammistöðu (UprevEcurr .UprevUcurr).

Samanlagt benda þessar niðurstöður til þess að óvænt aukið vægi á botn-upp aðföng sé markmiðsóháð, en minnismerkjaafleiðingar þess virðast ráðast af verkefninu sem fyrir höndum er. Við nám eða könnun styður frekari kóðun seinna minni fyrir óvænta atburðinn (Li o.fl., 2003; Garrido o.fl., 2015; Long o.fl., 2016; Greve o.fl., 2017; Frank og Kafkas, 2021). Þegar sókn er markmiðið (eins og í núverandi hugmyndafræði), leiðir óbein breyting í átt að kóðun, þrátt fyrir aukna skynjunarvinnslu, í tölulega verri minnisframmistöðu fyrir núverandi upplýsingar sem á að sækja (Duncan o.fl., 2012;Kim o.fl., 2014). Þetta er á skjön við þá hugmynd að væntingarbrot styðji alltaf við bætt minni. Frekari stuðningur við hlutverk skynjunarálags við að taka þátt í kóðunarástandi, má sjá í hnakka- og fusiformum áhrifum fyrir þá óvæntu atburði sem koma fram í öðru sæti innan settrar röðar, samanborið við væntanlegar hliðstæða þeirra. Viðurkenningarákvarðanir fyrir þessa atburði verða að sigrast á truflunum frá fyrsta tiltekna atburði, sem líklega krefst aukinnar skynjunarvinnslu til að bera betur saman núverandi skynjunarinntak við birgðamyndirnar.

Þegar þú lendir í fyrsta óvænta atburðinum (Uprev), getur breyting í átt að kóðun, og í burtu frá endurheimt, útskýrt hvers vegna við sjáum ekki endurheimtuuppörvun fyrir þessa atburði. Það er minna augljóst hvers vegna þessi breyting í átt að kóðun framleiðir betri minnisframmistöðu aðeins fyrir síðari væntanleg atvik. Einn möguleiki er sá að upphafleg væntingabrotsdrifin breyting í átt að kóðun leiði til skarpari framsetningar á upphaflega óvænta atburðinum (Gilboa og Moscovitch, 2021), sem fínstillir mynsturlokun seinni svipaða atburðarins (jafnvel þegar búist er við), þar sem líkt er með kóðuninni. og endurheimtarmyndir standa nú upp úr. Stuðningur við þennan reikning er að finna í okkarfMRI niðurstöðum; á meðan hnakkaþáttur sást fyrir bæði UprevEcurr og UprevUcurr tilvik (þ.e. óháð minnismerkjaafleiðingum), voru aðeins UprevEcurr tilvik tengd hippocampus og SN/VTA virkjun. Þessi niðurstaða, ásamt minnisaukningunni fyrir UprevEcurr atburði, undirstrikar tímabundna viðbúnaðinn sem Uprev knýr fram, eins og hann er skráður með samvirkni SN/VTA og hippocampus (Kafkas og Montaldi, 2015). Þessi samvirkjun er líklega til marks um væntingadrifna (endur)kóðun Uprev sem síðan eykur minni fyrir Ecurr.

Mikilvægt er að víxlverkanir á væntingum núverandi og fyrri atburða sáust aðeins fyrir skotmörk og F1 (þ.e. þynnuna sem líktist mest kóðuðu skotmarkinu). Ennfremur voru þessi áhrif óbreytt af truflun á atburðum frá sama mengi (F2, F3) eða atburðum úr mismunandi settum sem kynntar voru meðan á verkefninu stóð. Að væntingarvíxlverkunin sé sértæk fyrir mikla skynjunarlíkindi og sterk varðandi truflun frá öðrum áreiti bendir til þess að mikil skynjun og Nauðsynlegt er að hlaða minnisvarða til að kveikja á þessu kóðunarkerfi, í samræmi við og lengja fyrri niðurstöður (Bein o.fl., 2020; Frank o.fl., 2020b). Í slíkum aðstæðum er hæfileikinn til að vinna úr og bera saman fínar upplýsingar um núverandi inntak og nýlega vistaðar framsetningar undirstöðu rétta viðurkenningarákvarðanir (Yassa og Stark, 2011). Þess vegna þjónar það aðlögunartilgangi að koma af stað aukinni skynjunarvinnslu vegna brots á væntingum (Stoppel o.fl., 2009; Hawco og Lepage, 2014). Fyrir minna svipaða atburði, sem auðveldara er að viðurkenna sem nýja, hefur skarpari framsetning, framkölluð vegna væntingabrots, lítil áhrif (Frank o.fl., 2020b).

Það er líka mikilvægt að íhuga hvernig breytingin í átt að kóðun birtist í fyrstu kynningu á atburði; aðeins fyrstu skotmörk sýndu fram á ávinning fyrir væntanlegt samanborið við óvænta fyrri atburði (og þegar aðeins fyrstu atburðir voru skoðaðir). Þó að aukið högghlutfall fyrir fyrstu væntanlegu skotmörkin sé í samræmi við túlkun okkar á gögnunum, sáum við ekki marktæk áhrif fyrir F1 atburði. . Við leggjum til að þetta gæti stafað af innri litlum mun á skynjunarskörun milli þess að hitta skotmark og mjög svipaða þynnu. Hugsanlegt er að auknir erfiðleikar sem tengjast fyrsta F1 atburði, knúinn áfram af mikilli en ekki fullri skörun við kóðaða hlutinn, vegur þyngra en hugsanleg áhrif óbeinrar þátttöku kóðunar. Fortargets, aftur á móti, er full skynjunarskörun við kóðaða hlutinn, sem getur auðveldað viðurkenningu á væntanlegum markmiðum, en væntingarbrot myndi koma í veg fyrir það. Stuðningur við þessa túlkun má finna í síðari andstæðum víxlverkunarinnar í tilraun 1, þar sem skotmörk ráða ríkjum í uppörvuninni í UprevEcurr, en F1 virðist knýja fram lélega minni fyrir UprevUcurr. Ennfremur, eins og fjallað var um hér að ofan, bendir skortur á áhrifum fyrir þynnur með lægri líkingu til þess að skynjunarálag gegni mikilvægu hlutverki í því hvernig eftirvænting stjórnar minnisferlum. Í ljósi öflugrar hegðunarsamskipta milli síðari atburða og viðbótar fMRI niðurstaðna, teljum við að væntingarstýrð breyting í átt að kóðunreikningi útskýri gögnin okkar best.

Þar sem meðhöndlun væntinga átti sér stað við endurheimt er óljóst hvort það að lenda í væntanlegum atburðum hafi leitt til endurheimtar sem skipta máli fyrir verkefni eða virka þátttöku í endurheimtarstöðu, óháð eftirspurn verksins. Þrátt fyrir að þátttaka tímabundinna svæða í endurheimtardrifnu neti (Hayamaet al., 2012) sé til marks um endurnýjun, gerir þetta ekki greinarmun á þessum tveimur valkostum. Framtíðarrannsóknir gætu hornrétt væntingar og minningarástand, sem gerir það kleift að móta markmið (kóðun/heimsókn) og væntingastöðu. Athuganir á breytingum í átt að endurheimtarástandi, ef til vill ásamt hönnun sem er fínstillt fyrir hagnýta og skilvirka tengingu, munu stuðla að áframhaldandi viðleitni til að útskýra hvernig hippocampus færist á milli minnisástanda (Colgin, 2016; Kafkas og Montaldi, 2018a; Bein o.fl., 2020). Þó að óvæntir atburðir þar sem þú lendir í mikilli undrun séu sérstaklega eftirminnilegir, á eftir að ákvarða að hve miklu leyti skýr vitund um undrun breytir þessu fyrirkomulagi og hvernig minni krefst þess að beina virkni í sjónkerfinu.

Að lokum greinum við frá nýjum sönnunargögnum fyrir alls staðar aðlögunarkóðun vélbúnaðarins, sem kviknaði við endurheimt vegna brots á væntingum, sem leiðir til mismunandi áhrifa á frammistöðu viðurkenningar. Við leggjum til að aukin eftirspurn eftir inntak í hnakkabotn og upp, ásamt virkjun hippocampus-miðheila, séu merki um kóðunarástand af völdum væntingabrota, jafnvel án skýrrar umbun eða kennslu.

Hin flókna tímalega gangverki áhrifa þessa kerfis á minni sýnir fram á að væntingadrifin breyting í átt að umskráningarástandi felur í sér aukna skynjunarvinnslu, sem hefur jákvæð áhrif á rétta greiningu á sambærilegum atburðum í kjölfarið. Þessar niðurstöður hafa mikilvæga þýðingu fyrir skilning okkar á því hvernig úrvinnsla okkar á atburðum í röð, væntanlegum eða óvæntum, er mótuð af tímalegu gangverki atburðaröðarinnar.

Heimildir

1. Aly M, Turk-Browne NB (2017) Hvernig hippocampal minni mótast og mótast af athygli. Í: Hippocampus frá frumum til kerfa, bls. 369–403. Cham: Springer International Publishing.

2. Ashburner J (2007) A fast diffeomorphic image registration algorithm.Neuroimage 38:95–113.

3. Axmacher N, Cohen MX, Fell J, Haupt S, Dümpelmann M, Elger CE, Schlaepfer TE, Lenartz D, Sturm V, Ranganath C (2010) IntracranialEEG fylgir væntingum og minnismyndun í hippocampus og kjarna mannsins. Neuron 65:541–549.

4. Bates D, Mächler M, Bolker B, Walker S (2015) Að passa línuleg blönduð áhrifalíkön með lme4. J Stat Softw 67:1–48.

5. Bein O, Duncan K, Davachi L (2020) Mnemonic prediction errors bias hippocampal states. Nat Commun 11:3451.

6. Buzsáki G (2002) Þetusveiflur í hippocampus. Neuron 33:325–340.

7. Colgin LL (2016) Rhythms of the hippocampal network. Nat Rev Neurosci17:239–249.

8. Desikan RS, Ségonne F, Fischl B, Quinn BT, Dickerson BC, Blacker D, Buckner RL, Dale AM, Maguire RP, Hyman BT, Albert MS, Killiany RJ(2006) Sjálfvirkt merkingarkerfi til að skipta heilaberki mannsins. á segulómskoðun á áhugaverðum svæðum sem byggjast á gyral. Neuroimage31:968–980.

9. Duncan K, Sadanand A, Davachi L (2012) Minni's penumbra: episodicemory ákvarðanir framkalla langvarandi minnismerki hlutdrægni. Vísindi 337:485–487.

10. Fox J (2003) Áhrif birtast í R fyrir almenn línuleg líkön. J Stat Softw8:1–7.

For more information:1950477648nn@gmail.com