Hluti 3: Umhverfisbreytingar breyta rýmisminni mannsins á áhrifaríkan hátt
Mar 22, 2022
Tengiliður: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Netfang:audrey.hu@wecistanche.com
Vinsamlega smelltu hér til að hluta 2
4|AÐFERÐIR
4.1|Þátttakendur
Fjörutíu og níu þátttakendur gáfu skriflegt samþykki og fengu greitt fyrir þátttöku í tilraun 1, 53 fyrir tilraun 2 og 48 fyrir tilraun 3. Einn þátttakandi úr tilraun 1 og fjórir þátttakendur úr tilraun 2 voru útilokaðir fyrir að standa sig verr en tilviljun í lok tilraunarinnar síðasta kunnuglega blokk. Þátttakandi til viðbótar var útilokaður frá tilraun 2 sem frávik (tilfærslustig > 3 fyrir ofan meðaltal, í spáða átt), sem skilur eftir 48 þátttakendur í tilraun 1 (31 kona, meðalaldur 23,5, aldursbil 18–44) , 48 í tilraun 2 (30 konur, meðalaldur 22,4, aldursbil 18–33) og 48 í tilraun 3 (38 konur, meðalaldur 22,9, aldursbil 18–44), með 24 þátttakendum í hverju tilraunaástandi. Úrtaksstærðin var valin áður en allar tilraunir voru framkvæmdar þannig að hún væri tvöfaldur fjöldi þátttakenda í fyrri tilraunum sem rannsaka svipuð áhrif (Chen o.fl., 2015). Allir þátttakendur veittu upplýst samþykki í samræmi við endurskoðunarnefnd háskólans í Pennsylvaníu.
4.2|Tilraunareglur
4.2.1|Tilraun 1: Sýndarumhverfi skrifborðs með allar sjónrænar upplýsingar tiltækar—Við notuðum Source SDK Hammer Editor (http://www.valvesoftware.com, Valve Software, Bellevue, WA) til að smíða sýndarveruleikaumhverfi sem voru sýnd og sýnd frá fyrstu- einstaklingssjónarmið með því að nota auglýsingaleikjahugbúnaðinn Portal (http://www.valvesoftware.com, Valve Software, Bellevue, WA). Umhverfið var sýnt á 27-in. LG skjár (upplausn: 1920 × 1080) og þátttakendur sátu um það bil 50 cm frá skjánum. Þátttakendur lærðu staðsetningu markhluta inni í sýndarumhverfi með því að nota námsferlið sem lýst er í aðaltextanum og sýnt er á mynd 2. Þátttakendur fóru í gegnum umhverfið með því að nota hægri höndina til að nota örvatakkana til að fara fram eða aftur og beygja til vinstri eða rétt. Meðan á endurnýjunarfasanum stóð fóru þátttakendur að staðsetningu hlutar sem þeir muna og ýttu á „r“ takkann með vinstri hendi til að skrá svar þeirra. Sýndarstefna og staðsetning voru skráð á 100 ms fresti.
Hið kunnuglega umhverfi var ferningur sýndarvettvangur, án lofts. Hver mörkveggur var 116 sýndareiningar (vu) að lengd × 5,6 vu á hæð miðað við herma augnhæð upp á 4 vu. Ein sýndareining samsvarar 0.3048 raunverulegum metrum (1 fet). Markhlutirnir fjórir voru ofn, lampi, olíutunnur og kaka. Í upphafi hverrar blokkar söfnuðu þátttakendur hvern markhlut í gervi-handahófskenndri röð tvisvar án þess að nokkur skipti um tilraunir. Þeir gerðu síðan 16 skiptiprófanir (4 fyrir hvern hlut, í gervi-handahófskenndri röð), sem var strax fylgt eftir með söfnunarprófi fyrir sama hlut til að veita endurgjöf. Leiðbeiningarnar fyrir hverja prufu (annaðhvort "Safna" eða "Skipta út," fylgt eftir með nafni markhlutarins) voru birtar á miðjum skjánum fyrir alla prufuna. Í hverri "safna" prufa var aðeins hluturinn sem átti að safna til staðar í herberginu. Í „skipta út“ tilraunum voru engir hlutir til staðar. Sama áferð var borin á alla veggi. Fjarlægar vísbendingar, í formi sólar, himins og fjallahrings, umkringdu völlinn (Mynd S1). Þessar fjarlægu vísbendingar voru sýndar í óendanleika og veittu þannig upplýsingar um stefnu en engar vísbendingar um staðsetningu.
Þátttakendur kláruðu tvo kubba, kunnuglega kubba og síðan aflögunarkubbi. Aðeins skipti um tilraunir voru mismunandi á milli blokka. Umhverfið sem notað var til að skipta um tilraunir í aflögunarblokkinni var annað hvort strekkt 50 prósent ásamt einvídd miðað við kunnuglega ferningaumhverfið (breidd 174 vu × lengd 116 vu) eða þjappað 50 prósent (breidd 58 vu × lengd 116 vu). Til að búa til þetta vansköpuðu umhverfi var gólf-, vegg- og loftáferðin ekki endurskaluð, heldur voru þau stytt (við þjöppun) eða haldið áfram að flísa nýja rýmið (við teygjur). Tíu þátttakendur tóku eftir mun á upprunalegu og vansköpuðu umhverfi.
bæta minnicistanche vörur
4.2.2|Tilraun 2: Sýndarumhverfi skjáborðs með sjónrænum upplýsingum
hulið við að skipta um tilraunir—Hönnun og verklagsreglur voru svipaðar og í tilraun 1, nema eins og lýst er hér að neðan.
Hið kunnuglega umhverfi var ferkantað sýndarherbergi. Hver veggur var áferð með einstöku veggfóðri til að gefa vísbendingar um stefnu. Gólfið var einnig endurtekið áferð til að veita upplýsingar um ljósflæði en gólfáferðin gaf engar vísbendingar um staðsetningu inni í umhverfinu. Hver landamæraveggur var 116 sýndareiningar (vu) á lengd og 19 vu á hæð miðað við herma augnhæð upp á 4 vu. Umhverfið var algjörlega lokað af veggjum og lofti (Mynd S1).
Þátttakendur luku þremur blokkum. Í fyrstu blokkinni var umhverfið ferkantað og sjónræn vísbendingar voru alltaf sýnilegar. Í seinni reitnum var umhverfið líka ferningur og sjónrænar vísbendingar við að skipta um tilraunir (en ekki söfnunarprófanir) voru duluð af þéttri þoku þegar þátttakandi ferðaðist að minnsta kosti 3,1 vu frá upphafsstað sínum. Þokan er fullmettuð við 12,5 Vu, sem lokar öllum sjónrænum vísbendingum fyrir utan þennan radíus. Allir hlutir voru staðsettir að minnsta kosti 30 vu frá öllum mörkum. Í þriðja blokkinni (aflögunarblokk) voru sjónrænar vísbendingar einnig dulaðar af þéttri þoku við hreyfingu frá upphafsstöðu og kunnuglega herberginu var skipt út fyrir rétthyrnt herbergi sem var annaðhvort teygt 50 prósent frá upprunalega ferningnum meðfram einum ás (breidd 174 Vu × lengd 116 VU) eða þjappað 50 prósent (breidd 58 vu × lengd 116 vu). Til að búa til þetta vansköpuðu umhverfi var gólf-, vegg- og loftáferðin ekki endurskaluð heldur voru þau stytt (til þjöppunar) eða haldið áfram að flísa nýja rýmið (fyrir teygjur). Ellefu þátttakendur tóku eftir mun á upprunalegu og vansköpuðu umhverfi.
4.2.3|Tilraun 3: Yfirgripsmikið sýndarumhverfi með fullum sjónrænum og vestibular upplýsingum tiltækar—Hönnun og verklagsreglur fyrir tilraun 3 voru svipaðar og í tilraun 1, nema eins og lýst er hér. Við notuðum Unity leikjavél útgáfu 5.6 (https://unity3d.com, Unity Technologies, San Francisco, Kaliforníu) til að smíða og gera yfirgnæfandi sýndarveruleikaherbergi með steríósæpum HTC Vive skjá og staðsetningarmælingu (upplausn 1.080 × 1.200 á auga; https://www.vive.com/, HTC með tækni frá Valve Corporation, New Taipei City, Taiwan). Svörum á meðan á endurnýjun stóð var safnað með því að þátttakendur ýttu á „kveikju“ takkann á þráðlausum HTC Vive stjórnandi með ráðandi hendi. Þátttakendur gátu frjálslega hreyft höfuðið og gengið um umhverfið. Stefna þeirra og staðsetning voru skráð á 100 ms fresti. Engir þátttakendur kvörtuðu undan ferðaveiki meðan á tilrauninni stóð eða eftir hana.
Hið kunnuglega umhverfi var ferhyrnt sýndarherbergi, 2,4 m á lengd × 2,4 m á breidd × 2,5 m á hæð. Staðsetningar 2 (norður-suður) sýndarvegganna passa við 2 af veggjum líkamlegra rakningarherbergis, hinir 2 (austur-vestur) ósamsvarandi sýndarveggir voru færðir til við aflögun. Allir veggir voru kolgráir áferð. Gólf og loft voru ljósgrár áferð. Ljósgrá gólf til lofts 0,1 m á breidd × 0,1 m löng súla var staðsett í hverju horni til að hindra þátttakendur í að hafa samband við mælingarbúnaðinn (Mynd S1).
Þátttakendur kláruðu tvo kubba, kunnuglega kubba og síðan aflögunarkubbi. Aðeins skipti um tilraunir voru mismunandi á milli blokka. Umhverfið sem notað var við að skipta út prófunum á aflögunarblokkinni var annað hvort teygt eftir einni vídd (austur-vestur) með því að færa annan eða báða ósamþykkta veggina og nágrannasúlur þeirra (breidd 2,8 m × lengd 2,4 m) eða þjappað eftir þessari vídd (breidd 2. 0 m × lengd 2,4 m). Á milli blokka var skjárinn svartur í 5 s með leiðbeiningunum „bíða eftir næstu prufu“ sýndar neðst í miðju sjónsviðsins.
Vegna þess að ekki var lengur hægt að fjarskipta þátttakendum á milli prófana var þeim sagt að færa sig fyrir hverja tilraun til að horfast í augu við og næstum snerta miðju eins af fjórum veggjum eins og gefið er til kynna með fljótandi svörtu ör. Til að tryggja að þátttakandinn sæi enga veggi hreyfast við aflögunartilraunir, var tilfærsla veggurinn háður upphafsstöðu fyrir þá tilraun. Ef réttarhöldin hófust frá austurveggnum, þá færðist vesturveggurinn um {{0}},4 m. Ef prufa byrjaði frá vesturvegg, þá færðist austurveggurinn til um 0,4 m. Ef tilraunin hófst annaðhvort frá norður- eða suðurveggnum, þá færðust bæði austur- og vesturveggurinn um 0,2 m hvor. Frá öllum upphafsstöðum var tafarlaus tilfærsla veggja ekki sýnileg. Enginn þátttakandi tók eftir meðhöndluninni.
Heildarsettið af markhlutum var rauð kúla, blár teningur, grænn strokkur og fjólublátt hylki. Staðsetningar hlutar voru allar innan 0,4 m frá miðju kunnuglega umhverfisins. Allir hlutir voru settir fram á sama gráa 1,5 m háa stallinum til að hækka þá í um það bil augnhæð (Mynd S1). Markhlutirnir fyrir hverja tilraun voru valdir í gervi-handahófskenndri röð. Leiðbeiningarnar (annaðhvort "Safnaðu" eða "Skiptu út" á eftir nafni markhlutarins í texta sem passaði við lit markhlutarins, eða "Farðu í örina" til að hefja næstu prufu) voru birtar neðst í miðju myndefnisins reit fyrir allar tilraunir.
cistanche ávinningur: auka minni
4.3|Greining
Öll skráð gögn voru flutt inn í MATLAB (MathWorks) og greind með sérsniðnum skriftum.
4.3.1|Hlutskipti staðsetningargreiningar—Eins og lýst er í aðaltextanum og myndinni
3, til að prófa hvort staðsetningar hlutar sem skipt var um væri háð upphafsmörkum, jöfnuðum við fyrst alla fjóra hlutina með því að draga frá miðgildi þeirra sem skipt var um staðsetningar. Næst, fyrir hvern ás (norð-suður og austur-vestur) reiknuðum við tilfærsluna meðfram þeim ás milli miðgildis staðsetninga þegar byrjað er frá einu mörkum (norður eða austur) að frádregnum mótmörkum (suður eða vestur). Að lokum reiknuðum við mismuninn á vakt mældum meðfram aflöguðu og óaflöguðu víddunum sem endanlega mælikvarða á áhuga. Miðgildi voru valin sem mælikvarði á miðlæga tilhneigingu til að draga úr áhrifum útlægra á stöðum sem skipt var út.
4.3.2|Tölfræði - Öll tölfræðipróf voru tvíhliða (nema annað sé tekið fram)
óparametrísk próf þar sem tiltekið próf er tekið fram sem fylgir hverri niðurstöðu. Miðað við venjulega langhala dreifingu vaktagagnanna, voru próf sem ekki voru við hlið valin þar sem þessi próf gera ekki ráð fyrir sérstakri lögun prófuðu dreifingarinnar. Greint var frá W-tölfræði fyrir öll Wilcoxon undirrituð-röð og raðsummupróf. Allar línur með kassa-og-högg gefa til kynna lágmark til hámarks (högg), fyrsta til þriðja fjórðungssvið (kassa) og miðgildi (lína) dreifingarinnar.
cistanche ávinningur: auka minni
Viðbótarefni
Sjá vefútgáfuna á PubMed Central fyrir viðbótarefni.
VIÐTAKNINGAR
Við þökkum stuðning frá NSF styrk PHY-1734030 (VB), NIH styrki EY022350 og EY027047 (RAE), og NSF IGERT styrk 0966142 (ATK). VB var einnig að hluta til studd af Honda Research Institute Curious-Minded Machines áætluninni og Aspen Center for Physics (Aspen, Colorado; NSF styrkur PHY-1607611) á þessum tíma.
Upplýsingar um fjármögnun
Honda Research Institute Forvitinn-minded Machines; National Institute of Health, styrk-/verðlaunanúmer: EY022350, EY027047; National Science Foundation, styrk-/verðlaunanúmer: IGERT 0966142, PHY-1607611, PHY-1734030
YFIRLÝSING UM AUKA gagna
Gögn og sérsniðin MATLAB forskriftir sem útfæra allar greiningar eru aðgengilegar á https://github.com/akeinath/HumanMinni_Umhverfisbreytingar.
cistanche ávinning
HEIMILDIR
Barry C, Hayman R, Burgess N og Jeffery KJ (2007). Upplifunarháð endurskala á entorhinal grids. Nature Neuroscience, 10, 682–684. 10.1038/nn1905 [PubMed: 17486102]
Bellmund JLS, de Cothi W, Ruiter TA, Nau M, Barry C og Doeller CF (2020). Aflögun mæligilda vitræna korta skekkir minnið. Nature Human Behaviour, 4, 177–188. 10.1038/s41562-019-0767-3
Burak Y og Fiete IR (2009). Nákvæm leiðarsamþætting í samfelldum aðdráttarnetslíkönum af netfrumum. PLoS Computational Biology, 5, e1000291. 10.1371/journal.pcbi.1000291 [PubMed: 19229307]
Bush D, Barry C, Manson D og Burgess N (2015). Notkun hnitaneta fyrir siglingar. Neuron, 87, 507–520. 10.1016/j.neuron.2015.07.006 [PubMed: 26247860]
Bush D og Burgess N (2014). Blendingssveiflutruflun/samfellt aðdráttarafl netlíkan af netfrumuhleypi. The Journal of Neuroscience, 34, 5065–5079. 10.1523/JNEUROSCI.4017-13.2014 [PubMed: 24695724]
Chen G, Lu Y, King JA, Cacucci F og Burgess N (2019). Mismunandi áhrif umhverfis og sjálfshreyfingar á stað- og netfrumuhleypi. Nature Communications, 10, 630. 10.1038/s41467-019-08550-1
Chen X, He Q, Kelly JW, Fiete IR og McNamara TP (2015). Hlutdrægni í mannlegri leið samþættingu er
spáð fyrir um eiginleika ristfruma. Núverandi líffræði, 25, 1771–1776. 10.1016/j.cub.2015.05.031 [PubMed: 26073138]
Cheng K, Shettleworth SJ, Huttenlocher J og Rieser JJ (2007). Bayesísk samþætting landupplýsinga. Psychological Bulletin, 133, 625–637. 10.1037/0033-2909.133.4.625 [PubMed: 17592958]
Cheung A, Ball D, Milford M, Wyeth G og Wiles J (2012). Að viðhalda vitsmunalegu korti í myrkri: Þörfin á að sameina landamæraþekkingu við samþættingu leiða. PLoS Computational Biology, 8, e1002651. 10.1371/journal.pcbi.1002651 [PubMed: 22916006]
Deshmukh SS og Knierim JJ (2011). Framsetning á ekki staðbundnum og staðbundnum upplýsingum í lateral entorhinal cortex. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 5, 69. 10.3389/fnbeh.2011.00069 [PubMed: 22065409]
Deshmukh SS og Knierim JJ (2013). Áhrif staðbundinna hluta á framsetningu hippocampus: Merkivigrar og minni. Hippocampus, 23, 253–267. 10.1002/hipo.22101 [PubMed: 23447419]
Doeller CF, Barry C og Burgess N (2010). Sönnunargögn fyrir netfrumur í minnisneti manna. Náttúra, 463, 657–661. 10.1038/nature08704 [PubMed: 20090680]
Doeller CF og Burgess N (2008). Sérstök villuleiðrétting og tilfallandi lærdómur um staðsetningu miðað við kennileiti og landamæri. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105, 5909–5914. 10.1073/pnas.0711433105 [PubMed: 18413609]
Doeller CF, King JA og Burgess N (2008). Samhliða striatal og hippocampal kerfi fyrir kennileiti og mörk í staðbundnu minni. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105, 5915–5920. 10.1073/pnas.0801489105 [PubMed: 18408152]
Dordek Y, Soudry D, Meir R og Derdikman D (2016). Að draga eiginleika ristfrumu úr staðfrumuinntakum með því að nota ekki neikvæða aðalhlutagreiningu. eLife, 5, e10094. 10.7554/ eLife.10094 [PubMed: 26952211]
Ekstrom AD, Harootonian SK og Huffman DJ (2020). Kóðun nets, staðbundin framsetning og siglingar: Eigum við að gera ráð fyrir myndbrigði? Hippocampus, 30, 422–432. 10.1002/hipo.23175 [PubMed: 31742364]
Epstein RA, Patai EZ, Julian JB og Spires HJ (2017). Vitsmunakortið hjá mönnum: Landleiðsögn og víðar. Nature Neuroscience, 20, 1504–1513. 10.1038/nn.4656 [PubMed: 29073650]
Etienne AS, Boulens V, Maurer R, Rowe T og Siegrist C (2000). Stutt yfirlit yfir þekkt kennileiti endurskipuleggja samþættingu slóða í hamstra. Naturwissenschaften, 87, 494–498. 10.1007/ s001140050766 [PubMed: 11151669]
Etienne AS og Jeffery KJ (2004). Samþætting slóða í spendýrum. Hippocampus, 14, 180–192. 10.1002/ hipo.10173 [PubMed: 15098724]
Fiete IR, Burak Y og Brookings T (2008). Hvaða netfrumur segja til um staðsetningu rotta. The Journal of Neuroscience, 28, 6858–6871. 10.1523/JNEUROSCI.5684-07.2008 [PubMed: 18596161]
Gallistel CR (1990). Skipulag námsins. Cambridge, MA: Bradform Books/MIT Press. Hafting T, Fyhn M, Molden S, Moser MB og Moser EI (2005). Örbygging rýmiskorts í entorhinal cortex. Náttúra, 436, 801–806. 10.1038/nature03721 [PubMed: 15965463] Hardcastle K, Ganguli S, & Giocomo LM (2015). Umhverfismörk sem villuleiðrétting
vélbúnaður fyrir netfrumur. Neuron, 86, 827–839. 10.1016/j.neuron.2015.03.039 [PubMed: 25892299] Hartley T, Trinkler I, & Burgess N (2004). Geometrískir ákvarðanir um rýmisminni mannsins.
Cognition, 94, 39–75. 10.1016/j.cognition.2003.12.001 [PubMed: 15302327]
