Modularea indirectă a memoriei vizuale umane

pentru mai multe informații:ali.ma@wecistanche.com

Apasa peExtractul de Cistanche beneficiază de memorie

Stas Kozak1,2, Noa Herz1,2,Yair Bar‑Haim1 și Nitzan Censor1*

Condițiile în care amintirile devin dezadaptative au inspirat cercetări ample orientate spre modularememoriețintindu-l direct și explicit. Având în vedere limitările modulării directe a memoriei, ne-am întrebat următoarele: amintirile țintă pot fi modulate indirect? Pentru a aborda această întrebare, am vizat în mod unic amintirile vizuale și am folosit o paradigmă care folosește instrucțiuni pentru a uita sau a aminti amintirile nou codificate. Am folosit o abordare multi-domeniu și am aplicat instrucțiunile informațiilor verbale încorporate prezentate în timpul codificării (cuvinte), intenționând să moduleze indirect recunoașterea memoriei contextului vizual țintă în sine (imagini). În consecință, participanților li s-au prezentat două liste de cuvinte, în care fiecare cuvânt a fost precedat și urmat de imagini. Participanții au fost instruiți să-și amintească sau să uite prima listă de cuvinte. După cum era de așteptat, instrucțiunea de a aminti sau de a uita cuvintele a influențat în mod diferențial cuvântulmemorieputere. Important, instrucțiunile referitoare la cuvinte au modulat indirect puterea memoriei imaginii. O memorie mai bună pentru cuvinte a dus la o putere redusă a memoriei imaginii și invers, cu instrucțiunea de a aminti cuvintele reducând imagineamemorieputere. Împreună cu o corelație negativă între puterea memoriei cuvântului și a imaginii, rezultatele sugerează o competiție pentru resursele partajate între memorie pentru conținut și context. Aceste descoperiri pot deschide noi căi pentru a modula indirect amintirile dezadaptative.

Amintirile disfuncționale în psihopatologie, cum ar fi tulburarea de stres posttraumatic și depresia au încurajat cercetările asupramemoriemodulația 1. Ca parte a acestui efort, au fost utilizate abordări farmacologice, comportamentale și non-invazive pentru a influența direct amintirile vizate2,3. Deși s-au făcut progrese considerabile, modularea fiabilă a episoduluimemoriela om rămâne evazivă4. Tehnicile farmacologice și neinvazive de neuromodulație lipsesc, de obicei, de specificitate și nu sunt întotdeauna potrivite pentru oameni3,5, în timp ce abordările comportamentale au de obicei efecte mici asupra memoriei6 și uneori pot îmbunătăți.memorieputerea în loc să o reducă7.

Având în vedere provocările existente asociate cu modularea directă a amintirilor, am testat dacă vizual episodicmemoriear putea fi modulată indirect. În viața de zi cu zi, elementele de conținut sunt de obicei codificate împreună cu scene contextuale vizuale, care sunt apoi încorporate înmemorieurma8,9. Ca atare, modularea articolului codificat poate influența, de asemenea, invers cadrul contextual al acestuia, potențial din cauza competiției asupra resurselor partajate10–12. Spre deosebire de studiile anterioare (ex.13), am aplicat o abordare multi-domeniu, în care am influențat direct memoria într-un domeniu (cuvinte), pentru a modula indirect memoria țintă într-un domeniu diferit (imagini). Am vizat indirect amintirile vizuale (imagini), deoarece acestea sunt foarte relevante pentru amintirile din viața reală care pot deveni dezadaptative și necesită modulare. În mod specific, am folosit o paradigmă de uitare direcționată (DF) utilizând instrucțiuni pentru a uita sau a aminti în mod voluntar informațiile nou codificate14, în mod obișnuit concepute pentru a modula informațiile vizate.memorie, eventual prin mecanisme de schimbare contextuală15–20. Cu toate acestea, am aplicat aceste instrucțiuni directe informațiilor verbale încorporate prezentate în timpul codificării (cuvinte), pentru a modula indirect recunoașterea contextului vizual țintă.memorieîn sine (imagini). În consecință, participanții au studiat două liste de cuvinte încorporate într-un context pictural, care a fost ținta reală a modulării memoriei. Prin urmare, au primit un indiciu fie să uite (n=20) fie să-și amintească (n=20) cuvintele prezentate în prima listă (lista instruită 1), fără instrucțiuni directe despre imaginile contextuale în care lista a fost încorporată (Fig. 1) (vezi secțiunea „Materiale și metode”). Ne-am gândit că indiciul de a uita sau de a-și aminti cuvintele nu va afecta doar puterea memoriei pentru cuvinte, ci va modula indirect recunoașterea imaginii. Mai exact, dacă amintirea instrucțiunilor care conduc la o mai bună memorie pentru cuvinte ar duce la o imagine redusămemorieputere și invers, acest lucru poate susține o posibilitate de competiție față de resursele partajate, rezultând în modularea indirectă a memoriei imaginii.

Figura 1. Design experimental de modulare a memoriei vizuale indirecte (A) Participanților li s-au prezentat două liste de cuvinte prezentate intermitent între imagini, care au fost ținta reală pentru modularea indirectă a memoriei vizuale. A fost prezentat un indiciu pentru a uita sau a aminti prima listă de cuvinte. (B) După codificare,memorieputerea a fost testată pentru cuvinte (modulație directă a memoriei) și imagini (modulație indirectă a memoriei vizuale). Imaginile ilustrate sunt de la FIGRIM, o bază de date disponibilă public54.

Rezultate

În concordanță cu direct anteriormemorierezultatele modulației, instrucțiunea de a aminti sau de a uita cuvintele influențate în mod diferențial.Memorieputerea din lista instruită 1 în raport cu lista 2, a fost mai mare în condiția de memorare decât în ​​condiția de uitare (F(1,38)=4.906, p=0.033, η2p {{9 }}.114, Fig. 2A). Un efect de cost de uitare direcționată14,21 a fost confirmat cu o analiză post-hoc a listei instruite 1, indicând o putere mai mare a memoriei în starea de memorare decât în ​​condiția de uitare (t(38)=− 3.161, p=0 .003, d=1.02).

Instrucțiunile referitoare la cuvinte pot modula indirect imagineamemorieputere? Intr-adevar, pozamemorieputerea din lista instruită 1 în raport cu lista 2 a fost mai mică atunci când instrucțiunile trebuiau să-și amintească cuvintele, comparativ cu atunci când instrucțiunile trebuiau să uite cuvintele (F(1,38)=7.107, p=0 .011, η2p=0.158, Fig. 2B). O analiză post-hoc a arătat că instrucțiunea de a reține cuvintele a redus imagineamemorieputerea (lista 1 instruită în raport cu lista 2, t(19)=− 2,778, p=0.012, d=− 0,62, Fig. 2B). De remarcat, aceste rezultate nu s-au datorat ordinii testelor de memorie pentru cuvinte/imagine (a se vedea Informații suplimentare).

Această modulare indirectă amemoriecăci imaginile erau astfel în direcția opusă memoriei pentru cuvinte. Pentru a testa direct relația inversă dintre cuvânt și imaginememorieputere, am inclus în același model atât cuvintele, cât și imaginile, prin calculul unui indice de modulație a memoriei (lista 1 instruită în raport cu lista 2). Rezultatele indică o interacțiune semnificativă întrememorietip (cuvânt/imagine) și instrucțiune (amintește-ți/uita), (F(1,38)=9.180, p=0.004, η2p=0. 195, Fig. 2C), astfel încât o memorie mai bună pentru cuvinte a dus la o recunoaștere redusă a imaginii și invers. O corelație negativă între puterea memoriei cuvântului și a imaginii a fost, de asemenea, evidentă (lista de instrucțiuni 1, r=- 0,46, p=0,003, Fig. 2D). Împreună, rezultatele indică faptul că instrucțiunea de a aminti sau de a uita cuvintele a modulat indirect și invers puterea memoriei imaginii.

O posibilă explicație alternativă la aceste rezultate este că recunoașterea mai scăzută a imaginii în lista 1 în comparație cu lista 2 reflectă un efect de recentitate22,23. Deși aplicarea unei sarcini de distragere așa cum este utilizată în studiul nostru elimină de obicei efectele recente15,18,24, totuși am efectuat un experiment de control pentru a aborda această posibilitate. În experimentul de control, participanții au codificat aceleași liste, dar au fost instruiți să-și amintească direct imaginile în loc de cuvinte. După cum era de așteptat, a existat un efect foor pentru puterea cuvântului (Fig. 2E). Important, pozamemorieputerea a rămas constantă de-a lungul listelor (lista 1 instruită în raport cu lista 2, t(19)=− 0.179, p=0.860, d {{8} } − 0.03, Fig. 2F), susținând ideea că modularea memoriei recunoașterii imaginii a fost condusă de instrucțiunile referitoare la cuvinte, mai degrabă decât să reflecte un efect de recentă.

Discuţie

memoriecăci cuvintele au dus la o recunoaștere redusă a imaginii. În mod constant, a fost observată o corelație negativă între cuvânt și imaginememorieputere. Un experiment suplimentar de control a exclus posibilitatea ca modularea indirectă a memoriei imaginii să rezulte dintr-un efect de recentă. Luate împreună, rezultatele actuale susțin concurența întrememoriepentru conținut și context, sugerând că aceste două tipuri de amintiri se bazează pe resurse neuro-cognitive comune.

Figura 2. Rezultatele modulării memoriei (A) Directmemoriemodulare. Instrucțiuni de a aminti fie (roșu) fie de a uita (albastru) cuvintele influențate în mod diferențial rechemarea cuvintelor, cu puterea memoriei mai mare în starea de amintire decât în ​​condiția de uitare (lista 1 instruită în raport cu lista 2). (B) Indirectmemoriemodulare. Puterea memoriei imaginii a fost mai mică atunci când au fost date instrucțiuni pentru a reține cuvintele, în comparație cu când au fost date instrucțiuni pentru a uita cuvintele (lista 1 instruită în raport cu lista 2). (C) Modularea indirectă a memoriei pentru imagini a fost în direcția opusă memoriei pentru cuvinte, cu o memorie mai bună pentru cuvinte în conformitate cu instrucțiunile de „reține”, rezultând o recunoaștere redusă a imaginii și invers. (D) În mod constant, a fost observată o corelație negativă între puterea memoriei cuvântului și a imaginii (lista de instrucțiuni 1). (E) Testarea experimentului de control pentru efectele recente: instrucțiunile de a reține imaginile au dus la un efect de foor pentru reamintirea cuvintelor și (F) Puterea memoriei imaginii a rămas constantă pe liste. Barele de eroare reprezintă ± 1 Eroarea standard a mediei (SEM) *p<0.05, **p=""><>

Sugestia că mecanismul care stă la baza indirectmemoriemodulația face parte dintr-o competiție între memorie de conținut și context este în concordanță cu studiile anterioare. Stimulii care stimulează emoțional sunt adesea codificați cu prețul codificării informațiilor din jur25–27, sugerând o competiție de conținut și context asupramemorieresurse de codificare. Dovezile neuronale susțin interdependența dintre memorie pentru conținut și contextul înconjurător. Într-un experiment fMRI, instrucțiunile de a reține cuvintele au fost găsite pentru a crește activitatea neuronală asociată cu contextul lor vizual20. Deși aceste rezultate au fost interpretate ca o reprezentare crescută a informațiilor contextuale sub instrucțiunile de memorare20, un model recent de plasticitate non-monotonă propune că amintirile de uitat au o activitate neuronală mai mare în comparație cu amintirile amintite28, susținând posibilitatea unei relații inverse între conținut. și contextul înconjurător.

Memoriepentru contextul și conținutul s-a sugerat a fi reprezentate în cortexul parahipocampal și respectiv peririnal, două regiuni ale creierului care sunt conectate anatomic29 și, prin urmare, pot împărtăși resurse care se suprapun. În conformitate cu această sugestie, un studiu recent de stimulare magnetică transcraniană a arătat că inhibarea activității cortexului occipital lateral (LOC; legată de procesarea obiectelor) îmbunătățește acuratețea categorizării scenei printr-o creștere a activității zonei locului parahipocampal (PPA; legată de procesarea scenei)10, 11.

Important este că paradigma noastră experimentală sugerează acest lucrumemorieschimbul de putere între conținut și context poate fi manipulat prin procese de post-codificare. Instrucțiunile au fost date pentru întreaga listă de studiu după ce fusese deja percepută și codificată fără întrerupere (Fig. 1), sugerând că manipularea noastră a afectat procesele de memorie post-codificare30,31 și nu a fost condusă de modularea imediată a percepției online sau a memoriei de lucru32. –34. În plus, rezultatele noastre nu par să indice că instrucțiunile de a aminti sau de a uita au avut un efect general asupra atenției, deoarece aceste instrucțiuni au influențat memoria pentru cuvinte și imagini în direcții opuse. Și anume, instrucțiunile de memorare nu au îmbunătățit memoria generală, ci mai degrabă au crescut doar un tip de memorie, în timp ce l-au micșorat pe celălalt, și invers pentru instrucțiunile de uitare.

De remarcat, au fost utilizate anterior metode pentru influențarea indirectă a memoriilor codificate, concentrându-se mai degrabă pe procesarea online decât pe procesarea post-codificare. De exemplu, studiile anterioare au aplicat paradigma Tink No-Tink (TNT) folosind un indiciu în timpul prezentării cuvântului, semnalând participanții pentru a evita să se gândească la cuvântul prezentat. Prin inserarea de imagini fără legătură cu „spectatori” între cuvintele suprimate, s-a constatat că și suprimarea gândurilor a scăzutmemoriepentru articolele adiacente trecătorilor, formând o umbră amnezică afect35,36. Aceste rezultate evidențiază faptul că online, comparativ cu post-codarememorieprocesele de modulare pot implica diferite mecanisme. În mod corespunzător, s-a sugerat că efectele TNT se bazează pe angajarea cortexului prefrontal dorsolateral drept (DLPFC) cuplată cu supresia hipocampului, în timp ce metoda listă DF s-a dovedit că implică DLPFC stângă împreună cu decuplarea hipocampului și reducerea sincroniei fazei frecvenței alfa/beta37.

În timp ce experimentele anterioare DF au găsit memorie crescută pentru elementele din lista 2 în starea de uitare (numit efect de beneficiu), un astfel de efect a fost absent în studiul actual. Mai multe motive pot explica aceste rezultate. În primul rând, atunci când participanților li se cere să-și amintească cuvintele din lista 1 înainte de lista 2, efectul beneficiilor este adesea redus38. Deși având o alegere liberă, subiecții pot avea tendința de a-și aminti lista 2 în primul rând39, participanții la studiul nostru nu au avut nicio tendință consecventă de a-și aminti elementele din lista 2 înaintea elementelor din lista 1 (vezi informații suplimentare), reducând posibil capacitatea noastră de a detecta un efect benefic. peste subiecte. În al doilea rând, utilizarea unei liste de cuvinte relativ lungi, precum cea utilizată în acest studiu, ar putea reduce efectul de beneficii40. În al treilea rând, nu putem exclude posibilitatea ca o strategie de codificare diferită să fi fost utilizată atunci când participanții au învățat să enumere 2 rude în lista 1, un factor care a fost, de asemenea, indicat să influențeze efectul beneficiului41. În cele din urmă, inserarea de imagini contextuale în designul nostru ar putea fi crescut încărcarea cognitivă a subiecților și a redus efectul de beneficii42.

Am proiectat vizualulmemorietest bazat pe studii anterioare de recunoaștere prin alegere forțată, orientat să evalueze fdelitatea memoriei vizuale43 și nu numai probabilitatea de regăsire44,45. Cu toate acestea, metodele divergente de măsurare a memoriei în cuvinte și imagini pot constitui o limitare a acestui studiu și rămâne de stabilit dacă efectele observate aici sunt specifice memoriei de recunoaștere sau pot fi extinse la regăsirea memoriei libere, relevante pentru suplimentare. domenii de memorie. În plus, manipularea similarității imaginilor din folie poate fi utilizată pentru a accesa diferite aspecte ale memoriei vizuale, de exemplu, dacă efectele sunt specifice reprezentărilor picturale grosiere categorice sau fine44,45.

Abordarea noastră experimentală a fost unică și diferită de studiile anterioare13,18,30 în mai multe aspecte. În primul rând, în loc să aplicăm stimuli într-un singur domeniu, am ales o abordare multi-domeniu în care am influențat direct memoria într-un singur domeniu, pentru a modula indirect ținta.memorieîntr-un domeniu diferit. În al doilea rând, am vizat amintirile vizuale, deoarece amintirile vizuale sunt foarte relevante pentru amintirile din viața reală, care pot deveni dezadaptative. În al treilea rând, participanților nu li s-a cerut să judece sau să-și îndrepte atenția asupra niciunui aspect al memoriei modulate indirect (imagini), spre deosebire de procesele de codificare explicite și de efectul DF clasic13,46. Prin urmare, abordarea noastră reflectă prima modulare indirectă și inversă de acest fel a vizualului vizatmemorie. În timp ce modelele de metode de listă DF influențează în mod obișnuit doar memoria de retragere47, modularea recunoașteriimemoriear putea fi evidentă atunci când asocierile dintre itemii studiati sunt slabe48. În mod constant, abordarea multi-domeniu utilizată aici poate implica asocieri mai slabe între domeniile vizual și verbal, permițând modularea memoriei de recunoaștere vizuală.

Pe scurt, prin aplicarea indirectămemoriemodulare, provocările actuale din domeniul legate de modularea directă a memoriei pot fi depășite. Înțelegerea mecanismelor prin care amintirile țintă pot fi modulate indirect ar putea crea terenul pentru noi abordări de tratament pentru tulburările clinice, cum ar fi tulburarea de stres posttraumatic, în care amintirile persistente ale evenimentului traumatic sunt dezadaptative. Rezultatele actuale oferă o piatră de temelie importantă pentru cercetare care extinde aplicarea actuală atât la scenele încărcate de emoții, cât și la populații relevante clinic.

Materiale și metode

Participanții. Șaizeci și unu de voluntari (43 de femei, Mage=24,98 ani, SD=3},96, interval=19–38) au fost recrutați prin reclame online și tipărite. Criteriile de excludere au fost tulburări neurologice, fizice sau mentale auto-raportate. Toți participanții au raportat cel puțin 6 ore de somn în noaptea dinaintea sesiunii experimentale. Un participant a fost exclus din cauza dificultății de a înțelege instrucțiunile sarcinii. Dimensiunea eșantionului a fost determinată a priori pe baza unei dimensiuni medii raportate a efectului (η2p=0.09, putere=0.9) găsită în studiile anterioare privind uitarea direcționată prin metoda listei49,50 . Participanților li s-a oferit consimțământul informat scris înainte de testare și au fost compensați cu 20 USD sau credit de curs. Consiliul de examinare instituțional al Universității din Tel Aviv a aprobat studiul și toate metodele au fost efectuate urmând îndrumările și reglementările relevante.

Procedură. Participanții au efectuat o versiune modificată a paradigmei DF. Spre deosebire de experimentele anterioare DF, cuvintele neutre (16 pe listă, vezi Informații suplimentare)51,52 au fost încorporate într-un context pictural neutru (32 pe listă)53–55, creând un triplet imagine-cuvânt-imagine (Fig. 1). Cuvintele au fost prezentate timp de 3 s, iar imaginile timp de 1 s. Inter-stimul-interval (ISI) între tripleți a fost de 3 s. Pentru a minimiza orice distorsiuni de asociere semantică dintre cuvinte și imaginile din jur, am repartizat aleatoriu atât cuvintele, cât și imaginile pe liste.

În timpul debriefing-ului, participanții au fost instruiți să citească următoarele instrucțiuni: „În următorul experiment, vă vom cere să studiați două liste de cuvinte. Fiecare cuvânt va apărea timp de câteva secunde și va fi precedat și urmat de o imagine. Sarcina dvs. este să amintiți-vă cuvintele prezentate, ca dvsmemoriecăci aceste cuvinte vor fi testate la sfârșitul experimentului.” Aceste instrucțiuni au fost repetate cu voce tare de către instructor.

După ce a studiat prima listă, fiecare participant a primit un indiciu fie să uite, fie să-și amintească prima listă de cuvinte. Subiecții din grupul de memorare au primit următoarele instrucțiuni scrise: „Lista de cuvinte pe care tocmai ați văzut-o a fost prima parte a fazei de studiu. Vă rugăm să încercați să vă amintiți această listă”. Grupul Forgets a primit următoarele instrucțiuni scrise: „Lista de cuvinte pe care tocmai ați văzut-o a fost o listă de practică. Vă rugăm să încercați să uitați această listă”. Ambele grupuri au fost instruite să-și amintească a doua listă de cuvinte. Pentru a reduce efectele recente, participanții au fost rugați să rezolve probleme aritmetice timp de 1 minut ca element de distracție înainte de începerea fazei de testare15,24.

Prima fază de testare a fost efectuată imediat după sarcina de distracție și a constat dintr-o rechemare gratuită a cuvintelor și un test de recunoaștere a imaginii (Fig. 1B). În testul de reamintire gratuită, participanții au fost rugați să scrie câte cuvinte își pot aminti din ambele liste studiate, în orice ordine, inclusiv pe cele pe care au fost instruiți să le uite. Acest test nu a fost limitat în timp. La testul de recunoaștere a imaginii, participanții au efectuat un test de recunoaștere cu alegere forțată cu două alternative, în care au văzut simultan două imagini de scenă similare din aceeași categorie și au trebuit să decidă care dintre cele două a fost afișată în timpul fazei de studiu. Subiecții au fost rugați să răspundă cât mai repede și cât mai precis posibil. Fiecare probă de testare sa încheiat după răspunsul participantului. Ordinea testelor de reamintire gratuită și de recunoaștere a imaginii a fost contrabalansată între participanți.

Pentru a se asigura că imaginile au fost percepute ca neutre, participanții s-au întors la laborator la o zi după faza de studiu și au evaluat valența imaginilor din studiu56. Subiecții au fost expuși la toate imaginile neutre studiate (64 de imagini), precum și la 32 de imagini noi cu o valență negativă (mai mică de 3 pe o scară de autoevaluare 1-9) luate din baza de date IAPS56. Un studiu pilot a indicat că evaluările neutre sunt mai consecvente atunci când sunt afișate și elemente negative (a se vedea Informațiile suplimentare).

Analiza datelor. Procentul de răspunsuri corecte a fost calculat pentru fiecare listă de cuvinte și imagini. Punctele de date care se situau peste două abateri standard de la medie în fiecare condiție experimentală au fost câștigate la cel mai mare scor în intervalul - 2 < z="">< 257.="" încercările="" cu="" timpi="" de="" răspuns="" mai="" mici="" de="" 300="" ms="">< 1%)="" were="" excluded="" from="" further="">

A fost calculată un ANOVA mixt în două sensuri pentru cuvânt sau imaginememorieputerea, cu instrucțiuni (reține/uita) ca factor între subiecte și lista (lista 1, lista 2) ca factor în cadrul subiectului. Pentru a evalua relația dintre cuvânt și imaginememoriemodularea pe liste, a fost calculată un ANOVA mixt în două sensuri cu tipul de test (cuvânt/imagine) ca factor în cadrul subiectului și instrucțiunea (uitați/rețineți) ca factor între subiecți. A fost calculată o corelație Pearson între amintirea cuvintelor și recunoașterea imaginilor pentru lista instruită.