Подвійна дисоціація між заощадженнями та довготривалою пам’яттю в моторному навчанні. Частина 5

Механізми модуляції швидкості навчання в тимчасово-мінливій адаптації

Які механізми лежать в основі збільшення швидкості навчання при адаптації, що змінюється в часі?

Час - це магічне існування. Вона може зцілити біль минулого і змінити долю майбутнього. У нашому повсякденному житті плин часу часто впливає на нашу пам’ять. Іноді нам здається, що ми не можемо згадати конкретний момент події, або ми можемо виявити, що наша пам’ять згасає. Хоча ці явища можуть здатися тривожними, коливання часу мають багато позитивного впливу на нашу пам’ять.

По-перше, плин часу допомагає нам краще обробляти та зберігати інформацію. Іноді ми дізнаємося щось нове в якийсь момент, але не розуміємо цього повністю. Однак з часом ми перетравлюємо ці знання і зберігаємо їх у своєму мозку. Цей процес обробки та зберігання інформації надзвичайно важливий для нашої пам’яті. У цьому процесі ми можемо поступово закріплювати те, що навчилися, доки це зрештою не стане нашим здоровим глуздом і навичками.

По-друге, коливання часу також можуть допомогти нам краще висловлювати та розповідати історії. Ми часто чуємо, як хтось каже: «Пам’ятаю, я зробив щось цікаве минулого тижня, але я справді не можу це чітко висловити». У цей час нам допоможе плин часу. З часом деталі цієї події стануть нам зрозумілі, і ми зможемо краще зрозуміти це, продовжуючи практику. Таким чином ми зможемо краще висловити та розповісти історію в майбутніх розмовах.

Нарешті, часові коливання в нашій пам’яті також можуть допомогти нам краще запам’ятати досвід і почуття. Хтось може сказати, що з часом наші почуття та переживання стають розмитими. Але насправді плин часу робить наш досвід ще більш глибоким. Наприклад, ми можемо часто згадувати хвилюючі або дивовижні моменти нашого минулого досвіду та почуттів. Ці моменти поступово залишаться глибоко в наших серцях і стануть нашими вічними спогадами.

Коротше кажучи, коливання часу дуже тісно пов’язані з пам’яттю. Хоча плин часу може мати певний вплив на нашу пам’ять, ми повинні розглядати його як позитивну силу. З часом ми стаємо кращими в обробці та зберіганні інформації, краще висловлюємо та розповідаємо історії, краще запам’ятовуємо досвід і почуття. Саме завдяки цим позитивним ефектам ми можемо краще використовувати нашу потужну пам’ять у своєму житті. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola є традиційним китайським лікарським матеріалом, який має багато унікальних ефектів, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність м’ясного фаршу пов’язана з різними активними інгредієнтами, які він містить, включаючи кислоти, полісахариди, флавоноїди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними способами.

Клацніть «Знай, як покращити роботу мозку».

Нещодавня робота показує, що таке збільшення швидкості навчання може бути викликане навчальним середовищем із підвищеною статистичною узгодженістю, визначеною як позитивна кореляція між послідовними збуреннями (тобто автокореляція lag-1) у динаміці навколишнього середовища або помилками від одного випробування до наступного [ 52–54].

Цей керований узгодженістю ефект ще більше посилюється, коли середовище повторює одне й те саме збурення [54], причому високопослідовні, повторювані середовища перемикання збільшують швидкість навчання до 3 разів від базової лінії, а дуже непослідовні – знижують їх до 5 разів.

Важливо те, що початкові періоди навчання в парадигмах заощаджень, включаючи поточну, характеризуються як послідовністю, так і повторюваністю, оскільки вони зазвичай складаються з великої кількості випробувань з однаковими збуреннями, що призводить до збільшення рівня навчання під час перенавчання.

Економія і явна адаптація

Експеримент 3 показав, що часові непостійні заощадження, які ми спостерігаємо, виникають внаслідок неявної адаптації. Це доповнює нещодавні докази [19, 20] проти ідеї, що економія зумовлена ​​виключно явною адаптацією [18, 43–45].

Хоча заощадження можуть відбуватися завдяки явним стратегіям, ми не спостерігали цього в нашому експерименті. Хоча це може частково відображати значну варіабельність балансу між неявною та явною адаптацією в окремих осіб[74,86], відсутність явної економії в нашому дослідженні, ймовірно, була спричинена експериментальним дизайном, який сприяв неявній адаптації та мінімізувала явну стратегію, і, отже, надала мало можливостей для виявлення явних заощаджень.

Елементи дизайну включали відсутність інструкцій щодо прицілювання, відсутність маркерів робочої області, розташованих для допомоги у повторному прицілюванні, використання рухів «точка-точка», а не стрільба, а також розроблення низької (приблизно 25 мс) затримки візуального зворотного зв’язку для руху курсора на екрані, все це може сприяти неявному навчанню [76,80–83].

Навпаки, дослідження, які перевернули більшість цих елементів дизайну, викликали переважно явну адаптацію та виявили явну явну економію [44].

Взяті разом, тепер докази свідчать про те, що як прихована, так і явна адаптація може дати економію, хоча й через різні механізми.

Поточне дослідження показує, що неявні заощадження викликані, зокрема, швидшим перенавчанням тимчасово нестабільної пам’яті, тоді як попередня робота надає докази того, що явні заощадження обумовлені тимчасово постійною пам’яттю, оскільки явні заощадження спостерігаються в багатоцільових парадигмах, які б мінімізували тимчасово нестабільну пам’ять. пам'ять [44,45].

Як наслідок, для експериментальних парадигм, які передусім викликають явне навчання, ми очікуємо, що економія буде в основному обумовлена ​​цією тимчасово стійкою адаптацією, а для експериментальних парадигм, які викликають баланс неявного та явного навчання, ми очікуємо дихотомію між тимчасово стійким і тимчасово мінливим внески в заощадження бути розмитими.

Однак, оскільки ми не досліджували ці випадки, ми не можемо знати, чи справдяться наші очікування, чи складні взаємодії між неявним і явним навчанням можуть призвести до різних результатів, які неможливо передбачити на основі поточних результатів.

Паралелі між тимчасово непостійним/часово наполегливим навчанням і швидкими/повільними процесами навчання моторної адаптації

Інший напрям роботи розрізав моторну адаптацію, але не експериментально, а замість цього на основі обчислювальної моделі з 2 різними адаптивними процесами: швидкий адаптивний процес, який швидко навчається та демонструє слабке запам’ятовування, і повільний адаптивний процес, який навчається повільно та демонструє сильне запам’ятовування [10]. .

Маніпулюючи тривалістю навчання, щоб викликати різну кількість швидкого та повільного навчання, подальше дослідження виявило, що 24-утримання годин було визначено за рівнем повільного навчання, а не за рівнем швидкого навчання чи загальної адаптації [60].

Цікаво, що це розсічення на основі моделі відображає наше розсічення на основі тимчасової стабільності, оскільки повільний процес, як і тимчасова стійка адаптація, призводить до утримання 24-h, тоді як швидкий процес, як тимчасово нестабільна адаптація, ні.

Існує помітна відповідність між дослідженням Джойнера та його колег, яке виявило, що 49 ± 6% (95% вірогідності) повільне навчання в день 1 зберігається через 24 години, та експериментом 4 у поточному дослідженні, який виявив, що 46 ± 9% з постійне навчання в день 1 зберігається через 24 години. Крім того, характеристики швидкого та повільного процесів навчання від спроби до спроби віддзеркалюють характеристики нестабільної та стійкої адаптації відповідно. Зокрема, повільна адаптація демонструє повільніше навчання та краще запам’ятовування, ніж швидка адаптація, так само, як тимчасова стійка адаптація демонструє повільніше навчання та краще утримання, ніж тимчасова мінлива адаптація (див. Рис. 3C, 3D та 2A відповідно).

Ці паралелі стверджують, хоча й спекулятивно, що тимчасово мінливе та тимчасово постійне навчання в результаті нашого аналізу адаптації відповідає неявним компонентам швидких і повільних процесів із моделі двох станів. Ця можливість ставить під сумнів 2 відомі ідеї з останньої літератури. По-перше, можлива відповідність між швидким процесом і імпліцитним тимчасово мінливим навчанням ставить під сумнів ідею, що швидке навчання є синонімом явної адаптації [18,43,87].

По-друге, можливість вимірної інстанції швидкого та повільного процесу навчання з моделі двох станів ставить під сумнів твердження, що моделі контекстно-орієнтованого навчання та перемикання між ними повинні замінити моделі адаптивних процесів з різними темпами навчання [41].

Співіснування тимчасово мінливих і тимчасово постійних спогадів забезпечує механізм контекстуального втручання

Можливе відображення тимчасової мінливої ​​адаптації на процес швидкого навчання/низького запам’ятовування та тимчасово стійкої адаптації на повільний процес навчання/високого запам’ятовування дає інтригуюче потенційне пояснення попередньої роботи щодо контекстуального втручання як у рухові, так і в когнітивні завдання. Контекстна інтерференція стосується явища, коли спогади, сформовані в середовищах із високим рівнем перешкод, де завдання, що виконується, випадково перемикається від одного випробування до іншого, засвоюються повільніше, але демонструють більший рівень збереження, ніж спогади, сформовані в середовищах із низьким рівнем перешкод, де одне завдання виконується послідовно практикується [88–93].

Якщо, як і в досліджуваному тут завданні адаптації VMR, як тимчасово мінливі, так і тимчасово стійкі спогади сприяють навчанню в завданнях, де спостерігаються контекстні перешкоди, тоді ефекти контекстних перешкод можна передбачити виключно на основі тимчасового інтервалу, властивого парадигмам, які їх викликають.

Ідея полягає в тому, що умова високого рівня перешкод, у якій завдання випадковим чином перемішуються від одного випробування до наступного, обов’язково збільшить часовий проміжок між випробуваннями в межах кожного завдання порівняно з умовою низького впливу, у якій завдання виконуються послідовно. Таке збільшення тимчасового інтервалу дозволило б принаймні частково згаснути тимчасово мінливі спогади і, таким чином, зменшити кількість тимчасово мінливого навчання, що сповільнило б загальне навчання та сприяло підвищенню тимчасово постійного навчання.

Крім того, результуюче зменшення тимчасово нестабільного навчання та збільшення тимчасово стійкого навчання буде сприяти збільшенню частки тимчасово стійкого навчання в умовах сильного впливу, що, у свою чергу, збільшить довгострокове збереження відповідно до поточні висновки. Уповільнене загальне навчання та підвищене запам’ятовування, передбачені тут для умов високого рівня перешкод, насправді є визначальними рисами контекстуальної інтерференції.

Відповідно, навпаки, швидше загальне навчання, але зменшене запам’ятовування, можна було б передбачити для умов із низьким рівнем втручання, коли послідовні відпрацювані завдання зі зменшеним часовим інтервалом дозволяли б тимчасово мінливим спогадам швидко накопичуватися під час навчання для покращення продуктивності, але згасали б перед утримуванням або передачею тест, що призводить до поганого утримання.

Таким чином, співіснування тимчасово мінливих і тимчасово стійких спогадів пояснює контекстне втручання, яке не потребує жодного втручання. Потрібна подальша робота, щоб визначити частку спостережуваних ефектів контекстної інтерференції, які є результатом цього механізму.

Матеріали та методи

Декларація етики

Це дослідження було схвалено Комітетом Гарвардського університету з використання людей (CUHS). Учасники були наївними щодо мети експериментів і надали письмову інформовану згоду відповідно до політики CUHS.

Учасники

Загалом 118 суб’єктів (48 чоловіків, вік 22,6 ± 4,7 років, 13 лівшів) брали участь у цьому дослідженні (по 20 в експериментах 1 і 2, 12 в експерименті S1, 41 в експерименті 3 і 25 в експерименті 4).

апарат

Ми використали ту саму експериментальну установку, що й у нещодавній роботі [62,63]. Суб’єкти сиділи перед апаратом, що складається з цифрового планшета 200 Гц (Wacom Intuos 3 12" × 19", роздільна здатність даних про місцезнаходження: 0,005 мм; точність: 0,25 мм), розташованого нижче 23-дюймового РК-монітора 120 Гц.

Під час експерименту піддослідні перемістили зроблену на замовлення ручку, яка містила стилус, поверх планшета, що дозволяло нам записувати положення руки. Бачення руки було закрито монітором, і суб’єкти натомість спостерігали за їхнім рухом на екрані через білий курсор, що представляє положення руки.

For more information:1950477648nn@gmail.com