Обертання перспективи за годинниковою стрілкою покращує просторове розпізнавання складних середовищ під час старіння

Розшифровка системи просторового пізнання людини передбачає розробку простих завдань для оцінки того, як наш мозок працює з формами та формами. Попередні дослідження в галузі ментального обертання виявили зміщення обертання за годинниковою стрілкою щодо того, як сприймаються та обробляються основні стимули. Однак бракує суттєвого наукового підґрунтя щодо складних подразників і того, як такі фактори, як стать чи вік, можуть на них впливати. Щодо останнього пункту, добре відомо, що наші просторові навички, як правило, погіршуються з віком. Отже, система гіпокампа особливо чутлива до старіння. Ці нейронні зміни лежать в основі труднощів для людей похилого віку в орієнтуванні на орієнтирах або завданнях розумового обертання. Таким чином, наше дослідження мало на меті перевірити, чи ефект обертання за годинниковою стрілкою та проти годинникової стрілки в просторовому розпізнаванні складних середовищ може модулюватися старінням. Для цього 40 молодих і 40 людей похилого віку виконали ASMRT, віртуальний тест на розпізнавання просторової пам’яті. Результати показали, що молоді люди перевершували літніх людей у ​​всіх умовах складності (тобто, кодування однієї або трьох позицій коробки). Крім того, напрямок обертання вплинув на літніх людей більше, ніж на молодих, показуючи кращу продуктивність при обертаннях за годинниковою стрілкою. На завершення наше дослідження надає докази того, що на старіння особливо впливає напрямок обертання. Ми припускаємо, що зсув за годинниковою стрілкою може бути пов’язаний із зниженням когнітивних функцій, пов’язаним зі старінням. Майбутні дослідження можуть вирішити це за допомогою методів візуалізації мозку.

Сфера психологічної ротації є новою терапією, яка привертає все більше уваги. Він поєднує такі методи, як самонавіювання, нейролінгвістика та когнітивна поведінкова терапія, щоб допомогти людям усунути негативні емоції, змінити обмежувальні переконання та сублімувати позитивне ставлення. У той же час поле ментального обертання також тісно пов'язане з пам'яттю.

Пам’ять є невід’ємною частиною людського інтелекту та відіграє незамінну роль у досягненні успішного життя, підтримці висхідного прогресу, покращенні самовдосконалення та збагаченні внутрішнього сенсу. Однією з основних технологій у сфері психологічної ротації є самонавіювання. Даючи собі хороші поради та вказівки, можна поступово сформувати позитивні звички мислення та поведінки в повсякденному житті та на роботі, тим самим покращуючи пам’ять і роблячи себе більш впевненим, незалежним та незалежним. Самовдосконалення.

Крім того, інноваційні концепції та практичні технології у сфері ментального обертання також можуть допомогти людям краще регулювати свої емоційні стани та уникати негативних емоцій, що впливають на пам’ять. Оскільки існує тісний зв’язок між емоціями та пам’яттю, коли ми пригнічені, нервові, тривожні, налякані та інші негативні емоції охоплюють наше тіло, наша пам’ять сильно постраждає, а поле психологічного обертання допомагає нам усунути негативні емоції та змінитися. наші уми. Найкращий спосіб бути більш позитивним.

Нарешті, важливо підкреслити, що поле ментального обертання не є магічним трюком і не є швидким рішенням, яке може дати негайні результати. Це потребує нашого часу, енергії та терпіння. Але до тих пір, поки ми зможемо наполегливо вивчати, практикувати та узагальнювати практичні прийоми в області розумової ротації, я вірю, що незабаром ми матимемо кращу пам’ять, більш позитивне ставлення до життя, а також будемо здоровішими, збалансованішими та кращими. життя. Видно, що нам потрібно покращувати пам'ять. Cistanche deserticola може значно покращити пам'ять, оскільки Cistanche deserticola є традиційним китайським лікарським матеріалом з багатьма унікальними ефектами, 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.

Як працює ментальна ротація?
При обробці просторових відносин однієї точки огляду сцени недостатньо. Знання того, як виглядає середовище з різних місць, має вирішальне значення для правильної інтерпретації зовнішніх вхідних даних сцени. У зв’язку з цим потрібне перетворення розумового обертання, починаючи з оригінальної сцени, чого можна досягти за допомогою двох різних стратегій. Перший — об’єктний, коли подразники обертаються навколо середовища. Друга стратегія – перспективна трансформація, де здійснюються ментальні повороти індивідуальної точки зору. Ці стратегії також описуються як об’єктно-ментальна ротація та суб’єктно-ментальна ротація відповідно. Вміння ментального обертання позитивно пов’язане з вивченням маршруту4,5 та обробкою аллоцентричної карти6, і це важлива навичка для створення просторового зв’язку між орієнтирами та побудови когнітивної карти7. Сучасні дані свідчать про те, що ментальна ротація є складною здатністю, яка залежить від цілісності тісно синхронізованих мереж мозку, включаючи нижню скроневу, вентральну, дорсальну, префронтальну області8 і внутрішньотім’яні області9,10.

Незалежно від стратегії, ментальна ротація складається з трьох окремих фаз, які або вважаються послідовними11, або злегка накладаються один на одного12. По-перше, це кодування стимулів, по-друге, це правильний механізм обертання, і, нарешті, це процес прийняття рішень, залежний від методології завдання. Останній компонент зазвичай оцінюється за парадигмою розпізнавання, де учасники повинні визначити, чи повернуте зображення еквівалентне оригінальному чи ні.

Вплив кутової диспаратності та напрямку на обертальну продуктивність.

З початку досліджень у цій галузі різні дані свідчать про лінійну залежність між кутом обертання, часом відгуку та помилками14,15. Можливе пояснення цього процесу описується «гіпотезою вирівнювання точки зору»16. Згідно з цією гіпотезою, під час виконання процесу перебудови під час порівняння двох точок зору може виникнути ефект неузгодженості. Тобто точка зору, яку агенти фізично зберігають, подумки переорієнтовується на узгодження з точкою зору, яку потрібно прийняти. Як наслідок, деякі дослідження показують, що лінійно зростаючі кутові розбіжності між оригінальною та перспективою, яка буде прийнята, перетворюються на більше помилок5,17. Крім того, повідомляється про кращий час відгуку та точність, коли нові види середовища представлені у відповідності з попередньо закодованими18. Ці ефекти присутні, коли доступні прості та складні подразники15, і ефект неузгодженості можна пом’якшити, якщо запропонувати сигнали16.

Цікаво, що напрямок обертання може модулювати ефект зміщення, оскільки деякі дослідження показали, що помилки розпізнавання та/або час відповіді збільшуються, коли перспективне обертання слідує проти годинникової стрілки17,19. Ефект також корелює з електроенцефалографічними даними, використовуючи потенціали, пов’язані з подіями20. Більше того, як показано за допомогою функціонального магнітного резонансу21, перевага за годинниковою стрілкою, здається, пов’язана з латералізацією півкулі, причому права півкуля перевершує обертання за годинниковою стрілкою, а ліва півкуля – зміщення проти годинникової стрілки.

Знайомство з обертанням за годинниковою стрілкою в нашому повсякденному житті (тобто, годинники) також може бути відповідальним за це явище, сприяючи існуванню упередженості проти зрушень проти годинникової стрілки22. Це упередження описується як гіпотеза «сприйняття–діяльність», яка складається з трьох кроків: сприйняття середовища за годинниковою стрілкою, формування ментальної карти за годинниковою стрілкою, а потім поворот у тому самому напрямку23. Ці послідовні кроки можна було б пояснити як взаємодію описаних раніше нейрогенетичних і культурних факторів, в результаті чого більшість людей демонструє зміщення за годинниковою стрілкою. Ефект було доведено у завданнях із використанням простих ізольованих стимулів, таких як літери або двовимірні лінії.

Крім того, кутова невідповідність між запам’ятованими стимулами та цілями накладає різні стратегії обертання в деяких дослідженнях 24–26. Зокрема, в цих роботах описано, що обертання розумового об’єкта виконується в нижчих кутових диспараціях, тоді як психічне обертання суб’єкта виконується в більш високих кутових диспараціях. Обидва також вважаються роз'єднаними, хоча й дуже корельованими процесами, і можуть означати різні типи помилок у судженні. Таким чином, психічне обертання суб’єкта, засноване на егоцентричних трансформаціях, головним чином включатиме помилки латералізму (тобто помилкове сприйняття лівого та правого), а мислене обертання об’єкта включатиме помилки, пов’язані з кутовими диспропорціями. Точність підвищується за наявності помітних орієнтирів навколишнього середовища або зовнішніх візуальних сигналів.27,28. Покладення на ці зовнішні сигнали має вирішальне значення для алоцентричної стратегії орієнтації, де стимули кодуються щодо середовища, а не точки зору спостерігача29. Дослідження зображень мозку показали, що права медіальна скронева частка підтримує цей процес. Участь гіпокампа в ротаційних процесах також була описана в деяких дослідженнях, де пацієнти з погіршенням цієї структури виявляли труднощі з запам’ятовуванням місця розташування об’єкта під час повороту точок огляду 32. Крім того, збільшення кількості місць розташування об’єктів, які потрібно запам’ятати в цій ситуації — отже, більший навантаження на пам'ять — може ще більше вплинути на продуктивність.

Стать і вік як впливові фактори для навичок розумового обертання.

Під час здорового старіння когнітивні здібності погіршуються, включаючи просторову пам’ять34 і навички розумового обертання35,36. Деякі дослідження повідомляють, що літні дорослі повільніші та менш точні, ніж молоді дорослі у просторових завданнях37, можливо, через зменшення обсягу в системі гіпокампу38. Гіпокамп бере участь у формуванні точних алоцентричних просторових уявлень, які пов’язані з обертальними навичками6. Для реалізації оптимальних рішень для вирішення таких завдань літні люди більше покладаються на егоцентричні стратегії, які краще збережені в цій віковій групі – 42 роки.

Іншим фактором, який модулює розумову ротацію, є стать43–46. Дослідження повідомляють, що статеві відмінності в розумовій ротації43,44. Певні дослідження відображали різні шаблони нервової активації та ротаційні стратегії у чоловіків і жінок45, тоді як інші показали, що чоловіки будь-якого віку загалом перевершують жінок у прийнятті перспективних заходів46. Крім того, зміщення обертання за годинниковою стрілкою більш поширене у жінок і може бути пов’язане з гормональним рівнем.

Зміщення обертання простих і складних стимулів: чи є відмінності?

Під час оцінки напрямку обертання (за годинниковою стрілкою чи проти неї) багато досліджень використовували окремі елементи, такі як літери20,49,50, цифри Навона, незнайомі символи або 2D-лінії. Лише в кількох дослідженнях використовувалися комплексні стимули та умови, еквівалентні реальним для ефекту кутової невідповідності або зсуву обертання54, але необхідні додаткові дослідження, щоб підтвердити, чи є це тенденцією. Таким чином, існує неузгодженість у висновках між простими та складними стимулами, що можна пояснити у світлі дисоціації між далеким і досягаючим простором. Оскільки обидва вони включають різні стратегії56 та нейронні активації57, можуть існувати деякі відмінності в обертовій продуктивності при обробці простих стимулів проти складних середовищ. Враховуючи ці докази, необхідно розробити завдання, здатне успішно вимірювати обертальні здібності в далекому космосі, включаючи більш складні та багатші середовища.

Дослідження просторової пам'яті значно просунулися завдяки технологічному прогресу. Нові комп'ютеризовані завдання показали високу чутливість у пошуку просторових порушень там, де традиційні завдання не вдавалися. Вони також використовують більш екологічні методи та середовища. Що стосується цього, завдання просторового розпізнавання можна порівняти з активною чи пасивною навігацією у пошуку відмінностей просторової орієнтації. Вони також є менш вимогливими технічно та методично можна порівняти з традиційними мірами розумової ротації. Дотримуючись цього обґрунтування, наша дослідницька група розробила Альмерійський тест розпізнавання просторової пам’яті (ASMRT) і застосувала його до різних зразків62,63. Учасники повинні визначити, чи одна або кілька коробок змінили своє положення у віртуальній кімнаті. Існує два способи представлення: представлене в точці огляду, подібній до оригінального зображення, або зі змінним ступенем зсуву точки огляду, точно вимірюючи кути повороту та напрямок. Наявність орієнтирів у кімнаті, а також зміна перспектив також надають перевагу аллоцентричній стратегії над егоцентричними рішеннями. ASMRT довів свою чутливість у виявленні відмінностей через стать або вік.

Цілі та гіпотези дослідження.

Основна мета цього дослідження полягає в тому, щоб визначити, як на напрямок обертання (за годинниковою стрілкою чи проти годинникової стрілки) між запам’ятованою сценою та наступним зображенням розпізнавання можуть вплинути старіння та секс у складному середовищі. Слідуючи попереднім дослідженням20, «гіпотезі вирівнювання точки зору»16 та гіпотезі «сприйняття–дія-латеральність»23, ми передбачили, що ефективність буде кращою при обертанні за годинниковою стрілкою порівняно з дослідженнями проти годинникової стрілки. Обертання проти годинникової стрілки між закодованими стимулами та стимулами розпізнавання повинно бути пов’язане з меншим часом відповіді або меншою точністю19,20, особливо у людей похилого віку, через їх зниження просторових навичок64. Крім того, враховуючи очевидне більш високе зміщення за годинниковою стрілкою у жінок47, ми можемо очікувати кращих показників у чоловіків порівняно з жінками в умовах проти годинникової стрілки.

метод

Учасники

У дослідженні взяли участь вісімдесят учасників (n=80). Сорок учасників (n=40) були студентами психології з Університету Альмерії (20 чоловіків; віковий діапазон 18–30; M=20; SD=2.8), а ще сорок учасників були набрані з класів старійшин того ж закладу (20 чоловіків; віковий діапазон 60–79; M=69; SD=5.3). Усі учасники мали нормальний відкоригований до нормального зір (тобто використання окулярів або контактних лінз) на момент оцінки, а їхня гендерна ідентичність відповідала їхній сексуальній біології. Критеріями виключення були визначені наявність менше 26 балів у міні-екзамені психічного стану, офіційний діагноз психологічних або психічних розладів, вживання шкідливих речовин, таких як наркотики та алкоголь, травма голови або будь-який інший стан, який міг вплинути на результати. Учасникам була надана інформація про процедуру та загальну мету дослідження, і вони могли в будь-який час вийти з дослідження. Дослідження було схвалено Етичним комітетом Університету Альмерії (UALBIO2019/022) і розроблено згідно з вимогами Директиви Ради Європейських Співтовариств 2001/20/EC та Гельсінської декларації щодо біомедичних досліджень на людях.

У нашому дослідженні було проведено ретельний аналіз потужності за допомогою програмного забезпечення G*Power версії 3.1.9.265, щоб визначити статистичну потужність як основного ефекту, так і ефекту взаємодії (всередині факторів суб’єкта). З альфа, рівним 05, середнім розміром ефекту (d=0.35) і загальним розміром вибірки, аналіз виявив статистичну потужність, більшу за 0.99. Статистична потужність результатів кореляції була більшою за 0,94.

Матеріали

Ефективність розпізнавання просторової пам’яті оцінювали за допомогою тесту розпізнавання просторової пам’яті Альмерії (ASMRT)62. Презентація експериментальної обстановки відбувалася у віртуальному середовищі, симулюючи музейну кімнату з чотирма стінами (з серією просторових ознак, відображених на них, тобто портретами) і дев’ятьма коричневими ящиками, вирівняними симетрично в масиві 3×3. Деякі з цих прямокутників були пофарбовані в зелений колір, представляючи цільові стимули для роботи на всіх етапах завдання. ASMRT складався з двох рівнів складності, визначених кількістю коробок для запам’ятовування (одна коробка проти трьох), з чотирма випробуваннями кожна. Повний тест складався з 8 зображень пам'яті. Тому було 80 зображень для розпізнавання, по половині для кожного рівня складності.

Послідовність стимулів кожного випробування складалася з двох окремих фаз, як показано нижче (див. рис. 1):

(a) На «Фазі запам’ятовування» учасникам показали картинку (зображення на пам’ять) віртуальної кімнати, де було розміщено дев’ять коробок (розташування 3×3). Зображення пам'яті відображалися протягом п'яти секунд. Усі зображення на пам’ять були зроблені від першої особи. Залежно від рівня складності одна або три коробки були забарвлені в зелений колір. Учасників попросили запам'ятати положення цих зелених ящиків. Дерево з чотирьох стін кімнати містило кілька стимулів (включно з дверима, вікном або картинками), які могли допомогти усунути неоднозначність просторового розташування. Кожне зображення в пам’яті було зроблено з іншої точки зору.

(b) На «Фазі розпізнавання» учасникам одне за одним було представлено 10 зображень однієї кімнати. У цій фазі маніпулював напрямок обертання. Таким чином, зображення для розпізнавання були взяті з різних точок зору щодо оригінального зображення. У цій фазі було показано лише одне зелене поле для всіх рівнів складності. Учасникам потрібно було відповісти (так/ні), якщо зелена коробка була в тому ж місці, що й одна з коробок на запам’ятованому малюнку. Таким чином, вони повинні були прийняти рішення про кожне зображення на основі ментального уявлення, яке вони сформували під час фази пам’яті під іншою точкою зору.

Завдання виконувалося без ефекту занурення за допомогою портативного комп’ютера під керуванням операційної системи Windows 10. Комп’ютер був оснащений процесором Intel Core i5, 4 ГБ оперативної пам’яті та 154--дюймовим РК-екраном із роздільною здатністю 1920×1200. Під час оцінювання його було підключено до джерела живлення в стіні, щоб уникнути розрядження батареї. Крім того, оскільки під час процедури та/або збору даних підключення до Інтернету не вимагалося, це було вимкнено під час оцінювання.

Процедура.

Усі учасники пройшли індивідуальне тестування в університеті Альмерії та пройшли коротку співбесіду для перевірки критеріїв виключення. Вони також підписали інформовану згоду перед початком оцінювання. Після цього на екрані було представлено інструкції ASMRT, а потім пробний приклад. Потім експериментатор вводив два рівні складності (запам’ятайте положення однієї або трьох коробок) послідовно в тому ж порядку для всіх учасників (один образ пам’яті — десять зображень розпізнавання, чотири рази на рівень складності, з різними стимулами в кожному досліді) . Учасники відповідали, коли кожне зображення розпізнавання було показано на екрані, і експериментатор вручну реєстрував їхню відповідь для кожного випробування, щоб уникнути тиску через обмеження часу відповіді, яке могло змінити продуктивність. Правильні відповіді та помилки були зібрані та оброблені для кожного учасника та експериментальних умов у подальшому аналізі даних. Учасники пройшли повну експериментальну процедуру — за винятком початкового інтерв’ю — в тихій та ізольованій обстановці, щоб уникнути будь-якого зовнішнього шуму чи непередбачуваного втручання, яке могло б змінити продуктивність.

Розрахунок кутів і розподіл в октантах. Постулати Евкліда були використані для обчислення кутової різниці між точкою огляду зображень пам'яті та відповідною точкою огляду зображень розпізнавання та напрямом їх обертання (за або проти годинникової стрілки). Цей процес оцінював, чи були кути рівномірно розподілені відповідно до напрямку обертання в кожній умові (див. рис. 2). Для цієї процедури використовувалася програма з відкритим кодом GeoGebra Geometry, розроблена Атлантичним університетом Флориди. Зображення ASMRT були представлені для розрахунків у конічній, двовимірній перспективі від першої особи. У цій перспективі, яку відчувають учасники, лінії розташовані похило одна до одної порівняно з перспективою в зеніті, де вони були б паралельними. Похилі лінії, що йдуть в одному напрямку, також сходяться в загальній точці сходу. Кут повороту обчислюється в конічній перспективі для кожного зображення, а потім виконується порівняння кутів між зображеннями пам’яті та зображеннями розпізнавання в зенітній перспективі, щоб забезпечити максимальну узгодженість.

По-перше, використовуючи зображення в конічній перспективі, були проведені сегменти, засновані на лініях підлоги. Цей метод окреслив два набори ліній: похилі лінії, які будуть паралельні й горизонтальні в зенітній перспективі, і похилі лінії, які будуть паралельні й вертикальні в тій самій зенітній перспективі. Це було зроблено для обчислення двох незалежних точок зникнення, на які посилається кожен набір ліній, відповідно, і використовується в наступних обчисленнях. Наступним кроком було визначення медіальної точки ширини зображення, де в середині основи зображення проведена перпендикулярна лінія, отримуючи вектор позиції. Там два сегменти виникли з розрахованих раніше точок сходу і були з’єднані з вектором положення. Точка з’єднання була відкалібрована під кутом 90º, який дорівнює куту, утвореному чотирма лініями в зенітній площині.

Коли вектор позиції перетинається з кутом 90 градусів, ми можемо визначити кут порівняння між зображеннями пам’яті та розпізнавання. Це може бути кут, утворений сегментом будь-яких точок сходу, використовуючи лінії підлоги як орієнтир. Щоб зберегти послідовність вимірювань, для всіх зображень використовували вертикальні сегменти підлоги. Для порівняння використовується кут, утворений між вектором позиції та згаданим раніше сегментом. Залежно від перспективи, прийнятої відповідним зображенням пам’яті, і для підтримки узгодженості, зазначеної раніше, кут для використання відрізняється, оскільки GeoGebra Geometry представляє тупий кут за замовчуванням. Цю процедуру спочатку було виконано для зображення пам’яті, а потім для його відповідних десяти зображень розпізнавання. Фігура 2 представляє кінцевий результат цього процесу.

Після того, як були отримані кути та напрямок обертання кожної точки огляду зображення розпізнавання, було оцінено розподіл кутів, спостерігаючи, що більшість із них рівномірно розподілені між першим і восьмим октантами за годинниковою стрілкою (перший октант: одна коробка, 16 зображення: градус M=34; градус SD=15; три прямокутники, 16 зображень: градус M=29; градус SD=12) і напрямок проти годинникової стрілки (восьмий октант: один квадрат, 16 зображень: M=32 градус ; SD=14; три коробки, 16 зображень: M=28 ступінь ; SD=11 ступінь ) відповідно (див. рис. 3). Лише два зображення розпізнавання в кожній умові (напрямку труднощів) були розташовані нерівномірно поза цими октантами, тому вони були виключені з аналізу. Отже, загальна кількість проаналізованих випробувань становила 62 (32 випробування за годинниковою стрілкою та 32 випробування проти годинникової стрілки). Це дозволило контролювати вплив кутової невідповідності на продуктивність.

Крім того, у половині з 16 зображень розпізнавання для кожного напрямку (за годинниковою стрілкою та проти годинникової стрілки) і для кожного рівня складності (один квадрат і три квадрати) положення квадратів збігалося з зображенням у пам’яті (правильна відповідь, так), а в інша половина – ні (правильна відповідь – ні). Було зареєстровано правильні прийоми та правильні відхилення.

Статистичний аналіз.

Відсоток правильних схвалень (Hits), відсоток неправильних схвалень (100%−%правильні відхилення, помилкові тривоги, FA) і оцінка дискримінації (d'=Z збігів – Z помилкових тривог)66,67 отримано для всіх учасників та умов експерименту. Тея аналізували за допомогою змішаного дисперсійного аналізу 2 × 2 × 2 × 2 з віком (старі та молоді) і статтю (жінки та чоловіки) як факторами між суб’єктами, а також складністю (одна коробка та три коробки) та напрямком (за годинниковою стрілкою та проти годинникової стрілки) як внутрішньосуб’єктні фактори. Для перевірки нормальності даних були проведені тести Колмогорова–Смирнова, а для перевірки однорідності дисперсії – тести Левена. Корекцію Бонферроні було застосовано для виправлення накопичення помилок типу I у кількох порівняннях. Аналіз Т-тесту проводився, щоб оцінити, чи відрізнялися середні значення для різних умов, якщо це було необхідно. Додатковий аналіз Т-критерію показав, що кутовий фактор (розподіл октантів) не досяг значущості, оскільки всі вони були в одній кутовій області (октанті), тому його було виключено для ANOVA. Аналіз проводився за допомогою IBM SPSS Statistics v.25 з рівнем значущості p<0.050.

Результати

Хіти. Дисперсійний аналіз (Стать × Вік × Складність × Напрямок) показав основний ефект віку (F(1, 76)=51.4; p<0.001; ηp 2=0.41), Difculty (F(1,76)=49.8; p<0.001; ηp 2=0.40), and Direction (F(1,76)=9.3; p=0.003; ηp 2=0.11]). Young adults were more accurate in their responses than old adults, as can be seen in Table 1. Regarding difficulty, participants also performed worse when they had to memorize three boxes than one box, and when the stimuli were presented in an anticlockwise direction than when presented clockwise. No other effects were found (p>0.05).

Te Difculty × вікова взаємодія досягла значущості (F(1, 76)=33.4; p<0.001; ηp 2=0.31). Further analyses of the interaction revealed significant differences due to difficulty only for old adults (F(1, 38)=46.8; p<0.001; ηp 2 = 0.55). In this group, the Hits percentage was higher in the one-box trials (M = 78%, SD = 2) than in the three-box trials (M = 61%; SD = 2). By contrast, the difficulty level did not affect performance in young adults (p > 0.05), as it was similar between the one-box trials (M=90%, SD=2) and the three-box trials (M=92%; SD=2).

Te Direction x Age interaction was also statistically signifcant (F(1, 76)=13.9; p=0.005; ηp 2=0.35). Further analyses of the interaction showed significant differences only in the old adults group (F(1, 41)=8.8; p=0.005; ηp 2=0.19). For these participants, the percentage of Hits was higher in clockwise trials (M =73%, SD=3) than in anticlockwise trials (M=66%; SD=3). However, the performance of young adults was unaffected by the direction of rotation (p>0.05; за годинниковою стрілкою: M=92%, SD=1; проти годинникової стрілки: M=90%; SD=2).

No other interactions reached significance (p>0.05).

Помилкові тривоги.

Те ANOVA показало основний ефект віку (F(1, 76)=114.8; p<0.001; ηp 2=0.60), Sex (F(1,76)=4.4; p=0.039; ηp 2=0.06) and Difculty (F(1, 76)=90.1; p<0.001; ηp 2=0.54). As can be seen in Fig. 4, the percentage of false alarms was higher in the old adults' group (M=28%; SD=2) than in the young adults' group (M=5%; SD=2).

Regarding the difficulty level, the percentage of false alarms was lower in one-box trials (M=8%; SD=1) than in 3 box trials (M=25%; SD=3). Overall, the percentage of false alarms was lower in males (M=14%; SD=1) than in females (M=19%; SD=2). No other main effects were found (p>0.05).

Були значні взаємодії Складність x Вік (F(1, 76)=80; p<0.001; ηp 2=0.57), and Difculty × Direction (F(1, 76)=11.4; p=0.001; ηp 2=0.14).

Аналіз взаємодії складності x віку виявив значний вплив складності лише у літніх людей (F(1, 42)=96.4; p < 0.001; ηp 2=0.70 ). Відсоток хибних тривог був вищим у трьох випробуваннях у коробці (M=44%; SD=1), ніж у випробуваннях в одній коробці M=12%, SD=2) у цьому група.

Finally, the Difficulty × Direction interaction showed significant differences due to Direction in the higher difficulty level (three boxes: F(1, 76) = 8.5; p = 0.005; ηp 2= 0.11). The percentage of false alarms was higher in anticlockwise trials (M=27%; SD=1) than in clockwise trials (M=22%; SD=2) (see Fig. 5). By contrast, in one box trials, there was no difference in the percentage of false alarms between both directions (p>0.05).

Complementary t-test analyses (see Table 2) revealed that sex modulated the percentage of false alarms in three boxes-anticlockwise trials, only for the young adults' group (t (38)=2.2, p=0.038). Differences in the percentage of false alarms due to sex for old adults were absent (p>0.05).

Індекс дискримінації.

Аналіз Т-тесту підтвердив, що показники в обох вікових групах були вищими за рівень шансів за всіх умов (див. Таблицю 3).

Те ANOVA показало основний ефект віку (F(1, 76)=109.6; p<0.001; ηp 2=0.59), the discriminability index was higher in young adults (M = 0.86; SD = 0.01) than in old adults (M = 0.42: SD = 0.03); Sex (F(1,76) = 3.8;p = 0.049; ηp 2 = 0.10), where, overall, males showed higher discriminability index (M = 0.68; SD = 0.02) than females (M= 0.60; SD = 0.01); Difculty (F (1,76) = 14.6; p < 0.001; ηp 2= 0.16), the discriminability was worse in three boxes trials (M=0.61: SD=0.01) than in one box (M=0.68; SD=0.02); and Direction (F(1, 76)=7.9; p=0.006; ηp 2=0.11), clockwise trials showed higher discriminability index (X=0.67: SD=0.01) than anticlockwise trials (M=0.61; SD=0.02). No other main effects were found (p>0.05).

Te Труднощі x вікова взаємодія досягла значущості (F(1, 76)=19.7; p<0.001; ηp 2=0.19). No other interaction effects were found (p>0.05). Існували значні відмінності в розрізненні через труднощі лише для літніх людей (F(1, 39)=21; p<0.001; ηp 2=0.32). The discriminability index was higher in the lower difficulty level (one box: M=0.49; SD=0.02) than in the higher difficulty condition (three boxes: M=0.33; SD=0.03) for old adults. On the other hand, there were no differences in discriminability in young adults (p>0.05) із подібними оцінками на нижчому рівні складності (одне поле: M=0.88, SD=0.02) порівняно з вищим рівнем складності (три поле: M{ {6}}.86; SD=0.02).

Te Direction x Difculty interaction was also statistically signifcant (F(1, 76)=6.8; p=0.016; ηp 2=0.10). Analyses of the interaction showed that Direction affected performance only in the higher difficulty level (three boxes: F(1, 76)=26; p < 0.001; ηp 2=0.21). The discriminability index was higher in clockwise trials (M =0.68; SD=0.03) than in anticlockwise trials (M=0.54; SD=0.02). Otherwise, the discriminability index was similar in lower difficulty levels (one box: p>0.05; clockwise: M=0.69, SD=0.01; anticlockwise: M=0.68; SD=0.01). No other interaction effects were found (p>0.05).

Обговорення

Наше дослідження показало, що просторове розпізнавання визначалося віком і статтю учасників, а також складністю завдання. Крім того, напрямок обертання між стимулами пам’яті та розпізнавання модулював взаємодію між віком, статтю та складністю завдання. Таким чином, молоді люди показали кращі результати, ніж люди похилого віку, і відмінності були максимальними в обертанні проти годинникової стрілки між пам’яттю та зображеннями розпізнавання. Розміри ефекту для відповідних взаємодій, як правило, були в діапазоні середньої потужності.

Для проведення дослідження ми використовували ASMRT, задачу просторового розпізнавання. Це завдання вимагає запам'ятовування положення певної кількості стимулів (одного або трьох зелених квадратів), розміщених у віртуальній кімнаті. Після цього десять зображень для розпізнавання представлені разом з одним зеленим квадратом, і учасники повинні відповісти, чи збігається положення зеленого квадрата з положенням квадрата, представленого під час зображення для запам’ятовування. Оскільки точка зору була змінена на етапі розпізнавання щодо оригінального запам’ятованого зображення, правильні рішення залежать від точного представлення особливостей кімнати та розуміння гнучкого зв’язку між доступними стимулами. Крім того, обертання точок огляду вимагало маніпуляції сценою в пам’яті, щоб вирівняти нову перспективу з попередньою16, яка є функцією, що залежить від гіпокампа, як було запропоновано в інших дослідженнях. Зауважте, що вимоги до завдань у ASMRT частково подібні до тих, які зустрічаються в тестах на просторову перспективу, пов’язаних із тією ж парадигмою розпізнавання, яка широко використовується в області розумової ротації69. Таким чином, на етапі розпізнавання ASMRT учасники повинні порівняти зображення на екрані із запам’ятованим зображенням, зробленим з іншої точки зору, і найбільш точне рішення вимагає запам’ятовування та порівняння вибраних положень обох зображень.

Як свідчать наші результати та згідно з попередніми дослідженнями53,54, старіння впливає на виконання цього завдання. Молоді дорослі мали вищий відсоток звернень порівняно з дорослими. Крім того, ця остання група також представила більше помилкових тривог, ніж молоді люди, незалежно від стану (одна або три коробки для запам’ятовування). Більша кількість помилок, зроблених літніми людьми, коли кількість блоків, які потрібно запам’ятати, зросла, відображало, як запам’ятовування додаткових стимулів впливає на продуктивність. Крім того, напрямок обертання між пам’яттю та образами розпізнавання визначав продуктивність, особливо у літніх людей. Для цієї групи зображення проти годинникової стрілки були пов’язані з меншою кількістю звернень, ніж зображення за годинниковою стрілкою. Однак у випадку молодих людей цей ефект не вплинув на них. Тенденція була іншою для помилкових тривог або балів розрізнення, де було виявлено перевагу за годинниковою стрілкою незалежно від вікової групи в трьох рівнях складності.

Існування відмінності між молодими та літніми людьми не є новим, оскільки добре відомо, що при нормальному старінні впливає на просторову орієнтацію. За допомогою завдання ASMRT було описано зниження продуктивності у літніх людей. Зокрема, учасники віком 70–79- років мали вищі помилки порівняно з іншими групами дорослих 50–59 та 60–69- років при запам’ятовуванні та розпізнаванні позицій з різних точок зору. Варто підкреслити, що просторове розпізнавання не вимагає навігації в середовищі, як в інших завданнях просторової пам’яті58, але вимагає управління алоцентричною системою відліку для вирішення завдання. Учасники повинні розуміти гнучке співвідношення між підказками, доступними у віртуальному середовищі для визначення позицій. Інші дослідження порівнювали здатність сприймати просторову перспективу у молодих і літніх людей, демонструючи, що вік пов’язаний із погіршенням цих навичок17,72. Під час перевірки розпізнавання позицій було продемонстровано, що молоді люди також перевершують людей похилого віку 73–75 років. Таким чином, наше поточне дослідження узгоджується з цими висновками.

Як і в інших перспективних завданнях19,21, напрямок обертання визначає продуктивність. Однак у нашому дослідженні показники хітів суттєво змінювалися напрямком обертання лише у літніх людей, що є новим відкриттям. Крім того, напрямок обертання модулював оцінки помилкової тривоги в найскладнішому стані (три коробки), знову ж таки, лише у дорослих особин. Таким чином, продуктивність була більш змінена, коли зображення для розпізнавання поверталося проти годинникової стрілки. Як пропонується в завданнях ротації в умі, існує важлива лінійна кореляція між орієнтаціями обох зображень і часом і кількістю помилок13. На просторове розпізнавання також впливає обертання в перспективі з перевагою повороту за годинниковою стрілкою20. Наші висновки означають, що перевага за годинниковою стрілкою, виявлена ​​з більш простими стимулами, також стосується складних середовищ. Просторове розпізнавання також модулюється обертанням в перспективі з перевагою обертання за годинниковою стрілкою20. Це зміщення обертання за годинниковою стрілкою було виявлено в попередніх дослідженнях23,76,77, але, наскільки нам відомо, це перший випадок, коли він показав різний шаблон для вікових груп.

Цю диференціальну модель можна пояснити на нейронному рівні. Гіпокамп та інші області, пов’язані з просторовими навичками, мають менший об’єм у здорових літніх людей. Гіппокампальний контур здається необхідним для отримання незалежного від точки зору судження, необхідного для побудови алоцентричних уявлень контексту33. Ці алоцентричні просторові уявлення потрібні для точного розпізнавання місць з різних точок зору, як того вимагає ASMRT. Як було продемонстровано раніше79, пацієнти з хворобою Альцгеймера та легкими когнітивними порушеннями — у яких, імовірно, порушена функція медіальної скроневої частки — показали змінені здібності сприйняття перспективи. На додаток до цього не тільки представлення контексту було б менш точним у людей похилого віку, але й їхні навички обертання. Права півкуля буде особливо задіяна в обертальних процесах. Деякі дослідження припускають, що пов’язане зі старінням погіршення мозку буде більш поширеним у правій півкулі в поєднанні з менш латералізованими когнітивними можливостями 80. Це призведе до нижчої продуктивності обертання, як показано в попередніх дослідженнях. Слід зазначити, що люди похилого віку мають знижену здатність швидко адаптувати свою поведінку до мінливих умов82, що ускладнює подолання вже існуючих когнітивних упереджень. Оскільки напрямок обертання зображень розпізнавання змінювався випадковим чином від спроби до спроби в нашому завданні, значні труднощі у спробах проти годинникової стрілки, які демонструють літні люди, здається, підтверджують теорію зсуву за годинниковою стрілкою. Однак, як описано раніше, інші дослідження спиралися на простіші стимули, тому необхідні додаткові дослідження зі складними середовищами.

З іншого боку, повідомлялося про статеві відмінності в різних завданнях просторової пам’яті під час навігації в реальному84,85 та віртуальному середовищі35,62,65,86 а також у завданнях, що вимагають інших просторових навичок, таких як уявне обертання44,87 або орієнтування в перспективі здібності45,82,88. Наше дослідження частково підтвердило цю тенденцію. Статеві відмінності виявилися у відсотках помилкових тривог, зокрема в найскладнішому стані, випробуваннях із трьома ящиками проти годинникової стрілки, у молодих людей, демонструючи, що чоловіки та жінки відрізняються у своїх навичках просторового розпізнавання, причому чоловіки перевершують жінок за більшої складності. Це узгоджується з попередніми висновками ASMRT62.

Враховуючи ці результати, певний рівень складності здається необхідним для виявлення міжгрупових відмінностей, включаючи статево-диморфні показники в деяких завданнях просторової орієнтації62,68. Низька складність завдань призводить до появи ефекту стелі, тоді як високі вимоги до завдань пов’язані з впливом на бали. Як повідомлялося в інших завданнях, вибір адекватного рівня складності допомагає виявити статеві відмінності в завданнях з просторового орієнтування. Таким чином, у завданні ASMRT чоловіки випереджали жінок, якщо їм потрібно було запам’ятати три просторові позиції, але не тоді, коли потрібно було запам’ятати лише одне місце63, що узгоджується з нашими результатами, де жінки мали вищий відсоток помилкових тривог, ніж чоловіки.

Зауважте, що розпізнаванню місця, як і у випадку завдання ASMRT, сприяє використання аллоцентричних стратегій, які включають знання про зв’язки між різними сигналами, доступними в контексті. У попередніх роботах повідомлялося про статеві відмінності в типах стратегій, які використовуються чоловіками та жінками у завданнях просторової орієнтації. Чоловіки віддають перевагу об’єктно-орієнтованій стратегії (алоцентричній), тоді як жінки частіше використовують егоцентричну стратегію. Ці статево-диморфні переваги передбачали залучення різноманітних ділянок мозку, що відрізняються за статтю45,89.

Нарешті, ефект кутового обертання16, який зазвичай виявляється в полі психічного обертання з простішими стимулами, не міг бути врахований в аналізі через дизайн ASMRT, оскільки кутові відмінності між зображеннями пам’яті та розпізнавання були в основному розподілені в першому та восьмому октантах. Незважаючи на те, що це дозволило нам контролювати кутовий вплив на продуктивність за допомогою збалансованого розподілу, описаного раніше, необхідний інший набір стимулів для подальшого розкриття того, як ця змінна впливає на продуктивність у складних середовищах, і як вона взаємодіє з напрямком обертання або як вона може змінювати обрана стратегія залежно від ступенів обертання24–26. Крім того, як повідомлялося в попередніх дослідженнях, перевага за годинниковою стрілкою може бути присутньою в показниках потенціалу, пов’язаного з подіями (ERP), і латералізація півкулі також може бути актуальною, що призводить до диференціальних активацій залежно від типу обертання21. Нещодавнє дослідження також описує диференційовані активації відповідно до статевого фактору в просторовому розпізнаванні складних стимулів90. Таким чином, щоб належним чином розкрити, чи перевага за годинниковою стрілкою є послідовною для комплексних подразників, і як вона взаємодіє зі статтю та віком, необхідно провести подальші дослідження, що включають вимірювання електроенцефалографії (ЕЕГ), щоб розширити наші висновки далі. Крім того, у майбутніх дослідженнях слід також розглянути, як ці змінні впливають на час відповіді, який не вдалося зареєструвати в нашому дослідженні через методологію ASMRT, яка реєструвала відповіді вручну та не могла виміряти точний час відповіді62.

Як потенційне обмеження ми маємо зазначити, що, хоча розміри вибірки були високими для факторів статі та віку окремо (n=40 кожен), вони були меншими, якщо розглядати обидва фактори разом, тому відсутність значущості в цій взаємодії слід тлумачити обережно. Крім того, наше дослідження є новою спробою оцінити ефект напрямку обертання для складних середовищ і подразників, сигналізувати про потенційну поширеність зсуву за годинниковою стрілкою та довести, як цей ефект особливо пов’язаний із уповільненням старіння.

Доступність даних

Набори даних, створені та/або проаналізовані під час поточного дослідження, доступні та можуть бути отримані від відповідного автора за розумним запитом.

Список літератури

1. Закс, Дж. М., Майрес, Дж., Тверскі, Б. і Хазелтайн, Е. Ментальне просторове перетворення об’єктів і перспективи. Плювати. Cogn. обчис. 2, 315–332 (2002).

2. Jola, C. & Mast, FW Обертання ментального об’єкта та егоцентричне обертання тіла: два дисоційні процеси?. Плювати. Cogn. обчис. 5, 217–237 (2005).

3. Інагакі Х. та ін. Розбіжність між розумовою ротацією та здібностями сприйняття перспективи при нормальному старінні оцінювали за допомогою трьох гірських завдань Піаже. Дж. Клін. Exp. Нейропсихол. 24, 18–25 (2002).

4. Galea, LAM & Kimura, D. Статеві відмінності в навчанні маршруту. чол. Індивід. Різниця 14, 53–65 (1993).

5. Lokka, IE & Çöltekin, A. Перемикання перспективи та набуття просторових знань: вплив віку, здатності розумового обертання та здатності зорово-просторової пам’яті на навчання маршруту у віртуальних середовищах з різними рівнями реалізму. картогр. Геогр. Інф. Sci. 47(1), 14–27 (2020).

6. Crundall, D., Crandall, E., Burnett, G., Shalloe, S. & Sharples, S. Вплив орієнтації карти та узагальнення на рішення про перевантаження: порівняння схематично-егоцентричних і топографо-алоцентричних карт. Ергономіка 54 (8), 700–715. https://doi.org/ 10.1080/00140139.2011.592608 (2011).

7. Палермо, Л., Яріа, Г. і Гуаріглія, К. Навички уявних образів і топографічної орієнтації у людей: дослідження кореляції. поведінка. Brain Res. 192, 248–253 (2008).

8. Koshino, H., Carpenter, PA, Keller, TA & Just, MA. Взаємодія між дорсальним і вентральним шляхами в ментальному обертанні: дослідження фМРТ. Cogn. афект. поведінка. Неврологія. 5(5), 54–66 (2005).

9. Hawes, Z., Sokolowski, HM, Ononye, ​​CB & Ansari, D. Нейронні основи числового та просторового пізнання: мета-аналіз FMRI областей мозку, пов’язаних із символічним числом, арифметикою та розумовим обертанням. Неврологія. Біологічна поведінка. Версія https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2019.05.007 (2019).

10. Подзебенко, К., Іган, Г.Ф. та Уотсон, Дж.Д.Г. Широко розповсюджена активація дорсального потоку під час завдання параметричного розумового обертання, виявлена ​​за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії. Neuroimage 15, 547–558 (2002).

11. Stofels, EJ Інгібування одночасних процесів у розрізненні літер та орієнтації. Acta Psychol. 91, 153–173 (1996).

12. Хейл, М. Функціональне значення ефектів ERP під час розумового обертання. Психофізіологія 39, 535–545 (2002).

13. Шепард, Р. Н. і Метцлер, Дж. Розумове обертання тривимірних об'єктів. Наука 171 (3972), 701–703. https://doi.org/10.1126/science.171.3972.701 (1971).

14. Jeannerod, M. & Decety, J. Ментальні рухові образи: вікно в репрезентативні етапи дії. Curr. Опін. нейробіол. 5, 727–732 (1995).

15. Dalecki, M., Hofmann, U. & Bock, O. Умове обертання літер, частин тіла та складних сцен: окремі чи загальні механізми? гудіння Пн. Sci. 31(5), 1151–1160 (2012).

For more information:1950477648nn@gmail.com