Взаємозв’язок між знаннями та відмінністю: аномальні медичні зображення призводять до покращення пам’яті лише в експертів. Частина 3

Згадайте аналіз подібності в Експерименті 1, що нормальні зображення в нашому наборі даних менш схожі одне на одного, ніж аномальні зображення. Таким чином пам'ять для нормальних зображень повинна бути кращою, ніж для ненормальних (як це було у новачків).

Пам'ять образів і пам'ять нероздільні. Нашу пам’ять можна розділити на зорову пам’ять, слухову пам’ять, нюхову пам’ять, тактильну пам’ять тощо. Серед них зорова пам’ять є найбільш часто використовуваною в нашому житті. Образна пам'ять відноситься до пам'яті образної інформації, сформованої в нашій свідомості.

Пам'ять образів має дуже важливе позитивне значення в нашому житті. По-перше, ми можемо використовувати його для розпізнавання та ідентифікації об’єктів, людей і сцен. Наприклад, коли ми бачимо друга, що йде вулицею, потрібно лише кілька секунд, щоб впізнати його обличчя. Це результат нашої образної пам'яті. По-друге, запам'ятовування образів може допомогти нам краще вчитися. Слова, малюнки та діаграми, які ми бачимо, вимагають від нас доступу до них і їх збереження через образи в пам’яті. Нарешті, пам’ять про образи може допомогти нам краще зрозуміти й запам’ятати концепції та моделі.

У той же час хороша пам'ять також може покращити нашу здатність запам'ятовувати образи. Деякі наукові дослідження показують, що використання можливості тренувати пам’ять з раннього віку може покращити розвиток нашого мозку та покращити здатність до навчання та пам’яті. Наприклад, використання методу читання мовчки може значно покращити нашу пам’ять. Крім того, дотримання хороших життєвих звичок, таких як регулярна робота та відпочинок, більше фізичних вправ, здорове харчування тощо, може сприяти здоровому розвитку нашого мозку та покращенню пам’яті.

Коротше кажучи, пам’ять і пам’ять образів сприяють і впливають одна на одну. Ми можемо покращити нашу образну пам’ять, дотримуючись хороших життєвих звичок і активно тренуючи пам’ять. Я вважаю, що кожна людина має сильну здатність запам’ятовувати образи, і якщо вона добре цим користується, вона може досягти кращих досягнень і досвіду в житті та роботі. Видно, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola також може регулювати баланс нейромедіаторів, наприклад підвищувати рівень ацетилхоліну та факторів росту. Ці речовини дуже важливі для пам'яті та навчання. Крім того, Cistanche deserticola також може покращити кровообіг і сприяти доставці кисню, що може гарантувати, що мозок отримує достатню кількість поживних речовин і енергії, тим самим покращуючи життєздатність і витривалість мозку.

Клацніть «Знай, як покращити короткочасну пам’ять».

Це пам’ять для аномальних зображень, які краще сприймаються спостерігачами-рентгенологами. Це свідчить про те, що ефект експертизи з лишком компенсує відмінності між категоріями стимулів у подібності зображення. Щоб побачити, яким є вплив аномалії, незалежно від відмінностей у схожості базових зображень, ми можемо порівняти продуктивність пам’яті рентгенологів із продуктивністю пам’яті новачків із тими самими зображеннями.

Щоб зробити це, ми порівнюємо користь з точки зору AUC ROC для радіологів порівняно з контрольною групою в кожному стані. Це виявляє значну перевагу аномалій як 3-назад, t(31) =6.67, p < .001, так і 30-назад у експертів-радіологів, t(31) {{ 9}}.33,p < 0,001, де, беручи їх продуктивність після базового рівня відносно продуктивності новачків учасників, радіологи особливо краще запам’ятовували аномальні зображення (див. рис. 8).

Отримання додаткової інформації за допомогою другої презентації

Завдяки структурі цього експерименту, призначеного для дослідження пам’яті, кожен елемент у наборі пам’яті має дві оцінки класифікації (нормальний/ненормальний). Таким чином, хоча ми збираємося досліджувати пам’ять, експеримент також дає нам можливість поєднати обидва рейтинги, щоб перевірити, чи існує в цій ситуації ефект «натовпу всередині» (Vul & Pashler, 2008). Автори запропонували натовп всередині як варіант «мудрості натовпу».

Вони виявили, що усереднення відповідей окремої людини на повторення одного й того самого задає кращу продуктивність, ніж окремі відповіді. Це те, чого можна було б очікувати, якби єдине судження не містило всієї інформації, яку люди могли мати щодо питання. Якщо це справедливо для оцінок маммографії експертами-рентгенологами, ми очікуємо, що усереднення оцінок аномалії радіолога за двома опроміненнями тієї самої мамографії має призвести до кращої точності, ніж перегляд будь-якої оцінки окремо.

Зауважте, що в цій ситуації, однак, на відміну від Вуланда Пашлера (2008), учасники отримують додаткову інформацію вдруге — вони знову бачать зображення перед другим вироком, їх не просто запитують знову. Таким чином, у цьому випадку ефект натовпу всередині може виникнути в результаті включення фактично нової інформації (наприклад, спостерігач може уважно розглядати різні частини зображення), а не внутрішньої вибірки.

Ми знаходимо скромну, але значну перевагу врахування обох суджень: усереднення відповідей радіологів після першого та другого перегляду зображення призвело до дещо вищих показників у 30-стані спини (AUC =0.745) у порівнянні з продуктивністю одного елемента (AUC =0.716), t(31)=3.46, p =.002 (див. рис. 9, ліворуч). Ефект був незначним у 3-стані спини (загальна AUC =.712, одинична AUC=.705), t(31)=1.15, p {{ 19}} .259. Не дивно, що цей ефект не був присутній у новачків, оскільки їхні показники були дуже низькими для обох відповідей (див. рис. 9, праворуч; усі ps > .10).

Таким чином, продуктивність експерта можна покращити (хоча і досить скромно), якщо усереднити більше ніж одну відповідь. Залишається з'ясувати, чи буде така перевага, якби радіологам запропонували необмежений час для обробки кожного зображення, а не 3 секунди в поточному дослідженні. Обмежений час перегляду тут може особливо розширити здатність радіологів отримувати нову інформацію під час другого перегляду мамографії.

Загальна дискусія

У поточному дослідженні ми досліджували продуктивність пам’яті новачків-неспеціалістів і експертів-рентгенологів для нормальних чи ненормальних зображень мамографії як тематичне дослідження для розуміння ролі схем, відмінності та досвіду в пам’яті.

Для цього ми покладалися на аналіз ROC, призначений для належного вимірювання пам’яті незалежно від відмінностей у критеріях відповіді та для врахування як розширеної пам’яті для побачених елементів, так і можливості помилкових тривог.

 По-перше, ми перевірили, наскільки впевнені та компетентні спостерігачі-початківці та експерти класифікували медичні зображення як нормальні чи ненормальні. Не дивно, що радіологи справлялися з цим завданням набагато краще, ніж новачки. Початківці справді продемонстрували певну здатність розрізняти аномалії, хоча це, здавалося, було здебільшого результатом кількох помітних зображень. По-друге, ми розглянули наше головне питання: пам’ять для зображень. В експерименті 1 ми досліджували мамограми пам’яті у новачків, які не мають досвіду чи схем, необхідних для обробки цих зображень.

Ми виявили низьку загальну продуктивність, а також невелику нормальну перевагу пам’яті учасників-початківців, що можна пояснити більшою відмінністю зображення від звичайних зображень. Таким чином, Експеримент 1 (на новачках) дав нам не лише базову продуктивність пам’яті, але й розуміння тонкощів нашого набору зображень, показавши, що деякі ненормальні зображення були досить помітними, а наші звичайні зображення більше відрізнялися одне від одного.

Незважаючи на те, що звичайні зображення в нашому наборі були візуально більш виразними, в експерименті 2 ми виявили, що рентгенологи мають кращу пам’ять для ненормальних зображень і мають набагато кращу продуктивність пам’яті, ніж новачки. Це дає уявлення про те, як експертиза змінює пам’ять: не лише покращуючи кодування звичайних елементів, але й покращуючи відмітність ненормальних елементів.

Таким чином, незважаючи на те, що експерти можуть мати доступ до переваг перцептивного кодування, відмінності та/або схем/фрагментації, щоб вони могли перевершити новачків, наш висновок про додаткові переваги досвіду для аномальних зображень найбільше узгоджується з особливою роллю відмінності. Для експертів аномальні зображення мають унікальні особливості, які відрізняють їх від інших елементів у пам’яті; тоді як для новачків ці функції не цінуються, тому ці зображення схожі на будь-які інші зображення.

Наприклад, одна з можливостей полягає в тому, що замість кодування всього зображення, у випадку аномальних зображень, радіологи спеціально кодують аномалію, а не решту зображення в пам’ять. Це може зменшити навантаження на пам’ять для цього зображення та зробити слід пам’яті для цього зображення більш чітким.

Таким чином, загалом кажучи, ми знаходимо переконливі докази ролі схем і відмінності в пам’яті, навіть беручи до уваги помилкову пам’ять і можливість зміни критеріїв відповіді: ми знаходимо, що експерти значно перевершують новачків, і що пам’ять на аномальні випадки з видимими фокальними ураженнями краща. ніж інші зображення в пам’яті. Не було жодних доказів користі для пам’яті при «ненормальних» контрлатеральних випадках.

Вимірювання пам'яті: помилкові тривоги та аналіз ROC

У поточних дослідженнях ми використовували аналіз ROC для вивчення пам’яті. Це пояснюється тим, що в попередніх роботах часто було незрозуміло, чи переваги узгодженої зі схемою інформації, подібної до тих, про які повідомляють експерти, насправді є поліпшенням пам’яті, на відміну від змін у критеріях відповіді. Щоб визначити, чи покращилася пам'ять, недостатньо просто знайти достовірне збільшення швидкості, з якою спостерігачі правильно повідомляють про те, що вони отримали певну інформацію (справжній позитивний, або показник "попадання"). Спостерігач міг би просто частіше казати «Так, я це бачив».

Це призведе до збільшення помилок хибно-позитивних (або хибних тривог). У контексті дослідження пам’яті ці хибно-позитивні помилки можна розглядати як форму помилкової пам’яті. Теоретично моделі виявлення сигналу та вимірювання, такі як d', можуть розрізнити ці два, але на практиці передумови для d' для належного коригування зміщення відповіді (рівна дисперсія; zROC нахили=1.0) рідко присутні в контексти пам'яті розпізнавання і тут не були присутні.

Таким чином, аналіз ROC необхідний, щоб розрізнити різницю в здатності запам’ятовувати на відміну від змін критеріїв, які відображатимуть підвищену схильність спостерігачів говорити, що вони пам’ятають (наприклад, Wixted & Mickes, 2015).

Чи викликає занепокоєння помилкова пам’ять? Попередня робота виявила, що організація інформації в пам’яті за допомогою схем може мати як позитивні, так і негативні наслідки, і, зокрема, часто збільшує кількість помилкових тривог, що ускладнює визначення того, чи пам’ять дійсно покращилася. Зокрема, у той час як краще розуміння, як у досвіді, може дозволити кодувати лише релевантні деталі, зменшуючи навантаження на пам’ять, це також може призвести до того, що ми помилково запам’ятаємо інформацію, якої не було (наприклад, Owens et al., 1979). Наприклад, у тестах на розпізнавання люди частіше подають помилкову тривогу щодо схемно-узгоджених приманок, ніж схемно-несумісних спокус.

Вони з більшою ймовірністю неправдиво повідомлять про те, що бачать книги в кабінеті аспіранта, ніж суперечливі предмети, такі як шматок кори дерева або плоскогубці (Brewer & Treyens, 1981; Lampinen et al., 2001). І хоча учасники з більшою ймовірністю правильно запам’ятають узгоджену зі схемою інформацію в коротко представленій сцені (Biederman et al., 1982; Brewer & Treyens, 1981), вони також більш схильні хибно запам’ятати таку інформацію (наприклад, Hollingworth & Henderson, 2003). ; Педзек та ін.

Таким чином, вимірювання повністю ROC – замість того, щоб намагатися зробити висновок про те, як зміщення відповіді змінить ефективність, використовуючи такі показники, як A', d' або збіги мінус помилкові тривоги, – часто дає дивовижні відповіді щодо пам’яті, особливо в таких ситуаціях, як експертиза та послідовні/непослідовні елементи, де відомо, що обидва впливає на частоту попадань і помилкових тривог.

Наприклад, Дугал і Ротелло (2007) використовували ROC-аналіз, щоб показати, що добре відомий ефект «поліпшення пам’яті» емоційних слів порівняно з нейтральними словами є ефектом упередженості відповіді, а не справжньою різницею в пам’яті між словами. Аналогічно, Mickes et al. (2012) показали в області пам’яті очевидців, що послідовні шикування, які зменшують як помилкові тривоги, так і показники влучень порівняно з одночасними шикуваннями, поступаються одночасним шикуванням, всупереч великій кількості літературних джерел, які стверджують протилежне (наприклад, Wellset al., 2011). оскільки основна «вигода» виникає просто через зміну критерію відповіді, а не через зміну сили пам’яті.

Таким чином, поточні експерименти надають унікальні докази того, що досвід і відмінність, очевидні лише для експертів, покращують пам’ять, і що це не просто зміна критерію відповіді.

Чим пояснюється перевага рентгенологів у новачків

Відповідно до широкого розмаїття експертних робіт ми бачимо, що експерти-рентгенологи перевершують новачків у запам’ятовуванні мамограм. Одна ймовірна можливість полягає в тому, що це відбувається через знання експертів про ці зображення: вони мають відповідні знання, які дозволяють їм зрозуміти ці зображення так, як новачки не розуміють, і вони, ймовірно, мають досвід сприйняття, вбудований у їх зорову систему завдяки багаторічному досвіду (наприклад, у форма більшої цілісної обробки, наприклад, Richler et al., 2011). Зокрема, для експерта аномальні зображення мали б додатковий атрибут (та маса, що кальцифікація), засвоєний за роки досвіду, який допоміг би розрізнити об’єкт у пам’яті.

Однак у поточному дослідженні ми не намагалися безпосередньо зіставити наших експертів із нашими новачками. Наш пул початківців був відібраний з Інтернету, який набагато ширше репрезентує демографічні показники Сполучених Штатів, ніж населення студентів (наприклад, Difallah et al., 2018), але, ймовірно, декількома способами відрізняється від наших радіологів (демографічні та соціально-економічні фактори, а також мотивація зосередитися на зображеннях мамографії).

Таким чином, експеримент 1 слід сприймати лише як приблизну базову лінію: він виявив важливі особливості зображення в нашому наборі стимулів і вказує на можливість сильного експертного впливу, але прямо не підтверджує, що вони базуються лише на знаннях, а не на інших факторах.

Пам'ять і ненормальність суджень у радіологів

Попередня робота показала неоднозначні результати при дослідженні покращення пам’яті у радіологів. Наприклад, Хардесті та ін. (2005) досліджували довгострокову пам’ять радіологів щодо медичних зображень, представлених місяцями пізніше, і виявили, що жоден із радіологів не пам’ятає випадків, про які вони читали раніше. Еванс та ін. (2016) виявили неоднозначні результати, досліджуючи, чи покращує аномалія пам’ять у експертів-спостерігачів, включаючи радіологів.

OНаші результати надають контекст цим двозначностям, оскільки вони свідчать про те, що експерти-рентгенологи справді мають сильнішу пам’ять щодо аномальних зображень навіть у довгостроковій пам’яті та навіть якщо зміщення відповіді належним чином враховано за допомогою аналізу ROC. Однак наші тривалі затримки складали лише хвилини, а не місяці, тому залишається незрозумілим, як такі переваги триватимуть протягом тривалого часу. Варто зазначити, що в класифікаційному завданні радіологи в середньому показали набагато гірші результати, ніж очікувалося. рентгенологи в клініці з необмеженим часом перегляду (d'=2.5–3.0, як у D'Orsi et al., 2013). Однією з причин цього може бути те, що кожне зображення в нашому дослідженні демонструвалося лише протягом 3 секунд.

Наприклад, Evans et al. (2013) показав радіологам лише коротке уявлення про мамографію та змінював час від 250 мс до 2000 мс. Відповідні значення AUC для радіологів у їхньому експерименті для 500 мс, 1,000 мс і 2,000 мс часу перегляду становили 0,65, 0,66 і 0,72 відповідно . У нашому експерименті з часом презентації 3,000 мс ми виявили AUC 0,72. Таким чином, наші 3{20}}мс презентації показали подібний рівень ефективності до 2{22}}мс презентацій Еванса та ін. (2013), який, незважаючи на те, що він значно нижчий від очікуваного при необмеженому часі перегляду, узгоджується з іншими дослідженнями та погоджується з тим, що час перегляду є основним обмеженням, що призводить до зниження ефективності.

Ефект «натовпу всередині» у рентгенологів

Оскільки в нашому дослідженні радіологи кілька разів відповідали на одне й те саме питання про класифікацію зображення, ми перевірили, чи усереднення відповідей радіологів, коли вони оцінюють одне й те саме зображення двічі, призвело до кращої продуктивності (ефект «натовпу всередині»; Vul & Pashler, 2008). Ми виявили, що продуктивність радіолога покращилася, якщо усереднити те саме зображення двічі порівняно з будь-якою окремою відповіддю, але лише в 30-задньому стані та навіть тоді лише помірно. Це вказує на те, що до того часу, як радіологам було показано те саме зображення через 30 зображень, вони дали відповідь, яка була дещо незалежною від їхньої першої відповіді.

Це свідчить про те, що за нинішніх експериментальних умов радіологи можуть мати інформацію, яку не використовують, коли бачать зображення вперше, і що можливість побачити зображення знову дає радіологу можливість отримати додаткову корисну інформацію. Майбутні дослідження можуть визначити, чи зберігаються такі переваги, коли експертам надається необмежений час для обробки зображень, а також чи можна посилити цей ефект за допомогою ще довшої затримки між першим і другим показом зображення (як виявили Vul & Pashler, 2008).

«Суть» ненормальності

Враховуючи Evans et al. (2016), виявивши, що існує «суть аномалії» в контралатеральній молочній залозі, коли немає локалізованої аномалії, нам було цікаво дізнатися, чи ці контралатеральні аномальні зображення мають якусь перевагу над нормальними зображеннями в пам’яті експерта. Ми не знайшли таких доказів. У нашому експерименті ми також не виявили різниці в класифікації аномалій між нормальними контралатеральними зображеннями та нормальними. ,

Хоча спочатку це може здатися суперечливим попереднім роботам, деякі методологічні відмінності ускладнюють порівняння наших результатів безпосередньо з Evans et al. (2016). Можливо, ми не знайшли цей результат, тому що ми представили зображення для більш тривалого часу кодування (3,000 мс). Типова дія подразника в дослідженнях "суті" мамографії була менше секунди; типово 500 мс. Цілком можливо, що представлення зображень протягом більш тривалого часу кодування може приховати суттєву інформацію, перезаписуючи початкове «суттєве» враження більш семантичною або значущою інформацією.

Пам’ятайте також, що наші радіологи не були проінформовані про суть і, ймовірно, зарезервували свої «аномальні» оцінки для випадків, коли вони могли локалізувати ураження. Цілком можливо, що ми б спостерігали контралатеральний аномальний ефект навіть за тривалого часу кодування, якби ми чітко скерували учасників шукати більш загальну аномальну текстуру чи суть. Враховуючи ці методологічні відмінності, поточне дослідження не можна легко порівняти з Evans et al. (2016). Однак це виглядає перспективним напрямком для майбутньої роботи.

Висновок

Використовуючи радіологів як тематичне дослідження, ми знаходимо перевагу пам’яті експертів, а також перевагу ненормальних зображень, навіть якщо правильно вимірювати пам’ять за допомогою ROCanalysis. Це в цілому узгоджується з літературними даними про схеми. Наші висновки мають важливе значення як для прикладних галузей, які використовують експертний інтелект для прийняття логічних рішень, так і для теоретичних галузей, які цікавляться тим, як змінюється пам’ять із досвідом. Зокрема, розуміння структури пам’яті експертів має вирішальне значення в ситуаціях, коли рішення повинні прийматися людьми, які мають значний досвід.

Подяка Усі особи, які брали участь у цьому проекті, є авторами остаточної статті.

Внески авторів Усі автори зробили внесок у вихідну гіпотезу, а також прочитали та схвалили остаточний рукопис. HMS зробив внесок у збір даних, аналіз даних та написання рукопису. TFB зробив внесок у збір даних, аналіз даних та редагування рукопису. JMW надав загальні рекомендації та зробив внесок у редагування рукопису.

Фінансування Це дослідження підтримано NSF BCS-1829434 to TFB

Наявність даних Для отримання даних і матеріалів звертайтеся до відповідного автора.

Декларації

Схвалення з питань етики та згода на участь Усі учасники дали інформовану згоду. Для всіх експериментів у цьому дослідженні процедури інформованої згоди були схвалені Інституційною наглядовою радою Каліфорнійського університету в Сан-Дієго.

Згода на публікацію не застосовується.

Список літератури 

1. Бейнбрідж, Вашингтон, Ізола, П. та Оліва, А. (2013). Внутрішня пам’ятність фотографій обличчя. Журнал експериментальної психології: Загальне, 142 (4), 1323–1334.

2. Бартлетт, FC (1932). Запам'ятовування: експериментальне та соціальне дослідження. Cambridge University Press.

3. Беринський, А. Дж., Хубер, Г. А., Ленц, Г. С. (2012). Оцінка онлайн-ринків праці для експериментальних досліджень: Amazon.com'sMechanical Turk. Політичний аналіз, 20(3), 351–368.

4. Бідерман І., Меццанот Р. Дж. і Рабіновіц Дж. К. (1982). Сприйняття сцени: виявлення та оцінка об’єктів, які зазнають порушень відносин. Когнітивна психологія, 14 (2), 143–177.

5. Білаліч М., Лангнер Р., Ульріх Р. та Ґродд В. (2011). Багато облич досвіду: Веретеноподібна область обличчя у шахових експертів і новачків. Journalof Neuroscience, 31(28), 10206–10214.

6. Брейді, Т.Ф., і Альварес, Джорджія (2011). Ієрархічне кодування у візуальній робочій пам’яті: пам’ять статистичних зміщень ансамблю для окремих елементів. Психологічна наука, 22 (3), 384–392.

7. Брейді, Т. Ф., Альварес, Г., і Штермер, В. (2019). Роль значення в візуальній пам’яті: активність мозку, що вибирає обличчя, передбачає пам’ять для неоднозначних подразників обличчя. Journal of Neuroscience, 39 (6) 1100–1108.

8. Брюер В. Ф. і Трейєнс Дж. К. (1981). Роль схем в пам'яті для місць. Когнітивна психологія, 13 (2), 207–230.

9. Бурместер М., Кванг Т. та Гослінг С.Д. (2011). Amazon'sMechanical Turk: нове джерело недорогих, але високоякісних даних? Перспективи психологічної науки, 6(1), 3–5.

10. Calkins, MW (1894). Експериментальний. Психологічний огляд, 1(3), 327–329.

For more information:1950477648nn@gmail.com