Kodningskontekster bliver i øvrigt genindsat under konkurrencemæssig hentning og spor den tidsmæssige dynamik af hukommelsesinterferens, del 2

Statistisk Analyse og Univariat Tid-Frekvens

En klassisk tids-frekvens univariat analyse blev brugt til at undersøge episodiske succeseffekter. Effektestimaterne på hvert tidspunkt blev log-transformeret og baseline korrigeret af den gennemsnitlige effekt i et −1 til 0 s tidsvindue i forhold til begyndelsen af ​​ordet cue. Den statistiske signifikans af effekterne blev udført ved hjælp af en ikke-parametrisk klyngebaseret permutationstest implementeret i FieldTrip (Maris og Oostenveld 2007). I det første trin udførte denne procedure afhængige prøve-t-tests for at sammenligne betingelserne og identificere statistisk signifikante dataprøver (alfa=0.05).

Forholdet mellem tids-frekvens univariat og hukommelse har fået omfattende opmærksomhed i nyere undersøgelser. Undersøgelser har vist, at for den menneskelige hjerne har tidsfrekvensen univariat en meget signifikant effekt på hukommelsesforbedring og -forbedring. Mange eksperter og forskere mener, at forskellige hukommelsesprocesser er reguleret af forskellige frekvensområder og timingkarakteristika, så det er af stor forskningsmæssig værdi at udforske forholdet mellem tids-frekvens univariabel og hukommelse.

Først og fremmest er hukommelse et meget vigtigt psykologisk princip for mennesker. Det sætter os i stand til at lære og tilpasse os af erfaringer i vores liv. Hukommelsen påvirker ikke kun vores studier og arbejde, men har også en positiv indflydelse på vores liv. Vi kan forbedre vores hukommelse på mange måder, såsom gennem motion, kost, tilpasning til miljøet og så videre. Den univariable tidsfrekvens har også sin unikke rolle i at forbedre menneskets hukommelse.

Undersøgelser har vist, at forskellige frekvenser af hjernebølger påvirker menneskets kognitive og hukommelsespræstation. For eksempel kan alfafrekvenser fremme afslapning og koncentration hos mennesker, mens tropiske driftsfrekvenser er afgørende for at styrke hukommelsen og indlæringsaspekter. Det kan øge hastigheden af ​​informationsbehandlingen i den menneskelige hjerne, hvilket gør det nemmere og hurtigere for os at lære og huske.

Indflydelsen af ​​en enkelt tidsfrekvensvariabel på hukommelsen er relativt stabil. Når vi har adgang til en stor mængde information af høj kvalitet på et bestemt tidspunkt og frekvensområde, er vores hjerner mere tilbøjelige til at huske og lære. Denne særlige hjernebølgerytme er en fysiologisk karakteristik af den menneskelige hjerne, og i den faktiske læring og livet kan vi også forbedre vores hukommelse og indlæringseffektivitet ved at øge følsomheden over for denne tidsfrekvens univariable.

For at opsummere er der en tæt sammenhæng mellem tids-frekvens univariat og hukommelse. Ved at forstå dette forhold kan vi bedre forstå, hvordan den menneskelige hjerne fungerer, og hvordan vi kan forbedre vores hukommelse og indlæringsevne gennem forskellige metoder for at være mere succesrige og effektive til at lære og arbejde. Vi bør aktivt opsøge, udforske og anvende teknikker, metoder og værktøjer relateret til tidsfrekvens univariabel for at maksimere vores hukommelse og indlæringsevne. Så vi skal forbedre vores hukommelse, vi skal forbedre vores hukommelse, for hakket kød er en traditionel kinesisk medicin, og det har mange unikke effekter, hvoraf den ene er at forbedre hukommelsen. Fordelene ved hakket kød kommer fra de mange aktive ingredienser, det indeholder, herunder syrer, polysaccharider, flavonoider osv., som kan fremme hjernens sundhed på en række forskellige måder.

Klik på kend 10 måder at forbedre hukommelsen på

Alle tilstødende dataprøver (enten rumlige, tidsmæssige eller frekvensnaboer) blev derefter grupperet i klynger, og t-værdierne i hver klynge blev summeret og brugt til at generere en t-værdi på klyngeniveau. Type-1-fejlfrekvensen blev kontrolleret ved at evaluere klyngeniveauteststatistikken under randomiseringsnulfordelingen af ​​den maksimale klyngeniveauteststatistik. Dette blev opnået ved at randomisere dataene mellem forhold for hver deltager. Oprettelse af en referencefordeling fra 10 000 tilfældige træk estimerede P-værdien i henhold til andelen af ​​randomiseringens nulfordeling, der overstiger den observerede maksimale teststatistik på klyngeniveau (den såkaldte Monte Carlo P-værdi). På denne måde blev signifikante klynger, der strækker sig over tid, frekvens og elektroder, identificeret.

For at undersøge succeseffekter ved episodisk hukommelseshentning, kontrasterede vi succes med mislykket konkurrencedygtig og ikke-konkurrerende hentning. Denne analyse blev kørt på to forskellige store tidsvinduer: cue-tidsvinduet ({{0}}.3-1,5 s efter cue-start) og probe-tidsvinduet (0,3-1,5 s efter probe-debut) med det formål at dække hele genfindingsepoken ved at bruge det frekvensområde, der tidligere blev brugt i klassifikationsanalysen (4-45 Hz).

En separat analyse undersøgte, om theta-oscillerende aktivitet sporede konkurrenceudvinding. Denne analyse var motiveret af tidligere arbejde, der viste øget frontal theta-aktivitet, med en tidlig indtræden, forbundet med hukommelsesinterferens (f.eks. Hanslmayr et al. 2010; Bramão og Johansson 2017). Den klyngebaserede permutationstest blev brugt til at sammenligne konkurrence mod ikke-kompetitiv hentning i to forskellige tidlige tidsvinduer: cue-tidsvinduet (0,1-0,6 s efter stimulusstart) og probetidsvinduet (2,1-2,6 s efter stimulusstart) og vha. en række frekvenser i theta-båndet (3–6 Hz).

Resultater

Adfærdsmæssige resultater

For hver deltager og tilstand blev cued-recall nøjagtighed, defineret som procentdelen af ​​korrekte svar, kvantificeret. Den adfærdsmæssige indvirkning af hukommelseskonkurrence på målhukommelseshentning blev undersøgt som en funktion af ordpartype (AB vs. AC vs. DE ordpar) med en gentaget-måling ANOVA. Resultater afslørede en signifikant effekt af ordpar [F(2, 58)=6.71, P=0.002, η2 P=0 .19; se fig. 1C]. Planlagte parvise sammenligninger viste beviser for proaktiv, men ikke tilbagevirkende, interferens. Det vil sige, at hukommelsesydelsen for AC-mål var betydeligt dårligere sammenlignet med både DE ikke-konkurrerende hentning [t(29)=−3.66, P=0.001, d {{21} } −0.67] og AB mål konkurrerende hentning [t(29)=−2.18, P=0.037, d=−0.40]. I modsætning hertil adskilte AB- og DE-hentning sig ikke [t(29)=-1.09, P=0.28, d=-0.20] (fig. 1C).

Yderligere analyser viste, at adfærdsinterferenseffekten hverken var påvirket af kodningsbloktypen eller af outputinterferens (se supplerende note 1). Derudover forblev interferenseffekten efter at have matchet DE-kontrolordparrene med den serielle position af AB- og AC-ordparrene (se supplerende note 2). Til sidst, i slutningen af ​​hver blok, efter hentning af målene (enten B eller C), blev deltagerne også bedt om at hente konkurrenterne (enten C eller B). I denne sidste test var hukommelsesydelsen for AC-konkurrenter og -mål lavere end for AB-konkurrenter og -mål; der blev dog ikke observeret nogen signifikant interaktion mellem ordpar (AB vs. AC ordpar) og varestatus (mål vs. konkurrent) (se supplerende note 3).

Hjerneaktiveringsmønstre relateret til kodningskonteksten
For at kvantificere kontekstgenindsættelse under hentning trænede vi først en neural mønsterklassifikator til at skelne den oscillerende hjerneaktivitet (på tværs af kanaler og spænder over 4-45 Hz) forbundet med kontekstfilmen under kodning (fig. 1B, D). Navnlig var klassificeringsnøjagtigheden væsentligt over chancen for alle film [under vandet: t(29)=8.19, P < 0.001, d {{8 }}.50, tærskelværdi {{10}}.55; skov: t(29)=2.73, P=0.011, d=0.50, tærskelværdi {{20} }.09; by: t(29)=6.72, P < 0.001, d=1.23, tærskelværdi for t-værdi=2.21] og for middelværdien på tværs af film [t(29)=8.38, P < 0,001, d=1.53, tærskelværdi=1.84]. En ANOVA med gentagen måling med faktoren Movie (undervands vs. skov vs. by) afslørede, at afkodningsnøjagtigheden af ​​kodningskonteksten var forskellig [F(2, 58)=8.90, P < 0.001, η2 P{{50 }}.24]: klassificering var lavere for skov sammenlignet med både undervands [t(29)=−2.79, P=0.007, d=−0.48] og by [t (29)=−4.14, P=0.001, d=−0.84], men sammenlignelig for undervands og by [t(29)=−1.35, P { {74}}.18, d=−0.24]. Det er vigtigt, fordi filmkonteksterne blev opvejet inden for deltagerne og tildelt alle betingelser på tværs af blokke, kan enhver forskel i afkodningsnøjagtighed mellem kodningskontekster ikke forklare forskelle mellem genfindingsbetingelserne (AB, AC, DE).

For at visualisere, hvilke funktioner der bidrog mest til klassificeringen, undersøgte vi bidraget fra hver funktion (dvs. kanaler og frekvenser) (se materialer og metoder for detaljer; se fig. 1E). Denne analyse afslørede, at oscillerende aktivitet (4-20 Hz) registreret ved bageste elektrodekanaler bidrog mest til nøjagtigheden, hvilket tyder på, at klassificering i høj grad afhænger af visuel behandling, der adskiller de tre filmkontekster. Dette resultat replikerer og udvider tidligere resultater opnået med statiske visuelle stimuli (Jafarpour et al. 2014; Kaneshiro et al. 2015; Kurth-Nelson et al. 2015; Bramão og Johansson 2018).

Genindstilling af kontekst under ikke-konkurrerende målsøgning

Using the classifier built on the encoding data, we next investigated incidental context reinstatement during DE noncompetitive retrieval. This is an important step to validate our methodological approach and to replicate and extend previous findings in the literature (e.g., Manning et al. 2011; Diana et al. 2013; Gershman et al. 2013; Folkerts et al. 2018). Given the contextual nature of episodic memory retrieval, non-competitive target retrieval should be accompanied by the reinstatement of the encoding context already during the initial cue time window. As the word cue was previously encountered in a single encoding event, it could readily prompt retrieval of the sought-after memory trace (Fig. 1A, F). The neural pattern classifier, trained during encoding, was applied over the time course of DE noncompetitive retrieval. As no movie context was presented during retrieval, any classification evidence reflects the replay of the neural patterns diagnostic of the encoding context. As we would expect stronger context reinstatement for successful target retrieval (e.g., Herweg, Sharan, et al. 2020a), this analysis was first restricted to trials in which the participants remembered the target word. Moreover, to investigate context reinstatement as a function of memory performance, we then contrasted classifier accuracy for successful and unsuccessful target retrieval, in the time bins for which classifier accuracy differed from chance. Only participants (n = 27) with enough trials (>10 forsøg) i begge betingelser blev overvejet. For at undgå cirkularitet i dataene implementerede vi en LOSO krydsvalideringsprocedure for at identificere tidsvinduerne for hver deltager (Esterman et al. 2010).

Figur 2 viser den tidsmæssige dynamik ved genindsættelse af tilfældig målkontekst for ikke-konkurrerende genfinding af DE. Som forudsagt observerede vi, at det neurale mønster, der svarede til kodningskonteksten for målet, blev genindsat allerede i cue-tidsvinduet, startende ved 0.9 s efter start af cue [middel ± SD ved 0 .95 sek.=36.4 ± 4.3, t(29) {{10}}.70, P=0.01, d=0.49, tærskel t -værdi=2.29]. Kritisk set var denne kontekstgendannelse signifikant stærkere for vellykket sammenlignet med mislykket målhentning [t(26)=2.42, P=0.023, d=0.46]. Desuden bekræftede en t-test med én prøve, at klassificeringsnøjagtigheden for vellykkede forsøg var væsentligt over chancen [t(29)=2.63, P=0.013, d=0.48 ] der henviser til, at det ikke var for mislykkede forsøg [t(26)=−1,40; P=0.17, d=−0.27] (fig. 2). Desuden var klassificeringsbeviser for genindsættelse af målkontekst i cue-tidsvinduet stærkere for ikke-kompetitiv hentning sammenlignet med konkurrerende hentning (se supplerende note 4).

Klassificeringsydelsen var signifikant forskellig fra tilfældighed senere i probetidsvinduet, mellem 2,7 og 2,9 s [middel ± SD ved 2,75 s=31.4 ± 3,8, t(29)=−2,17, P { {14}}.038, d=−0.40, tærskel t-værdi=−2.01] og ved 3,5 s efter forsøgets start [middel ± SD=35.6 ± 3.6, t(29)=2.30, P=0.029, d=0.42, tærskelværdi=2. 12]. Klassificeringsydelsen var imidlertid sammenlignelig for succesfuld og mislykket hentning i disse senere tidsvinduer (alle Ps > 0,2) (fig. 2). Tendensen observeret i dataene til en negativ klassificering mellem 2,7 og 2,9 s kan indikere, at en anden kontekst end DE blev genindsat i denne periode. Selvom der ikke var nogen systematisk skævhed mod en af ​​de to andre kontekster (Supplerende note 5), er det interessant at bemærke den numeriske tendens for deltagere til fortrinsvis at genindsætte AB- og AC-kontekster sammenlignet med DE-kontekster, når DE-målet blev hentet med succes. Dette kan potentielt forklares ved, at deltagere engagerer sig i overvågningsprocesser efter hentning, såsom mentalt forestiller sig det hentede ord, som det støder på i en af ​​de alternative filmkontekster. Ydermere er der i slutningen af ​​genfindingsperioden en tendens til kontekstgenindsættelse af DE-målet, hvilket tyder på genfinding af kontekstuel information med eller uden adgang til den diskrete målhændelse.

Tilsammen tyder disse resultater på, at målgenfinding ledsages af genindsættelse af den oprindelige kodningskontekst og mere under vellykket hukommelse. Disse resultater udvider tidligere resultater til et nyt paradigme, hvor kodningskonteksten er helt tilfældig til hukommelsesopgaven, og deltagerne kun bliver bedt om at hente de indlejrede diskrete målord.

Kontekstgenindsættelse under konkurrencemæssig hentning

Den tidligere analyse bekræftede, at kodningskontekst tilfældigt genindsættes i vores nye paradigme og samvarierer med succesfuld målsøgning på ikke-kompetitive (DE) forsøg. Dernæst undersøgte vi en sådan tilfældig genindsættelse af kontekst under konkurrencemæssig hentning. I løbet af word-cue-tidsvinduet blev deltagerne præsenteret for en cue (dvs. A) forbundet med flere spor (dvs. B og C). Vi begrundede, at hvis kodningskonteksterne, der specificerer de originale hændelser, tilfældigt genindsættes under genfindingskonkurrence, ville vi observere reduceret klassificeringsnøjagtighed for målkodningskonteksten i dette tidlige tidsvindue. I det efterfølgende probetidsvindue blev deltagerne præsenteret for en specificeret testprobe (første bogstav i målordet), der indikerede hukommelsessporet, der skulle hentes (dvs. enten B eller C), hvilket muliggjorde interferensopløsning og selektiv hentning af målhukommelse. Vi forudsagde, at en sådan opløsning ville blive ledsaget af fremkomsten af ​​målkontekstgenaktivering som afspejlet i stigende klassificeringsnøjagtighed (fig. 1A, F). For at teste disse forudsigelser blev den neurale mønsterklassifikator, trænet under indkodning, anvendt i løbet af tidsforløbet af kompetitiv hentning. Da vores adfærdsdata viste proaktiv, men ikke tilbagevirkende interferens, undersøgte vi succesfuld AB og AC konkurrencedygtig hentning separat.

Den tidsmæssige dynamik af den tilfældige genindsættelse af målkonteksten er vist i figur 3 for AC kompetitiv hentning og i figur 4 for AB kompetitiv hentning. Som forudsagt opstod den neurale reaktivering af målkonteksten kun i det sene probetidsvindue (mellem 2,5 og 2,8 s) for både AC- og AB-hentning, ca. 0,5–0,8 s efter sondestart [AC-ordpar: middel ± SD ved 0.55 s=37.8 ± 7.4, t(27)=3.16, P {{2{{27} }}}.0038, d=0.60, tærskel t-værdi=2.13; AB-ordpar: middel ± SD ved 0,75 s=36.5 ± 6.3,t(29)=2.76, P=0.009, d=0.51, tærskel t-værdi=2.14]. Supplerende note 4 viser, at klassificeringsbeviser for genindsættelse af målkontekst i probetidsvinduet (~0,5-0,8 s efter probestart) var stærkere for kompetitiv hentning end for DE ikke-kompetitiv hentning.

AC konkurrencedygtig hentning - tilstanden forbundet med proaktiv interferens - viste klassificeringsydelse væsentligt under tilfældighed i to yderligere tidsvinduer (fig. 3). Først tidligt i ord-cue-tidsvinduet, 1,25 s efter forsøgets start (gennemsnit ± SD=30.3 ± 7.0, t(27)=−2.14, P=0.041, d=−0.41, tærskel t-værdi=−1,95] og derefter, i probetidsvinduet, mellem 2,35 og 2,45 s [middel ± SD ved 0,45 s=30,8 ± 6,9, t(27)=−1.86, d {{35} } −0,35, tærskel t-værdi=−1,85]. Kritisk set indikerer negativ klassificering, at en anden kontekst end målkonteksten blev genindsat. I de følgende analyser undersøger vi, om dette fund er forbundet med reaktiveringen af hjernemønstre forbundet med konteksten af ​​den konkurrerende hukommelse.

Genindstilling af kontekst Spor-hentningskonkurrence under AC-hentning

Having identified the time bins for which classifier accuracy was reliably different from both chance and noncompetitive retrieval, we next investigated classifier accuracy as a function of interference resolution. As we only observed reliable proactive interference, we restricted the analysis to AC competitive retrieval trials. To avoid statistical circularity, we implemented a LOSO cross-validation procedure to identify the analytic time windows for each specific participant (Esterman et al. 2010). The analysis was run using a subsample of participants (n = 25 for AC retrieval) with a sufficient number of trials (>10).

Den tidsmæssige dynamik af konkurrence og interferensopløsning blev undersøgt i probetidsvinduet. I dette tidsvindue blev deltagerne præsenteret for en første-bogstavs-probe, der indikerede, hvilken af ​​de to medarbejdere, der var målrelevant (enten B eller C). Det er således i løbet af dette tidsvindue, vi ville forvente, at interferenskontrolmekanismer fungerer i selektiv hentning. Som rapporteret ovenfor viste analyser 1) pålidelig genindsættelse af målkontekst for AC-hentning i løbet af dette tidsvindue (mellem 2,5 og 2,8 sek.) og 2) forudgående bevis for under-tilfældig målklassificering (mellem 2,35 og 2,45 s), muligvis på grund af en tilfældig kontekstgendannelse af den konkurrerende AB-hukommelse.

For direkte at evaluere denne fortolkning blev klassificeringsnøjagtigheden for AC-ordpar i probetidsvinduet undersøgt med en trevejs gentaget-måling ANOVA med faktorerne Tidsvindue (tidlig vs. sent), Hukommelsesydelse (succesfuld vs. mislykket) og Kontekst ( mål vs. konkurrent). DE ikke-konkurrerende betingelse blev udelukket fra analysen for at undgå at krænke antagelsen om uafhængighed blandt de afhængige variabler. ANOVA'en viste en signifikant interaktion mellem tidsvindue og kontekst [F(1, 23)=28.81, P < 0.001, η2 P{{ 8}}.56]. Derudover var interaktionen mellem tidsvindue og hukommelsesydelse [F(1, 23)=9.03, P=0.006, η2 P= 0.28] signifikant (fig. 3) ). Som bekræftelse af ideen om, at interferensopløsning er parallel med den tilfældige genindsættelse af målkonteksten, bekræftede vi, at beviser for målkonteksten i det sene tidsvindue var stærkere sammenlignet med konkurrentkonteksten, men kun når konkurrencen blev løst [succesfuld hentning: t (27)=2.22, P=0.035, d=0.42; mislykket hentning: t(24)=−0.11, P=0.91, d=−0.02]. Desuden var klassificeringsbeviset for målkonteksten stærkere i det sene sammenlignet med det tidlige tidsvindue, men igen kun for succesfuldt løst konkurrence [Successful retrieval: t(27)=2.97, P=0.006 , d=0.56; mislykket hentning: t(24)=0.54, P=0.60, d=0.11].

I overensstemmelse med ideen om, at en vellykket konkurrenceløsning gik forud af en tilfældig genindsættelse af den konkurrerende kontekst, observerede vi yderligere, at i det tidlige probetidsvindue var reaktiveringen af ​​konkurrentkonteksten stærkere end reaktiveringen af ​​målkonteksten [succesfuld hentning: t (27)=2.54, P=0.017, d=0.48]. Denne tendens var også til stede for mislykket løst konkurrence [mislykket hentning: t(24)=1.83, P=0.08, d=0.37]. Evidensen for konkurrentkonteksten var også stærkere i det tidlige end i det sene tidsvindue, uanset hentningssucces [Successful retrieval: t(27)=4.24, P < 0.001, d=0.80 ; mislykket hentning: t(24)=2.99, P=0.007, d=0.61]. Endelig var klassificeringsbeviset for konkurrentkonteksten i det tidlige probetidsvindue væsentligt over chancen (33,3 %) både for vellykket [t(27)=3.21, P=0.003, d=0.61] og mislykket [t(24)=2.30, P=0.030, d=0.46] hentning, hvorimod klassificeringsbevis for målkontekst kun var væsentligt forskellig fra tilfældigheder i det sene tidsvindue og for vellykket målhentning [t(27)=2.21, P=0.035, d=0.42].

Disse nye resultater viser, at kodningskonteksten tilfældigt genindsættes under konkurrenceudvinding, og at en sådan genindsættelse sporer genfindingskonkurrence og interferensopløsning. Proaktiv interferens var neuralt forbundet med den tilfældige reaktivering af kodningskonteksten for det konkurrerende hukommelsesspor. Genoptagelse af konkurrenten blev observeret meget tidligt, ca. 350-450 ms efter probestart (dvs. 2,3 s efter start af forsøg). Konkurrenceopløsning fulgte umiddelbart derefter, det vil sige ca. 550-800 ms efter probepræsentation (dvs. 2,5 s efter forsøgets start), som afspejlet i den kortikale genindsættelse af kodningskonteksten for målet.

Dernæst vender vi os til cue-tidsvinduet. Overraskende nok observerede vi, at AC-hentning var forbundet med klassificeringsbeviser for genindsættelse af målkontekst under chance allerede i cue-tidsvinduet (1,25 s efter forsøgets start) (fig. 3). I dette tidsvindue blev deltagerne forsynet med en ord-cue (dvs. A'et), der pegede på flere hukommelsesspor (dvs. B og C) uden specificering af den målrelevante hukommelse. For yderligere at forstå denne effekt undersøgte vi muligheden for, at ord-cue-præsentationen giver anledning til en tilfældig genindsættelse af konteksten forbundet med det stærkeste hukommelsesspor; det vil sige den konkurrerende AB-indkodningskontekst. Denne forudsigelse blev testet ved at undersøge klassificeringsnøjagtigheden for AC-ordpar i løbet af ordet-cue-tidsvinduet med en gentagen måling ANOVA med faktorerne Memory Performance (succesfuld vs. mislykket) og kontekst (mål vs. konkurrent). Analysen afslørede ingen signifikante effekter (alle Ps > 0.09).

Ikke desto mindre understøttes ideen om, at proaktiv interferens kan være drevet af konkurrentgenaktivering allerede i ordet-cue-tidsvinduet, når der fokuseres på vellykkede genfindingsforsøg. t-tests med parvise prøver viste mere robust klassificeringsbevis for AB-konkurrent-konteksten end for AC-målkonteksten [t(27)=2.32, P=0.028, d=0 .44], og over-tilfældige beviser for genindsættelse af AB konkurrentkontekst [t(27)=2.14, P=0.042, d=0.40; Fig. 3]. Det ser således ud til, at AB-konkurrent-kontekstreaktivering sker tidligt under forsøget, allerede i cue-tidsvinduet, og dets reaktivering dominerer hentning, indtil sonden præsenteres. I dette øjeblik finder interferensopløsning sted, og genindsættelse af AC-målkonteksten observeres.

Tendensen til at observere større klassificeringsbevis for konkurrenten i et tidsvindue, hvor deltagerne ikke vidste, hvad der var det relevante hukommelsesspor for forsøget, kan virke kontraintuitiv. Bemærk dog, at dette kun var tilfældet for AC-ordpar. For at give yderligere indsigt i dette fund kørte vi en univariat analyse, hvor vi kontrasterede AC- og AB-ordpar versus DE-ordpar i theta-båndet (3-6 Hz), i cue- og probe-tidsvinduerne. Tidligere undersøgelser har indikeret, at hukommelsesinterferens er forbundet med øget frontal theta-aktivitet (f.eks. Hanslmayr et al. 2010; Staudigl et al. 2010; Waldhauser et al. 2012; Bramão og Johansson 2017). Denne analyse viste en øget tidlig theta-aktivitet i ord-cue-tidsvinduet for AC, men ikke for AB-ordpar (se supplerende note 6). Dette resultat stemmer godt overens med vores adfærdsresultater. Vi observerede kun proaktiv interferens, når deltagerne blev bedt om at hente C-målene i AC-ordparrene. Dette indikerer, at vores paradigme anstiftede stærkere AB-associationer sammenlignet med AC-associationer. Derfor, når deltagerne fik ordet stikord A, kan AB-associationen være den begivenhed, der lettest genaktiveres. En udfordring for denne idé er dog, at vi ikke observerede klassifikationsbeviser for målkonteksten under AB-hentning i dette cue-tidsvindue. En undersøgende analyse af AB-hentning som en funktion af kodningsbloktype (dvs. rækkefølgen AB/AC/DE) afslørede imidlertid genindsættelse af målkontekst for den bloktype, der fremmer AB-hukommelse (se supplerende note 7).

Genindstilling af kontekst under AB-hentning

Even though there was no evidence of retroactive interference during AB retrieval, for completeness, we investigated if classifier evidence for target context is also evident during AB retrieval trials as a function of retrieval success. Successful retrieval of AB word pairs was associated with above-chance target context classifier accuracy in the probe time window (between 2.5 and 2.8 s) (Fig. 4). This analysis was restricted to a subsample of participants (n = 24 for AB retrieval with >10 forsøg). Vi undgik igen statistisk cirkularitet ved at definere deltagerspecifikke analytiske vinduer ved hjælp af en LOSO-tilgang. Klassificeringsbevis for AB-ordpar blev undersøgt med en to-vejs gentaget-måling ANOVA med faktorerne Memory Performance (succesfuld vs. mislykket) og kontekst (mål vs. konkurrent). ANOVA'en viste en marginal interaktion mellem de to faktorer [F(1, 24)=3.64, P=0.069, η2 P=0.13]. Planlagte parvise sammenligninger afslørede, at klassificeringsbeviser for målkonteksten havde en tendens til at være stærkere for vellykket sammenlignet med mislykket AB-hentning [t(24)=1.99, P=0.059, d {{19 }}.40]. Derudover var klassificeringsbevis for målkonteksten højere end bevis for konkurrentkonteksten, når hukommelsesydelsen var vellykket [t(29)=2.8, P=0.009, d=0. 51]. Desuden var klassificeringsnøjagtigheden for målkonteksten signifikant over chancen (33,3 %) for vellykkede genfindingsforsøg [t(29)=3.6, P=0.001, d=0.65 ]) men ikke for mislykkede forsøg [t(23)=−0,84, P=0.14, d=−0,30] (fig. 4).

Sammenfattende blev vellykket AB-målhentning ledsaget af genaktivering af kodningsfilmkonteksten, men kun når hukommelseshentning var vellykket.

Kontekstgendannelse som en funktion af hukommelsen for AB/AC-tripletten

Vi søgte dernæst at bestemme, hvordan moduleringer i kontekstreaktivering, efterhånden som genfinding udfolder sig, relaterer sig til den langsigtede tilgængelighed af de to diskrete begivenheder, det vil sige målet og den anden associerede. Interessant nok viser klassificeringsnøjagtigheden rapporteret i figur 2-4 et mønster, der går over og under tilfældigheder. Dette mønster kan indikere, at deltagerne veksler mellem to tilknyttede hukommelsesrepræsentationer. Vi testede denne idé ved at undersøge tilstedeværelsen af ​​pålidelig over- og under-chanceklassificering i apporteringskonkurrencebetingelserne. Vi undersøgte, om klassificeringsbeviser var prædiktive for at huske AB- og AC-associerede. For at have nok forsøg blev AB- og AC-hentningsbetingelser kollapset, og genfindingsforsøg blev opdelt i tre kategorier: 1) huske både målet og associeret; 2) at hente målhukommelsen, men undlade at hente den associerede; og 3) undlader at hente målet, men husker partneren. Supplerende note 8 viser, at huske det tilknyttede hukommelsesspor blev ledsaget af genindsættelse af associerets kontekst i cue-tidsvinduet. I modsætning hertil blev målhukommelseshentning ledsaget af genindsættelse af målets kontekst i probetidsvinduet. Navnlig blev klassifikation over og under tilfældighed kun observeret, når deltagerne huskede begge minder, hvilket indirekte antyder, at mønsteret rapporteret i figur 3 og 4 kan være relateret til vedligeholdelsen af ​​og vekslende mellem de to tilknyttede hukommelsesspor.

Tidshyppighedsrepræsentationer af vellykket målsøgning

Den tidligere analyse undersøgte den tidsmæssige dynamik af kontekstgenindsættelse i ikke-konkurrerende og konkurrencedygtig hentning. Dernæst søgte vi at undersøge de neurale korrelater af mål-ord-hentning under konkurrencedygtig og ikke-konkurrerende hentning. En univariat analyse blev kørt i kontrast mellem succesfuld og mislykket genfinding med en klyngebaseret permutationstest (Maris og Oostenveld 2007), over tidsforløbet af hentning og i det samme frekvensområde, der blev brugt i MVPA.

Kritisk set observerede vi signifikante effekter i alfa/beta-frekvensområdet i tidsvinduer, der overlapper med dem, hvor mønsterklassifikatorerne identificerede pålidelig tilfældig genindsættelse af målkonteksten. DE-ikke-kompetitiv hentning var forbundet med øget alfa/beta-desynkronisering til stede i cue-tidsvinduet mellem {{0}}.9 og 1,5 s (P=0.02, d { {6}} −0.57, se fig. 5A). Konkurrerende genfinding viste derimod signifikante succes-effekter for hentning, karakteriseret ved øget desynkronisering i alfa/beta-båndet, ikke før det senere probe-tidsvindue, mellem 2,5 og 3 s (AB-hentning: P=0.02, d=-0.53; AC-hentning P=0.04, d=-0.16, se fig. 5B, C).

Interessant nok overlapper disse datas tidsmæssige dynamik med resultaterne fra den multivariate tilgang, hvilket viser, at vellykket målgenfinding sker i samme tidsvindue som genindsættelse af kontekstmål. Desuden understøtter de aktuelle resultater nyere beretninger, der fremhæver rollen af ​​alfa/beta-desynkronisering i episodisk hukommelseshentning (Hanslmayr et al. 2012; Hanslmayr et al. 2016; Griffiths et al. 2021) og bekræfter tidligere resultater i litteraturen (Manning et al. 2011; Jafarpour et al. 2014; Staudigl et al. 2015; Michelmann et al. 2016; Waldhauser et al. 2016).

Diskussion

Evnen til at huske en episode fra vores fortid er ofte hæmmet af konkurrence, der opstår fra lignende overlappende begivenheder. Her undersøgte vi, om hukommelseskonkurrence er karakteriseret ved den tilfældige genindsættelse af de tilfældige kontekster, hvori diskrete, men overlappende begivenheder blev indlejret under indkodning. Genoprettelse af kontekst under kompetitiv hentning kan reducere behovet for kognitiv kontrol for at minimere virkningerne af hukommelsesinterferens. Ved at bruge MVPA af EEG-data med høj tidsmæssig opløsning undersøgte vi genindsættelse af mål- og konkurrentkontekst i løbet af tidsforløbet for hukommelseshentning. Vi leverer beviser, der viser, at hukommelseskonkurrence faktisk er forbundet med den samtidige og tilfældige reaktivering af kontekstuelle detaljer forbundet med både mål- og konkurrerende hukommelser. Det er vigtigt, at denne tilfældige kontekstgenindsættelse sporer genfindingskonkurrence og interferensopløsning og giver ny indsigt i den tidsmæssige dynamik af selektiv hukommelseshentning.

Evnen til at huske en episode fra vores fortid er ofte hæmmet af konkurrence, der opstår fra lignende overlappende begivenheder. Her undersøgte vi, om hukommelseskonkurrence er karakteriseret ved den tilfældige genindsættelse af de tilfældige kontekster, hvori diskrete, men overlappende begivenheder blev indlejret under indkodning. Genoprettelse af kontekst under kompetitiv hentning kan reducere behovet for kognitiv kontrol for at minimere virkningerne af hukommelsesinterferens. Ved at bruge MVPA af EEG-data med høj tidsmæssig opløsning undersøgte vi genindsættelse af mål- og konkurrentkontekst i løbet af tidsforløbet for hukommelseshentning. Vi leverer beviser, der viser, at hukommelseskonkurrence faktisk er forbundet med den samtidige og tilfældige reaktivering af kontekstuelle detaljer forbundet med både mål- og konkurrerende hukommelser. Det er vigtigt, at denne tilfældige kontekstgenindsættelse sporer genfindingskonkurrence og interferensopløsning og giver ny indsigt i den tidsmæssige dynamik af selektiv hukommelseshentning.

Desuden viser vores data, at tidspunktet for genindsættelse af kontekst overlapper med timingen for vellykket hentning af målordet (fig. 5A). Dette gentager tidligere resultater (f.eks. Manning et al. 2011; Diana et al. 2013; Gershman et al. 2013; Miller et al. 2013; Staudigl et al. 2015; Folkerts et al. 2018; Herweg, Sharan, et al. 2020a), hvilket indikerer, at vellykket målhentning ledsages af samtidig adgang til kodningskonteksten. Det er vigtigt, at kontekstens tilfældige karakter i vores paradigme stemmer godt overens med ideen om, at hippocampus binder de langsomt drivende kontekstuelle ændringer sammen med mere diskrete elementer af en begivenhed (Polyn et al. 2009; Howard 2017; Yonelinas et al. 2019; Kahana 2020 ), som følgelig tillader den samtidige erindring af alle dens elementer via mønsterfuldførelse (Horner et al. 2015; Ritchey og Cooper 2020).

Efter at have etableret en måde at kvantificere tilfældig genindsættelse af kodningskontekst, var vores primære mål at undersøge, om det sporer konkurrence mellem relaterede hændelser kodet i forskellige kontekster og vellykket interferensløsning. Adfærdsmæssigt observerede vi pålidelig proaktiv interferens. Neuralt observerede vi, at indkodningskonteksten, hvori overlappende, konkurrerende begivenheder blev indlejret under kodning, tilfældigt blev genindsat under konkurrerende hentning. Proaktiv interferens var forbundet med reaktiveringen af ​​den konkurrerende filmkontekst, der fandt sted tidligt under hentning, sandsynligvis eksisterede i cue-tidsvinduet og spredte sig til den tidlige del af sondetidsvinduet (fig. 3A). Kritisk set var dette tilfældet for både løst og uløst proaktiv interferens (fig. 3B), hvilket indikerer, at kompetitiv hentning ikke kun er karakteriseret ved reaktivering af det konkurrerende element, men også af omfattende information, herunder de kontekstuelle detaljer, der specificerer dens kodningskontekst. Når deltagerne med succes løste hukommelsesinterferens, blev genindsættelse af konkurrentkontekst efterfulgt af genaktivering af målkontekst. Vores data viser, at vellykket konkurrenceløsning var forbundet med genindsættelse af målkonteksten, og at en sådan genindsættelse forudsagde interferensløsning. Dette fund er i overensstemmelse med ideen om, at tilfældig genindsættelse af de kontekstuelle funktioner, som specificerer indkodningsepisoden, kan hjælpe under konkurrencemæssig hentning. Adgang til kodningskonteksten kunne lette målrelevant hentning eller valg af målfunktioner efter hentning ved at differentiere overlappende hændelser og reducere hukommelsesinterferens.

En af de mest fremtrædende beretninger om kompetitiv genfinding hævder, at kognitive kontrolmekanismer aktivt hæmmer konkurrerende erindringer, der er coaktiveret med målhukommelserne (Levy og Anderson 2002; Anderson 2003). En konsekvens af en sådan hæmmende mekanisme er senere at glemme konkurrenterne (Anderson et al. 1994). Den tilfældige genindsættelse af de kontekstuelle funktioner under konkurrencemæssig hentning kan være en alternativ/komplementær mekanisme til håndtering af hukommelsesinterferens. En nyere undersøgelse viser, at strategisk vedtagelse af en genfindingsorientering mod elementer, der er kodet i en bestemt kontekst, reducerer hukommelsesinterferens og, som en konsekvens heraf, beskytter relaterede og ellers konkurrerende minder mod hæmning og senere forglemmelse (Kerrén et al. 2021).

Vores data viser, at genindsættelse af målkontekst, forudsigende for interferensopløsning, blev observeret tidligt ved ca. {{0}}.50 s efter første-bogstavs-probestart (dvs. ~2,5 s efter prøvestart). Interessant nok overlappede timingen af ​​denne effekt med timingen af ​​vellykket målordshentning (fig. 3 og 5), hvilket indikerer, at kodningskontekst og målord coaktiveres på en parallel måde under konkurrenceafslutning. Tidligere undersøgelser har vist, at den kortikale genindsættelse, der fører til hukommelseshentning, kan forekomme så tidligt som cirka 0,5 s efter startsignal (Jafarpour et al. 2014; Kurth-Nelson et al. 2015; Bramão og Johansson 2018; Staresina og Wimber 2019). Vores data viser, at interferensopløsning kan være bemærkelsesværdigt hurtig, da den kortikale genindsættelse af målkonteksten viste en lignende tidsmæssig profil på trods af den foregående genfindingskonkurrence. Dette bekræfter ideen om, at mekanismer, der håndterer genfindingskonkurrence, fungerer meget tidligt og hurtigt for at bane vejen for målrelevant målreaktivering og/eller -selektion (Waldhauser et al. 2012).

Interessant nok, mens målkontekstreaktivering forbundet med interferensopløsning blev observeret ca. {{0}}.50 s efter probestart, skete målkontekstreaktivering til ikke-kompetitiv hentning senere, ca. 0,95 s efter word-cue-start. Fuldførelse af hippocampusmønster, der fører til genindsættelse af kortikal, kan afhænge af flere faktorer, såsom hukommelsesstyrke og målrettet bias. Nogle undersøgelser har vist, at de tidlige hukommelsessignaler initieret af bottom-up hippocampus-cortical genindsættelse sendes til posterior parietale corticale regioner, hvor cortical genindsættelse er yderligere forfinet eller integreret i en top-down målrettet måde (Wagner et al. 2005; Bergström et al. 2013; Kuhl et al. 2013; Favila et al. 2018; Staresina og Wimber 2019). Dette tyder på, at tidspunktet for genindsættelse af kortikal, der fører til vellykket hukommelseshentning, kan forekomme på forskellige tidspunkter afhængigt af de specifikke krav til hukommelsesopgaven.

Klassificeringsresultaterne her rapporteret (fig. 2-4) viser systematiske udsving over og under chanceniveauerne for henholdsvis mål- og konkurrerende kontekstgenindsættelse. Når deltagerne kun huskede en af ​​ord-parforbindelserne, blev der ikke observeret et sådant mønster (Supplerende note 7). Det er tænkeligt, at denne klassifikation over og under tilfældigheder afspejler en vekslen mellem de to mulige hukommelsesspor. Tidligere undersøgelser har forbundet klassificeringsnøjagtighed, der svinger ved delta-frekvenser, med skift mellem repræsentationstilstande i arbejdshukommelsen (f.eks. de Vries et al. 2019; de Vries et al. 2020). Fremtidige undersøgelser er nødvendige for at give yderligere indsigt i, hvordan disse mekanismer fungerer i situationer med episodisk hukommelseshentning.

Vores data viser proaktiv, men ikke tilbagevirkende interferens; det vil sige, at hentekonkurrencen kun var til stede, når deltagerne blev bedt om at hente C-målene i AC-ordparrene. Dette indikerer, at vores paradigme kan have foranlediget stærkere AB sammenlignet med AC-associationer. Faktisk observerede vi under AC-hentning en tendens til, at klassificeringsbeviser for en konkurrent (AB-kontekst) var stærkere end for målet (AC-kontekst), der eksisterede i cue-tidsvinduet, og når deltagerne ikke vidste, hvilken af ​​hukommelsen spor (enten B eller C) var målrelevante. Under indkodningsopgaven blev deltagerne bedt om at forestille sig ordparret i sammenhæng med film. Dette kan have fremmet en stærk hukommelsesrepræsentation af AB-foreningen, som var svær at forstyrre/opdatere, da deltagerne næste gang blev bedt om at oprette en AC-forening. Derfor, da deltagerne fik ordet cue A, blev den konkurrerende hukommelse B genindsat, hvilket forårsagede proaktiv interferens.

Derudover blev målreaktivering for AB-ordparrene observeret, når AB og AC blev præsenteret længere fra hinanden under indkodningsblokken. Fremtidige undersøgelser bør yderligere undersøge de mekanismer, der medierer tilbagevirkende og proaktiv interferens. Det kan være, at disse to typer interferens er medieret af i det mindste delvist adskilte neurale mekanismer, der opererer i forskellige faser (kodning vs genfinding) af hukommelsen. For eksempel indikerer eksisterende data, at hukommelsesreaktivering af AB under senere AC-indlæring forudsiger modstand mod retroaktiv interferens (Kuhl et al. 2010, 2011; Koen og Rugg 2018), og de nuværende data (sammen med Kuhl et al. 2011) indikerer, at proaktiv interferens opstår til dels fra AB-reaktivering under AC-hentning. Imidlertid afviger eksisterende data med hensyn til, om proaktiv interferens delvist kan forklares af AB-reaktivering under AC-indlæring (Koen og Rugg 2018), med makroundersøgelsesvariabilitet måske relateret til, i hvilket omfang overlappende hændelser er integreret i hukommelsen (Shohamy og Wagner 2008; Schlichting og Preston 2015; Favila et al. 2018; Chanales et al. 2019).

Påfaldende nok viser vores data i cue-tidsvinduet konkurrentkontekstgenaktivering for vellykket, men ikke for mislykket hukommelseshentning (fig. 3). Denne observation antyder, at glemsel ikke helt kan tilskrives mnemonisk interferens, der opstår, når en konkurrerende hukommelse hæmmer målgenfinding (Levy og Anderson 2002; Anderson 2003). Faktisk viser nyere arbejde, at reaktivering af overlappende konkurrerende minder ikke nødvendigvis kommer med en omkostning, men kan gavne hukommelsen ved at fremme integrationen af ​​overlappende minder (f.eks. Chanales et al. 2019). Fremtidige undersøgelser er nødvendige for at undersøge afvejningen mellem hukommelsesinterferens og integration; nyere undersøgelser tyder på, at kontekst kan spille en afgørende rolle i at moderere denne interaktion (Libby et al. 2019; Cox et al. 2021).

Alt i alt giver vores resultater nye elektrofysiologiske beviser for, at episodisk erindring involverer en tilfældig genindsættelse af kontekstuelle detaljer om tidligere begivenheder under konkurrencemæssig hentning. Specifikt viser vi, at proaktiv interferensopløsning ses i den eventuelle genindsættelse af målkonteksten, og at hukommelsesinterferens er karakteriseret ved en tidlig og tilfældig genindsættelse af konkurrentkonteksten. Episodisk hukommelse er per definition kontekstafhængig (f.eks. Estes 1955; Polyn og Kahana 2008; Polyn et al. 2009; Howard 2017). Her viser vi for første gang, at genfindingskonkurrence er forbundet med den tilfældige genindsættelse af de episodiske sammenhænge, ​​hvori de konkurrerende elementer blev indkodet. Fremtidige undersøgelser kunne undersøge den funktionelle rolle af en sådan genindsættelse, hvilket muligvis kan bidrage til adskillelsen af ​​meget overlappende episoder for at reducere og løse hukommelsesinterferens - mekanismer, der er fundamentale for selektivt at huske vores fortid.

Supplerende materialer

Supplerende materiale kan findes på Cerebral Cortex online.

Noter

Forfatterne takker alle frivillige, der deltog i denne undersøgelse. Forfatterne vil gerne takke Eysteinn Ívarsson og Tim Larsson for deres hjælp under forberedelse af stimuli og dataindsamling.

Finansiering

Svensk Forskningsråd (VR 2015-01180); og Marcus og Amalia Wallenbergs Fond (MAW 2015.0043).

Referencer

1. Anderson JR. 1974. Hentning af propositionel information fra langtidshukommelsen. Cogn Psychol. 6:451-474.

2. Anderson MC. 2003. Rethinking interference theory: executive control and the mechanisms of forgetting. J Mem Lang. 49:415-445.

3. Anderson MC, Bjork RA, Bjork EL. 1994. At huske kan forårsage at glemme: genfindingsdynamik i langtidshukommelsen. J Exp Psychol Lær Mem Cogn. 20:1063-1087.

4.Bergström ZM, Henson RN, Taylor JR, Simons JS. 2013. Multimodal billeddannelse afslører erindringens spatiotemporale dynamik. NeuroImage. 68:141-153.

5. Beukers AO, Buschman TJ, Cohen JD, Norman KA. 2021. Er aktivitets tavs arbejdshukommelse blot episodisk hukommelse? Trends Cogn Sci. 25:284-293.

6.Borin L, Forsberg M, Roxendal J. 2012. Korp — Språkbankens korpusinfrastruktur. I: ELRA, redaktør. Proceedings of LREC 2012; Istanbul.

7.Bramão I, Johansson M. 2017. Fordele og omkostninger ved genindsættelse af kontekst i episodisk hukommelse: en ERP-undersøgelse. J Cogn Neurosci. 29:52–64.

8.Bramão I, Johansson M. 2018. Neural mønsterklassificering sporer overførselspassende behandling i episodisk hukommelse. eNeuro. 5:ENEURO.0251–ENEU18.2018.

9. Chanales AJH, Dudukovic NM, Richter FR, Kuhl BA. 2019. Interferens mellem overlappende minder forudsiges af neurale tilstande under indlæring. Nat Commun. 10:1-12.

10.Cox WR, Dobbelaar S, Meeter M, Kindt M, van Ast VA. 2021. Episodisk hukommelsesforbedring versus svækkelse bestemmes af kontekstuel lighed på tværs af begivenheder. Proc Natl Acad Sci US A. 118:e2101509118.

11. Diana RA, Yonelinas AP, Ranganath C. 2013. Aktivering af parahippocampal cortex under genindsættelse af kontekst forudsiger genindkaldelse. J Exp Psychol Gen. 142:1287-1297.

12.de Vries IEJ, van Driel J, Olivers CNL. 2019. Afkodning af status for arbejdshukommelsesrepræsentationer som forberedelse til visuel udvælgelse. NeuroImage. 191:549-559.

13.de Vries IEJ, Slagter HA, Olivers CNL. 2020. Oscillerende kontrol over repræsentationstilstande i arbejdshukommelsen. Trends Cogn Sci. 24: 150–162.

14. Esterman M, Tamber-Rosenau BJ, Chiu YC, Yantis S. 2010. Undgå ikke-uafhængighed i fMRI-dataanalyse: udelad et emne. NeuroImage. 50:572-576.

15. Estes WK. 1955. Statistisk teori om spontan bedring og regression. Psychol Rev. 62:145-154.

For more information:1950477648nn@gmail.com