Intraobjekt- og ekstraobjekthukommelsesbinding på tværs af tidlig udvikling, del 3

Resultater og diskussion

Tre {{0}}-årige blev ekskluderet på grund af computerfejl, og en yderligere 5--årig blev ekskluderet for ikke at fuldføre opgaven. Fordi børn og voksne svarede på forskellige måder (henholdsvis en berøringsskærm og tastatur), kunne vi ikke analysere responstider, men vi udelukkede individuelle forsøg med meget hurtige (dvs. < 200 ms) svar fra alle analyser, fordi de sandsynligvis var utilsigtede . Procentdelen af ​​udelukkede forsøg var 1,3 % hos 5-årige, 0,2 % hos 8-årige og 0 % hos voksne.

Børns reaktioner og hukommelse hænger tæt sammen. En god reaktionshastighed kan hjælpe et barn med at behandle information og lære bedre, mens en stærk hukommelse kan hjælpe et barn med bedre at huske og anvende det, de har lært.

Et barn, der nemt kan bedømme ting og reagere hurtigt, vil have større succes med at lære. Disse børn kan behandle store mængder information effektivt og reagere hurtigt, når det er nødvendigt. Børn udvikler en selvsikker holdning og præsterer bedre, når de bliver bedt om at reagere hurtigt i alle aspekter af skolen og livet. Derudover vil deres hurtige reaktioner også give dem bedre hånd-øje-koordination og flere motoriske færdigheder for at imødekomme behovene for deres sunde vækst.

På den anden side er en stærk hukommelse også meget vigtig. Mængden af ​​information, børn skal huske, er overvældende, herunder opgaver som lektioner og lektier i skolen. Hvis et barn ikke har en god hukommelse, har de sandsynligvis problemer med skoleopgaver og lektier. Hvis børn glemmer, hvad de skal gøre, eller glemmer, hvad læreren lærte i klassen, vil de støde på blinde vinkler og udeladelser i deres læring.

Heldigvis kan vi hjælpe børn med at forbedre deres reflekser og hukommelse gennem øvelser og træning. For eksempel kan vi engagere børn i udfordrende aktiviteter såsom hukommelseskortspil, maleri, musik osv. for at hjælpe dem med at optimere deres hukommelse og reaktionshastighed. Vi kan også opmuntre børn til at deltage i flere udendørsaktiviteter og sport for at forbedre deres fysiske kondition.

I forældreprocessen skal vi opmuntre børn til hele tiden at prøve nye ting og deltage aktivt i forskellige aktiviteter i skole- og familielivet, så de kan få flere muligheder for at øve sig. Vi skal give børn positiv opmuntring og støtte, så de trygt kan møde forskellige udfordringer i livet, så deres reaktionshastighed og hukommelsesevne hurtigt bliver forbedret. Det kan ses, at vi skal forbedre vores hukommelse. Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche deserticola er et traditionelt kinesisk medicinsk materiale med mange unikke effekter, hvoraf den ene er at forbedre hukommelsen. Effektiviteten af ​​hakket kød kommer fra de forskellige aktive ingredienser, det indeholder, herunder syre, polysaccharider, flavonoider osv. Disse ingredienser kan fremme hjernens sundhed på forskellige måder.

Klik på kend kosttilskud for at forbedre hukommelsen

Efter at have ekskluderet individuelle forsøg, udelukkede vi alle data fra deltagere, som ikke klarede sig godt i både lærings- og læringstestfasen, fordi det ville være vanskeligt at drage konklusioner om interferens eller hukommelsesbinding hos deltagere, der ikke forstod opgaven eller ikke betalte opmærksomhed. Specifikt for hver deltager udførte vi to en-halede binomiale test. Den første test kombinerede alle forsøg fra blok 2-4 i sæt A-læringsfasen med unikke forsøg fra blok 2-4 i sæt B-læringsfasen. Vi udelukkede den første blok af disse faser, fordi vi forventede nøjagtighed nær en tilfældighed, da uforudsete tilfælde først blev præsenteret, og vi udelukkede overlappende forsøg fra sæt B, fordi vi begrundede, at nøjagtigheden kunne være lavere i disse forsøg på grund af proaktiv interferens.

Den anden statistiske test kombinerede alle forsøg fra den første læringstest i sæt A med unikke forsøg fra læringstesten i sæt B. Årsagen til at udelukke overlappende forsøg for sæt B var igen muligheden for proaktiv interferens. Vi ekskluderede 12 femårige, fem 8-årige og ingen voksne, hvis nøjagtighed ikke var over tilfældighederne i begge binomiale test.1 Den endelige prøve omfattede 32 femårige (mag. {{9} }.08 år, SDage=.20, sprog=4.74-5.51; 13 kvinder, 19 mænd), 30 otte-årige (mag.=8. 54 år, SDage=.28, sprog=8.05–8.99; 15 kvinder, 15 mænd) og 30 voksne (15 kvinder, 15 mænd).

For at undersøge, om disse endelige stikprøvestørrelser var passende, udførte vi en effektanalyse baseret på den overordnede nøjagtighed i bindingstestfasen for 5-årige og 8-årige. Effekten til at detektere en forskel mellem fem-årige og otte-årige var 1.00 i dette eksperiment, hvilket indikerer, at disse prøvestørrelser var mere end tilstrækkelige til at detektere en alderseffekt i hukommelsesbindingsnøjagtighed.

Dataene for dette eksperiment er præsenteret i figur 2 og tabel 1. For at analysere dataene udførte vi en række hierarkiske Bayesianske lineære regressioner, der forudsagde middelnøjagtighed i forskellige opgavefaser. Disse analyser er præsenteret i sin helhed i sektionerne Hierarkiske Bayesianske regressionsmodeller og resultater af regressionsmodel i online supplerende materialer.

Samlet set tyder resultaterne på stærke overlapsspecifikke interferenseffekter i alle grupper. Specifikt, selvom vi fandt få tegn på proaktiv interferens, når vi lærte eller blev testet på sæt B-beredskaber, fandt vi stærke beviser for retroaktiv interferens i den anden læringstest for sæt A (dvs. i læringstest 2A, efter læring og test af sæt B ), da nøjagtigheden var væsentligt lavere for Overlapning sammenlignet med Unikke uforudsete begivenheder. Interessant nok havde nøjagtigheden også en tendens til at være lavere i Learning Test 2A generelt. Der er flere grunde til, at dette kan have været tilfældet: minder kan være forfaldet over tid, deltagere kan have været trætte på dette senere stadium af eksperimentet, eller der kan have været interferens fra andre hændelser, der ikke var specifikke for stimulus overlapning.

Vi fandt også stærke beviser på interferens, der specifikt kan tilskrives stimulusoverlapning i bindingstestfasen, da nøjagtigheden var væsentligt lavere for overlapning sammenlignet med unikke kontingenter. Vi fandt også tegn på lavere nøjagtighed generelt for 5-årige end de ældre aldersgrupper i bindingstestfasen. Resultaterne af stærk interferens og udviklingsforskelle var noget overraskende i betragtning af, at form- og farvetræk blev præsenteret i objekter, og vi forventede, at intraobjektbinding var relativt stærk i alle aldersgrupper.

Det fremgår dog ikke af disse resultater, hvilke associationer der blev dannet, eller hvordan disse bindingsstrukturer kan have været forskellige mellem aldersgrupperne: Deltagerne kan have dannet simple bindingsstrukturer mellem den enkelte form eller farvetræk og karakteren, mellem formerne og farverne tilsammen. inden for objekter og potentielt mellem både funktioner og karaktererne, hvilket ville blive betragtet af en kompleks bindingsstruktur. Det er vanskeligt at estimere, i hvilket omfang disse bindingsstrukturer blev dannet med standard statistiske modeller såsom regression. I stedet har vi brug for en model, der forudsiger både korrekte svar og forskellige typer af fejlsvar baseret på den underliggende repræsentation (dvs. den bindingsstruktur). For formelt at estimere dannelsen af ​​forskellige bindingsstrukturer og udviklingsforskelle i disse processer, skabte vi en generativ beregningsmodel.

Beregningsmodelbeskrivelse – For formelt at karakterisere de bindingsprocesser, som vi antog at skulle ligge til grund for ydeevnen i dette eksperiment, udviklede vi en ny beregningsmodel (for en fuldstændig beskrivelse af modellen, se afsnittet Generativ beregningsmodel i de online supplerende materialer). Modellen antager, at deltagernes svar blev understøttet af styrken af ​​associationer, der blev lært under eksperimentet.

I modellen gemmer matricerne MFF, MFC og MFFC associationer mellem form- og farvefunktionerne (dvs. feature-feature-bindinger eller FF), mellem hver separat objektfunktion (form eller farve) og et tegn (dvs. feature-character) bindinger, eller FC), og mellem en konjunktion af begge funktioner sammen inden for objektet og en karakter (dvs. henholdsvis feature-feature-character-binding eller FFC). Disse matricer opdateres på prøveniveau for at simulere bindingsprocesser og undersøges af hukommelsessignaler for at simulere genfinding.

Hver bindingsstruktur er tovejs: for eksempel, da en form er forbundet med et tegn, er tegnet også forbundet med formen (se figur 3). Associationer mellem forskellige elementer øges i de tre matricer på et forsøgsniveau, skaleret efter indlæringshastighedsparametre, der er specifikke for hver type binding: FF, FC og FFC. De forskellige bindingsstrukturer påvirker modellens ydeevne på forskellige måder. FF-associationer påvirker ikke præstationen i lærings- eller læringstestfaserne, men bidrager i Binding-testen til Korrekte svar for Unikke beredskaber og til både Korrekte og Overlappende svarmuligheder for Overlappende beredskaber.

I eksperiment 1 blev intraobjekt FF-binding opmuntret ved at præsentere former og farver inden for det samme objekt, hvorimod funktionerne i eksperiment 2 var rumligt adskilt for at fremme ekstraobjektbinding (figur 3, øverste panel). FC-foreninger bidrager til nøjagtige svar i lærings- og læringstestfaserne, men kan også bidrage til den unøjagtige respons for overlappende hændelser, efter at sæt B er introduceret; disse associationer kan også bruges i Binding-testen for at øge sandsynligheden for at vælge svarmuligheder, der er knyttet til den givne karakter. Endelig bidrager komplekse FFC-foreninger kun til den korrekte respons for både overlappende og unikke hændelser i alle faser af opgaven.

Udover at styrke denne type associationer, kan modellen "glemme" ved at svække tidligere dannede associationer, der er i konflikt med den nuværende læring. For eksempel, når man lærer overlappende kontingenter i indlæringsfasen for sæt B, er hver objektfunktion tidligere blevet forbundet med den anden karakter gennem FC-binding, og modellen kan svække de konkurrerende associationer for at lette større nøjagtighed og dermed reducere proaktiv interferens, mens samtidig med at øge tilbagevirkende interferens senere, når sæt A genbesøges i indlæringstest A2.

Effekten af ​​at glemme svarer derfor til en hæmningsproces som diskuteret i introduktionen, selvom vi ikke inkluderede en mekanisme, hvorved glemsel kunne vendes ud over ny læring, hvorimod hæmning ofte betragtes som et midlertidigt fænomen (Geiselman & Bagheri, 1985). Som et resultat heraf kunne glemmemekanismen i modellen betragtes som en aflæringsproces. Omfanget af denne glemmeproces, der påvirker alle bindingsstrukturer, blev kontrolleret af en yderligere parameter, .

Disse lære- og glemmeprocesser er defineret matematisk i modellen. Selvom de fulde modelligninger findes i de online supplerende materialer, leverer vi nu forenklede ligninger for at opsummere modellens komponenter. Hver matrix opdateres ved hver prøveversion:

hvor M er en af ​​de tre associative matricer og er den tilsvarende indlæringsrate (husk på, at der estimeres forskellige indlæringsrater for FC-, FF- og FFC-binding: FC, FF FFC). Vektorrepræsentationerne af to elementer (f.eks. en form og farve) er angivet som f1 og f2. Disse elementer er forbundet med et ydre produkt, angivet med symbolet ⊗. Glemning i modellen styres af parameteren , som er den samme for alle typer binding (FC, FF og FFC). Glemning sker ved at nedvægte sammenhængen mellem hvert element og de andre elementer, der tidligere har været forbundet med det, men som ikke er præsenteret i det aktuelle forsøg, betegnet f.eks.

For eksempel, hvis der i sæt A blev præsenteret en blå cirkel og en gul stjerne, når en blå stjerne præsenteres i læringsfasen for sæt B, ville den blå stjerne association blive styrket af ny læring, hvorimod den blå cirkel association ville blive svækket af glemmer. Bemærk, at i den fulde model sker læring tovejs (f.eks. da blå er forbundet med en stjerne, er stjernen forbundet med blå; se online supplerende materialer for de fulde modelligninger).

Endelig er r en enkelt skalarværdi, der repræsenterer et nyhedssignal på prøveniveau, der ændrer sig fra forsøg til forsøg og sporer, hvor stærkt elementerne f1 og f2 allerede har været forbundet tidligere: r=e −f1·(M ·f2)+f2·(M·fl)).

I denne ligning bruges f2 som en cue til at hente et array af tidligere associerede elementer fra M via et prikprodukt, og derefter "læser" et andet prikprodukt op, hvor stærkt f1 især er blevet hentet. Denne skalære styrkeværdi lægges derefter til en tilsvarende styrkeværdi for associationen i den modsatte retning (dvs. hvor kraftigt f2 er blevet hentet af f1). Den eksponentielle funktion anvendes på denne samlede styrkeværdi. Hvis ingen læring har fundet sted for disse associationer tidligere, vil styrkerne være nul, hvilket resulterer i r=1 og fuld læring.

Men efterhånden som associationerne bliver stærkere, bliver styrkeværdierne større, og r nærmer sig nul. Resultatet af denne mekanisme er, at læring reduceres for associationer, der allerede er vellært, hvilket er nødvendigt for at forhindre, at associationsstyrkerne vokser uden grænser, da læring foregår over flere forsøg.

For at simulere beslutningstagning beregner modellen styrken af ​​associationen mellem de leverede hukommelsessignaler og mulige mål for hvert forsøg. Styrker bestemmes ved at sondere associative matricer med stikord: s=(M · fcue ) · target. Denne ligning henter et array af elementer, der er blevet forbundet med cue (cue) og udlæser en enkelt styrkeværdi(er) for et specifikt mål (target). Disse styrkeestimater danner grundlaget for at beregne sandsynligheden for hver mulig reaktion, samtidig med at der er mulighed for konkurrence fra andre mulige reaktioner, der kan resultere i interferens.

Denne regel for konkurrencemæssig hentning er implementeret som en softmax-funktion: Pcℎoice=e s cℎoice ∑e s. Hvis styrkerne, der understøtter alle mulige valg, er de samme, vil modellen forudsige præstation på chanceniveau, men i det omfang et bestemt valg understøttes af større styrkeværdier end andre valg, vil modellen være mere tilbøjelig til at træffe det tilsvarende valg.

Vi tilpasser modellen til de observerede data med fire frie parametre: FC, FF, FFC og . Det er vigtigt, at modellen ikke var egnet til at opsummere statistik, såsom andelen af ​​korrekte svar i en bestemt fase, men tog højde for deltagernes valg for hvert forsøg i hver fase af eksperimentet. Vi anvendte hierarkiske Bayesianske teknikker for at passe til modellen, hvilket gjorde det muligt for os at vurdere aldersforskelle med posteriore parameterfordelinger. Se online supplerende materialer for yderligere detaljer om modellen, og hvordan den passede til data.

Beregningsmodelresultater – For at vurdere modeltilpasning genererede vi opgaveudførelse på prøveniveau givet hver deltagers bedst passende parameterestimater (se figur 2 for at sammenligne observeret og modelforudsagt præstation). På trods af overvurdering af proaktiv interferens i den første blok af sæt B-læring i alle aldersgrupper, passede modellen godt til de fleste præstationsmønstre på tværs af alle eksperimentelle faser, hvilket tyder på, at den var i stand til at fange i det mindste nogle af de processer, der lå til grund for opgaveudførelse, og hvordan de adskilte sig mellem aldersgrupper.

De posteriore fordelinger af hyper-parametre for hver aldersgruppe er vist i figur 4A. Vi vurderer aldersforskelle for hver parameter ved at beregne η, et mål for fordelingsoverlapning beskrevet ovenfor i afsnittet Analyser. Der var ingen væsentlige beviser for nogen aldersforskelle i FC-binding, estimeret med parameter FC, eller glemme, estimeret med (ηs > 0,17). I modsætning hertil fandt vi meget stærke beviser for svagere FF-binding, estimeret med parameter FF, hos 5-årige sammenlignet med både 8-årige (η=.005) og voksne (η=.001). Der var få tegn på forskel mellem de to ældre aldersgrupper (η= .642). Disse nye resultater tyder på stærke udviklingsændringer i intraobjektbinding mellem 5 og 8 år, selvom denne evne kan være voksen-lignende ved 8 års alderen.

Der var også stærke beviser for lavere værdier af den komplekse bindingsparameter, FFC, hos 5-årige sammenlignet med både 8-årige (η=.010) og voksne (η=.002). Selvom de estimerede parameterværdier havde en tendens til at være højere hos voksne sammenlignet med otte-årige, var denne forskel ikke særlig robust (η=.429). Sidstnævnte fund var noget overraskende, fordi tidligere arbejde med en tilbagekaldelsesopgave har antydet langvarig udvikling af kompleksbinding efter 7 års alderen (Yim et al., 2013). Måske er den nye evne til at danne komplekse bindinger mere sporbar i genkendelsesopgaver end i vanskeligere genkaldelsesopgaver; vi vender tilbage til dette spørgsmål i den generelle diskussion.

For at undersøge om alle modellens mekanismer var nødvendige for at passe dataene, udførte vi en modelsammenligningsundersøgelse, hvor hver parameter blev elimineret fra modellen (dvs. sat til nul), mens de andre tilpassedes til dataene, og vi fandt ud af, at den fulde model inklusive alle fire parametre passer bedst til dataene, selv når der tages højde for modelkompleksitet (se afsnittet Model Comparison Study i online supplerende materialer og se figur S5 i samme afsnit for, hvordan disse forskellige modeller forudsiger forskellige præstationsmønstre).

Samlet set fandt vi i dette eksperiment stærke beviser for hukommelsesinterferenseffekter i alle aldersgrupper baseret på hierarkiske regressionsmodeller sammen med udviklingsforskelle i præstation i Binding Test. Måske endnu vigtigere, med en ny beregningsmodel fandt vi bevis for væsentlige udviklingsforskelle i intraobjektbinding og kompleksbinding efter 5 års alderen, men ikke efter 8 års alderen. Det er imidlertid ikke klart ud fra disse resultater, hvordan hukommelsesbinding og interferens blev påvirket af at præsentere funktioner inden for det samme objekt. Tidligere arbejde hos voksne tyder på, at ekstraobjektbinding er mere opmærksomhedskrævende og er forbundet med mindre nøjagtig associativ hukommelsesydelse sammenlignet med intraobjektbinding (Asch et al., 1960; Ecker et al., 2007, 2013; van Geldorp et al., 2015) . Vi antog derfor, at rumligt adskillende objekttræk ville forstyrre binding, især for små børn, hvilket kunne øge interferenseffekter. Vi undersøgte disse muligheder i eksperiment 2.

Eksperiment 2: Udviklingen af ​​ekstraobjektbindingsmetode

Deltagere – 45 5-årige (mag.=5.16 år, SDage=.23, sprog=4.80 −5.74; 17 kvinder, 28 mænd) , 43 otte-årige (mag.=8.49 år, SDage=.38, sprog=7.74 – 8.99; 23 kvinder, 20 mænd) og 34 voksne (19 kvinder, 15 mænd) deltog i eksperiment 2. Se afsnittet Resultater og diskussion nedenfor for en styrkeanalyse. Tildeling til dette eksperiment eller eksperiment 1 blev randomiseret.

Stimuli og procedure - I dette eksperiment blev form- og farvetræk ikke præsenteret sammen i det samme objekt, men var rumligt adskilt (se figur 5). På hvert forsøg blev en gennemsigtig form og en klat farve placeret i lodret justering, og den relative rumlige position (øverst eller nederst) af disse funktioner blev udlignet for hver farve-form-parring inden for hver blok i hver fase. Fremgangsmåden var identisk med den i eksperiment 1, bortset fra at stimuli blev omtalt som "par af former og farver" i stedet for objekter under instruktioner og ydeevnefeedback.

For more information:1950477648nn@gmail.com