Forhold mellem ekspertise og særpræg: Unormale medicinske billeder fører kun til forbedret hukommelsesydelse hos eksperter, del 3

Husk fra lighedsanalysen i eksperiment 1, at de normale billeder i vores datasæt minder mindre om hinanden end de unormale billeder. Derfor burde hukommelsen til normale billeder være bedre end unormal (som det var hos nybegyndere).

Erindringen om billeder og hukommelse er uadskillelige. Vores hukommelse kan opdeles i visuel hukommelse, auditiv hukommelse, olfaktorisk hukommelse, taktil hukommelse osv. Blandt dem er visuel hukommelse den mest brugte i vores liv. Billedhukommelse refererer til hukommelsen af ​​billedinformation dannet i vores sind.

Erindringen om billeder har en meget vigtig positiv betydning i vores liv. For det første kan vi bruge det til at genkende og identificere objekter, personer og scener. For eksempel, når vi ser en ven gå ned ad gaden, tager det kun et par sekunder at genkende hans ansigt. Dette er resultatet af vores billedhukommelse. For det andet kan hukommelsen af ​​billeder hjælpe os med at lære bedre. De ord, billeder og diagrammer, vi ser, kræver, at vi får adgang til og bevarer dem gennem billedernes hukommelse. Endelig kan hukommelsen af ​​billeder hjælpe os til bedre at forstå og huske begreber og mønstre.

Samtidig kan god hukommelse også forbedre vores billedhukommelsesevne. Nogle videnskabelige undersøgelser viser, at at tage muligheden for at træne hukommelse fra en tidlig alder kan forbedre vores hjerneudvikling og forbedre indlærings- og hukommelsesevner. For eksempel kan brug af den stille læsemetode forbedre vores hukommelse i høj grad. Derudover kan det at være opmærksom på at opretholde gode levevaner, såsom regelmæssigt arbejde og hvile, mere motion, sund kost osv. fremme en sund udvikling af vores hjerne og forbedre hukommelsen.

Kort sagt fremmer og påvirker billedernes hukommelse og hukommelse hinanden. Vi kan forbedre vores billedhukommelsesevne ved at opretholde gode levevaner og aktivt træne hukommelsen. Jeg tror på, at alle har en stærk billedhukommelsesevne, og så længe de gør godt brug af den, kan de opnå bedre præstationer og oplevelser i liv og arbejde. Det kan ses, at vi skal forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche deserticola også kan regulere balancen af ​​neurotransmittere, såsom at øge niveauet af acetylcholin og vækstfaktorer. Disse stoffer er meget vigtige for hukommelse og indlæring. Derudover kan Cistanche deserticola også forbedre blodgennemstrømningen og fremme ilttilførsel, hvilket kan sikre, at hjernen får tilstrækkelige næringsstoffer og energi, og derved forbedre hjernens vitalitet og udholdenhed.

Klik på Kend korttidshukommelse, hvordan du forbedrer

Det er et minde om unormale billeder, der er bedre for radiologobservatører. Dette tyder på, at effekten af ​​ekspertise mere end kompenserer for forskelle mellem stimuluskategorierne i billedlighed. For at se, hvad effekten af ​​abnormitet er, kan vi, uafhængigt af baseline billedlighedsforskelle, sammenligne radiologers hukommelsespræstationspræstationer med de samme billeder.

For at gøre dette sammenligner vi fordelen i form af AUC af ROC-for radiologer i forhold til kontroller i hver tilstand. Hvis du gør det, afslører det en betydelig abnormitetsfordel ved både 3-ryg, t(31) =6.67, p < .001, og 30-tilbage hos ekspertradiologer, t(31) {{ 9}}.33,p < .001, hvor radiologer var specifikt bedre til at huske unormale billeder (se fig. 8).

Udtræk yderligere information med en anden præsentation

På grund af strukturen af ​​dette eksperiment, designet til at undersøge, har hvert element i hukommelsessættet to klassifikationsklassificeringer (for normal/unormal). Mens vi satte os for at sondere hukommelsen, gør eksperimentet det således også muligt for os at kombinere begge vurderinger for at undersøge, om der er en "crowd-within"-effekt i denne situation (Vul & Pashler, 2008). Forfatterne foreslog crowd-in som en variant for "mængdens visdom".

De fandt ud af, at gennemsnittet af et enkelt individs svar på gentagelser af det samme stillede spørgsmålstegn ved bedre ydeevne end enkeltsvar alene. Dette er, hvad man ville forvente, hvis en enkelt dom ikke indeholdt alle de oplysninger, folk kunne have om et spørgsmål. Hvis dette er sandt for vurderinger af mammografier foretaget af ekspertradiologer, ville vi forvente, at gennemsnittet af en radiologs vurderinger af abnormitet fra to eksponeringer for det samme mammografi skulle resultere i bedre nøjagtighed end at se på begge vurderinger alene.

Bemærk, at i denne situation, i modsætning til Vuland Pashler (2008), har deltagerne dog yderligere information anden gang - de får se billedet igen før den anden dom, bliver de ikke bare spurgt igen. I dette tilfælde kan crowd-in-effekten her opstå fra faktisk ny information, der er inkorporeret (f.eks. kan observatøren granske forskellige dele af billedet) snarere end intern sampling.

Vi finder en beskeden, men væsentlig fordel ved at inkorporere begge vurderinger: Gennemsnit af radiologers svar fra første og anden gang, de så et billede, resulterede i en smule højere ydeevne i 30-rygtilstanden (AUC =0.745) sammenlignet med med enkeltelementydelse (AUC =0.716), t(31)=3.46, p=.002 (se fig. 9, venstre). Effekten var ikke signifikant i 3-rygtilstanden (led AUC =.712, enkelt AUC=.705), t(31)=1.15, p {{ 19}} .259. Ikke overraskende var denne effekt ikke til stede hos nybegyndere, da deres ydeevne var meget dårlig på begge svar (se fig. 9, til højre; alle ps > .10).

Ekspertens ydeevne kan således forbedres (omend temmelig beskedent) ved at lægge et gennemsnit af mere end ét svar. Det er stadig uvist, om denne fordel ville opstå, hvis radiologer blev tilbudt ubegrænset tid til at behandle hvert billede i stedet for de 3 sekunder i den aktuelle undersøgelse. Den begrænsede visningstid her har muligvis især forbedret radiologers evne til at udtrække ny information i den anden visning af mammografien.

generel diskussion

I det aktuelle studie undersøgte vi hukommelsesydelse af ikke-eksperter, nybegyndere og ekspertradiologer for normale versus abnormale mammografibilleder som et casestudie i forståelsen af ​​skemaernes rolle, særpræg og ekspertise i hukommelsen.

For at gøre det stolede vi på ROC-analyse, designet til korrekt at måle hukommelse uafhængigt af forskelle i responskriterier og til at tage hensyn til både forbedret hukommelse for sete genstande samt muligheden for falske alarmer.

 Først så vi på, hvor sikre og kompetente nybegyndere og ekspertobservatører var til at klassificere medicinske billeder som enten normale eller unormale. Ikke overraskende var radiologer meget bedre end nybegyndere til denne opgave. Nybegyndere viste en vis evne til at skelne abnormiteter, selv om dette tilsyneladende var resultatet af nogle få fremtrædende billeder. For det andet undersøgte vi vores hovedspørgsmål af interesse: hukommelse til billederne. I eksperiment 1 undersøgte vi hukommelsesformammogrammer hos nybegyndere, som ikke har nogen af ​​den ekspertise eller skemaer, der er nødvendige for at behandle disse billeder.

Vi fandt generelt dårlig ydeevne samt en lille normalitetsfordel i begyndere deltageres hukommelse, hvilket kunne forklares med den større billedforskellighed i normale billeder. Eksperiment 1 (om nybegyndere) gav os således ikke kun en grundlæggende hukommelsespræstation, men også en forståelse af forviklingerne i vores billedsæt, hvilket viste, at nogle unormale billeder var ret fremtrædende, og at vores normale billeder var mere forskellige fra hinanden.

Selvom de normale billeder i vores sæt var mere visuelt karakteristiske, fandt vi i eksperiment 2, at radiologer havde bedre hukommelse til unormale billeder og havde langt overlegen hukommelsesydelse i forhold til nybegyndere. Dette giver indsigt i, hvordan ekspertise ændrer hukommelsen: forbedrer ikke kun kodningen af ​​normale genstande, men styrker også særpræg af unormale genstande.

Selvom eksperter kan have adgang til perceptuelle kodningsfordele, særpræg og/eller skemaer/chunking for at sætte dem i stand til at overgå nybegyndere, er vores konstatering af en ekstra fordel ved ekspertise til unormale billeder mest i overensstemmelse med en særlig rolle med særpræg. For eksperter har de unormale billeder unikke egenskaber, der gør dem adskilt fra andre elementer i hukommelsen; hvorimod for nybegyndere, er disse funktioner ikke værdsat, og så disse billeder er ligesom ethvert andet billede.

For eksempel er en mulighed, at i stedet for at kode hele billedet, i tilfælde af unormale billeder, indkoder radiologer specifikt abnormiteten og ikke resten af ​​billedet i hukommelsen. Dette kan reducere belastningen på hukommelsen for det billede og kan gøre hukommelsessporet for det billede mere karakteristisk.

I store træk finder vi derfor stærke beviser for en rolle af skemaer og særpræg i hukommelsen, selv efter at have taget hensyn til falsk hukommelse og muligheden for ændring af svarkriterier: Vi finder, at eksperter klarer sig betydeligt bedre end nybegyndere, og at hukommelsen for unormale tilfælde med synlig focallesion er bedre. end at huske andre billeder. Der var ingen tegn på en hukommelsesfordel for "unormale" kontralaterale tilfælde.

Målehukommelse: Falske alarmer og ROC-analyse

I de nuværende undersøgelser brugte vi ROC-analyse til at undersøge hukommelsen. Dette skyldes, at det i tidligere arbejde ofte har været uklart, om fordelene ved skema-konsistente information som dem, der rapporteres af eksperter, faktisk er forbedringer i hukommelsen i modsætning til ændringer i svarkriterier. For at afgøre, om hukommelsen er blevet forbedret, er det ikke tilstrækkeligt blot at finde en pålidelig stigning i den hastighed, hvormed observatører korrekt rapporterer at have været udsat for en eller anden information (den sande positive eller "hitrate"). Observatøren kunne ganske enkelt sige "Ja, jeg har set det" oftere.

Dette ville producere en stigning i falsk-positive (eller falsk-alarm) fejl. I forbindelse med hukommelsesforskning kan disse falsk-positive fejl ses som en form for falsk hukommelse. I teorien kan signaldetekteringsmodeller og mål som d' skelne mellem disse to, men i praksis er forudsætningerne for, at d' korrekt kan justere for responsbias (lige varians; zROC-hældninger=1.0) sjældent til stede i genkendelseshukommelseskontekster og var ikke til stede her.

ROC-analyse er således nødvendig for at skelne mellem forskellen i evnen til at huske i modsætning til kriterieskift, hvilket ville afspejle en øget tilbøjelighed hos observatører til at sige, at de husker (f.eks. Wixted & Mickes, 2015).

Er falsk hukommelse en sand bekymring? Tidligere arbejde har vist, at organisering af information i hukommelsen via skemaer kan have både positive og negative konsekvenser - og i særdeleshed øger den ofte falske alarmer, hvilket gør det svært at sige, om hukommelsen virkelig er forbedret. Især selvom større forståelse - som i ekspertise - kan tillade kodning af kun de relevante detaljer, hvilket reducerer hukommelsesbelastningen, kan det også få os til at fejlagtigt huske information, der ikke var til stede (f.eks. Owens et al., 1979). For eksempel, i genkendelsestests er folk mere tilbøjelige til at give falsk alarm til skema-konsistente i forhold til skema-inkonsistente lokker.

De ville være mere tilbøjelige til at fejlagtigt rapportere at se bøger på en kandidatstuderendes kontor end inkonsekvente genstande som et stykke træbark eller en tang (Brewer & Treyens, 1981; Lampinen et al., 2001). Og selvom deltagere er mere tilbøjelige til at huske skema-konsistente information korrekt i en kort præsenteret scene (Biederman et al., 1982; Brewer & Treyens, 1981), er de også mere tilbøjelige til at huske sådan information forkert (f.eks. Hollingworth & Henderson, 2003 Pedzek et al., 1989).

Således afslører fuldstændige ROC'er - i stedet for at forsøge at udlede, hvordan responsbias ville ændre ydeevnen ved hjælp af mål som A', d' eller hits minus falske alarmer - afslører ofte overraskende svar om hukommelse, især i situationer som ekspertise og konsistente/inkonsistente elementer, hvor det er kendt, at både antal hits og falske alarmer påvirkes.

Eksempelvis brugte Dougal og Rotello (2007) ROC-analyse til at vise, at den velkendte effekt af "forbedret hukommelse" foremotionelle ord sammenlignet med neutrale ord er en responsbias-effekt, ikke en sand forskel i hukommelsen mellem ordene. Tilsvarende har Mickes et al. (2012) viste i domænet af øjenvidnehukommelsen, at sekventielle opstillinger, som reducerer både falske alarmer og hitrater i forhold til samtidige opstillinger, er ringere end samtidige opstillinger, i modsætning til en stor mængde litteratur, der tyder på det modsatte (f.eks. Wellset al., 2011), da den største "fordel" blot opstår fra et svarkriterieskift, ikke en ændring i hukommelsesstyrke.

Således giver de nuværende eksperimenter unikke beviser for, at ekspertise og særpræg, som kun er synlig for eksperter, forbedrer hukommelsen - og at dette ikke kun er et svarkriterieskift.

Hvad forklarer radiologer, der klarer sig bedre end nybegyndere

I overensstemmelse med en bred vifte af arbejde med ekspertise finder vi, at ekspertradiologer udkonkurrerer nybegyndere i at huske mammografi. En sandsynlig mulighed er, at dette sker på grund af eksperters viden om disse billeder: de har relevant viden, der gør det muligt for dem at forstå disse billeder på en måde, som nybegyndere ikke gør, og de har sandsynligvis perceptuel ekspertise indbygget i deres visuelle system fra mange års erfaring (f.eks. formen for større holistisk bearbejdning; f.eks. Richler et al., 2011). Især for en ekspert ville de unormale billeder have en ekstra egenskab (den masse, den forkalkning), lært over mange års erfaring, som ville hjælpe med at skelne emnet i hukommelsen.

Men i den aktuelle undersøgelse forsøgte vi ikke direkte at matche vores eksperter med vores nybegyndere. Vores nybegynderpulje blev udtaget fra internettet, som er meget mere bredt repræsentativt for USA's demografi end en studerende (f.eks. Difallah et al., 2018), men som stadig adskiller sig på flere måder fra vores radiologer (demografiske og socioøkonomiske faktorer, samt motivation til at fokusere på mammografibilleder).

Eksperiment 1 bør således kun tages som en omtrentlig baseline: det afslørede vigtige billedtræk i vores stimulussæt og peger på muligheden for stærke ekspertiseeffekter, men bekræfter ikke direkte, at disse udelukkende er baseret på viden frem for andre faktorer.

Hukommelse og abnormitetsdomme hos radiologer

Tidligere arbejde har fundet blandede resultater ved undersøgelse af hukommelsesforbedringer hos radiologer. For eksempel har Hardesty et al. (2005) undersøgte radiologers langtidshukommelse for medicinske billeder præsenteret måneder senere og fandt ud af, at ingen af ​​radiologerne huskede tilfælde, som de havde læst tidligere. Evans et al. (2016) fandt blandede resultater ved undersøgelse af, om abnormitet forbedrer hukommelsen hos ekspertobservatører, herunder radiologer.

ODine resultater giver kontekst til disse tvetydigheder, da de antyder, at ekspertradiologer har stærkere hukommelse for unormale billeder, selv i en langtidshukommelsesindstilling, og selv når der tages ordentligt højde for responsbias ved hjælp af ROC-analyse. Vores lange forsinkelser var dog kun i størrelsesordenen minutter, ikke måneder, og derfor er det stadig uklart, hvordan sådanne fordele ville vare over lange varigheder. Det er værd at bemærke, at i klassificeringsopgaven præsterede radiologer i gennemsnit meget dårligere, end man kunne forvente af. radiologer i klinikken med ubegrænset visningstid(d'=2.5–3.0, som i D'Orsi et al., 2013). En grund til dette kan være, at hvert billede i vores undersøgelse kun blev præsenteret i 3 sekunder.

For eksempel, Evans et al. (2013) viste radiologer kun et kort glimt af mammografi og varierede timing fra 250 ms til 2,000 ms. De respektive AUC'er for radiologer i deres eksperiment i 500 ms, 1,000 ms og 2,000 ms visningstider var henholdsvis 0,65, 0,66 og 0,72 . I vores eksperiment med en præsentationstid på 3,000 ms fandt vi en AUC på 0,72. Vores præsentationer på 3,000-ms resulterede således i et præstationsniveau svarende til de 2,000-ms-præsentationer af Evans et al. (2013), hvilket, selv om det er langt under, hvad der forventes med ubegrænset visningstid, er i overensstemmelse med andre undersøgelser og i overensstemmelse med, at visningstid er den vigtigste begrænsning, der fører til lavere ydeevne.

"Crowd-in"-effekten hos radiologer

Fordi vores undersøgelse fik radiologer til at besvare det samme klassifikationsspørgsmål om et billede flere gange, så vi på, om gennemsnittet af radiologers svar, når de bedømte det samme billede to gange, resulterede i bedre ydeevne (en "crowd-within"-effekt; Vul & Pashler, 2008). Vi fandt ud af, at radiologens ydeevne blev forbedret, når der blev beregnet et gennemsnit over det samme billede to gange sammenlignet med begge svar alene, men kun i 30-rygtilstanden og kun beskedent selv dengang. Dette indikerer, at da radiologerne blev præsenteret for det samme billede 30 billeder senere, gav et svar, der var noget uafhængigt af deres første svar.

Dette tyder på, at der under de nuværende eksperimentelle forhold kan være information, som radiologerne ikke bruger, første gang de ser et billede - og at muligheden for at se billedet igen giver radiologen mulighed for at indsamle yderligere nyttig information. Fremtidige undersøgelser kan afgøre, om sådanne fordele fortsætter, når eksperter får ubegrænset tid til at behandle billederne, samt om denne effekt kan gøres større med en endnu længere forsinkelse mellem første og anden præsentation af et billede (som fundet af Vul & Pashler, 2008).

Abnormitetens "kerne".

Givet Evans et al. (2016) fandt, at der er en "kerne af abnormitet" til stede i det kontralaterale bryst, når der ikke er nogen lokaliserbar abnormitet til stede, og vi var interesserede i at vide, om disse kontralaterale abnorme billeder havde nogen fordel i forhold til normale billeder i eksperthukommelsen. Vi fandt ingen sådanne beviser. I vores eksperiment fandt vi heller ingen forskel i klassificeringen af ​​abnormitet mellem kontralaterale normale billeder sammenlignet med normale. ,

Selvom dette i første omgang kunne synes at modsige tidligere arbejde, gør adskillige metodiske forskelle det vanskeligt at sammenligne vores resultater direkte med Evans et al. (2016). Det er muligt, at vi ikke fandt dette resultat, fordi vi præsenterede billeder i en længere indkodningstid (3,000 ms). Typisk stimuluseksponering i mammografi "gist" undersøgelser har været mindre end et sekund; 500 ms er typisk. Det er muligt, at præsentation af billeder i længere indkodningstider kan skjule den grundlæggende information - overskrive et indledende "kerne"-indtryk med mere semantisk eller meningsfuld information.

Husk også, at vores radiologer ikke blev informeret om kernen og sandsynligvis reserverede deres "unormale" vurderinger til tilfælde, hvor de kunne lokalisere en læsion. Det er muligt, at vi ville observere en kontralateral-unormal effekt selv ved lange indkodningstider, hvis vi eksplicit instruerede deltagerne til at lede efter en mere generel unormal tekstur eller essens. I betragtning af disse metodiske forskelle kan den aktuelle undersøgelse ikke let sammenlignes med Evans et al. (2016). Dette ser dog ud til at være en lovende mulighed for fremtidigt arbejde.

Konklusion

Ved at bruge radiologer som case-studie finder vi en fordel for eksperter såvel som en fordel for unormale billeder - selv når hukommelsen måles korrekt via ROC-analyse. Dette er stort set i overensstemmelse med litteraturens skemaer. Vores resultater har vigtige implikationer for både anvendte felter, der bruger ekspertintelligens til at træffe slutningsbeslutninger, såvel som teoretiske felter, der er interesseret i, hvordan hukommelsen ændrer sig med ekspertise. Især er forståelsen af ​​hukommelsens struktur hos eksperter afgørende i situationer, hvor beslutninger skal træffes af mennesker, der har betydelig ekspertise.

Tak. Alle personer, der har bidraget til dette projekt, er forfattere til det endelige papir.

Forfatternes bidrag Alle forfattere bidrog til den oprindelige hypotese og læste og godkendte det endelige manuskript. HMS bidrog til dataindsamling, dataanalyse og skrivning af manuskriptet. TFB bidrog til dataindsamling, dataanalyse og redigering af manuskriptet. JMW gav generel vejledning og bidrog til redigering af manuskriptet.

Finansiering Denne forskning blev støttet af NSF BCS-1829434 til TFB

Datatilgængelighed For data og materiale, kontakt venligst den tilsvarende forfatter.

Erklæringer

Etisk godkendelse og samtykke til deltagelse Alle deltagere gav informeret samtykke. For alle eksperimenter i denne undersøgelse blev procedurer for informeret samtykke godkendt af Institutional Review Board ved University of California, San Diego.

Samtykke til offentliggørelse er ikke relevant.

Referencer 

1. Bainbridge, WA, Isola, P., & Oliva, A. (2013). Den iboende mindeværdighed af ansigtsfotografier. Journal of Experimental Psychology:General, 142(4), 1323–1334.

2. Bartlett, FC (1932). Husk: En eksperimentel og social undersøgelse.Cambridge University Press.

3. Berinsky, AJ, Huber, GA, & Lenz, GS (2012). Evaluering af onlinearbejdsmarkeder for eksperimentel forskning: Amazon.com's Mechanical Turk. Politisk Analyse, 20(3), 351–368.

4. Biederman, I., Mezzanotte, RJ, & Rabinowitz, JC (1982). Sceneperception: Detektering og bedømmelse af objekter, der gennemgår relationelle krænkelser. Cognitive Psychology, 14(2), 143-177.

5. Bilalić, M., Langner, R., Ulrich, R., & Grodd, W. (2011). Mange ansigter af ekspertise: Fusiform ansigtsområde hos skakeksperter og nybegyndere. Journal of Neuroscience, 31(28), 10206-10214.

6. Brady, TF, & Alvarez, GA (2011). Hierarkisk kodning i visualworking hukommelse: Ensemble statistik bias memory for individualitems. Psychological Science, 22(3), 384–392.

7. Brady, TF, Alvarez, G., & Störmer, V. (2019). Betydningen af ​​invisuel hukommelse: Ansigtsselektiv hjerneaktivitet forudsiger hukommelse for tvetydige ansigtsstimuli. Journal of Neuroscience, 39(6) 1100–1108.

8. Brewer, WF, & Treyens, JC (1981). Skemaernes rolle i hukommelsen for steder. Cognitive Psychology, 13(2), 207-230.

9.Buhrmester, M., Kwang, T., & Gosling, SD (2011). Amazon's Mechanical Turk: En ny kilde til billige, men dog højkvalitetsdata? Perspectives on Psychological Science, 6(1), 3–5.

10. Calkins, MW (1894). Eksperimentel. Psychological Review, 1(3), 327-329.

For more information:1950477648nn@gmail.com