Hvorfor forbedres den visuelle arbejdshukommelses evne med alderen: Flere objekter, flere funktionsdetaljer eller begge dele? En registreret rapport del 1

Abstrakt

Vi undersøgte, hvordan visuel arbejdshukommelse (WM) udvikler sig med alderen på tværs af den tidlige grundskoleperiode (6-7 år), tidlig ungdom (11-13 år) og tidlig voksenalder (18-25 år). Arbejdet fokuserer på ændringer i to parametre: antallet af objekter, der er bevaret i det mindste delvist, og mængden af ​​funktionsdetaljer, der huskes for sådanne objekter. Nogle beviser tyder på, at mens spædbørn kan huske op til tre genstande, ligesom voksne, husker små børn kun omkring to genstande. Denne besynderlige, ikke-monotone bane kan forklares ved forskelle i niveauet af detaljerede funktioner, der kræves for succesfuld præstation i spædbørn versus børn/voksen hukommelsesparadigmer.

Ungdomsalderen er en kritisk periode i livet, som ikke kun påvirker den fysiske udvikling, men også har en dyb indvirkning på hukommelsen. Den tidlige ungdomsår er på toppen af ​​hjernens udvikling. Læring, træning og motion i denne periode spiller en vigtig rolle i udviklingen og forbedringen af ​​hukommelsen.

I løbet af den tidlige ungdomsår begynder hjernen at modnes, og antallet af neuroner og synapser stiger gradvist. Samtidig vil menneskers indlæringsevner også forbedres i denne periode, hvilket gør det lettere for unge at få succes med at lære ny viden og færdigheder. Derudover kan hjernens potentiale gennem passende træning og motion udforskes og stimuleres yderligere, og effektiviteten af ​​hukommelse og indlæring kan forbedres.

Derfor skal der i den tidlige teenageår lægges særlig vægt på at dyrke og udøve hukommelsen. Du kan forbedre dit hukommelsesniveau og dine evner ved at læse mere, tage flere noter og lave flere øvelser. Samtidig skal du også sørge for tilstrækkelig søvn og hvile, hvilket er meget vigtigt for hjernens udvikling og hukommelsesforbedring.

Kort sagt er den tidlige ungdomsår en periode, der er befordrende for hjernens udvikling og forbedring af hukommelsen. Vi bør aktivt bruge denne periodes karakteristika og fordele til at forbedre vores hukommelse og indlæringsevner gennem passende træning og motion og lægge et solidt grundlag for fremtidig læring og vækst. Det kan ses, at vi skal forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche deserticola er et traditionelt kinesisk medicinsk materiale, der har mange unikke effekter, hvoraf en 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 10 måder at forbedre hukommelsen på

Her undersøgte vi, om ændringer i en af ​​to parametre (antallet af objekter og mængden af ​​bevarede detaljer for hvert objekt) eller begge sammen kan forklare udviklingen af ​​visuel WM-evne, når børn bliver ældre. For at teste det varierede vi mængden af ​​feature-detail-deltagere, der skulle beholdes. I grundtilstanden så deltagerne en række objekter og skulle blot angive, om et objekt var til stede på et undersøgt sted eller ej. Dette begynder med en titreringsprocedure for at justere hver enkelts arraystørrelse for at give ca. 80 % korrekt. Under andre forhold testede vi hukommelsen af ​​ikke kun placering, men også yderligere træk ved objekterne (farve og nogle gange også orientering). Vores resultater tyder på, at kapacitetsvækst på tværs af områder er udtrykt af både forbedret lokationshukommelse (uanset om der var et objekt på et sted) og funktionsfuldstændighed af objektrepræsentationer.

Working Memory (WM) er det system, der holder mentale repræsentationer tilgængelige for behandling til brug i kognitive aktiviteter på højere niveau (f.eks. Logie & Cowan, 2015). WMcapacity menes at være en afgørende determinant for kognitiv udvikling i barndommen (Bayliss, Jarrold, Gunn, & Baddeley, 2003; Holmes, Gathercole, & Dunning, 2010) og individuelle forskelle i intellektuelle evner (Conway, Kane, & Engle, 2003; Towse, 2006). Generelt forbedres WM-ydeevnen, når børn bliver ældre (f.eks. Brockmole & Logie, 2013; Cowan, Fristoe, Elliott, Brunner, & Saults, 2006; Cowan, Morey, AuBuchon, Zwilling, & Gilchrist, 2010; Cowan, Naveh-Benjamin, Kilb, & Saults, 2006;Gathercole, Pickering, Ambridge, & Wearing, 2004; Isbell, Fukuda, Neville, & Vogel, 2015; Riggs, McTaggart, Simpson, & Freeman, 2006; Riggs, Simpson, & Potts, 2011), og forståelsen af ​​denne udvikling har vigtige konsekvenser for uddannelsesmiljøer.

For eksempel kan børns evne til at følge instruktioner være begrænset af WM-kapacitet (Jaroslawska, Gathercole, Logie, & Holmes, 2016). På trods af konsensus om, at WM-evner forbedres, når vi når voksenalderen, er det uklart, hvilket aspekt af WM, der driver denne forbedring. Adskillige kandidatprocesser er blevet foreslået, testet og afvist. For eksempel synes WM-udvikling ikke at være drevet af den forbedrede evne til at allokere opmærksomhed effektivt (Cowan et al., 2010; Morey et al., 2010), forbedret objektkendskab (Cowan,Ricker, Clark, Hinrichs, & Glass, 2015) eller reducerede begrænsninger for hukommelseskodning (Cowan, AuBuchon, Gilchrist, Ricker, & Saults, 2011).

Her fokuserer vi på to faktorer, der kan forklare visuel WM-forbedring, når børn bliver ældre fra folkeskoleårene til voksenalderen. Den første faktor, som vi fokuserer på, er stigningen i antallet af objekter, der kan bibeholdes i WM, og den anden er mængden af ​​funktionsdetaljer, der bevares for hvert objekt. Overvej, når nogen beder et barn om at huske tre dyr: en fugl, en fisk og en giraf. For at skelne en fugl fra en fisk skal de stole på visse træk ved disse genstande (har de vinger, har de et næb?). Dyrene kan også afvige i størrelse, farve og andre træk. Det er muligt, at det er for meget at fastholde tre separate genstande (eller dyr), og børn vil glemme et af dyrene. Eller også bevarer de noget om hvert dyr, men ikke alle funktionerne. For eksempel kan de huske, at et dyr var gult, men glemmer dets andre træk og husker, at et andet dyr var en fugl, mens de glemmer dets farve.

En stor mængde forskning tyder på, at voksne typisk kan huske tre til fire elementer, når der ikke er nogen måde at kombinere de præsenterede elementer i færre, større bidder (Cowan, 2001; Luck & Vogel, 1997). Men når elementets kompleksitet øges, er de featurale detaljer ikke fuldstændige (Cowan, Blume, & Saults, 2013; Hardman & Cowan, 2015; Oberauer & Eichenberger, 2013, selvom se Luck & Vogel, 1997). Cowan et al. (2013) præsenterede rækker af farvede former og krævede hukommelse af kun farver, kun former eller begge dele. Efter en kort opbevaringsperiode vurderede deltagerne, om et visuelt array adskilte sig fra et sammenligningssondeelement, der blev præsenteret ('ændring') eller ikke adskilte sig fra det ('ingen ændring').

Unge voksne deltagere huskede noget om omkring tre elementer i gennemsnit under alle forhold, men når de var ansvarlige for begge funktioner, glemte de ofte enten formen eller farven. Lignende resultater blev fundet for objekter med flere funktioner med 4-6 funktioner (Hardman & Cowan, 2015; Oberauer & Eichenberger, 2013). Selvom det ligger uden for rammerne af dette arbejde, kan det at gøre voksne deltagere ansvarlige for to funktioner i stedet for kun én også reducere præcisionen af ​​hukommelsen, såsom dens nøjagtige placering på en cirkel, der repræsenterer mulige orienteringer eller farver (Fougnie, Asplund, & Marois, 2010) .

Vi havde en hypotese om, at antallet af objekter og karakteristiske detaljer af disse objekter kan følge separate udviklingsbaner, baseret på et spændende paradoks i litteraturen om hukommelsesevne hos spædbørn, børn og unge voksne.

Mens voksne typisk laver fejl, hvis antallet af ting at huske på overstiger tre til fire ting (Cowan, 2001; Luck & Vogel, 1998), synes førskolebørn og børn, der lige er startet i skole, kun at kunne beholde omkring 2 til 2,5 ting (f.eks. Cowan et al. al., 2005; Cowan, Nugent, Elliott, Ponomarev, & Saults, 1999; Riggs et al., 2006; Simmering, 2012). Overraskende nok er der dog tegn på, at 18-måned gamle spædbørn kan huske omkring tre genstande (f.eks. Ross-Sheehy, Oakes, & Luck, 2003; Zosh & Feigenson, 2015). Dette ville føre til den foruroligende konklusion, at hukommelseskapaciteten falder med alderen hos små børn. Denne konklusion ville imidlertid være uberettiget, da undersøgelser bruger andre paradigmer end undersøgelser af WM hos ældre børn. For eksempel fandt Feigenson og Carey (2003; 2005), at 14-måned gamle spædbørn søgte efter det korrekte antal genstande, når op til tre objekter var skjult. I en sådan spædbarnsforskning har deltagerne tilskrevet en hukommelseskapacitet på tre simpelthen ved at huske, at tre genstande var der.

I modsætning hertil involverer paradigmer, der bruges med ældre børn, typisk detektering af ændringer i (eller gengivelse af) elementer baseret på funktioner som farve, form eller orientering (f.eks. Burnett Heyes, Zokaei, van der Staaij, Bays, & Husain, 2012; Cowan et al. , 2006; Heyes, Zokaei, & Husain, 2016; Riggs, Simpson, & Potts, 2011; Sarigiannidis, Crickmore & Astle, 2016), hvilket kræver, at deltagerne husker, hvad de så, i stedet for blot at angive, at de så noget.

Faktisk, når man udforsker spædbørns hukommelse for elementfunktioner, er estimater af hukommelseskapacitet lavere. Zosh og Feigenson (2012) testede, om spædbørn huskede elementfunktioner ved at erstatte skjulte objekter, som spædbarnet har set med skjulte objekter, som ikke er blevet set. den manglende vare. Hvis derimod spædbørn kun husker, at de så et eller andet objekt, men ikke hvad det var (dvs. ingen funktionsdetaljer), ville de ikke bemærke skiftet og derfor ikke søge efter det originale objekt. Ved at bruge denne tilgang fandt Zoshand Feigenson ud af, at 18-måneder gamle syntes at huske tilstrækkelige detaljer til at skelne mellem objekter (dvs. at bemærke identitetsskift), når de havde til opgave at huske et eller to objekter.

Spædbørnene fik lov til at hente genstandene fra en beholder og blev ved med at søge efter de huskede genstande, da de nye genstande blev fundet i beholderen i stedet for, formodentligt at tro, at de gamle genstande stadig måtte være derinde. Men da tre genstande blev skjult, så spædbørnene ikke længere ud til at bemærke sådanne kontakter, da de holdt op med at søge efter tre genstande. På trods af at de huskede tilstedeværelsen af ​​tre objekter, så de således ud til at huske arrays med tre objekter med færre kendetegn end arrays med to objekter. Interessant nok, da identitetsændringen var mere udtalt - der forskerne erstattede en genstand med et ikke-fast stof - så spædbørn tilsyneladende mærke til det, selv ved sætstørrelse tre. Dette indikerer, at mens nogle detaljer blev bibeholdt, kan repræsentationen være for svag til at skelne mellem to solide objekter, men tilstrækkelig til at skelne mellem mere tydeligt forskellige repræsentationer (dvs. et solidt vs. et ikke-solid objekt). Lignende resultater er blevet fundet hos spædbørn helt ned til seks måneder gamle, som syntes at huske den kategoriske identitet (bold vs. dukkehoved) af et skjult objekt, men som ikke huskede dets perceptuelle identitet (f.eks. dets farve; Kibbe & Leslie, 2019).

Således er den markante stigning i WM-evne set fra småbørn til teenageår (f.eks. Cowanet al., 2006; Cowan et al., 2010; Cowan, Naveh-Benjamin, Kilb, & Saults, 2006; Riggs et al., 2006; Riggs et al. al., 2011) er muligvis ikke drevet af evnen til at beholde flere genstande, men i stedet af øget funktionsdetaljer, der bevares for de huskede genstande. Forskelle i, hvad der udgør 'at huske et objekt' i typiske spædbørnsparadigmer – sammenlignet med paradigmer, der bruges med børn og voksne – kan forklare denne kontraintuitive U-formede funktion af hukommelseskapacitet med alderen. Hvis børn, ligesom spædbørn i nogle procedurer, blot har brug for at vide, om noget var der (uden at huske kendetegn), bør deres estimerede hukommelseskapacitet (k) være omkring tre elementer, svarende til estimater opnået for spædbørn i de førnævnte procedurer og unge voksne i test procedurer som vores. Hvis det er tilfældet, tyder det på, at antallet af objekter, der kan holdes i tankerne, er konstant i hele menneskets levetid, men mængden af ​​detaljer pr. genstand kan forklare hukommelsesforbedringen forbundet med udvikling. I overensstemmelse med denne mulighed vurderer børn, der kun er i stand til at beholde et eller to elementer i visuel WM, stadig typisk, at de har omkring tre elementer i tankerne, når de bliver spurgt om en række farver før en objektiv test (Blume, 2018). I disse tilfælde kan børnene huske visse genstande, for hvilke de ikke er klar over, at de ikke længere bevarer den kritiske egenskab, der skal testes (i Blumes procedure, farve).

Som disse eksempler antyder, er det ikke nødvendigvis ligetil at måle handlingen med at 'huske et objekt'. Faktisk er forholdet mellem funktioner og objekter, og den plads, de optager i arbejdshukommelsen, et omstridt spørgsmål. Nogle undersøgelser har antydet, at et bestemt antal elementer kan opbevares i hukommelsen uanset antallet af funktioner pr. genstand (Luck & Vogel, 1997; Luria & Vogel, 2011; Vogel, Woodman, & Luck, 2001). Andre har dog fundet ud af, at huske yderligere funktioner forringer hukommelsen (Cowan et al., 2013; Cowan & Hardman, 2015; Oberauer & Eichenberger, 2013). Cowanand Hardman (2015) brugte et lignende paradigme som vores og fandt ud af, at både stigninger i antallet af objekter og belastningshæmmet hukommelse hos voksne deltagere. Den model, der passede til alle tre af disse nyere datasæt, er en, hvor der er en grænse til ca. 3 objekter, og også en grænse for antallet af funktioner pr. objekt for kort præsenterede arrays. konstant præstationsniveau på tværs af aldersgrupper, planlægger vi at undersøge, om tilføjelse af funktioner, der skal huskes til hvert objekt, giver større problemer for yngre børn end for ældre børn eller voksne.

Vi nærmede os målingen af ​​huskede objekter på to måder. For det første målte vi objekthukommelsen som at huske, at noget var til stede på et bestemt sted. Denne noget-derfor implementering hænger tæt sammen med begrebet en 'objektfil' (Kahneman & Treisman, 1984). I denne visning sammenlignes visuelle begivenheder med rapporter til en politistation, hvor der åbnes en ny fil for hver ny begivenhed, efter dens tid og sted. Derefter kan flere funktioner tilføjes (såsom detaljer om forbrydelsen eller, for et visuelt objekt i vores undersøgelse, dets farve og orientering). Vores 'var-noget-der'-spørgsmål kan være som at spørge, om der blev oprettet en objektfil, givet at objekterne ikke bevæger sig inden for et array.

Derefter blev yderligere detaljer, der kan være blevet tilføjet til objektfilen (farve og orientering), nogle gange undersøgt. Denne testrækkefølge passer med ideen om, at placering bruges til at få adgang til specifikke visuelle træk (Nissen, 1985) og har en særlig status i bindende visuelle træk (f.eks. Kahneman, Treisman, & Gibbs, 1992; Treisman & Zhang, 2006; Wheeler & Treisman, 2002). Ikke desto mindre, selvom perceptet er skabt via en sådan stedsspecifik objektfil, er det teoretisk muligt, at for nogle objekter efterfølgende glemmes placering, mens objektets farve eller orientering bevares. Faktisk tyder anden forskning på, at information om placering og funktioner ikke nødvendigvis er integreret.

Mens placering forekommer afgørende for indledende perceptuel binding, kan lokationens særlige status gå tabt, når repræsentationer er dannet i WM, som fungerer efter andre principper end visuel opmærksomhed og perception (f.eks. Hedayati & Wyble; Logie, Brockmole, & Jaswal, 2020). Vi tillod muligheden for, at den nøjagtige placering kunne huskes forkert, mens andre funktioner blev husket i en anden måling af objekter i hukommelsen, nemlig antallet af objekter, som mindst én funktion blev husket for (udover at bruge den første kvantificering, objektplaceringer husket korrekt).

Dette teoretiske spørgsmål, som vi stillede, kan være ortogonalt i forhold til nogle andre spørgsmål, man kunne stille om udviklingen af ​​WM. For eksempel er det muligt, at det, der udvikler sig, er hastigheden af ​​at genopfriske repræsentationerne af elementer i arbejdshukommelsen (f.eks. Gaillard, Barrouillet, Jarrold, & Camos, 2011). Selvom det er tilfældet, kan man stadig spørge, om udviklingshastigheden tillader tilbageholdelse af flere elementer, flere funktioner pr. element eller begge dele. På samme måde kan der være udviklingsmæssige stigninger i viden og strategier (f.eks. Cowan, 2016), men deres udvikling vil ikke afgøre spørgsmålet om, hvorvidt de fremskridt, der sker, påvirker antallet af WM-repræsentationer eller deres detaljer, hvor sidstnævnte afgør, om repræsentationerne er tilstrækkelige til at besvare eksperimentelle test spørgsmål.

Vi testede, om udviklingsændringer fra barndom til voksenliv er drevet af at huske flere objekter og/eller at huske objekter med rigere detaljer ved at bede deltagerne om at huske objekter på forskellige niveauer af karakteristisk kompleksitet. Nedenfor skitserer vi, hvordan vi konceptualiserede fuldstændigheden af ​​objektrepræsentationer, definerer de termer, vi vil bruge, og præsenterer de centrale spørgsmål, vi behandlede.

Eksperimentelle mål og hypoteser

I praktiske anvendelser af viden om arbejdshukommelse, som i uddannelse, er en potentiel måde at omgå WM-begrænsninger og lette læring at justere præsentationen af ​​materialer ved at reducere antallet af dele, der skal holdes i tankerne uafhængigt (se Cowan, 2014; Gathercole & Alloway , 2007). For at gøre dette er det nyttigt at vide, om antallet af stykker eller mængden af ​​funktionsdetaljer – eller begge dele – har en tendens til at overbelaste små børns WM. Vender vi tilbage til dyreeksemplet ovenfor, ville vi være interesseret i, om små børns WM-begrænsninger er forårsaget ved antallet af objekter (dyr) eller antallet af funktioner (de dyrs karakteristiske kompleksitet). Ved at bruge enklere objekter med tre funktioner havde vi til formål at besvare to spørgsmål. For det første husker børn færre genstande? For det andet, påvirker en forøgelse af kompleksiteten af ​​hukommelsesopgaven (dvs. at bede deltagere om at huske flere funktioner per objekt), ydeevnen ligeligt på tværs af udviklingen?

Vi testede hypotesen om, at det, der forbedres med udvikling, er fuldstændigheden af ​​objektrepræsentationer, men ikke antallet af objekter i WM i sig selv. Ifølge denne hypotese er grunden til, at små børn klarer sig dårligere end voksne med at huske rækker af f.eks. farvede firkanter (f.eks. Cowan et al., 2005), at de farvede firkanter er objekter med to funktioner med placering og farve som kendetegn. , og børn kan huske placeringen af ​​lige så mange genstande som voksne, mens de husker færre farver eller husker måske mindst én funktion (placering eller farve) af lige så mange genstande som voksne, mens de husker færre træk generelt.

Denne egenskabsberigelseshypotese om udviklingsændring fører til to forudsigelser: (1)Uanset alder bør antallet af objekter i det mindste delvist i WM være omkring tre, men (2) for sådanne objekter bør yngre børn være mindre i stand til at huske funktioner. (dvs. deres ydeevne bliver mere forringet, når de bliver bedt om at huske yderligere detaljer om disse objekter). Vi undersøgte udviklingsændringer i begge disse parametre (antal objekter og antal funktioner i objekter) ved hjælp af en version af metoder, der tidligere blev brugt hos voksne med objekter med flere funktioner (Cowan et al., 2013; Cowan & Hardman, 2015), tilpasset her til studiet af børns udvikling.

Vigtigt er det, at vi inkluderede en baseline 'var noget-der'-tilstand, hvilket gjorde vores paradigme begrebsmæssigt relateret til noget brugt i spædbørnsforskning, for at opnå en vis generel sammenlignelighed med kapacitetsestimeringsmetoder i sådanne undersøgelser. Vi brugte en opgave, hvor den visuelle visning altid er den samme, men hvor den nødvendige information til perfekt opgaveudførelse varierer. Nogle gange var deltagerne kun ansvarlige for at huske, om et objekt var til stede på et bestemt sted på computerskærmen (baseline); andre gange, for at huske objektets placering og farve (en tilføjet funktion); og endnu andre gange, for at huske objektets placering, farve og orientering (to tilføjede funktioner).

Fordelen ved dette design er, at den perceptuelle kompleksitet af hukommelseselementer er identisk under alle forhold, hvilket er vigtigt, da mere komplekse elementer kan være sværere at huske, fordi de er mere udfordrende at opfatte inden for en begrænset tidsramme (Eng, Chen, & Jiang, 2005) , en faktor uden for vores undersøgelses rammer. Deltagerne kan dog se bort fra opgaveinstruktionerne eller foretrække at fokusere os på en bestemt funktion uanset opgaveinstruktionerne. En sådan foretrukken kodning bør især være bemærkelsesværdig i 'enhver-en-funktions prøveblok' (hvor en hvilken som helst af de tre funktioner kan undersøges). Vi inkluderede også en kontrolanalyse for at detektere den selektive udeladelse af den anden funktion (se Supplerende materialer, afsnittet 2).

Specifikke hypoteser og hvordan de vil blive testet

Hypoteser er opsummeret i tabel 1. Der angiver vi kun hypoteser, hvor betingelserne er forskellige, men for enhver af dem kan de modsatte, nulhypoteser også demonstreres givet vores Bayesianske slutningsmetoder.

For det første, ifølge en hypotese om kapacitetsforøgelse af udviklingsvækst, kan vi finde ud af, at ældre deltagere beholder flere objekter i lokationstilstanden (hypotese H1A), og at denne fordel bør udvides til lokaliseringstest inden for enhver tilstand (hypotese H1B), uden krav om udviklingsændring i funktionsdetaljen for huskede objekter. Det ville passe med forslag om, at WM-forbedringer i barndommen skyldes en diskret stigning i visuel WM-kapacitet, dvs. at det maksimale antal objekter, der kan ses i visuel WM, stiger (f.eks. Cowan, 2016), mens niveauet af funktionsdetaljer for hver enkelt lykkes. det kodede objekt forbliver konstant med alderen. For eksempel sammenlignede Riggs og kollegaer (2011) hukommelsesydelse for enkelt- og multifunktionsobjekter på tværs af tre aldersgrupper: 7-årige, 10-årige og voksne.

Mens voksne huskede flere genstande end små børn, medførte multifunktionstilstanden ikke yderligere præstationsunderskud i nogen aldersgruppe sammenlignet med forsøg, hvor kun én funktion kunne ændre sig. Dette tyder på, at antallet af integrerede multifunktionsobjektrepræsentationer i WM ændrede sig med alderen. I Riggs et al.'s (2011) enkeltfunktionstilstand kunne imidlertid kun orienteringen ændres, mens i multifunktionstilstanden, enten farve eller orientering kunne ændre sig. Hukommelsesydelse for farve er typisk bedre end for orientering (se Cowan & Hardman, 2015; Oberauer & Eichenberger, 2013; Peich, Husain, & Bays, 2013). Riggs et al.'s voksne klarede sig faktisk også lige godt under enkelt- og multifunktionsforhold, i modsætning til Cowan og Hardman (2015; se også Oberauer & Eichenberger, 2013).

Det er muligt, at et generelt løft for farvehukommelsen maskerede den skadelige virkning af at huske to funktioner. Derfor, for at udelukke denne mulighed i denne undersøgelse, undersøgte vi systematisk hukommelsen for nogle funktioner, mens vi varierede behovet for at huske andre funktioner. For eksempel undersøgte vi hukommelse for objektplacering under tre forhold: når den alene skal huskes, når placering og farve skal huskes, og når placering, farve og orientering alle skal huskes.

Det andet potentielle udfald stemmer overens med trækberigelseshypotesen om udviklingsvækst. Ifølge denne hypotese kunne alle deltagere beholde et lige stort antal objekter, men ældre deltagere vil beholde flere detaljer for hvert objekt. For alle var det forventet, at ydeevnen på lokationshukommelsen ville falde, da behovet for at bevare yderligere funktioner tilføjes (hypotese H2A ), men ifølge featureenrichment-hypotesen vil dette fald være stejlere for yngre deltagere (HypothesisH2B). Tilsvarende bør farvehukommelsen falde, når hukommelse til orientering også er påkrævet (hypotese H2C), og ifølge hypotesen om berigelse af funktioner, skulle dette fald være stejlere for yngre deltagere (hypotese H2D).

Forbedret hukommelse, der stammer fra stadig mere detaljerede repræsentationer af huskede objekter, snarere end en stigning i antallet af objekter, passer med litteraturen, der tyder på, at spædbørn kan huske omkring tre objekter på én gang (Oakes & Luck, 2013; Zosh & Feigenson, 2015), men med begrænsede funktioner- detaljer (se Zosh & Feigenson, 2012). Denne beretning kan også stemme overens med beretninger om funktionsbindingsmangler hos små børn sammenlignet med tilstande, hvor kun én funktion er påkrævet (se Cowan et al., 2006; Lorsbach & Reimer, 2005). Hvis egenskabsberigelseshypotesen fuldstændig redegør for udviklingen af ​​arbejdshukommelsen, er antagelsen, at tidligere resultater af øget kapacitet med alderen blev opnået, fordi yngre børn oftere glemte den testede egenskab (f.eks. farve), mens de stadig beholdt viden om, hvor omkring 3 objekter var placeret.

Disse modsatrettede resultater (kapacitetsforøgelse vs. funktionsberigelse) kan kontrolleres på forskellig vis, der ikke er afhængig af den særlige status for en enkelt funktion eller den samlede funktionsbelastning. Specifikt, i vores sidste testblok inkluderede hvert forsøg kun én sonde, som kunne være placering, farve eller orientering, ukendt for deltageren, indtil sonden blev præsenteret. Baseret på denne prøveblok, som forklaret senere, kunne vi bruge en nyere WM-model til at estimere antallet af forsøg, for hvilke mindst én funktion er kendt, en type k, der kunne stige med udviklingen (hypotese H1C), og alternativt kunne vi også estimere om det samlede antal kendetegn, der er kendt for i det mindste delvist kendte objekter, stiger med udviklingen (Hypothesis H2D) (jf. Cowan et al., 2013; Hardman & Cowan. 2015; Oberauer & Eichenberger, 2013).

Et tredje potentielt resultat er, at ældre deltagere ville beholde flere objekter og flere funktionsdetaljer for disse objekter; både kapacitetsforøgelsen og egenskabsberigelseshypoteserne kunne være korrekte. Efterhånden som børn udvikler sig, kan begge parametre øges og bidrage til forbedret WM-evne. Der er lignende, men ikke identiske, resultater i litteraturen. Især har nyere arbejde vist, at både kapaciteten (antallet af objekter i WM) og den præcision, hvormed sådanne objekter blev husket, var større voksne end børn med en fast størrelse på to objekter (Sarigiannidis, Crickmore, & Astle, 2016). Der blev også fundet stigninger i både antallet af tilbageholdte elementer og præcision med alderen for hukommelse for toneserier (Clark et al., 2018). På samme måde forbedredes børns hukommelsespræcision ved gengivelse af orienteringen af ​​en eller tre søjler med alderen ved at bruge både tværsnitsdata (Burnett Heyes et al., 2012) og longitudinelle data (Heyes, Zokaei, & Husain, 2016). Denne aldersfordel var signifikant større i en tre-bar end en-bar-tilstanden, hvilket kan afspejle, at antallet af højpræcisionsslots steg med alderen. Vi undersøgte ikke præcision og ved ikke, om præcision af nogen egenskab spiller en sammenlignelig rolle i udviklingen af ​​det, vi undersøger, antallet af funktioner pr. objekt.

Endelig kunne børn og unge voksne teoretisk set bevare lige store objekter og niveauer med detaljer. Denne overordnede nulhypotese er usandsynlig givet tidligere forskning, da unge voksne typisk udkonkurrerer børn og unge på visuelle WM-opgaver (f.eks. Brockmole &Logie, 2013; Cowan et al., 2005, 2006; Gathercole et al., 2004; Isbell et al., 2015; Riggs et al., 2006).

Metode

Foreslåede prøvekarakteristika

Vi planlagde at rekruttere 40 børn (6 – 7 år), 40 tidlige unge (11 – 13 år) og 40 voksne i gymnasiealderen (18 – 25 år). Denne prøvestørrelse blev udvalgt efter Bayes Factor-designanalysesimuleringer og simulering af Bayesianske posteriore (se detaljer nedenfor). Desuden, hvis beviser for aldersforskelle i k mellem aldersgrupper (hypotese H1A, Analyse 1) var inkonklusive (defineret som en Bayes-faktor mellem 0,33 og 3), ville vi rekruttere 10 flere deltagere pr. aldersgruppe og genanalysere, maksimalt to gange ( se Schönbrodt & Wagenmakers, 2018). Kvalificerede deltagere rapporterede at have normalt eller korrigeret til normalt syn og normalt farvesyn og talte engelsk flydende. Undersøgelsen er blevet godkendt af den lokale forskningsetiske komité (Institutional ReviewBoard) ved University of Missouri. Alle deltagere (eller, for børnedeltagere, deres værger) gav informeret samtykke før deltagelse. Vi skitserer detaljerede eksklusions(og erstatnings)kriterier i de supplerende materialer (se afsnit 1), baseret på ydeevne nær gulvet (under 0,55 proportion korrekt), tæt ved loftet (over 0,97), ydeevne under 90 % på den perceptuelle matchningsopgave , samt manglende fuldførelse af opgaven.

Demografiske oplysninger, der skal indsamles

Deltagere og deres forældre eller værger rapporterede deres alder (målt i måneder) og køn (kvinde, mand, anden/foretrækker ikke at sige), og vi vil rapportere gennemsnitsalder og kønsforhold efter aldersgruppe. Valgfri demografisk information om deltagerrace og etnisk gruppe blev indsamlet til overvågning af forskningsdeltagelsesformål og føderale finansieringskrav, men blev ikke rapporteret eller analyseret i denne undersøgelse.

Eksperimentel procedure

Oversigt.-Vores oprindelige plan var at indsamle data personligt. Men på grund af dueCOVID-19-pandemien blev data indsamlet online via et online videoopkald med eksperimenteren. Derfor modtog deltagerne ikke bøger og klistermærker som oprindeligt planlagt. Mens de gennemgik skriftlige og mundtlige samtykkeprocedurer, lærte deltagerne om kontant betaling. Faserne af eksperimentet, i rækkefølge, omfattede deltagerinstruktioner og engagement, en perceptuel matchningsopgave, titrering af sætstørrelser for at justere sværhedsgraden for at imødekomme individuelle forskelle i evneniveau, og selve eksperimentet. Titreringsproceduren var baseret på en række katte med flere funktioner efterfulgt af en sondeplacering, hvor en kat var eller ikke blev placeret, med anerkendelse af den testede placering. Det egentlige eksperiment omfattede forsøg med sætstørrelser lig med og én over resultatet af titreringen, opdelt i forsøgsblokke, hvor hvert forsøg inkluderede en probe (testplacering), to prober (testplacering og farve) og tre prober (testplacering, farve og orientering). ) i den rækkefølge eller i omvendt rækkefølge. Til sidst vil hver deltager fuldføre en blok, hvor en hvilken som helst funktion (Placering, Farve eller Orientering) undersøges ved hver prøveperiode. Vi anslår, at den samlede testtid vil vare mellem 45 og 55 minutter inklusive alle procedurer.

Deltagerinstruktioner og engagement. – Inden eksperimentet starter, vil eksperimentøren bruge en forsidehistorie til at forbedre opgaveforståelsen og -engagementet. De vil fortælle deltagerne, at vi har brug for hjælp til at finde ud af, hvilke katte der havde det sjovt til en fødselsdagsfest (f.eks. var en kat med en hat i denne farve til festen?). Når sonden er den samme som et element i hukommelsesarrayet ('kattene til festen'), skal deltagerne trykke på 'JA', hvis det er forskelligt fra alle sådanne elementer, skal de trykke på 'NEJ'.

Alle deltagere vil se opgaveinstruktioner på skærmen, før de starter eksperimentet, mens eksperimentatoren læser dem højt. På skærmen vil der også vises skriftlige instruktioner før hver ny blok af forsøg (se Supplerende materialer, afsnit 8, for detaljer om deltagerinstruktioner). Deltagerne vil modtage feedback efter hvert forsøg; et grønt flueben (✓) vil angive korrekte, og et let rødt kryds (✗) forkerte svar. I slutningen af ​​hver blok vil deltagerne også se adskillige grønne flueben på skærmen, som repræsenterer alle korrekt besvarede forsøg, samt en bevægelig statuslinje, der angiver, hvor meget af undersøgelsen de har gennemført. Yngre deltagere vil modtage klistermærker som yderligere opmuntring. En eksperimentator var tilgængelig online via virtuel kommunikationssoftware til spørgsmål og opmuntring.

For more information:1950477648nn@gamil.com