Rotasjon av perspektivvisning med klokken forbedrer romlig gjenkjennelse av komplekse miljøer i aldring

Å tyde det menneskelige romlige kognisjonssystemet innebærer utvikling av enkle oppgaver for å vurdere hvordan hjernen vår fungerer med former og former. Tidligere studier i det mentale rotasjonsfeltet avslørte en rotasjonsskjevhet med klokken på hvordan grunnleggende stimuli oppfattes og behandles. Imidlertid er det mangel på en betydelig vitenskapelig bakgrunn for komplekse stimuli og hvordan faktorer som sex eller aldring kan påvirke dem. Når det gjelder det siste punktet, er det velkjent at våre romlige ferdigheter har en tendens til å avta etter hvert som vi blir eldre. Derfor er hippocampus-systemet spesielt følsomt for aldring. Disse nevrale endringene ligger til grunn for vanskeligheter for eldre i landemerkeorientering eller mentale rotasjonsoppgaver. Derfor hadde vår studie som mål å sjekke om effekten av rotasjoner med klokken og mot klokken i romlig gjenkjennelse av komplekse miljøer kunne moduleres ved aldring. For å gjøre det utførte 40 unge voksne og 40 gamle voksne ASMRT, en test for gjenkjenning av virtuelt romlig minne. Resultatene viste at unge voksne presterte bedre enn gamle voksne under alle vanskelighetsforhold (dvs. ved å kode en eller tre boksposisjoner). I tillegg ble gamle voksne påvirket mer enn unge voksne av rotasjonsretning, og viste bedre ytelse i rotasjoner med klokken. Avslutningsvis gir vår studie bevis på at aldring er spesielt påvirket av rotasjonsretningen. Vi foreslår at skjevhet med klokken kan være knyttet til den kognitive nedgangen assosiert med aldring. Fremtidige studier kan adressere dette med hjerneavbildningstiltak.

Feltet psykologisk rotasjon er en gryende terapi som har fått økende oppmerksomhet. Den kombinerer teknikker som autosuggestion, nevrolingvistikk og kognitiv atferdsterapi for å hjelpe folk med å eliminere negative følelser, endre begrensende overbevisninger og sublimere positive holdninger. Samtidig er feltet mental rotasjon også nært knyttet til hukommelsen.

Hukommelse er en integrert del av menneskelig intelligens og spiller en uunnværlig rolle for å oppnå et vellykket liv, opprettholde fremgang oppover, forbedre selvdyrking og berike indre mening. En av kjerneteknologiene innen psykologisk rotasjon er autosuggestion. Ved å gi gode forslag og veiledning til seg selv, kan man gradvis danne seg positiv tenkning og atferdsvaner i hverdagen og arbeidet, og dermed forbedre hukommelsen og gjøre seg selvsikker, selvstendigere og selvstendigere. Selv forbedring.

I tillegg kan innovative konsepter og praktiske teknologier innen mental rotasjon også hjelpe folk til å bedre regulere sine emosjonelle tilstander og unngå negative følelser som påvirker hukommelsen. Fordi det er et nært forhold mellom følelser og hukommelse, når vi er deprimerte, nervøse, engstelige, redde og andre negative følelser dekker kroppen vår, vil hukommelsen vår bli sterkt påvirket, og feltet for psykologisk rotasjon hjelper oss å eliminere negative følelser og endre våre sinn. Den beste måten å være mer positiv på.

Til slutt er det viktig å understreke at feltet mental rotasjon ikke er et magisk triks, og det er heller ikke en rask løsning som kan gi umiddelbare resultater. Det krever vår tid, energi og tålmodighet. Men så lenge vi kan fortsette å lære, praktisere og oppsummere praktiske teknikker innen mental rotasjon, tror jeg at vi snart vil få bedre hukommelse, en mer positiv holdning til livet og en sunnere, mer balansert og bedre liv. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen vår. Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig fordi Cistanche deserticola er et tradisjonelt kinesisk medisinsk materiale med mange unike effekter, en av dem er å forbedre hukommelsen. Effekten av kjøttdeig kommer fra de ulike aktive ingrediensene den inneholder, inkludert syre, polysakkarider, flavonoider osv. Disse ingrediensene kan fremme hjernens helse på ulike måter.

Hvordan fungerer mental rotasjon?
Når du behandler romlige relasjoner, er ikke et enkelt synspunkt på en scene nok. Å vite hvordan et miljø ser ut fra forskjellige steder er avgjørende for å tolke de eksterne inngangene til en scene riktig. I denne forbindelse kreves det en mental rotasjonstransformasjon som starter fra den opprinnelige scenen, som kan oppnås ved å bruke to forskjellige strategier. Den første er objektbasert, hvor stimuli roteres rundt omgivelsene. Den andre strategien er perspektivtransformasjon, hvor mentale rotasjoner av et individuelt synspunkt utføres. Disse strategiene beskrives også som henholdsvis objekt-mental rotasjon og subjekt-mental rotasjon. Mental rotasjonsferdighet er positivt relatert til rutelæring4,5 og allosentrisk kartbehandling6, og det er en viktig ferdighet for å skape et romlig forhold mellom landemerker og bygge et kognitivt kart7. Nåværende bevis sier at mental rotasjon er en kompleks evne avhengig av integriteten til tett synkroniserte hjernenettverk, inkludert underordnede temporale, ventrale, dorsal, prefrontale regioner8 og intraparietale regioner9,10.

Uavhengig av strategi, omfatter mental rotasjon tre distinkte faser som enten anses som sekvensielle11 eller litt overlappet12. Først er kodingen av stimuli, den andre er den riktige rotasjonsmekanismen, og til slutt er en beslutningsprosess avhengig av oppgavemetodikken. Sistnevnte komponent vurderes vanligvis under et gjenkjennelsesparadigme, der deltakerne må identifisere om et rotert bilde er ekvivalent eller ikke med det originale.

Effekt av vinkelforskjell og retning på rotasjonsytelsen.

Siden starten av studiene på dette feltet, tyder forskjellige bevis på en lineær sammenheng mellom vinkelrotasjon, responstid og feil14,15. En mulig forklaring på denne prosessen er beskrevet av "viewpoint alignment hypothesis"16. I følge denne hypotesen kan en feiljusteringseffekt oppstå mens man gjør en omjusteringsprosess når man sammenligner to perspektiver. Det vil si at synspunktet agentene fysisk bevarer er mentalt reorientert til å samsvare med synspunktet som skal adopteres. Som et resultat reflekterer noen studier at lineært økende vinkelforskjeller mellom det opprinnelige og det som skal adopteres, oversetter til flere feil5,17. Dessuten rapporteres bedre responstider og nøyaktighet når de nye visningene av et miljø presenteres i samsvar med tidligere kodede18. Disse effektene er tilstede når enkle og komplekse stimuli er tilgjengelige15 og feiljusteringseffekten kan dempes hvis signaler tilbys16.

Interessant nok kunne rotasjonsretningen modulere feiljusteringseffekten, ettersom visse studier identifiserte at gjenkjenningsfeil og/eller responstid økte når perspektivrotasjon fulgte en retning mot klokken17,19. Effekten korrelerer også med elektroencefalografiske data ved bruk av hendelsesrelaterte potensialer20. Dessuten, som vist av funksjonell magnetisk resonans21, ser det ut til at en fordel med klokken er relatert til halvkule-lateralisering, med høyre hemisfære overlegen med rotasjoner med klokken og venstre hemisfære med forskyvninger mot klokken.

Kjennskap til rotasjoner med klokken i våre daglige liv (dvs. klokker) kan også være ansvarlig for dette fenomenet, og favoriserer eksistensen av en skjevhet mot forskyvninger mot klokken22. Denne skjevheten beskrives som en "persepsjon-handlinglateralitet"-hypotese, som består av tre trinn: oppfatning av miljøet med klokken, dannelse av et mentalt kart med klokken, og deretter snu i samme retning23. Disse sekvensielle trinnene vil bli forklart som en interaksjon av de tidligere beskrevne nevrogenetiske og kulturelle faktorene, noe som resulterer i at de fleste viser en skjevhet med klokken. Effekten er bevist med oppgaver som bruker enkle, isolerte stimuli, som bokstaver eller 2D-linjer.

Dessuten pålegger vinkelforskjellen mellom memorerte stimuli og mål forskjellige rotasjonsstrategier i noen studier24–26. Spesifikt beskriver disse verkene at en mental objektrotasjon utføres i lavere vinkelforskjeller, mens en mental rotasjon av emnet utføres i høyere vinkelforskjeller. Begge regnes også som dissosierbare, selv om de er svært korrelerte prosesser, og kan innebære forskjellige typer vurderingsfeil. Derfor vil subjektets mentale rotasjon basert på egosentriske transformasjoner hovedsakelig innebære lateralitetsfeil (dvs. å ta feil til venstre og høyre), og mental rotasjon av objekter vil innebære feil relatert til vinkelforskjeller. Nøyaktigheten økes i nærvær av fremtredende miljømessige landemerker eller eksterne visuelle signaler.27,28. Å stole på disse eksterne signalene er avgjørende for den allosentriske orienteringsstrategien, der stimuli kodes om miljøet og ikke av observatørens synspunkt29. Hjerneavbildningsstudier har rapportert at den høyre mediale temporallappen støtter denne prosessen. Hippocampus involvering i rotasjonsprosesser ble også beskrevet i visse studier, der pasienter med forverring av denne strukturen hadde vist vanskeligheter med objektlokaliseringsminne når synspunkter ble rotert 32. Dessuten øker antallet objektplasseringer å huske i denne situasjonen — og dermed en høyere minnebelastning – kan påvirke ytelsen ytterligere.

Sex og aldring som innflytelsesrike faktorer for mentale rotasjonsferdigheter.

Kognitive evner avtar ved sunn aldring, inkludert romlig hukommelse34 og mentale rotasjonsferdigheter35,36. Noen studier rapporterer at eldre voksne er tregere og mindre presise enn unge voksne i romlige oppgaver37, potensielt på grunn av volumreduksjon i hippocampussystemet38. Hippocampus er involvert i å bygge nøyaktige allosentriske romlige representasjoner, som er relatert til rotasjonsferdigheter6. For å implementere optimale løsninger for å løse slike oppgaver, har eldre en tendens til å stole mer på egosentriske strategier som er bedre bevart i denne aldersgruppen–42.

En annen faktor som modulerer mental rotasjon er sex43–46 Studier rapporterer at kjønnsforskjeller i mental rotasjon43,44. Enkelte studier reflekterte forskjellige nevrale aktiveringsmønstre og rotasjonsstrategier hos menn og kvinner45, mens andre viste at menn i alle aldre generelt presterte bedre enn kvinner i perspektivtakende tiltak46. Videre er rotasjonsskjevheten med klokken mer utbredt hos kvinner og kan være assosiert med hormonelle nivåer.

Rotasjonsbias i enkle kontra komplekse stimuli: Er det forskjeller?

Når man vurderer rotasjonsretningen (med klokken vs. mot klokken), brukte mange studier isolerte gjenstander som bokstaver 20,49,50, Navon-figurer, ukjente tegn eller 2D-linjer. Bare noen få studier brukte komplekse stimuli og forhold tilsvarende den virkelige verden for en vinkelforskjellseffekt eller en rotasjonsskjevhet54, men mer forskning er nødvendig for å bekrefte om dette er en tendens. Derfor er det en inkonsistens i funnene mellom enkle og komplekse stimuli, noe som kan forklares i lys av dissosiasjonen mellom det fjerne og det vidtrekkende rommet. Siden begge involverer forskjellige strategier56 og nevrale aktiveringer57, kan det være noen forskjeller i rotasjonsytelse i behandlingen av enkle stimuli kontra komplekse miljøer. Med tanke på disse bevisene, er det nødvendig å utforme en oppgave som er i stand til å lykkes med å måle rotasjonsevner i det fjerne rommet – som involverer mer komplekse og rikere miljøer.

Forskning om romlig hukommelse har utviklet seg betydelig takket være teknologiske fremskritt. Nye datastyrte oppgaver viste høy sensitivitet for å finne romlige svekkelser der tradisjonelle oppgaver mislyktes. De bruker også mer økologisk gyldige metoder og miljøer. Når det gjelder dette, kan romlige gjenkjenningsoppgaver være sammenlignbare med aktiv eller passiv navigasjon for å finne romlige orienteringsforskjeller. De er også mindre teknisk krevende og metodisk sammenlignbare med tradisjonelle mål for mental rotasjon. Etter denne begrunnelsen ble Almeria Spatial Memory Recognition Test (ASMRT) utviklet av vår forskningsgruppe og brukt på forskjellige prøver62,63. Deltakerne må identifisere om en eller flere bokser endret posisjon i et virtuelt rom. Det er to presentasjonsmåter: presentert i et lignende synspunkt som det originale bildet, eller med varierende grader av synsvinkelforskyvning, som nøyaktig måler rotasjonsvinklene og retningen. Tilstedeværelsen av landemerker i rommet, pluss skiftende perspektiver, favoriserer også den allosentriske strategien fremfor egosentriske løsninger. ASMRT har bevist sin følsomhet når det gjelder å identifisere forskjeller på grunn av kjønn eller aldring.

Studiens mål og hypoteser.

Hovedmålet med denne studien er å ta for seg hvordan rotasjonsretningen (med klokken vs. mot klokken) mellom en lagret scene og påfølgende gjenkjenningsbilde kan påvirkes av aldring og sex i et komplekst miljø. Etter tidligere studier20, "synspunktjusteringshypotesen"16 og "persepsjon-handling-lateralitet"-hypotesen23, spådde vi at ytelsen var bedre under rotasjoner med klokken sammenlignet med forsøk mot klokken. Rotasjon mot klokken mellom kodede og gjenkjennende stimuli bør assosieres med langsommere responstider eller mindre nøyaktighet19,20, spesielt hos eldre, på grunn av deres reduserte romlige ferdigheter64. Også, etter den tilsynelatende høyere urviserens skjevhet hos kvinner47, kunne vi forvente bedre ytelse hos menn enn kvinner under forhold mot klokken.

Metode

Deltakere

Åtti deltakere (n=80) deltok i studien. Førti deltakere (n=40) var psykologistudenter fra University of Almeria (20 menn; aldersgruppe 18–30; M=20; SD=2.8), og ytterligere førti deltakere var rekruttert fra Elders-klassene fra samme institusjon (20 menn; aldersgruppe 60–79; M=69; SD=5.3). Alle deltakerne hadde normalt korrigert-til-normalt syn (dvs. ved bruk av briller eller kontaktlinser) ved vurderingsøyeblikket, og deres kjønnsidentitet samsvarte med deres seksuelle biologi. Eksklusjonskriterier ble definert som å ha mindre enn 26 poeng i Mini-Mental State Examination, en formell diagnose av psykologiske eller psykiatriske lidelser, inntak av skadelige stoffer som narkotika og alkohol, hodetraumer eller andre tilstander som kan påvirke resultatene. Informasjon om fremgangsmåte og generelle mål med studien ble gitt til deltakerne, og de stod fritt til å avslutte studien når som helst. Studien ble godkjent av Universitetet i Almerias etiske komité (UALBIO2019/022) og ble utformet i henhold til kravene i EUs rådsdirektiv 2001/20/EC og Helsinki-erklæringen for biomedisinsk forskning med mennesker.

Post-hoc kraftanalyse med G*Power-programvaren v3.1.9.265 ble utført for å bestemme den statistiske kraften til både hoved- og interaksjonseffekter (innenfor-mellom emnefaktorer) i vår studie. Med en alfa lik 05, en middels effektstørrelse (d=0.35) og en total prøvestørrelse, viste analysen en statistisk potens større enn 0.99. Den statistiske kraften til korrelasjonsresultatene var større enn 0,94.

Materialer

Ytelsen for romlig minnegjenkjenning ble vurdert ved hjelp av Almeria Spatial Memory Recognition Test (ASMRT)62. Presentasjonen av den eksperimentelle settingen skjedde gjennom et virtuelt miljø, som simulerte et museumsrom med fire vegger (med en rekke romlige signaler vist på dem, dvs. portretter) og ni brune bokser på linje symmetrisk i en 3×3-matrise. Noen av disse boksene var farget grønne, og representerte målstimuliene for å fungere innenfor alle oppgavefaser. ASMRT var sammensatt av to vanskelighetsgrader, definert av antall bokser som skulle huskes (en boks mot tre bokser), med fire forsøk hver. Hele testen besto av 8 minnebilder. Derfor var det 80 gjenkjenningsbilder, halvparten for hver vanskelighetsgrad.

Stimulisekvensen til hver prøve var sammensatt av to distinkte faser som følger (se fig. 1):

(a) I "Memoriseringsfasen" ble deltakerne vist et bilde (minnebilde) av et virtuelt rom hvor totalt ni bokser (i en 3×3 disposisjon) ble plassert. Minnebildene ble vist i fem sekunder. Alle minnebilder ble tatt fra et førstepersons synspunkt. Avhengig av vanskelighetsgraden ble en eller tre bokser farget i grønt. Deltakerne ble bedt om å huske plasseringen av de grønne boksene. Et tre av fire vegger i rommet inneholdt flere stimuli (inkludert en dør, et vindu eller bilder) som kunne bidra til å disambiguere de romlige plasseringene. Hvert minnebilde ble tatt fra et annet synspunkt sammenlignet med det andre.

(b) I "Anerkjennelsesfasen" ble totalt 10 bilder av samme rom presentert for deltakerne etter hverandre. Rotasjonsretningen ble manipulert i denne fasen. Dermed ble gjenkjenningsbildene tatt fra forskjellige synspunkter angående originalbildet. Bare én grønn boks for alle vanskelighetsgrader ble vist i denne fasen. Deltakerne måtte svare (ja/nei) om den grønne boksen var i samme posisjon som en av boksene i det lagrede bildet. Dermed måtte de bestemme seg for hvert bilde basert på den mentale representasjonen de dannet under minnefasen under et annet synspunkt.

Oppgaven ble administrert på en ikke-oppslukende måte ved hjelp av en bærbar datamaskin som kjører Windows 10-operativsystemet. Datamaskinen var utstyrt med en Intel Core i5-prosessor, 4 GB RAM og en 15.4-tommers LCD-skjerm med en oppløsning på 1920×1200. Gjennom evalueringen ble den koblet til en strømkilde i veggen for å unngå utladet batteri. I tillegg, siden en internettforbindelse ikke ble etterspurt under prosedyren og/eller datainnsamlingen, ble dette deaktivert gjennom evalueringen.

Fremgangsmåte.

Alle deltakerne ble testet individuelt ved University of Almeria-institusjonen og gjennomgikk et kort intervju for å bekrefte eksklusjonskriteriene. De signerte også et informert samtykke før de startet evalueringen. Etter dette ble ASMRT-instruksjoner presentert for dem på skjermen, etterfulgt av et prøveeksempel. Deretter administrerte eksperimentatoren de to vanskelighetsnivåene (husk posisjonen til en boks eller tre bokser) sekvensielt i samme rekkefølge for alle deltakerne (ett minnebilde - ti gjenkjenningsbilder, fire ganger per vanskelighetsnivå, med forskjellige stimuli i hver forsøk) . Deltakerne svarte når hvert gjenkjenningsbilde ble presentert på skjermen, og eksperimentatoren registrerte manuelt responsen deres for hvert forsøk for å unngå press på grunn av en responstid som kunne endre ytelsen. De riktige svarene og feilene ble samlet inn og behandlet for hver deltaker og eksperimentelle tilstand i den påfølgende dataanalysen. Deltakerne gjennomgikk hele eksperimentelle prosedyren – unntatt det første intervjuet – i et stille og isolert miljø for å unngå ekstern støy eller uforutsigbar intervensjon som kan endre ytelsen.

Vinkelberegning og fordeling i oktanter. Euklids postulater ble brukt for å beregne vinkelforskjellen mellom synspunktet til minnebilder og det korresponderende synspunktet til gjenkjennelsesbilder og deres rotasjonsretning (med eller mot klokken). Denne prosessen vurderte om vinklene var homogent fordelt i henhold til rotasjonsretningen i hver tilstand (se fig. 2). Åpen kildekode-programmet GeoGebra Geometry, utviklet av Florida Atlantic University, ble brukt til denne prosedyren. ASMRT-bilder ble presentert for beregninger i et konisk, todimensjonalt førstepersonsperspektiv. I dette perspektivet, som er det samme som deltakerne opplever, er linjer skrå mot hverandre, sammenlignet med senitperspektivet, hvor de ville være parallelle. De skrå linjene som går i samme retning konvergerer også i et felles forsvinningspunkt. Rotasjonsvinkelen beregnes i et konisk perspektiv for hvert bilde, og deretter utføres en vinkelsammenligning mellom minne- og gjenkjenningsbilder i senitperspektivet for å sikre maksimal konsistens.

For det første, ved bruk av bilder i konisk perspektiv, ble segmenter basert på gulvlinjene sporet. Denne metoden skisserte to sett med linjer: skrå linjer som ville være parallelle og horisontale i senitperspektivet, og skrå linjer som ville være parallelle og vertikale i det samme senitperspektivet. Dette ble gjort for å beregne to uavhengige forsvinningspunkter, referert til der hvert sett med linjer henholdsvis konvergerte og brukt i påfølgende beregninger. Det neste trinnet var å identifisere det mediale punktet til bildebredden, der en vinkelrett linje spores ved midtpunktet av bildebasen, og oppnå en posisjonsvektor. Der stammet to segmenter fra forsvinningspunktene beregnet før og var koblet til posisjonsvektoren. Krysspunktet ble kalibrert i en 90º vinkel, som tilsvarer vinkelen som dannes av de fire linjene i senitplanet.

Når posisjonsvektoren krysses med 90 graders vinkel, kan vi bestemme sammenligningsvinkelen mellom minne- og gjenkjenningsbilder. Det kan være vinkelen som dannes av segmentet til eventuelle forsvinningspunkter, ved å bruke gulvlinjer som en guide. For å opprettholde konsistens i målingen ble de vertikale gulvsegmentene brukt for alle bildene. Vinkelen som brukes for sammenligningen er den som dannes mellom posisjonsvektoren og det tidligere nevnte segmentet. Avhengig av perspektivet brukt av korrespondentminnebildet, og for å opprettholde konsistensen som er angitt før, er vinkelen som skal brukes, forskjellig, ettersom GeoGebra Geometry presenterer den stumpe vinkelen som standard. Denne prosedyren ble først gjort for minnebildet og deretter for dets tilsvarende ti gjenkjenningsbilder. Figur 2 representerer det endelige resultatet av denne prosessen.

Når vinklene og rotasjonsretningen for hvert synspunkt av gjenkjennelsesbildet ble oppnådd, ble fordelingen av vinklene evaluert, og observerte at de fleste av dem var homogent fordelt mellom den første og åttende oktanten, med klokken (første oktant: en boks, 16 bilder: M=34 grad ; SD=15 grad ; tre bokser, 16 bilder: M=29 grad ; SD=12 grad ) og retning mot klokken (åttende oktant: en boks, 16 bilder: M=32 grad ; SD=14; tre bokser, 16 bilder: M=28 grad ; SD=11 grad ), henholdsvis (se fig. 3). Bare to gjenkjenningsbilder i hver tilstand (retningsvanskelighet) var plassert ujevnt utenfor disse oktantene, så de ble ekskludert fra analysen. Derfor var det totale antallet analyserte forsøk 62 (32 forsøk med klokken og 32 forsøk mot klokken). Dette tillot kontroll av vinkelforskjellseffekten på ytelsen.

Dessuten, i halvparten av de 16 gjenkjenningsbildene for hver retning (med klokken og mot klokken) og for hvert vanskelighetsnivå (en boks og tre bokser), falt plasseringen av boksene sammen med minnebildet (riktig respons, ja), og i andre halvparten gjorde de ikke (riktig svar, nei). Det ble registrert riktige aksepter og riktige avslag.

Statistisk analyse.

Prosentandel av korrekte aksepter (treff), prosentandel av uriktige aksepter (100 %–%korrekte avvisninger, falske alarmer, FA) og diskrimineringsscore (d'=Z treffrate-Z falsk alarmrate)66,67 var oppnådd for alle deltakere og eksperimentelle forhold. De ble analysert i en 2×2×2×2 blandet ANOVA med Alder (gammel og ung) og Kjønn (kvinne og mann) som faktorene mellom emnene, og vanskelighetsgrad (en boks og tre bokser), og Retning (med klokken og mot klokken) som innen-fagsfaktorene. Kolmogorov – Smirnov-tester ble utført for å sjekke normaliteten til data, og Levenes tester ble brukt for å verifisere variansens homogenitet. Bonferroni-korreksjon ble brukt for å korrigere for type I feilakkumulering i flere sammenligninger. T-testanalyser ble utført for å evaluere om middelverdiene var forskjellige mellom tilstandene, etter behov. Supplerende T-testanalyser viste at vinkelfaktoren (oktantfordeling) ikke nådde signifikans fordi alle var i samme vinkelområde (oktant), så den ble ekskludert for ANOVAene. Analyser ble utført med IBM SPSS Statistics v.25 med et signifikansnivå p<0.050.

Resultater

Treffer. Te ANOVA (Sex × Alder × Vanskelighet × Retning) viste en hovedeffekt av Alder (F(1, 76)=51.4; p<0.001; ηp 2=0.41), Difculty (F(1,76)=49.8; p<0.001; ηp 2=0.40), and Direction (F(1,76)=9.3; p=0.003; ηp 2=0.11]). Young adults were more accurate in their responses than old adults, as can be seen in Table 1. Regarding difficulty, participants also performed worse when they had to memorize three boxes than one box, and when the stimuli were presented in an anticlockwise direction than when presented clockwise. No other effects were found (p>0.05).

Vanskelighetsgrad × Aldersinteraksjon nådd betydning (F(1, 76)=33.4; p<0.001; ηp 2=0.31). Further analyses of the interaction revealed significant differences due to difficulty only for old adults (F(1, 38)=46.8; p<0.001; ηp 2 = 0.55). In this group, the Hits percentage was higher in the one-box trials (M = 78%, SD = 2) than in the three-box trials (M = 61%; SD = 2). By contrast, the difficulty level did not affect performance in young adults (p > 0.05), as it was similar between the one-box trials (M=90%, SD=2) and the three-box trials (M=92%; SD=2).

Te Direction x Age interaction was also statistically signifcant (F(1, 76)=13.9; p=0.005; ηp 2=0.35). Further analyses of the interaction showed significant differences only in the old adults group (F(1, 41)=8.8; p=0.005; ηp 2=0.19). For these participants, the percentage of Hits was higher in clockwise trials (M =73%, SD=3) than in anticlockwise trials (M=66%; SD=3). However, the performance of young adults was unaffected by the direction of rotation (p>0.05; med klokken: M=92%, SD=1; mot klokken: M=90%; SD=2).

No other interactions reached significance (p>0.05).

Falske alarmer.

ANOVA viste en hovedeffekt av alder (F(1, 76)=114.8; p<0.001; ηp 2=0.60), Sex (F(1,76)=4.4; p=0.039; ηp 2=0.06) and Difculty (F(1, 76)=90.1; p<0.001; ηp 2=0.54). As can be seen in Fig. 4, the percentage of false alarms was higher in the old adults' group (M=28%; SD=2) than in the young adults' group (M=5%; SD=2).

Regarding the difficulty level, the percentage of false alarms was lower in one-box trials (M=8%; SD=1) than in 3 box trials (M=25%; SD=3). Overall, the percentage of false alarms was lower in males (M=14%; SD=1) than in females (M=19%; SD=2). No other main effects were found (p>0.05).

Det var signifikante interaksjoner Vanskelighet x Alder (F(1, 76)=80; p<0.001; ηp 2=0.57), and Difculty × Direction (F(1, 76)=11.4; p=0.001; ηp 2=0.14).

Analysene av interaksjon med vanskelighetsgrad x alder avslørte en signifikant effekt av vanskelighetsgrad bare hos eldre voksne (F(1, 42)=96.4; p < 0.001; ηp 2=0.70 ). Prosentandelen av falske alarmer var høyere i de tre boksforsøkene (M=44%; SD=1) enn i én boksforsøk M=12%, SD=2) i denne gruppe.

Finally, the Difficulty × Direction interaction showed significant differences due to Direction in the higher difficulty level (three boxes: F(1, 76) = 8.5; p = 0.005; ηp 2= 0.11). The percentage of false alarms was higher in anticlockwise trials (M=27%; SD=1) than in clockwise trials (M=22%; SD=2) (see Fig. 5). By contrast, in one box trials, there was no difference in the percentage of false alarms between both directions (p>0.05).

Complementary t-test analyses (see Table 2) revealed that sex modulated the percentage of false alarms in three boxes-anticlockwise trials, only for the young adults' group (t (38)=2.2, p=0.038). Differences in the percentage of false alarms due to sex for old adults were absent (p>0.05).

Diskrimineringsindeks.

T-testanalyser bekreftet at ytelsen i begge aldersgruppene var over sjansenivået under alle forhold (se tabell 3).

ANOVA viste en hovedeffekt av alder (F(1, 76)=109.6; p<0.001; ηp 2=0.59), the discriminability index was higher in young adults (M = 0.86; SD = 0.01) than in old adults (M = 0.42: SD = 0.03); Sex (F(1,76) = 3.8;p = 0.049; ηp 2 = 0.10), where, overall, males showed higher discriminability index (M = 0.68; SD = 0.02) than females (M= 0.60; SD = 0.01); Difculty (F (1,76) = 14.6; p < 0.001; ηp 2= 0.16), the discriminability was worse in three boxes trials (M=0.61: SD=0.01) than in one box (M=0.68; SD=0.02); and Direction (F(1, 76)=7.9; p=0.006; ηp 2=0.11), clockwise trials showed higher discriminability index (X=0.67: SD=0.01) than anticlockwise trials (M=0.61; SD=0.02). No other main effects were found (p>0.05).

Vanskelighetsgrad x Aldersinteraksjon nådd signifikans (F(1, 76)=19.7; p<0.001; ηp 2=0.19). No other interaction effects were found (p>0.05). Det var signifikante forskjeller i diskriminerbarhet på grunn av vanskeligheter bare for gamle voksne (F(1, 39)=21; p<0.001; ηp 2=0.32). The discriminability index was higher in the lower difficulty level (one box: M=0.49; SD=0.02) than in the higher difficulty condition (three boxes: M=0.33; SD=0.03) for old adults. On the other hand, there were no differences in discriminability in young adults (p>0.05) med lignende poengsum i det lavere vanskelighetsnivået (én boks: M=0.88, SD=0.02) vs. den høyere vanskelighetsgraden (tre bokser: M{ {6}}.86; SD=0.02).

Te Direction x Difculty interaction was also statistically signifcant (F(1, 76)=6.8; p=0.016; ηp 2=0.10). Analyses of the interaction showed that Direction affected performance only in the higher difficulty level (three boxes: F(1, 76)=26; p < 0.001; ηp 2=0.21). The discriminability index was higher in clockwise trials (M =0.68; SD=0.03) than in anticlockwise trials (M=0.54; SD=0.02). Otherwise, the discriminability index was similar in lower difficulty levels (one box: p>0.05; clockwise: M=0.69, SD=0.01; anticlockwise: M=0.68; SD=0.01). No other interaction effects were found (p>0.05).

Diskusjon

Vår studie viste at romlig gjenkjennelse ble bestemt av deltakernes alder og kjønn, samt oppgavevansker. I tillegg modulerte rotasjonsretningen mellom minne- og gjenkjenningsstimuli interaksjonen mellom alder, kjønn og oppgavevansker. Dermed presterte unge voksne bedre enn gamle voksne, og forskjellene ble maksimert i rotasjon mot klokken mellom minnet og gjenkjenningsbildene. Effektstørrelser for relevante interaksjoner var generelt i middels effektområde.

For å gjennomføre studien brukte vi ASMRT, en romlig gjenkjenningsoppgave. Denne oppgaven krever å huske posisjonen til et visst antall stimuli (en eller tre grønne bokser) plassert inne i et virtuelt rom. Etterpå presenteres ti gjenkjennelsesbilder med en enkelt grønn boks, og deltakerne må svare hvis posisjonen til den grønne boksen samsvarer med posisjonen til boksen presentert under minnebildet. Siden synspunktet ble modifisert i gjenkjennelsesfasen angående det originale bildet som ble lagret, avhenger riktige avgjørelser av en nøyaktig representasjon av rommets funksjoner, og forståelse av det fleksible forholdet mellom de tilgjengelige stimuli. Dessuten krevde roterende synspunkter scenemanipulering i minnet for å tilpasse det nye perspektivet til det forrige16, som er en hippocampusavhengig funksjon, som foreslått i andre studier. Legg merke til at oppgavekravene i ASMRT er delvis lik de som finnes i romlige perspektiv-taking-tester, tilskrevet det samme anerkjennelsesparadigmet som er mye brukt i feltet mental rotasjon69. I gjenkjenningsfasen til ASMRT må deltakerne således sammenligne bildet på skjermen med et lagret bilde tatt fra et annet synspunkt, og den mest nøyaktige løsningen krever å huske og sammenligne de valgte posisjonene til begge bildene.

Som antydet av resultatene våre, og i tråd med tidligere studier53,54, påvirker aldring ytelsen i denne oppgaven. Unge voksne hadde en høyere prosentandel av treff sammenlignet med gamle voksne. Dessuten presenterte denne sistnevnte gruppen også flere falske alarmer enn unge voksne uavhengig av tilstanden (en eller tre bokser å huske). Jo flere feil som ble utført av gamle voksne når antallet bokser som skal huskes økte, reflekterte hvordan memorering av ekstra stimuli påvirker ytelsen. I tillegg bestemte rotasjonsretningen mellom minne og gjenkjenningsbilder ytelsen, spesielt hos gamle voksne. For denne gruppen var bilder mot klokken assosiert med færre treff enn bilder med klokken. Men når det gjelder unge voksne, var de upåvirket av denne effekten. Tendensen var forskjellig for falske alarmer eller diskrimineringsskårer, hvor man fant en overlegenhet med klokken uavhengig av aldersgruppe i de tre boksenes vanskelighetsgrader.

Eksistensen av et forskjellsmønster mellom unge og gamle voksne er ikke nytt, da det er velkjent at romlig orientering påvirkes ved normal aldring. Ved å bruke ASMRT-oppgaven ble en ytelsesnedgang beskrevet hos gamle voksne. Spesifikt hadde 70–79-år gamle deltakere høyere feil sammenlignet med andre 50–59 og 60–{6}}årige voksne grupper når de husket og gjenkjente posisjoner fra forskjellige perspektiver. Det er verdt å understreke at romlig gjenkjenning ikke krever navigering gjennom miljøet som i andre romlige minneoppgaver58, men krever styring av en allosentrisk referanseramme for å løse oppgaven. Deltakerne må forstå det fleksible forholdet mellom signalene som er tilgjengelige i det virtuelle miljøet for å bestemme posisjoner. Andre studier sammenlignet evner til å ta romlig perspektiv hos unge og gamle voksne, og demonstrerte at alder er relatert til forfallet av disse ferdighetene17,72. Ved testing av anerkjennelse av stillinger ble det vist at unge voksne også presterte bedre enn eldre 73–75 år. Dermed samsvarer vår nåværende studie med disse funnene.

Som i andre perspektivtakende oppgaver19,21, bestemmer rotasjonsretningen ytelsen. Men i vår studie ble treffskårene signifikant modulert av rotasjonsretningen bare hos gamle voksne, noe som er et nytt funn. Også rotasjonsretningen modulerte falske alarmscore i de vanskeligste tilstandene (tre bokser), igjen bare hos de gamle voksne. Dermed ble ytelsen mer endret når gjenkjenningsbildet ble rotert mot klokken. Som foreslått i mentale rotasjonsoppgaver, er det en viktig lineær korrelasjon mellom orienteringene til begge bildene og tid og antall feil13. Romlig gjenkjenning påvirkes også av perspektivrotasjonen, med fordelen ved rotasjon med klokken20. Funnene våre antyder at overlegenheten med klokken funnet med enklere stimuli også gjelder komplekse miljøer. Romlig gjenkjenning moduleres også av perspektivrotasjon med fordelen av rotasjon med klokken20. Denne rotasjonsskjevheten i klokken ble identifisert av tidligere studier23,76,77, men så vidt vi vet, er dette første gang den viste et annet mønster etter aldersgruppe.

Dette differensialmønsteret kan forklares på et nevralt nivå. Hippocampus og andre regioner relatert til romlige ferdigheter gir et redusert volum hos friske gamle voksne. Hippocampus-kretsen virker essensiell for å tilegne seg en synspunkt-uavhengig vurdering, nødvendig for å bygge allosentriske representasjoner av konteksten33. Disse allosentriske romlige representasjonene er nødvendige for nøyaktig å gjenkjenne steder fra forskjellige synspunkter, slik det kreves av ASMRT. Som vist tidligere79, viste pasienter med Alzheimers sykdom og mild kognitiv svikt – hvor den mediale temporallappsfunksjonen antagelig er kompromittert – endrede evner til å ta perspektiv. I tillegg til dette vil ikke bare kontekstrepresentasjonen være mindre presis hos gamle voksne, men også deres rotasjonsferdigheter. Høyre hemisfære vil være spesielt involvert i rotasjonsprosesser. Enkelte studier foreslår at aldringsrelatert hjernenedgang vil være mer utbredt i høyre hjernehalvdel, kombinert med en mindre lateralisert kognitiv ytelse 80. Dette vil resultere i lavere rotasjonsytelse, som vist i tidligere studier. Det er verdt å nevne at gamle voksne har redusert kapasitet til raskt å tilpasse atferden sin til endrede forhold82, noe som gjør det vanskeligere å overvinne eksisterende kognitive skjevheter. Siden rotasjonsretningen til gjenkjennelsesbilder endret seg tilfeldig fra forsøk til forsøk i vår oppgave, ser det ut til at de betydelige vanskelighetene med forsøk mot klokken som vises av gamle voksne, støtter teorien om skjevhet med klokken. Imidlertid, som tidligere beskrevet, var andre studier avhengige av enklere stimuli, så mer forskning med komplekse miljøer er nødvendig.

På den annen side ble kjønnsforskjeller rapportert i forskjellige romlige minneoppgaver, når man navigerer i virkelige84,85 og virtuelle miljøer35,62,65,86 men også i oppgaver som krever andre romlige ferdigheter som mental rotasjon44,87 eller perspektivtaking evner45,82,88. Vår studie bekreftet delvis denne trenden. Kjønnsforskjeller dukket opp i prosentandelen av falske alarmer, spesielt i den vanskeligste tilstanden, forsøk med tre bokser mot klokken, hos unge voksne, noe som viste at menn og kvinner var forskjellige i deres romlige gjenkjennelsesferdigheter, med menn som presterte bedre enn kvinner under vanskeligere krav. Dette samsvarer med tidligere funn med ASMRT62.

Tatt i betraktning disse resultatene ser det ut til at en viss vanskelighetsgrad er nødvendig for å oppdage forskjeller mellom grupper, inkludert kjønnsdimorf ytelse i noen romlig orienteringsoppgaver62,68. Lave oppgavevansker fører til utseende av takeffekter, mens høye oppgavekrav er assosiert med effekter på poengsummen. Som rapportert i andre oppgaver, bidrar valget av et adekvat vanskelighetsnivå til å avsløre kjønnsbaserte forskjeller i romlig orienteringsoppgaver. I ASMRT-oppgaven presterte således menn kvinner hvis de måtte huske tre romlige posisjoner, men ikke når bare ett sted måtte huskes63, noe som stemmer overens med våre resultater, der kvinner hadde en høyere prosentandel av falske alarmer enn menn.

Legg merke til at stedsgjenkjenning – som i tilfellet med ASMRT-oppgaven – favoriseres ved bruk av allosentriske strategier, som involverer kunnskap om relasjonene mellom ulike signaler som er tilgjengelige i konteksten. Tidligere arbeider rapporterte om kjønnsforskjeller i typen strategier brukt av menn og kvinner i romlig orienteringsoppgaver. Menn foretrekker en objektbasert strategi (allosentrisk), mens kvinner er mer sannsynlig å bruke en egosentrisk-basert strategi. Disse kjønnsdimorfe preferansene involverte rekruttering av forskjellige hjerneregioner, forskjellig etter kjønn45,89.

Til slutt kunne ikke effekten av vinkelrotasjon16, vanligvis funnet i det mentale rotasjonsfeltet med enklere stimuli, tas med i analysen på grunn av ASMRT-design, da vinkelforskjeller mellom minne- og gjenkjenningsbilder hovedsakelig var fordelt i den første og den åttende oktanten. Selv om dette tillot oss å kontrollere den vinklede innvirkningen på ytelsen ved hjelp av den balanserte fordelingen beskrevet tidligere, er det nødvendig med et annet sett med stimuli for ytterligere å avsløre hvordan denne variabelen påvirker ytelsen i komplekse miljøer, og hvordan den samhandler med rotasjonsretningen eller hvordan den kan endre valgt strategi avhengig av rotasjonsgrader24–26. Som tidligere studier rapportert, kan overlegenhet med klokken være tilstede i hendelsesrelaterte potensialer (ERP) mål, og hemisfærisk lateralisering kan også være relevant, noe som resulterer i differensielle aktiveringer avhengig av rotasjonstype21. En fersk studie skisserer også differensielle aktiveringer i henhold til kjønnsfaktor i romlig gjenkjennelse for komplekse stimuli90. For å avsløre riktig om overlegenhet med klokken er konsistent for komplekse stimuli, og hvordan det interagerer med kjønn og alder, må påfølgende studier som integrerer elektroencefalografi (EEG)-tiltak utføres for å utvide funnene våre lenger utover. Videre bør fremtidige studier også vurdere hvordan disse variablene påvirker responstidene, som ikke kunne registreres i vår studie på grunn av ASMRT-metodikken, som registrerte svar manuelt og ikke kunne måle nøyaktige responstider62.

Som en potensiell begrensning bør vi si at selv om utvalgsstørrelsene var høye for kjønns- og aldersfaktorer hver for seg (n=40 hver), var de mindre når man vurderer begge faktorene sammen, så mangelen på betydning i denne interaksjonen bør tolkes forsiktig. I overkant er studien vår et nytt forsøk på å vurdere rotasjonsretningseffekten for komplekse miljøer og stimuli, signalisere en potensiell utbredelse av en urviser skjevhet, og bevise hvordan denne effekten er spesielt assosiert med aldringsnedgang.

Datatilgjengelighet

Datasettene generert under og/eller analysert under den nåværende studien er tilgjengelige og kan mottas fra den korresponderende forfatteren etter rimelig forespørsel.

Referanser

1. Zacks, JM, Mires, J., Tversky, B. & Hazeltine, E. Mental romlig transformasjon av objekter og perspektiv. Spat. Cogn. Comput. 2, 315–332 (2002).

2. Jola, C. & Mast, FW Mental objektrotasjon og egosentrisk kroppsrotasjon: To dissosierbare prosesser?. Spat. Cogn. Comput. 5, 217–237 (2005).

3. Inagaki, H. et al. Avviket mellom mental rotasjon og perspektivtakende evner ved normal aldring ble vurdert av Piagets trefjellsoppgave. J. Clin. Exp. Neuropsychol. 24, 18–25 (2002).

4. Galea, LAM & Kimura, D. Kjønnsforskjeller i rutelæring. Pers. Indiv. Forskj. 14, 53-65 (1993).

5. Lokka, IE & Çöltekin, A. Perspektivbryter og romlig kunnskapsinnhenting: Effekter av alder, mental rotasjonsevne og visuospatial minnekapasitet på rutelæring i virtuelle miljøer med ulike nivåer av realisme. Cartogr. Geogr. Inf. Sci. 47(1), 14–27 (2020).

6. Crundall, D., Crandall, E., Burnett, G., Shalloe, S. & Sharples, S. Effekten av kartorientering og generalisering på overbelastningsbeslutninger: En sammenligning av skjematisk-egosentriske og topografisk-allosentriske kart. Ergonomi 54(8), 700–715. https://doi.org/ 10.1080/00140139.2011.592608 (2011).

7. Palermo, L., Iaria, G. & Guariglia, C. Mentale bildeferdigheter og topografisk orientering hos mennesker: En korrelasjonsstudie. Oppførsel. Brain Res. 192, 248–253 (2008).

8. Koshino, H., Carpenter, PA, Keller, TA & Just, MA Interaksjoner mellom dorsale og ventrale banene i mental rotasjon: En fMRI-studie. Cogn. Affekt. Oppførsel. Neurosci. 5(5), 54–66 (2005).

9. Hawes, Z., Sokolowski, HM, Ononye, ​​CB & Ansari, D. Nevrale grunnlag for numerisk og romlig kognisjon: En FMRI-metaanalyse av hjerneregioner assosiert med symbolsk tall, aritmetikk og mental rotasjon. Neurosci. Biobehav. Rev. https:// doi.org/10.1016/j.neubiorev.2019.05.007 (2019).

10. Podzebenko, K., Egan, GF & Watson, JDG Utbredt dorsalstrømaktivering under en parametrisk mental rotasjonsoppgave, avslørt med funksjonell magnetisk resonansavbildning. Neuroimage 15, 547–558 (2002).

11. Stoffels, EJ Hemming av samtidige prosesser i bokstav- og orienteringsdiskriminering. Acta Psychol. 91, 153-173 (1996).

12. Heil, M. Den funksjonelle betydningen av ERP-effekter under mental rotasjon. Psychophysiology 39, 535–545 (2002).

13. Shepard, RN & Metzler, J. Mental rotasjon av tredimensjonale objekter. Science 171 (3972), 701–703. https://doi.org/10.1126/ science.171.3972.701 (1971).

14. Jeannerod, M. & Decety, J. Mental motor imagery: Et vindu inn i representasjonsstadiene av handling. Curr. Opin. Neurobiol. 5, 727-732 (1995).

15. Dalecki, M., Hofmann, U. & Bock, O. Mental rotasjon av bokstaver, kroppsdeler og komplekse scener: Separate eller felles mekanismer? Nynne. man. Sci. 31(5), 1151–1160 (2012).

For more information:1950477648nn@gmail.com