Intraobjekt- og ekstraobjektminne som binder seg til tidlig utvikling, del 3

Resultater og diskusjon

Tre {{0}}åringer ble ekskludert på grunn av datamaskinfeil, og ytterligere en 5-åring ble ekskludert for ikke å fullføre oppgaven. Fordi barn og voksne svarte på forskjellige måter (henholdsvis en berøringsskjerm og tastatur), kunne vi ikke analysere responstider, men vi ekskluderte individuelle forsøk med veldig raske (dvs. < 200 ms) svar fra alle analyser fordi de sannsynligvis var utilsiktede . Prosentandelen av ekskluderte forsøk var 1,3 % hos 5-åringer, ,2 % hos 8-åringer og 0 % hos voksne.

Barns reaksjoner og hukommelse henger nært sammen. En god reaksjonshastighet kan hjelpe et barn med å behandle informasjon og lære bedre, mens en sterk hukommelse kan hjelpe et barn bedre å huske og bruke det de har lært.

Et barn som lett kan bedømme ting og reagere raskt, vil ha større suksess i å lære. Disse barna kan behandle store mengder informasjon effektivt og reagere raskt ved behov. Barn utvikler en trygg holdning og presterer bedre når de blir bedt om å reagere raskt i alle aspekter av skolen og livet. I tillegg vil deres raske reaksjoner også gi dem bedre hånd-øye-koordinasjon og mer motoriske ferdigheter for å møte behovene til deres sunne vekst.

På den annen side er et sterkt minne også veldig viktig. Mengden informasjon barn trenger å huske er overveldende, inkludert oppgaver som leksjoner og lekser på skolen. Hvis et barn ikke har god hukommelse, vil de sannsynligvis få problemer med skoleoppgaver og lekser. Hvis barn glemmer hva de burde gjøre, eller glemmer det læreren lærte i klassen, vil de møte blinde flekker og utelatelser i læringen.

Heldigvis kan vi hjelpe barn med å forbedre reflekser og hukommelse gjennom øvelser og trening. For eksempel kan vi engasjere barn i utfordrende aktiviteter som minnekortspill, maling, musikk osv. for å hjelpe dem med å optimalisere hukommelsen og reaksjonshastigheten. Vi kan også oppmuntre barn til å delta i flere utendørsaktiviteter og sport for å forbedre sin fysiske form.

I oppdragelsesprosessen må vi oppmuntre barna til å stadig prøve nye ting og delta aktivt i ulike aktiviteter i skole- og familielivet slik at de kan få flere muligheter til å øve. Vi må gi barna positiv oppmuntring og støtte slik at de trygt kan møte ulike utfordringer i livet slik at reaksjonshastigheten og hukommelsesevnen raskt blir forbedret. 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.

Klikk vet kosttilskudd for å forbedre hukommelsen

Etter å ha ekskludert individuelle forsøk, ekskluderte vi alle data fra deltakere som ikke presterte godt i både lærings- og læringstestfasen, fordi det ville være vanskelig å trekke slutninger om interferens eller minnebinding hos deltakere som ikke forsto oppgaven eller ikke betalte Merk følgende. Spesifikt utførte vi to ensidede binomiale tester for hver deltaker. Den første testen kombinerte alle forsøk fra blokk 2–4 i læringsfasen sett A med unike forsøk fra blokk 2–4 i læringsfasen sett B. Vi ekskluderte den første blokken av disse fasene fordi vi forventet nøyaktighet nær tilfeldighet da beredskapene først ble presentert, og vi ekskluderte overlappende forsøk fra sett B fordi vi begrunnet at nøyaktigheten kan være lavere i disse forsøkene på grunn av proaktiv interferens.

Den andre statistiske testen kombinerte alle forsøk fra den første læringstesten i sett A med unike forsøk fra læringstesten i sett B. Årsaken til å ekskludere overlappende forsøk for sett B var igjen muligheten for proaktiv interferens. Vi ekskluderte 12 femåringer, fem 8-åringer og null voksne hvis nøyaktighet ikke var over tilfeldighetene på begge binomiale testene.1 Det endelige utvalget inkluderte 32 femåringer (mag. {{9} }.08 år, SDage=.20, språk=4.74-5.51; 13 kvinner, 19 menn), 30 åtteåringer (mag.=8. 54 år, SDage=.28, språk=8.05–8.99; 15 kvinner, 15 menn) og 30 voksne (15 kvinner, 15 menn).

For å undersøke om disse endelige prøvestørrelsene var passende, utførte vi en effektanalyse basert på den generelle nøyaktigheten i bindingstestfasen for 5-åringer og 8-åringer. Kraften til å oppdage en forskjell mellom femåringer og åtteåringer var 1.00 i dette eksperimentet, noe som indikerer at disse prøvestørrelsene var mer enn tilstrekkelige til å oppdage en alderseffekt i minnebindingsnøyaktighet.

Dataene for dette eksperimentet er presentert i figur 2 og tabell 1. For å analysere dataene gjennomførte vi en serie hierarkiske Bayesianske lineære regresjoner som forutsier gjennomsnittlig nøyaktighet i forskjellige oppgavefaser. Disse analysene er presentert i sin helhet i delene Hierarkiske Bayesianske regresjonsmodeller og regresjonsmodellresultater i tilleggsmaterialet på nettet.

Samlet sett tyder resultatene på sterke overlappingsspesifikke interferenseffekter i alle grupper. Spesifikt, selv om vi fant lite bevis på proaktiv interferens når vi lærte eller ble testet på sett B-beredskaper, fant vi sterke bevis på retroaktiv interferens i den andre læringstesten for sett A (dvs. i læringstest 2A, etter læring og testing av sett B ), ettersom nøyaktigheten var betydelig lavere for overlapping sammenlignet med unike beredskapssituasjoner. Interessant nok hadde nøyaktigheten også en tendens til å være lavere i læringstest 2A totalt sett. Det er flere grunner til at dette kan ha vært tilfelle: minner kan ha forfalt over tid, deltakerne kan ha vært trette på dette senere stadiet av eksperimentet, eller det kan ha vært noen forstyrrelser fra andre beredskaper som ikke var spesifikke for stimulusoverlapping.

Vi fant også sterke bevis på interferens som spesifikt kan tilskrives stimulusoverlapping i bindingstestfasen, ettersom nøyaktigheten var vesentlig lavere for overlapping sammenlignet med unike beredskaper. Vi fant også bevis på lavere nøyaktighet totalt sett for 5-åringer enn de eldre aldersgruppene i bindingstestfasen. Resultatene av sterk interferens og utviklingsforskjeller var noe overraskende gitt at form- og fargetrekkene ble presentert i objekter, og vi forventet at intraobjektbinding skulle være relativt sterk i alle aldersgrupper.

Det er imidlertid ikke klart av disse resultatene hvilke assosiasjoner som ble dannet eller hvordan disse bindingsstrukturene kan ha forskjellig mellom aldersgruppene: Deltakerne kan ha dannet enkle bindingsstrukturer mellom den enkelte form eller fargetrekk og karakteren, mellom formene og fargene sammen. i objekter, og potensielt mellom både funksjoner og karakterene, som vil bli vurdert av en kompleks bindingsstruktur. Det er vanskelig å anslå i hvilken grad disse bindingsstrukturene ble dannet med standard statistiske modeller som regresjon. I stedet trenger vi en modell som forutsier både korrekte responser og ulike typer feilresponser basert på den underliggende representasjonen (dvs. bindingsstrukturen). For å formelt estimere dannelsen av forskjellige bindingsstrukturer og utviklingsforskjeller i disse prosessene, laget vi en generativ beregningsmodell.

Beregningsmodellbeskrivelse – For å formelt karakterisere bindingsprosessene som vi antok å ligge til grunn for ytelsen i dette eksperimentet, utviklet vi en ny beregningsmodell (for en fullstendig beskrivelse av modellen, se delen Generativ beregningsmodell i tilleggsmaterialet på nettet). Modellen antar at deltakernes svar ble støttet av styrken til assosiasjoner som ble lært under eksperimentet.

I modellen lagrer matrisene MFF, MFC og MFFC assosiasjoner mellom form- og fargefunksjonene (dvs. funksjon-funksjonsbindinger eller FF), mellom hver separate objektfunksjon (form eller farge) og et tegn (dvs. funksjon-karakter) bindinger, eller FC), og mellom en konjunksjon av begge funksjonene sammen i objektet og en karakter (dvs. funksjon-funksjon-tegn-binding, eller FFC), henholdsvis. Disse matrisene oppdateres på prøvenivå for å simulere bindingsprosesser og undersøkes av minnesignaler for å simulere henting.

Hver bindingsstruktur er toveis: for eksempel, ettersom en form er assosiert med et tegn, er tegnet også assosiert med formen (se figur 3). Assosiasjoner mellom ulike elementer økes i de tre matrisene på prøvenivå, skalert etter læringshastighetsparametere som er spesifikke for hver type binding: FF, FC og FFC. De ulike bindingsstrukturene påvirker modellens ytelse på ulike måter. FF-assosiasjoner påvirker ikke ytelsen i lærings- eller læringstestfasene, men bidrar i Bindingstesten til korrekte svar for unike beredskaper og til både korrekte og overlappende svaralternativer for overlappende beredskap.

I eksperiment 1 ble intraobjekt FF-binding oppmuntret ved å presentere former og farger i det samme objektet, mens i eksperiment 2 ble funksjonene romlig atskilt for å oppmuntre til ekstraobjektbinding (Figur 3, øvre panel). FC-foreninger bidrar til nøyaktige svar i lærings- og læringstestfasene, men kan også bidra til den unøyaktige responsen for overlappende beredskap etter at sett B er introdusert; disse assosiasjonene kan også brukes i Binding-testen for å øke sannsynligheten for å velge svaralternativer som har blitt assosiert med det gitte tegnet. Til slutt bidrar komplekse FFC-assosiasjoner bare til den korrekte responsen for både overlappende og unike beredskap i alle faser av oppgaven.

I tillegg til å styrke denne typen assosiasjoner, kan modellen «glemme» ved å svekke tidligere dannede assosiasjoner som er i konflikt med dagens læring. For eksempel, når du lærer overlappende beredskap i læringsfasen for sett B, har hver objektfunksjon tidligere blitt assosiert med den andre karakteren gjennom FC-binding, og modellen kan svekke de konkurrerende assosiasjonene for å lette større nøyaktighet, og dermed redusere proaktiv interferens, mens samtidig øke tilbakevirkende interferens senere når sett A gjenbesøkes i læringstest A2.

Effekten av å glemme ligner altså på en hemmingsprosess som diskutert i introduksjonen, selv om vi ikke inkluderte en mekanisme der glemsel kunne reverseres annet enn ny læring, mens hemming ofte betraktes som et midlertidig fenomen (Geiselman & Bagheri, 1985). Som et resultat kan glemmemekanismen i modellen betraktes som en avlæringsprosess. Omfanget av denne glemmeprosessen som påvirker alle bindingsstrukturer ble kontrollert av en ekstra parameter, .

Disse lærings- og glemmeprosessene er definert matematisk i modellen. Selv om de fullstendige modellligningene er gitt i det elektroniske tilleggsmaterialet, tilbyr vi nå forenklede ligninger for å oppsummere komponentene i modellen. Hver matrise oppdateres ved hver prøveversjon:

hvor M er en av de tre assosiative matrisene og er den tilsvarende læringsraten (husk at forskjellige læringsrater er estimert for FC-, FF- og FFC-binding: FC, FF FFC). Vektorrepresentasjonene av to elementer (f.eks. en form og farge) er angitt som f1 og f2. Disse elementene er knyttet til et ytre produkt, merket med symbolet ⊗. Å glemme i modellen styres av parameteren , som er den samme for alle typer binding (FC, FF og FFC). Glemning skjer ved å nedvekte assosiasjonen mellom hvert element og de andre elementene som tidligere har vært assosiert med det, men som ikke er presentert i den nåværende utprøvingen, betegnet f.eks.

For eksempel, hvis det i sett A ble presentert en blå sirkel og en gul stjerne, når en blå stjerne presenteres i læringsfasen for sett B, vil den blå stjerneassosiasjonen bli styrket av ny læring, mens den blå sirkelassosiasjonen ville bli svekket av glemmer. Legg merke til at i den fullstendige modellen skjer læring toveis (f.eks. ettersom blått er assosiert med en stjerne, er stjernen assosiert med blått; se det elektroniske tilleggsmateriellet for de fullstendige modellligningene).

Til slutt er r en enkelt skalarverdi som representerer et nyhetssignal på prøvenivå som endres fra prøve til prøve, og sporer hvor sterkt elementene f1 og f2 allerede har vært assosiert tidligere: r=e −f1·(M ·f2)+f2·(M·f1)).

I denne ligningen brukes f2 som en cue for å hente en rekke tidligere assosierte elementer fra M via et prikkprodukt, og deretter "leser" et andre prikkprodukt opp hvor sterkt f1 spesielt har blitt hentet. Denne skalarstyrkeverdien legges så til en tilsvarende styrkeverdi for assosiasjonen i motsatt retning (dvs. hvor sterkt f2 har blitt hentet av f1). Eksponentialfunksjonen brukes på denne totale styrkeverdien. Hvis ingen læring har funnet sted for disse assosiasjonene tidligere, vil styrkene være null, noe som resulterer i r=1 og full læring.

Men etter hvert som assosiasjonene blir sterkere, blir styrkeverdiene større, og r nærmer seg null. Resultatet av denne mekanismen er at læring reduseres for assosiasjoner som allerede er godt lært, noe som er nødvendig for å forhindre at assosiasjonsstyrker vokser uten grenser, ettersom læring foregår over flere forsøk.

For å simulere beslutningstaking, beregner modellen styrken på assosiasjonen mellom de oppgitte minnesignalene og mulige mål for hver prøve. Styrker bestemmes ved å sondere assosiative matriser med signaler: s=(M · fcue ) · mål. Denne ligningen henter en rekke elementer som har blitt assosiert med signalet (stikkordet) og leser ut en enkelt styrkeverdi (er) for et spesifikt mål (mål). Disse styrkeestimatene gir grunnlaget for å beregne sannsynligheten for hver mulig respons samtidig som de åpner for konkurranse fra andre mulige responser som kan resultere i interferens.

Denne konkurrerende gjenfinningsregelen er implementert som en softmax-funksjon: Pcℎoice=e s cℎoice ∑e s. Hvis styrkene som støtter alle mulige valg er de samme, vil modellen forutsi ytelse på sjansenivå, men i den grad et bestemt valg støttes av større styrkeverdier enn andre valg, vil modellen ha større sannsynlighet for å ta det tilsvarende valget.

Vi tilpasser modellen til de observerte dataene med fire frie parametere: FC, FF, FFC og . Det er viktig at modellen ikke var egnet til å oppsummere statistikk, for eksempel andelen korrekte svar i en bestemt fase, men tok hensyn til deltakernes valg for hvert forsøk i hver fase av eksperimentet. Vi brukte hierarkiske Bayesianske teknikker for å passe til modellen, slik at vi kunne vurdere aldersforskjeller med bakre parameterfordelinger. Se tilleggsmaterialet på nettet for ytterligere detaljer om modellen og hvordan den passet til data.

Beregningsmodellresultater – For å vurdere modelltilpasning genererte vi oppgaveytelse på prøvenivå gitt hver deltakers best passende parameterestimater (se figur 2 for å sammenligne observert og modellforutsagt ytelse). Til tross for overvurdering av proaktiv interferens i den første blokken av sett B-læring i alle aldersgrupper, passet modellen de fleste ytelsesmønstre godt på tvers av alle eksperimentelle faser, noe som tyder på at den var i stand til å fange opp i det minste noen av prosessene som lå til grunn for oppgaveutførelse og hvordan de var forskjellige mellom aldersgrupper.

De bakre fordelingene av hyperparametre for hver aldersgruppe er vist i figur 4A. Vi vurderer aldersforskjeller for hver parameter ved å beregne η, et mål på distribusjonsoverlapping beskrevet ovenfor i delen Analyser. Det var ingen vesentlige bevis for noen aldersforskjeller i FC-binding, estimert med parameter FC, eller glemme, estimert med (ηs > 0,17). Derimot fant vi veldig sterke bevis på svakere FF-binding, estimert med parameter FF, hos 5-åringer sammenlignet med både 8-åringer (η=.005) og voksne (η=.001). Det var lite bevis på forskjell mellom de to eldre aldersgruppene (η= .642). Disse nye funnene tyder på sterke utviklingsendringer i intraobjektbinding mellom 5 og 8 år, selv om denne evnen kan være voksenaktig ved 8 års alder.

Det var også sterke bevis på lavere verdier av den komplekse bindingsparameteren, FFC, hos 5-åringer sammenlignet med både 8-åringer (η=.010) og voksne (η=.002). Selv om de estimerte parameterverdiene hadde en tendens til å være høyere hos voksne sammenlignet med åtteåringer, var denne forskjellen ikke særlig robust (η=.429). Dette siste funnet var noe overraskende fordi tidligere arbeid med en tilbakekallingsoppgave har antydet langvarig utvikling av kompleks binding etter 7 års alder (Yim et al., 2013). Kanskje er den nye evnen til å danne komplekse bindinger mer påviselig i gjenkjenningsoppgaver enn i vanskeligere gjenkallingsoppgaver; vi kommer tilbake til denne problemstillingen i den generelle diskusjonen.

For å undersøke om alle modellens mekanismer var nødvendige for å passe dataene, utførte vi en modellsammenligningsstudie der hver parameter ble eliminert fra modellen (dvs. satt til null) mens de andre passet til dataene, og vi fant at full modell, inkludert alle fire parameterne, passer best til dataene selv når man tar hensyn til modellkompleksitet (se modellen Comparison Study-delen av det elektroniske tilleggsmaterialet og se figur S5 i samme avsnitt for hvordan disse ulike modellene forutsier ulike ytelsesmønstre).

Totalt sett fant vi i dette eksperimentet sterke bevis på hukommelsesinterferenseffekter i alle aldersgrupper basert på hierarkiske regresjonsmodeller, sammen med utviklingsforskjeller i ytelse i Binding Test. Kanskje enda viktigere, med en ny beregningsmodell fant vi bevis på betydelige utviklingsforskjeller i intraobjektbinding og kompleksbinding etter 5 år, men ikke etter 8 år. Det er imidlertid ikke klart fra disse resultatene hvordan minnebinding og interferens ble påvirket av å presentere funksjoner innenfor samme objekt. Tidligere arbeid hos voksne antyder at ekstraobjektbinding er mer oppmerksomhetskrevende og er assosiert med mindre nøyaktig assosiativ minneytelse sammenlignet med intraobjektbinding (Asch et al., 1960; Ecker et al., 2007, 2013; van Geldorp et al., 2015) . Vi antok derfor at romlig separerende objektfunksjoner ville forstyrre binding, spesielt for små barn, noe som kan øke interferenseffekter. Vi undersøkte disse mulighetene i eksperiment 2.

Eksperiment 2: Utviklingen av ekstraobjektbindingsmetode

Deltakere – førtifem 5-åringer (mag.=5.16 år, SDage=.23, språk=4.80 −5.74; 17 kvinner, 28 menn) , 43 åtteåringer (mag.=8.49 år, SDage=.38, språk=7.74 – 8.99; 23 kvinner, 20 menn) og 34 voksne (19 kvinner, 15 menn) deltok i eksperiment 2. Se avsnittet Resultater og diskusjon nedenfor for en kraftanalyse. Tilordning til dette eksperimentet eller eksperiment 1 ble randomisert.

Stimuli og prosedyre - I dette eksperimentet ble form- og fargetrekkene ikke presentert sammen i samme objekt, men var romlig atskilt (se figur 5). På hvert forsøk ble en gjennomsiktig form og en fargeklump plassert i vertikal justering, og den relative romlige posisjonen (topp eller bunn) av disse funksjonene ble balansert for hver farge-form-paring innenfor hver blokk i hver fase. Prosedyren var identisk med den i eksperiment 1, bortsett fra at stimuli ble referert til som "par av former og farger" i stedet for objekter under instruksjoner og tilbakemeldinger om ytelse.

For more information:1950477648nn@gmail.com