Forholdet mellom ekspertise og særpreg: unormale medisinske bilder fører til forbedret minneytelse bare i eksperter del 3

Husk fra likhetsanalysen i eksperiment 1 at de normale bildene i datasettet vårt er mindre like hverandre enn de unormale bildene. Derfor bør minnet for normale bilder være bedre enn unormalt (som det var hos nybegynnere).

Minnet om bilder og minne er uatskillelige. Vår hukommelse kan deles inn i visuell hukommelse, auditiv hukommelse, lukthukommelse, taktil hukommelse, etc. Blant dem er visuell hukommelse den mest brukte i våre liv. Bildeminne refererer til minnet om bildeinformasjon dannet i våre sinn.

Minnet om bilder har en svært viktig positiv betydning i livene våre. For det første kan vi bruke den til å gjenkjenne og identifisere objekter, personer og scener. For eksempel, når vi ser en venn gå nedover gaten, tar det bare noen sekunder å gjenkjenne ansiktet hans. Dette er resultatet av bildeminnet vårt. For det andre kan minnet om bilder hjelpe oss å lære bedre. Ordene, bildene og diagrammene vi ser krever at vi får tilgang til og beholder dem gjennom bilders minne. Til slutt kan minnet om bilder hjelpe oss bedre å forstå og huske konsepter og mønstre.

Samtidig kan god hukommelse også forbedre vår bildeminneevne. Noe vitenskapelig forskning viser at å ta muligheten til å trene hukommelse fra en tidlig alder kan forbedre hjernens utvikling og forbedre lærings- og hukommelsesevner. For eksempel kan bruk av den stille lesemetoden forbedre hukommelsen vår betraktelig. I tillegg kan det å være oppmerksom på å opprettholde gode levevaner, som regelmessig arbeid og hvile, mer mosjon, et sunt kosthold osv. fremme sunn utvikling av hjernen vår og forbedre hukommelsen.

Kort sagt, minnet og minnet om bilder fremmer og påvirker hverandre. Vi kan forbedre vår bildeminneevne ved å opprettholde gode levevaner og aktivt trene hukommelsen. Jeg tror at alle har en sterk bildeminneevne, og så lenge de utnytter den godt kan de oppnå bedre prestasjoner og opplevelser i liv og arbeid. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig, fordi Cistanche deserticola også kan regulere balansen av nevrotransmittere, som å øke nivåene av acetylkolin og vekstfaktorer. Disse stoffene er svært viktige for hukommelse og læring. I tillegg kan Cistanche deserticola også forbedre blodstrømmen og fremme oksygentilførsel, noe som kan sikre at hjernen får tilstrekkelig med næringsstoffer og energi, og dermed forbedre hjernens vitalitet og utholdenhet.

Klikk på Kjenn korttidsminne hvordan du kan forbedre

Det er et minne for unormale bilder som er bedre for radiologobservatører. Dette antyder at effekten av ekspertise mer enn kompenserer for forskjeller mellom stimuluskategoriene i bildelikhet. For å se hva effekten av abnormitet er, uavhengig av forskjeller i baseline-bildelikhet, kan vi sammenligne radiologenes minneytelse tonovicers ytelse med de samme bildene.

For å gjøre dette, sammenligner vi fordelen i form av AUC av ROC-for radiologer i forhold til kontroller i hver tilstand. Å gjøre det avslører en betydelig unormal fordel både ved 3-ryggen, t(31) =6.67, p < .001, og 30-tilbake hos ekspertradiologer, t(31) {{ 9}}.33,p < .001, der radiologer var spesifikt flinkere til å huske unormale bilder (se fig. 8).

Trekker ut tilleggsinformasjon med en andre presentasjon

På grunn av strukturen til dette eksperimentet, designet for å undersøke, har hvert element i minnesettet to klassifiseringsklassifiseringer (for normal/unormal). Mens vi satte oss for å sondere hukommelsen, gjør eksperimentet det også mulig for oss å kombinere begge vurderingene for å undersøke om det er en "crowd-within"-effekt i denne situasjonen (Vul & Pashler, 2008). Forfatterne foreslo mengden innenfor som en variant for "mengdens visdom."

De fant at det å snitte et enkelt individs svar på repetisjoner av det samme stilte spørsmål ved bedre ytelse enn enkeltsvar alene. Dette er hva man ville forvente hvis en enkelt dom ikke inkorporerte all informasjonen folk kunne ha om et spørsmål. Hvis dette er sant for vurderinger av mammografier utført av ekspertradiologer, ville vi forvente at gjennomsnitt av en radiologs vurdering av abnormitet fra to eksponeringer for samme mammografi skulle resultere i bedre nøyaktighet enn å se på begge vurderingene alene.

Legg merke til at i denne situasjonen, i motsetning til Vuland Pashler (2008), har deltakerne imidlertid tilleggsinformasjon andre gang - de får se bildet igjen før den andre dommen, blir de ikke bare spurt igjen. Derfor, i dette tilfellet, kan mengden-innen-effekten her oppstå fra faktisk ny informasjon som blir inkorporert (f.eks. observatøren kan granske forskjellige deler av bildet), i stedet for intern sampling.

Vi finner en beskjeden, men betydelig fordel ved å inkorporere begge vurderingene: Gjennomsnitt av radiologers svar fra første og andre gang de så et bilde, resulterte i en litt høyere ytelse i 30-ryggtilstanden (AUC =0.745) sammenlignet med med enkeltelementytelse (AUC =0.716), t(31)=3.46, p=.002 (se fig. 9, venstre). Effekten var ikke signifikant i 3-ryggtilstanden (ledd AUC =.712, enkel AUC=.705), t(31)=1.15, p {{ 19}} .259. Ikke overraskende var denne effekten ikke tilstede hos nybegynnere, siden deres ytelse var svært dårlig på begge svarene (se fig. 9 til høyre; alle ps > .10).

Dermed kan ekspertytelsen forbedres (riktignok ganske beskjedent) ved å snitte mer enn én respons. Det gjenstår å se om denne fordelen ville oppstå hvis radiologer ble tilbudt ubegrenset tid til å behandle hvert bilde, i stedet for 3 sekunder i den nåværende studien. Den begrensede seertiden her kan ha spesielt forbedret radiologenes evne til å trekke ut ny informasjon i den andre visningen av mammografien.

generell diskusjon

I den nåværende studien undersøkte vi minneytelse av ikke-eksperter og ekspertradiologer for normale versus unormale mammografibilder som en casestudie for å forstå rollen til skjemaer, særpreg og ekspertise i hukommelsen.

For å gjøre det, stolte vi på ROC-analyse, designet for å måle minne på riktig måte uavhengig av forskjeller i responskriterier og for å ta hensyn til både forbedret minne for sett gjenstander, så vel som muligheten for falske alarmer.

 Først så vi på hvor sikre og kompetente nybegynnere og ekspertobservatører var til å klassifisere medisinske bilder som enten normale eller unormale. Ikke overraskende var radiologer mye bedre enn nybegynnere til denne oppgaven. Nybegynnere viste en viss evne til å skille abnormiteter, selv om dette så ut til å være et resultat av noen få fremtredende bilder. For det andre undersøkte vi vårt hovedspørsmål av interesse: minne for bildene. I eksperiment 1 undersøkte vi minneformammogrammer hos nybegynnere, som ikke har noen av ekspertisen eller skjemaene som trengs for å behandle disse bildene.

Vi fant dårlig ytelse totalt sett, så vel som en liten normalitetsfordel i nybegynnere deltakeres hukommelse, noe som kan forklares av den større bildeforskjellen til normale bilder. Derfor ga eksperiment 1 (på nybegynnere) oss ikke bare en grunnleggende minneytelse, men også en forståelse av forviklingene ved bildesettet vårt, og viste at noen unormale bilder var ganske fremtredende og at våre normale bilder var mer forskjellige fra hverandre.

Selv om de normale bildene i settet vårt var mer visuelt særegne, fant vi i eksperiment 2 at radiologer hadde bedre hukommelse for unormale bilder, og hadde langt overlegen minneytelse enn nybegynnere. Dette gir innsikt i hvordan ekspertise endrer minnet: ikke bare forbedre kodingen av normale gjenstander, men også forbedre særpreg av unormale gjenstander.

Selv om eksperter kan ha tilgang til perseptuelle kodingsfordeler, særpreg og/eller skjemaer/chunking for å gjøre dem i stand til å overgå nybegynnere, er vårt funn av en ekstra fordel med ekspertise for unormale bilder mest i samsvar med en spesiell rolle som særpreg. For eksperter har de unormale bildene unike egenskaper som gjør dem forskjellige fra andre gjenstander i minnet; mens for nybegynnere blir disse funksjonene ikke verdsatt, og derfor er disse bildene akkurat som alle andre bilder.

En mulighet er for eksempel at i stedet for å kode hele bildet, i tilfelle av unormale bilder, koder radiologer spesifikt abnormiteten og ikke resten av bildet inn i minnet. Dette kan redusere belastningen på minnet for det bildet og kan gjøre minnesporet for det bildet mer karakteristisk.

I store trekk finner vi derfor sterke bevis for en rolle av skjemaer og særpreg i hukommelsen, selv etter å ha tatt i betraktning falsk hukommelse og muligheten for endring av responskriterier: Vi finner eksperter betydelig bedre enn nybegynnere, og at hukommelsen for unormale tilfeller med synlig fokallesjon er bedre. enn minne andre bilder. Det var ingen bevis for hukommelsesfordel for "unormale" kontralaterale tilfeller.

Måling av minne: Falske alarmer og ROC-analyse

I de nåværende studiene brukte vi ROC-analyse for å undersøke hukommelsen. Dette er fordi det i tidligere arbeid ofte har vært uklart om fordelene for skjemakonsistent informasjon som de rapporterte av eksperter faktisk er forbedringer i minnet, i motsetning til endringer i responskriterier. For å avgjøre om hukommelsen har forbedret seg, er det ikke tilstrekkelig å bare finne en pålitelig økning i hastigheten som observatører korrekt rapporterer om å ha blitt eksponert for en eller annen informasjon (den sanne positive, eller "treffraten"). Observatøren kan ganske enkelt si "Ja, jeg har sett det" oftere.

Dette vil gi en økning i falske positive (eller falske alarmer) feil. I sammenheng med hukommelsesforskning kan disse falske positive feilene sees på som en form for falsk hukommelse. I teorien kan signaldeteksjonsmodeller og mål som d' skille mellom disse to, men i praksis er forutsetningene for at d' skal kunne justere for responsbias (lik varians; zROC-hellinger=1.0) sjelden tilstede i gjenkjenningsminnekontekster og var ikke til stede her.

Dermed er ROC-analyse nødvendig for å skille mellom forskjellen i evnen til å huske i motsetning til kriterieskift, noe som vil reflektere en økt tendens hos observatører til å si at de husker (f.eks. Wixted & Mickes, 2015).

Er falsk hukommelse en sann bekymring? Tidligere arbeid har funnet ut at organisering av informasjon i minnet via skjemaer kan ha både positive og negative konsekvenser - og spesielt øker det ofte falske alarmer, noe som gjør det vanskelig å si om hukommelsen er virkelig forbedret. Spesielt, mens større forståelse - som i ekspertise - kan tillate koding av bare de relevante detaljene, og redusere minnebelastningen, kan det også føre til at vi feilaktig husker informasjon som ikke var til stede (f.eks. Owens et al., 1979). For eksempel, i gjenkjennelsestester er det mer sannsynlig at folk får falsk alarm til skjema-konsistente i forhold til skjema-inkonsistente lokker.

De ville være mer sannsynlig å feilaktig rapportere å se bøker på en doktorgradsstudents kontor enn inkonsekvente gjenstander som et stykke trebark eller en tang (Brewer & Treyens, 1981; Lampinen et al., 2001). Og selv om deltakerne er mer sannsynlig å huske skjema-konsistent informasjon riktig i en kort presentert scene (Biederman et al., 1982; Brewer & Treyens, 1981), er det også mer sannsynlig at de feilaktig husker slik informasjon (f.eks. Hollingworth & Henderson, 2003 Pedzek et al. 1989).

Måling av fullstendige ROC-er – i stedet for å forsøke å utlede hvordan responsbias ville endre ytelsen ved å bruke mål som A', d' eller treff minus falske alarmer – avslører ofte overraskende svar om hukommelse, spesielt i situasjoner som ekspertise og konsekvente/inkonsekvente elementer der det er kjent at både antall treff og falske alarmer påvirkes.

For eksempel, Dougal og Rotello (2007) brukte ROC-analyse for å vise at den velkjente effekten av "forbedret hukommelse" foremosjonelle ord sammenlignet med nøytrale ord er en responsbias-effekt, ikke en sann forskjell i minne mellom ordene. Tilsvarende har Mickes et al. (2012) viste i domenet til øyenvitneminnet at sekvensielle lagoppstillinger, som reduserer både falske alarmer og treffrater i forhold til samtidige oppstillinger, er dårligere enn samtidige oppstillinger, i motsetning til en stor litteratursamling som antyder det motsatte (f.eks. Wellset al., 2011), ettersom den største "fordelen" oppstår ganske enkelt fra et responskriteriumskifte, ikke en endring i minnestyrke.

Dermed gir de nåværende eksperimentene unike bevis på at ekspertise og særpreg som bare er tilsynelatende for eksperter forbedrer hukommelsen - og at dette ikke bare er et svarskriteriumskifte.

Hva forklarer radiologer som overgår nybegynnere

I samsvar med et bredt spekter av arbeid med ekspertise, finner vi at ekspertradiologer overgår nybegynnere når det gjelder å huske mammografi. En sannsynlig mulighet er at dette skjer på grunn av eksperters kunnskap om disse bildene: de har relevant kunnskap som gjør at de kan forstå disse bildene på en måte som nybegynnere ikke gjør, og de har sannsynligvis perseptuell ekspertise innebygd i deres visuelle system fra mange års erfaring (f.eks. formen for større helhetlig prosessering, f.eks. Richler et al., 2011). Spesielt for en ekspert vil de unormale bildene ha en ekstra egenskap (den massen, den forkalkningen), lært over mange års erfaring, som vil hjelpe til med å skille gjenstanden i minnet.

I den nåværende studien forsøkte vi imidlertid ikke å matche ekspertene våre direkte med nybegynnere. Vår nybegynnerbase ble tatt fra internett, som er mye mer representativt for demografien i USA enn en befolkning på grunnutdanning (f.eks. Difallah et al., 2018), men som fortsatt er forskjellig på flere måter fra radiologene våre (demografiske og sosioøkonomiske faktorer, samt motivasjon til å fokusere på mammografibilder).

Derfor bør eksperiment 1 bare tas som en omtrentlig grunnlinje: det avslørte viktige bildetrekk i stimulussettet vårt, og peker på muligheten for sterke ekspertiseeffekter, men bekrefter ikke direkte at disse er basert utelukkende på kunnskap i stedet for andre faktorer.

Hukommelse og abnormitetsdommer hos radiologer

Tidligere arbeid har funnet blandede resultater ved å undersøke hukommelsesforbedringer hos radiologer. For eksempel har Hardesty et al. (2005) undersøkte radiologers langtidsminne for medisinske bilder presentert måneder senere og fant at ingen av radiologene husket tilfeller de hadde lest tidligere. Evans et al. (2016) fant blandede resultater når de undersøkte om abnormitet forbedrer hukommelsen hos ekspertobservatører, inkludert radiologer.

OResultatene dine gir kontekst til disse tvetydighetene, ettersom de antyder at ekspertradiologer har sterkere hukommelse for unormale bilder, selv i en langtidshukommelsesinnstilling og selv når responsbias er tatt i betraktning ved hjelp av ROC-analyse. Våre lange forsinkelser var imidlertid bare i størrelsesorden minutter, ikke måneder, og derfor er det fortsatt uklart hvordan slike fordeler vil vare over lang varighet. Det er verdt å merke seg at i klassifiseringsoppgaven fungerte radiologer i gjennomsnitt mye dårligere enn forventet av radiologer i klinikken med ubegrenset visningstid(d'=2.5–3.0, som i D'Orsi et al., 2013). En grunn til dette kan være at hvert bilde i vår studie bare ble presentert i 3 sekunder.

For eksempel, Evans et al. (2013) viste radiologer bare et kort glimt av mammografi og varierte timing fra 250 ms til 2,000 ms. De respektive AUC-ene for radiologer i deres eksperiment for 500 ms, 1,000 ms og 2,{8}} ms seertider var henholdsvis 0,65, 0,66 og 0,72 . I eksperimentet vårt med en presentasjonstid på 3,000 ms, fant vi en AUC på 0,72. Derfor resulterte våre 3,000-ms presentasjoner i et lignende ytelsesnivå som de 2,000-ms-presentasjonene til Evans et al. (2013), som, selv om det er langt under det som forventes med ubegrenset seertid, er i samsvar med andre studier og konsistent med at seertid er hovedbegrensningen som fører til lavere ytelse.

"Crowd-in"-effekten hos radiologer

Fordi vår studie fikk radiologer til å svare på det samme klassifiseringsspørsmålet om et bilde flere ganger, så vi på om gjennomsnittlig radiologs svar når de bedømte det samme bildet to ganger resulterte i bedre ytelse (en "crowd-within"-effekt; Vul & Pashler, 2008). Vi fant ut at radiologytelsen ble forbedret når det ble beregnet gjennomsnitt over det samme bildet to ganger sammenlignet med begge svarene alene, men bare i 30-ryggtilstanden og bare beskjedent selv da. Dette indikerer at da radiologer ble presentert med det samme bildet 30 bilder senere, ga et svar som var noe uavhengig av deres første svar.

Dette antyder at under de nåværende eksperimentelle forholdene kan det være informasjon radiologene ikke bruker første gang de ser et bilde - og at muligheten for å se bildet igjen gjør at radiologen kan samle inn ytterligere nyttig informasjon. Fremtidige studier kan avgjøre om slike fordeler vedvarer når eksperter får ubegrenset tid til å behandle bildene, samt om denne effekten kan gjøres større med en enda lengre forsinkelse mellom første og andre presentasjon av et bilde (som funnet av Vul & Pashler, 2008).

"Kjernen" av abnormitet

Gitt Evans et al. (2016) da vi fant at det er en "essens av abnormitet" i det kontralaterale brystet når ingen lokaliserbar abnormitet er tilstede, var vi interessert i å vite om disse kontralaterale unormale bildene hadde noen fordel i forhold til normale bilder i ekspertminnet. Vi fant ingen slike bevis. I vårt eksperiment fant vi heller ingen forskjell i klassifiseringen av abnormitet mellom kontralaterale normale bilder sammenlignet med normale. ,

Selv om dette til å begynne med kan se ut til å motsi tidligere arbeid, gjør flere metodiske forskjeller det vanskelig å sammenligne resultatene våre direkte med Evans et al. (2016). Det er mulig at vi ikke fant dette resultatet fordi vi presenterte bilder for en lengre kodingstid (3,000 ms). Typisk stimuluseksponering i mammografistudier har vært mindre enn et sekund; 500 ms er typisk. Det er mulig at presentasjon av bilder for lengre kodingstider kan tilsløre hovedinformasjonen - overskrive et innledende "hovedinntrykk" med mer semantisk eller meningsfull informasjon.

Husk også at radiologene våre ikke ble informert om kjernen og sannsynligvis reserverte sine "unormale" vurderinger for tilfeller der de kunne lokalisere en lesjon. Det er mulig at vi vil observere en kontralateral-unormal effekt selv ved lange kodetider hvis vi eksplisitt instruerte deltakerne til å se etter en mer generell unormal tekstur eller essens. Gitt disse metodiske forskjellene, kan den nåværende studien ikke lett sammenlignes med Evans et al. (2016). Dette ser imidlertid ut til å være en lovende vei for fremtidig arbeid.

Konklusjon

Ved å bruke radiologer som en case-studie, finner vi en fordel i minnet hos eksperter samt en fordel for unormale bilder - selv ved riktig måling av hukommelse via ROC-analyse. Dette stemmer stort sett med litteraturskjemaene. Funnene våre har viktige implikasjoner for både anvendte felt som bruker ekspertintelligens for å ta slutningsmessige beslutninger, så vel som teoretiske felt som er interessert i hvordan hukommelsen endres med ekspertise. Spesielt er det viktig å forstå strukturen til hukommelsen hos eksperter i situasjoner der beslutninger må tas av personer som har betydelig ekspertise.

Takk Alle personer som har bidratt til dette prosjektet er forfattere av den endelige artikkelen.

Forfatteres bidrag Alle forfattere bidro til den opprinnelige hypotesen, og leste og godkjente det endelige manuskriptet. HMS bidro til datainnsamling, dataanalyse og skriving av manuskriptet. TFB bidro til datainnsamling, dataanalyse og redigering av manuskriptet. JMW ga generell veiledning og bidro til redigering av manuskriptet.

Finansiering Denne forskningen ble støttet av NSF BCS-1829434 til TFB

Datatilgjengelighet For data og materiale, vennligst kontakt den tilsvarende forfatteren.

Erklæringer

Etikkgodkjenning og samtykke til å delta Alle deltakere ga informert samtykke. For alle eksperimenter i denne studien ble prosedyrer for informert samtykke godkjent av Institutional Review Board ved University of California, San Diego.

Samtykke til publisering er ikke aktuelt.

Referanser 

1. Bainbridge, WA, Isola, P., & Oliva, A. (2013). Den iboende minneverdigheten til ansiktsfotografier. Journal of Experimental Psychology:Generelt, 142(4), 1323–1334.

2. Bartlett, FC (1932). Husk: En eksperimentell og sosial studie.Cambridge University Press.

3. Berinsky, AJ, Huber, GA, & Lenz, GS (2012). Evaluering av nettbaserte arbeidsmarkeder for eksperimentell forskning: Amazon.coms Mechanical Turk. Politisk analyse, 20(3), 351–368.

4. Biederman, I., Mezzanotte, RJ, & Rabinowitz, JC (1982). Sceneperception: Oppdage og bedømme objekter som gjennomgår relasjonsbrudd. Kognitiv psykologi, 14(2), 143–177.

5. Bilalić, M., Langner, R., Ulrich, R., & Grodd, W. (2011). Mange ansikter med ekspertise: Fusiform ansiktsområde hos sjakkeksperter og nybegynnere. Journal of Neuroscience, 31(28), 10206–10214.

6. Brady, TF og Alvarez, GA (2011). Hierarkisk koding i visualworking minne: Ensemble statistikk bias minne for individuelle elementer. Psychological Science, 22(3), 384–392.

7. Brady, TF, Alvarez, G., & Störmer, V. (2019). Rollen til menings-invisuell hukommelse: Ansiktselektiv hjerneaktivitet forutsier hukommelse for tvetydige ansiktsstimuli. Journal of Neuroscience, 39(6) 1100–1108.

8. Brewer, WF, & Treyens, JC (1981). Rollen til skjemaer i minnet for steder. Kognitiv psykologi, 13(2), 207–230.

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

10. Calkins, MW (1894). Eksperimentell. Psychological Review, 1(3), 327–329.

For more information:1950477648nn@gmail.com