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PNAS眼动研究:眼动研究:觉知所学为何是海马依赖型记忆的一个特征
发布者:admin 发布时间:2019/1/14

来自加州大学圣地亚哥分校的SmithSquirePNAS杂志发文表示,觉知到自己已经习得了什么是海马依赖型记忆的一个关键特征。

关键词:陈述性记忆 内侧颞叶 眼动 失忆

背景

陈述性记忆,是指回忆过去事件的一种记忆能力,其依赖海马与内侧颞叶的相关区域。在陈述性记忆中,往往伴随个体对记忆本身的一种觉知。对此,有观点认为这种觉知依赖内侧颞叶系统,但也有观点认为是任务性质或加工要求,而非觉知本身决定了学习是否需要依赖内侧颞叶系统。

人类对某物体的眼动反应依赖于对该物体的已有经验。其中一个非常有趣的现象就是操作效应,具体而言就是相比在熟悉场景中未出现任何变化的区域,人们会更多的关注在熟悉场景中同一区域所出现的变化。

目前,尽管有些研究发现对记忆内容的觉知与上述操作效应有重要联系,但内侧颞叶系统在这一操作效应上所扮演的角色,以及其与觉知的关系仍有待研究。一种可能的结果是,内侧颞叶系统有损伤的病人不会表现出操作效应,以及无论他们是否对某些场景表现出操作效应,其均与对场景的操作本身无关。另一种可能是,对操作的觉知对理解内侧颞叶功能至关重要。因为尽管患者在大部分场景中不会表现出操作效应以及对操作的觉知,但患者在对某些场景有觉知时,该群体也可能表现出操作效应。为验证上述两种假设,研究人员在内侧颞叶系统损伤病人和健康人群中验证操作效应与对记忆内容觉知之间的关系。

材料及方法

被试:5名记忆受损的患者,年龄,受教育年限,智商,记忆水平,具体如1所示。6名健康对照组(平均年龄=62.0 ±6.1岁;平均受教育年限=13.7 ± 0.8年)共包括1名女性和5名男性。

1记忆损伤病人的特征

WAIS-III :韦氏成人智力量表-IIIWMS-R :韦氏记忆量表-修订版

仪器:采用采样率为1000HzEyeLink 1000 Plus眼动仪(SR Research Ltd.)采集注视点信息。在每次block开始之前,均对眼动仪进行校正。并且在试次之间,当注视方向漂移大于时,对头动进行校正。被试在键盘上进行按键反应,距离屏幕的距离为74cm。

实验设计:采用48张户内和户外场景图片,实验共分2次进行。每次实验采用24张图片,均包括3block,且相邻block之间间隔2-5分钟(1)。

1. 实验设计.3block中,被试看24张图片(每张持续5秒)。12张图片在block1中为新异刺激,并在block2,3中重复出现(重复场景)。另外12张图片在block1为新异刺激,在block2重复出现,但在block3中出现时,一些关键区域已经发生了变化(操作场景)。在重复场景中,图片则没有发生任何变化。block3中的关键区域通过黑色正方形框进行提示(右侧),但这些正方形在测试过程中不会出现。此外,以其余24张图片为材料,进行了同样的操作,最后产生24个操作场景,24个重复场景。

 

每张图片均呈现5秒,在重复场景这一条件中,被试在3block重复看12张相同的图片。而在操作场景这一条件中,被试看另外12张图片,且在block1, 2中看的图片一样,但在block3中,这12张图片均有所变化(例如在原图片区域增加或去掉一些物体)。在重复场景和操作场景两种条件的block1 ,2中,被试均无需做任何反应。在block3开始前,被试会被告知接下来会看到一些重复或存在一些改变的图片,且在每张图片呈现后,需要被试指出场景图片是否发生了改变,以及对自己所作判断的自信度进行评分。在block3结束后,12张发生改变的图片全部被再次呈现,且告知被试这些图片均发生了改变。被试需要描述这些操作,并将鼠标箭头指向已经发生改变的区域。此外,对于block3中发生改变的图片,依据被试在3个问题的回答:(i场景被操控了?ii什么被改变了?iii哪里发生了改变?,可将觉知水平划分到为3个不同类型(3)。

结果

记忆表现,自信度评价以及觉知

病人在block 3中操作情景和重复情景任务中的表现均显著差于对照组( 2A)。并且对于判断为正确或错误的自信度上,病人与正常人存在显著差异( 2B)。在觉知类型上,两组在将场景图片归为觉知,无觉知或中间状态的比例上(病人组:10.8 ± 4.5%, 55.8 ± 4.5%, 33.3 ± 6.5%; 控制组:60.4 ± 5.8%, 17.9 ± 2.5%, 21.7 ± 3.9%) 存在显著差异(3)。总体而言,病人组(10.8%)觉察到有变化的比例显著少于控制组(60.4%。

2. 控制组(n=6; 白色)和记忆缺损病人组(n=5; 黑色)的任务表现。在block3阶段看完每张图片后,被试需要判断图片是重复出现还是发生了改变,并对所作判断的自信程度进行1(有点确定)-3(非常确定)评分。

A)在对重复和操作场景的区分上,病人组存在缺损。

B)控制组对于他们的正确反应所报告的自信程度

C)要显著高于对错误反应(I)的自信程度,然而病人组未表现出这种差异。*P <0.05。

3. 对于24张操作场景图片,被试被归为对操作非常清楚(觉知),无觉知,有中等程度了解3类型。对于每一操作场景,被试首先判断场景图片是否发生了改变(YN)。然后,在被明确告知图片发生了变化后,被试需要描述什么发生了改变(Y, 正确; N, 不正确),并进一步指出发生改变的区域(Y, 正确; N,不正确)。例如,Y/Y/Y表示被试正确回答了所有问题。Y/N/Y表示被试报告发生了改变,但不能描述什么发生了变化,却可以正确指出哪里有变化。饼图反映了在操作场景中,每一类的比例。没有被试出现N/Y/N的情况。


对操作和重复场景的眼动反应

首先探讨被试对操作场景中发生改变的(关键)区域的注视是否会明显多于重复场景中未发生改变(关键)的区域(操作效应)。结果发现,控制组出现了上述操纵效应,即对操作场景中发生改变的(关键)区域注视次数比例(4A)和时间比例(4B)显著高于重复场景中未发生改变(关键)的区域,但在病人组中并未发现这一效应。

4.对操作场景中发生改变(关键)的区域和重复场景中匹配,但未发生改变的区域的视图?刂谱椋CON, n=6)对操作场景中发生改变的(关键)区域的注视明显多于重复场景中未发生改变(关键)的区域。病人组(MTL, n=5)未表现出这一效应。(A) 对关键区域的注视次数比例。(B) 对关键区域注视时间比例。*P <0.05。


接着,探讨当被试在对操作有觉知或有限觉知这两种条件时是否也会表现出操作效应。具体而言,就是在被试对操作有觉知(Y/Y/Y3),有限觉知(如未意识到操作(N/N/N 3)以及只有中等程度了解(例如Y/N/N  N/Y/Y; 3)这几种条件下探讨操作效应。结果发现,仅在觉知条件下,病人组和对照组才会表现出操作效应(5), 即对操作场景中发生改变的(关键)区域注视次数比例(5A)和时间比例(5B)显著高于重复场景中未发生改变(关键)的区域。

5. 当被试对操作有觉知时,看操作场景中发生改变的区域时的情形。有限觉知条件包括被试对操作无觉知(N/N/N;图3)或有中等程度(例如Y/N/N N/Y/Y;图3)的了解?刂谱(n=6)和病人组(n=5)仅在觉知条件下表现出操作效应(控制组:14.5/24;病人组:3.3/24)。(A) 对关键区域的注视次数比例。(B) 对关键区域注视时间比例。*P <0.05 指操作场景与重复场景进行比较的结果。

为了更好地探讨操作效应仅在被试觉察到操作后出现,将病人和控制组的数据进行合并(n=11)。结果也发现只有被试觉知到操作后,操作效应才会出现(6)。具体表现为对操作场景中发生改变的(关键)区域注视次数比例(Fig.6A)和时间比例(6B)显著高于重复场景中未发生改变(关键)的区域。

6. 当被试(控制组+病人,n=11)分别在对操作有觉知(Y/Y/Y ;3),无觉知(N/N/N ;3)和有部分了解(例如Y/N/N  N/Y/Y; 3) 3种情况下时,看操作场景中发生改变的区域时的情形。有限觉知条件包括被试对操作无觉知(N/N/N3)或有中等程度(例如Y/N/N N/Y/Y3)了解。被试在觉知条件而非无觉知或有中等程度了解条件下表现出操作效应。(A) 对关键区域的注视次数比例。(B) 对关键区域注视时间比例。*P <0.05 指操作场景与重复场景进行比较的结果。

此外,还对于那些对操作有部分了解,但反应错误的情况进行了分析,结果表明,在这种条件下,被试仍未表现出操作效应。

一句话总结

操作效应体现了需要依赖以往经验的海马依赖型记忆,而被试仅在觉知条件下才表现出操作效应,这表明对记忆内容的觉知是海马依赖型记忆的一个关键特征。


原文:

Awareness of what is learned as a characteristic of hippocampus-dependent memory

CN Smith, LR Squire - … of the National Academy of Sciences, 2018 - National Acad Sciences

 

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