Il destino della memoria visiva a lungo termine delle immagini nell'arco di settimane negli adulti e nei bambini - Parte 1

Qual è il contenuto e il formato delle memorie visive nella memoria a lungo termine (LTM)? È simile negli adulti e nei bambini? Per risolvere questi problemi, abbiamo studiato, sia negli adulti che nei bambini di 9-anni, come viene influenzato il LTM visivo nel tempo e se le caratteristiche visive e semantiche sono influenzate in modo diverso. In una fase di apprendimento, i partecipanti sono stati esposti a centinaia di immagini prive di significato e dotate di significato presentate una o due volte per 120 ms o 1920 ms. La memoria è stata valutata utilizzando un compito di riconoscimento immediatamente dopo l'apprendimento o dopo un ritardo di tre o sei settimane.

Esiste una relazione inscindibile tra memoria visiva e memoria. La memoria visiva si riferisce alla memoria acquisita attraverso sensazioni visive, comprese immagini, colori, forme, ecc., che possono aiutarci a preservare dettagli specifici di ciò che abbiamo vissuto. La memoria si riferisce alla capacità delle persone di salvare, elaborare e recuperare informazioni.

L’importanza della memoria visiva per la memoria è evidente. Nell’apprendimento abbiamo bisogno di acquisire una grande quantità di conoscenze, dettagli e informazioni attraverso la memoria visiva. Queste conoscenze e dettagli devono essere ricordati per utilizzarli meglio. Se non riusciamo a salvare bene queste informazioni, diventerà molto difficile utilizzarle in futuro.

La memoria visiva e la memoria possono rafforzarsi a vicenda. Attraverso molteplici osservazioni, memorizzazione e revisione, la capacità della memoria visiva può essere rafforzata e migliorata. Allo stesso tempo, una buona memoria può anche aiutare le persone a registrare e preservare meglio i ricordi visivi. Pertanto, per le persone che vogliono migliorare la propria memoria, è anche molto importante rafforzare la propria attenzione ai dettagli visivi e continuare a rivedere ed esercitare.

Insomma, esiste un rapporto inscindibile tra memoria visiva e memoria. Dobbiamo prestare attenzione, migliorare e rafforzare continuamente queste due abilità in modo che possano aiutare meglio la nostra vita e il nostro apprendimento. Rafforzare la memoria visiva può non solo migliorare la capacità di memoria, ma anche permetterci di comprendere più a fondo il contenuto della memoria, rendendo così il nostro studio e la nostra vita più entusiasmanti. Si può vedere che dobbiamo migliorare la nostra memoria. La Cistanche deserticola può migliorare significativamente la memoria, perché la Cistanche deserticola può anche regolare l'equilibrio dei neurotrasmettitori, come aumentare i livelli di acetilcolina e fattori di crescita. Queste sostanze sono molto importanti per la memoria e l'apprendimento. Inoltre, la carne può anche migliorare il flusso sanguigno e promuovere l’apporto di ossigeno, il che può garantire che il cervello riceva nutrienti ed energia sufficienti, migliorando così la vitalità e la resistenza del cervello.

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I risultati suggeriscono che esposizioni multiple ed estese sono cruciali per conservare un’immagine per diverse settimane. Sebbene sia stato osservato un beneficio nella condizione significativa in cui la memoria veniva valutata immediatamente dopo l'apprendimento, questo beneficio tendeva a scomparire nel corso delle settimane, soprattutto quando le immagini venivano presentate due volte per 1920 ms. Questo modello è stato osservato sia negli adulti che nei bambini. Insieme, i risultati mettono in discussione i modelli dominanti di LTM per le immagini: sebbene le informazioni semantiche migliorino la codifica e il mantenimento delle immagini in LTM quando valutate immediatamente, questo non sembra critico per LTM nel corso delle settimane.

Come sono rimasti impressi nella tua memoria i paesaggi del tuo ultimo viaggio, la disposizione della camera da letto in cui sei cresciuto e il volto della tua maestra quando avevi otto anni? Come vengono codificate le immagini di episodi visivi unici, poi consolidate per emergere come ricordi o riciclate nella costruzione di nuove percezioni? Lo studio della formazione e del consolidamento delle memorie sensoriali solleva il problema del contenuto e del formato di tali memorie nella memoria a lungo termine (LTM). A questo proposito, il presente studio mirava a indagare in che modo la LTM visiva è influenzata dal tempo e se le caratteristiche visive rispetto alle informazioni semantiche/concettuali nella LTM visiva sono influenzate in modo diverso nel corso delle settimane. Questa domanda è stata esaminata sia negli adulti che nei bambini.

In un campo strettamente correlato, la letteratura sulle immagini mentali ha tradizionalmente contrapposto due classi principali di ipotesi per spiegare la codifica delle immagini nella LTM. Il primo si riferisce alla posizione proposizionale, che presuppone che i codici simbolici siano utilizzati per LTM (per le revisioni1,2). Questi codici rappresentano qualcosa di concettuale e talvolta arbitrario in contrapposizione a quello percettivo. In questa prospettiva, la codifica in memoria sarebbe una descrizione dell'immagine simile a una frase. Al contrario, l'ipotesi dell'equivalenza funzionale presuppone che la codifica delle immagini nella memoria abbia la stessa struttura dell'informazione rappresentata–5. In questa prospettiva, i codici simbolici non sono necessari per tenere conto della LTM. All'interfaccia, la teoria del doppio codice presuppone che siano utilizzati sia simboli analogici (o codici percettivi) sia simboli arbitrari o codici verbali quando si recuperano rappresentazioni di immagini dalla memoria6,7.

Domande sul contenuto e sul formato delle memorie visive sono state affrontate anche nel campo della percezione delle scene visive attraverso ricerche volte a valutare sia la capacità della LTM visiva che la fedeltà delle nostre rappresentazioni degli stimoli visivi. Negli anni '60 e '70, la ricerca che utilizzava procedure di memoria su larga scala ha rivelato che le persone hanno una straordinaria capacità di ricordare migliaia di immagini presentate solo per pochi secondi ciascuna8,9. Questi studi hanno concluso che il numero di elementi visivi che possono essere memorizzati nella LTM è potenzialmente illimitato, che tali ricordi durano almeno diversi giorni e che le prestazioni della memoria dipendono principalmente dalla distinzione tra lo stimolo target e lo stimolo simultaneo (stimolo foil) nel compito di memoria (ad esempio, riconoscimento)10. Tuttavia, a causa della sostanziale eterogeneità visiva e semantica tra gli stimoli utilizzati, tali studi non hanno fornito informazioni rilevanti riguardo la codifica delle memorie visive nella LTM.

Tre decenni dopo, questo problema ha ricevuto un rinnovato interesse in seguito alla ricerca che segnalava i fenomeni di cecità al cambiamento e cecità disattenta11. La drammatica incapacità di rilevare cambiamenti anche massicci nell'input visivo ha portato molti autori a sostenere che le rappresentazioni della memoria per gli stimoli del mondo reale sono povere, sparse, volatili e prive di dettagli visivi12-16. Teorie influenti nei primi anni 2000 postulavano che le rappresentazioni in visualLTM fossero essenziali e semantiche (eg17). Questa posizione è stata successivamente esaminata e minata. La capacità dei partecipanti di rilevare cambiamenti quando vengono testati con paradigmi di scelta forzata o con esposizioni più lunghe ha fornito una forte prova che gli episodi visivi lasciano una traccia di memoria più completa che include informazioni "visive" (o percettive) e non solo l'essenza18. Studi sulla memoria su larga scala hanno successivamente supportato fortemente questa conclusione, mostrando l'enorme capacità di memorizzare dettagli visivi da oggetti o scene in visualLTM (per revisioni19,20).

Ad esempio, i partecipanti inizialmente esposti a 2500 oggetti per 3 secondi hanno ottenuto risultati migliori del 92% in un compito di riconoscimento a scelta forzata quando il bersaglio e lo stimolo del foglio appartenevano a una categoria diversa, dell'88% quando appartenevano alla stessa categoria di livello base, e l'87% quando lo stesso oggetto veniva presentato in uno stato o in una posa diversa21.

Recenti ricerche volte a determinare ciò che rende un’immagine memorabile suggeriscono, tuttavia, che proprietà di alto livello, come il carattere distintivo, l’atipicità, la valenza emotiva e gli attributi semantici contribuiscono fortemente alla sua memorabilità. Al contrario, le proprietà dell’immagine di basso livello, come la salienza, il colore o altre semplici caratteristiche dell’immagine, forniscono contributi relativamente deboli22-24. Mentre gli oggetti senza semantica potrebbero non essere efficaci nel predire la memorabilità, la presenza di etichette semantiche associate a oggetti o fotografie potrebbe migliorarla. Ad esempio, la possibilità di fornire un'unica etichetta per ciascuna immagine (ovvero un unico concetto) potrebbe spiegare gran parte di ciò che rende un'immagine memorabile22. La semantica della scena sarebbe quindi un substrato primario della memorabilità.

Finora, la maggior parte dei modelli e delle teorie del VLTM danno più peso alle caratteristiche concettuali che alle caratteristiche percettive nella codifica utilizzata per recuperare le rappresentazioni visive nella memoria25-29. "Essere percettivamente ricchi e distintivi potrebbe non essere sufficiente per supportare la VLTM. (...) Le rappresentazioni VLTM sono strutturate gerarchicamente, con caratteristiche concettuali specifiche della categoria al vertice della gerarchia e caratteristiche percettive o più generali della categoria ai livelli inferiori della gerarchia" (Brady et al., 2011, p1919). Secondo Mary Potter (2012a, p128), "sebbene alcune informazioni visive specifiche persistono, la forma e il contenuto delle rappresentazioni percettive e mnestiche delle immagini nel tempo indicano che le informazioni concettuali vengono estratte presto e determinano la maggior parte di ciò che rimane nella LTM".

Tuttavia, nella maggior parte degli studi sulla LTM visiva, i contenuti della memoria venivano esaminati immediatamente dopo l’apprendimento o il giorno successivo. Pertanto, la questione di come si evolvono i ricordi per le immagini rimane senza risposta. Tuttavia questa questione è cruciale per determinare come le rappresentazioni visive vengono trasformate e consolidate in ricordi visivi. In questo contesto, l'obiettivo di questo studio era di esaminare come le caratteristiche visive e semantiche fossero influenzate dai ritardi e di verificare se l'ipotesi secondo cui "l'informazione concettuale viene estratta precocemente e determina la maggior parte di ciò che rimane nella LTM" si estende ai ricordi che persistono oltre diversi settimane. Questa ipotesi è stata esaminata sia negli adulti che nei bambini di nove anni.

La letteratura sullo sviluppo della memoria nell'arco della vita suggerisce grandi differenze di sviluppo in molti aspetti della memoria, in particolare nella memoria di lavoro30 e nella memoria dichiarativa31,32. Tuttavia, si ritiene generalmente che la memoria del riconoscimento visivo sia una forma di memoria emergente precoce, che può essere misurata fin dai primi mesi di vita33. Utilizzando una versione abbreviata dei materiali sviluppati da Brady et al. (2008), Ferrara, Furlong, Park e Landau34 hanno riportato prestazioni di memoria visiva impressionanti da parte di bambini di quattro anni, sia in termini di gran numero di elementi che di livello di dettaglio richiesto per il riconoscimento. Sebbene il numero di immagini fosse sostanzialmente inferiore a quello degli esperimenti condotti sugli adulti, i modelli di risultati erano simili. Tuttavia, a nostra conoscenza, pochissimi studi, se non nessuno, hanno esaminato come si è evoluta la memoria per le immagini nel corso delle settimane e se questa evoluzione differiva durante lo sviluppo.

In questo contesto, abbiamo studiato, sia negli adulti che nei bambini di nove anni, come si evolve il riconoscimento delle immagini, a seconda che siano significative o prive di significato (Fig. 1). Le immagini significative erano fotografie di scene o oggetti del mondo reale. Dovevano essere facili da etichettare (cioè il succo doveva essere estratto automaticamente). Le immagini prive di significato erano dipinti astratti, immagini frattali o figure geometriche complesse e si supponeva che non avessero alcun significato a priori. Questa ipotesi è stata convalidata in un esperimento pilota. In questo esperimento, i partecipanti dovevano dare un'unica etichetta alle immagini presentate una o due volte durante una fase di apprendimento.

I risultati hanno mostrato che per le immagini significative presentate due volte, i partecipanti hanno fornito la stessa etichetta unica l’85% delle volte. Al contrario, hanno avuto molte più difficoltà nel fornire un’etichetta alle immagini prive di significato e questa etichetta era coerente tra le due esposizioni solo il 35% delle volte. Inoltre, questa etichetta era per lo più correlata allo schema colorato globale dell’immagine, e allo stesso l'etichetta è stata utilizzata per molte immagini diverse. Pertanto, nel quadro di questo studio, abbiamo considerato immagini significative, che potrebbero essere designate con un'unica etichetta (cioè una singola essenza), e immagini prive di significato, che non derivano dal mondo reale e per le quali l'essenza non è data. a priori e non estratti automaticamente.

L'esperimento prevedeva due fasi. In una fase di apprendimento, i partecipanti sono stati esposti a centinaia di immagini prive di significato e significative. Poiché la maggior parte dei modelli sulla memoria visiva si basano su ricerche che utilizzano procedure RapidSerial Visual Presentation (RSVP) o procedure di memoria su larga scala (ad esempio che combinano entrambe le procedure, vedere 35,36), sono state esaminate due durate di esposizione. Infatti, sulla base di questa letteratura, la durata dell'esposizione sembra avere un impatto diverso sulle prestazioni della memoria e in particolare sull'estrazione di caratteristiche visive rispetto a quelle semantiche. Pertanto, la cecità al cambiamento potrebbe essere dovuta alla mancanza di tempo di codifica o di attenzione a ciascun oggetto invece che a limitazioni di memoria per i dettagli visivi37.

Poiché abbiamo ipotizzato un forte impatto sulla durata, le immagini sono state presentate per 120 ms o 1920 ms durante la fase di apprendimento. Abbiamo esaminato anche l'impatto di un altro fattore che potenzialmente gioca un ruolo critico nella memorizzazione, cioè la ripetizione delle immagini. Ci aspettavamo infatti che una singola esposizione potesse non essere sufficiente a mantenere un'immagine nella memoria per un periodo molto lungo. Pertanto, le immagini sono state presentate una o due volte durante la fase di apprendimento.

Immediatamente dopo la fase di apprendimento, o dopo un ritardo di tre o sei settimane, la memoria dei partecipanti è stata valutata attraverso un compito di riconoscimento che includeva vecchie e nuove immagini prive di significato e significative. Tra le nuove immagini significative, alcune appartenevano ad una categoria di livello non utilizzata durante la fase di apprendimento (immagini nuove), e alcune appartenevano a una categoria di livello base già utilizzata durante la fase di apprendimento (esca esemplari). Ciò è illustrato nella Figura 2.

Ai partecipanti è stato chiesto innanzitutto di giudicare se l'immagine era vecchia o nuova e poi di indicare quanto erano sicuri della loro risposta utilizzando una scala di confidenza a 4-punti ("Fiducia? 1= sto solo indovinando, 2=non sono sicuro, 3 =fiducioso, 4 =molto sicuro). Raccolta di valutazioni di confidenza finalizzate a determinare la misura più rilevante per confrontare condizioni significative e prive di significato, date le distorsioni di risposta potenzialmente diverse nelle condizioni significative e non significative 38. Un esame delle curve caratteristiche operative del ricevitore (ROC), derivate dalla teoria del rilevamento del segnale (SDT) dovrebbero aiutare a fornire il modello migliore da applicare ai nostri dati39.

L'ipotesi che l'informazione semantica venga estratta prima e determini la maggior parte di ciò che rimane nell'LTM28 porta a quattro previsioni: (1) per esposizioni molto brevi, solo le immagini significative dovrebbero essere accessibili al riconoscimento; (2) Le immagini prive di significato dovrebbero essere più soggette a dimenticare nel corso delle settimane rispetto alle immagini significative; (3) I falsi riconoscimenti per le esche esemplari dovrebbero essere più numerosi dei falsi riconoscimenti per le nuove immagini, e questo effetto dovrebbe aumentare nel tempo. In effetti, se si conservasse solo l'essenza per settimane, si dovrebbe osservare sempre più confusione tra le vecchie immagini e le immagini esemplari delle esche. (4) Per quanto riguarda gli aspetti dello sviluppo, ci aspettavamo prestazioni inferiori nei bambini. Tuttavia, data la letteratura sulla memoria visiva dei bambini, modelli simili di risultati potrebbero essere osservati nei bambini di nove anni e negli adulti 33,34. Data la debolezza della letteratura in materia, la questione resta comunque molto esplorativa.

Risultati e discussione

Gli hit (cioè quando l'immagine è vecchia e la risposta del partecipante è vecchia) e i falsi allarmi (FA, cioè quando l'immagine è nuova e la risposta del partecipante è vecchia) osservati nel compito di riconoscimento a seconda del tipo di immagini, della durata dell'esposizione (120 vs. 1920 ms), il numero di esposizioni (1 vs. 2), il ritardo (immediato vs.3-settimane vs. 6-settimane) e l'età dei partecipanti (adulti vs. bambini ) sono mostrati nei Materiali supplementari, Tabelle S1 e S2. Le curve ROC in ciascuna condizione derivate dalle valutazioni di confidenza sono mostrate anche nei materiali supplementari, Figg. S1 e S2.

L'esame dello zROC (che corrisponde ai punteggi z dei risultati e alla FA tracciata come coordinate) ha rivelato una pendenza quasi sempre diversa da 1, suggerendo distribuzioni gaussiane di disuguaglianza nelle risposte dei partecipanti. Pertanto, l'accuratezza del riconoscimento è stata calcolata utilizzando la misura di discriminabilità di da38. Ogni giorno è stato calcolato separatamente dal falso allarme e dai tassi di successo per ciascun partecipante, per ciascun tipo di immagine (priva di significato vs. significativa) e per le condizioni di esposizione (120 vs. 1920 ms e 1 vs. 2 esposizioni). Ogni giorno è stato corretto anche dalla pendenza dello zROC in ciascuna condizione. Te da è stato calcolato come segue:

For more information:1950477648nn@gmail.com