La portata limitata della sorpresa: prove contro gli effetti della sorpresa sulla memoria degli elementi precedenti di un evento, parte 1

Astratto

Quando riflettiamo sul passato, alcuni dei nostri ricordi più forti provengono da esperienze che ci hanno colto di sorpresa. Ricerche approfondite hanno confermato questa intuizione secondo cui è più probabile che ricordiamo momenti sorprendenti rispetto a quelli banali. Ma che dire dei momenti che precedono la sorpresa? È più probabile che ricordiamo anche quelli?

La memoria è una delle capacità più importanti del cervello umano, che costituisce la base del nostro studio, lavoro e vita. Tuttavia, nella società moderna, con il ritmo accelerato della vita delle persone, la memoria sembra aver cominciato a deteriorarsi. Pertanto, dovremmo esercitare il nostro cervello come se fosse forma fisica per migliorare la nostra memoria.

Una volta ho avuto un'esperienza che mi ha sorpreso. A quel tempo mi stavo preparando per un esame. Il contenuto dell'esame era molto ampio, ma non avevo abbastanza tempo per studiare. Proprio quando ero molto confuso, improvvisamente mi sono ricordato di una tecnica di memoria: il palazzo della memoria. Ho subito cambiato metodo di apprendimento, immaginando che nel mio “palazzo della memoria”, ogni stanza abbia un tema e un contenuto diverso, e ho messo le conoscenze apprese in stanze diverse. Attraverso il ricordo e l'immaginazione costanti, acquisii presto una grande quantità di conoscenze. Quando è arrivato il momento dell'esame, i miei voti erano sorprendentemente buoni! Sono molto grato per la comodità che deriva dalla mia potente memoria. Questa esperienza mi ha anche insegnato che la memoria non è innata ma può essere migliorata attraverso l'esercizio e l'allenamento.

Oltre alla tecnica del palazzo della memoria, è possibile utilizzare molti altri metodi per migliorare la memoria. Ad esempio, possiamo migliorare il nostro livello di forma fisica dormendo a sufficienza, esercitandoci quotidianamente e seguendo una buona dieta, che a sua volta aumenta la produttività del nostro cervello. Spesso possiamo anche leggere libri diversi, apprendere abilità diverse e acquisire da essi nuove conoscenze ed esperienze, che aiutano ad espandere il nostro pensiero e la nostra memoria.

In breve, la memoria è una delle nostre capacità importanti. Non è solo la base per il nostro studio, lavoro e vita ma anche un supporto importante per il nostro sviluppo personale. Dovremmo esercitare attivamente il nostro cervello e migliorare la nostra memoria per acquisire più esperienze di vita e risultati. Credo che finché saremo disposti a lavorare sodo, saremo in grado di fare progressi sorprendenti! Si può vedere che dobbiamo migliorare la nostra memoria. Le Cistanche possono aiutarci a migliorare la memoria perché la pasta di carne è un materiale medicinale tradizionale cinese con molti effetti unici, uno dei quali è quello di migliorare la memoria. L'efficacia della carne macinata deriva da una varietà di principi attivi in ​​essa contenuti, tra cui acido carbossilico, polisaccaridi, flavonoidi, ecc. Questi ingredienti possono promuovere la salute del cervello attraverso vari canali.

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Sebbene la sorpresa sia un modulatore ben consolidato della memoria, non è noto se la memoria sarà rafforzata per l’intero evento o solo per l’evento sorprendente stesso. Abbiamo sviluppato un nuovo paradigma utilizzando film in stop-motion, descrivendo una sequenza di eventi narrativi, in cui circostanze specifiche potevano essere sostituite con circostanze sorprendenti mantenendo inalterato il resto del film. Usando questo disegno, abbiamo testato se la sorpresa esercita effetti retroattivi sulla memoria, in particolare se qualsiasi impatto potenziale sarebbe limitato agli elementi dello stesso evento dell'evento sorprendente.

In un'ampia coorte di partecipanti (n=340), abbiamo trovato prove evidenti che la sorpresa non modulava retroattivamente la memoria, né quando i partecipanti venivano testati immediatamente dopo lo studio né quando venivano testati 24 ore dopo.

Suggeriamo due possibili spiegazioni per questi risultati: (1) che i componenti di un evento sono codificati come elementi episodici indipendenti (non come un'unità coesa), o (2) che i segmenti a sorpresa sperimentano, separando gli elementi precedenti come un evento separato. .

Stai cenando in un ristorante con degli amici e proprio mentre finisci gli antipasti c'è un blackout improvviso, così continui la cena alla luce dei cellulari e delle candele. Quella è sicuramente una serata che ricorderai. Ma ricorderai solo il blackout in sé, o anche quello che avevi come punto di partenza prima che si verificasse il blackout? Ricerche approfondite hanno dimostrato che è più probabile che ricordiamo eventi sorprendenti, che non corrispondono alle nostre aspettative (Ranganath & Rainer, 2003; von Restorff, 1933). Tuttavia non è noto se la sorpresa influisca sulla memoria di altri elementi dell'episodio in cui si è verificata.

Una conseguenza della sorpresa potrebbe essere una maggiore eccitazione. Vari resoconti teorici convergono in due ipotesi opposte riguardanti i potenziali effetti di penombra degli stimoli eccitanti. Sebbene molte di queste si concentrino su un particolare tipo di eccitazione (ad esempio, dovuta a emozioni o stress), le ipotesi avanzate possono applicarsi all'eccitazione in generale. Una struttura basata sugli oggetti (Mather, 2007) fonde la teoria del vincolo di priorità degli stimoli emotivi, l'ipotesi dell'utilizzo degli stimoli delle emozioni (Easterbrook, 1959) e un resoconto della frammentazione della memoria traumatica (Payne et al., 2004).

Secondo questo quadro, l’eccitazione porta a focalizzare l’attenzione sull’oggetto suscitante, compromettendo la codifica e il consolidamento delle informazioni circostanti, comprese le informazioni conservate nella memoria di lavoro. Questa ipotesi è supportata dai risultati che sia gli stimoli avversivi (Bornstein et al., 1998; Hurlemann et al., 2005; Knight & Mather, 2009; Loftus & Burns, 1982; Strange et al., 2003) sia gli "eventi ad alta priorità" (ad esempio, nomi di personaggi famosi, tipicamente con un'istruzione esplicita di prestare attenzione a queste parole; Saufley & Winograd, 1970; Schulz, 1971; Tulving, 1969) compromettono retroattivamente la memoria.

La compromissione retroattiva da stimoli avversivi è stata collegata al rilascio di noradrenalina (Hurlemann et al., 2005; Hurlemann et al., 2007), che viene rilasciata anche da stimoli salienti/inattesi indipendentemente dalla valenza (Berridge & Waterhouse, 2003; Kafkas & Montaldi, 2018; Yu & Dayan, 2005). Nel loro insieme, ciò suggerisce che la sorpresa comprometterà la memoria per gli elementi episodici circostanti.

Tuttavia, ci sono ragioni per pensare il contrario: che gli stimoli stimolanti possono retroattivamente migliorare anziché indebolire la memoria. Ciò è supportato da studi che rivelano un miglioramento retroattivo della memoria guidato dalla ricompensa (Braun et al., 2018; Murayama & Kitagami, 2014; Patil et al., 2017) e dalla novità (Ballarini et al., 2009, 2013; Fenker et al., 2008; Wang et al., 2010).

Nei roditori, l'effetto retroattivo della novità è mediato dalla modulazione dopaminergica dell'ippocampo (Redondo & Morris, 2011; Wang et al., 2010; Yamasaki & Takeuchi, 2017). Eventi sorprendenti, come eventi gratificanti o nuovi, portano all'attività dopaminergica (Barto et al., 2013; Horvitz, 2000; Ungless, 2004), suggerendo che la sorpresa può anche migliorare retroattivamente la memoria.

Inoltre, una recente prestampa ha rilevato che l’errore di previsione episodica (una mancata corrispondenza con una precedente presentazione dello stimolo) porta a un miglioramento retroattivo della memoria (Sinclair et al., 2021).

Altri studi hanno scoperto che anche gli stimoli avversivi possono retroattivamente migliorare, anziché compromettere, la memoria (Anderson et al., 2006; Dunsmoor et al., 2018; Dunsmoor et al., 2015; Smith & Beversdorf, 2008). Insieme, ciò porta alla previsione opposta, ovvero che la sorpresa migliorerà la memoria per gli elementi episodici circostanti.

Secondo la teoria della segmentazione degli eventi (Zacks et al., 2007), le persone segmentano le esperienze continue in eventi distinti, separati da confini di eventi, che fungono da principio organizzativo della memoria a lungo termine (Kurby & Zacks, 2008). Se gli eventi sono codificati come unità coesive, un evento suscitante o sorprendente può influenzare retroattivamente la memoria di tutti gli elementi precedenti all'interno dello stesso evento, ma non avere alcun effetto sulla memoria dell'evento precedente.

Ad esempio, uno studio recente ha scoperto che il condizionamento della paura migliora la memoria per gli oggetti nella categoria condizionata, ma solo se sono presentati all’interno dello stesso blocco di codifica (Dunsmoor et al., 2018). Tornando all'esempio del ristorante, forse ricorderesti bene l'antipasto, ma la memoria del percorso verso il ristorante non sarebbe influenzata o ridotta.

Per testare i potenziali effetti retroattivi della sorpresa nell'esperienza naturalistica, abbiamo progettato un set di stimoli su misura, comprendente film in stop-motion (sequenze di fotografie fisse) che descrivono azioni quotidiane e divise in scene distinte. Alcune scene avevano due versioni: una con un'azione sorprendente, come lavarsi i denti con il rabarbaro, e una neutra, come lavarsi i denti con uno spazzolino da denti.

Poiché queste scene erano identiche a parte l'azione target, siamo stati in grado di testare gli effetti retroattivi della sorpresa in modo naturalistico ma altamente controllato, confrontando la memoria per le azioni precedenti all'interno dello stesso evento o di un evento precedente.

Ciò ci ha permesso di verificare se la sorpresa retroattivamente migliora, danneggia o non influenza la memoria e se l’entità dell’effetto è limitata alle azioni all’interno dello stesso evento. Sebbene l’attenzione principale fosse rivolta agli effetti retroattivi, il disegno sperimentale ci ha permesso di testare anche gli effetti proattivi.

Un'altra potenziale condizione al contorno riguarda il ritardo tra la codifica e il recupero dei ricordi.

Molti studi che hanno riscontrato effetti retroattivi di stimoli salienti hanno osservato tali effetti solo quando la memoria è stata testata dopo 24 ore; non immediatamente dopo la codifica (Braun et al., 2018; Dunsmoor et al., 2018; Dunsmoor et al., 2015; Murayama & Kitagami, 2014; Patil et al., 2017).

Ciò suggerisce che gli stimoli salienti influenzano il consolidamento post-codifica degli elementi precedenti. Pertanto, abbiamo testato la memoria sia immediatamente dopo la codifica che dopo un ritardo di 24-ora (in gruppi sperimentali separati) per valutare se qualsiasi effetto osservato dipendesse dal consolidamento.

Pertanto, lo scopo principale dello studio era quello di affrontare la questione se la sorpresa influenzi la memoria dell’intero evento in cui si è verificata e se questo effetto sia benefico o dannoso. Una questione secondaria riguardava l'unità base della codifica.

Ad esempio, se un evento sorprendente rafforza la memoria dell'intero evento, ma non degli eventi precedenti, suggerirebbe che l'evento sia registrato nella memoria come un'unità coesa. Al contrario, se la memoria per l’elemento sorprendente è migliorata ma la memoria per gli elementi precedenti non è influenzata o è compromessa, ciò suggerirebbe che ciascun elemento episodico sia registrato nella memoria separatamente, forse legati insieme solo attraverso un contesto condiviso (Dubrow et al., 2017; Howard e Kahana, 2002; Polyn et al., 2009).

Infine, se la sorpresa produce un nuovo confine di evento, potremmo trovare, ad esempio, una memoria migliorata per gli elementi sorprendenti e precedenti, ma una memoria inalterata o addirittura compromessa per gli elementi successivi (che sarebbero stati analizzati in un nuovo evento).

Metodo

Partecipanti

I partecipanti sono stati reclutati attraverso la piattaforma di ricerca online Prolific (https://prolific.ac/), utilizzando i seguenti criteri di ammissibilità: età 20-40 anni; Nazionalità del Regno Unito; titolo minimo di scuola secondaria; visione normale o corretta a normale; inglese come prima lingua; nessuna diagnosi di deterioramento cognitivo lieve, demenza o malattia mentale.

La nazionalità britannica è stata aggiunta come criterio poiché alcuni elementi dei film (ad esempio, l'uso di Marmite) potrebbero essere specifici della cultura. L'esperimento è stato approvato dal Comitato etico per la ricerca psicologica di Cambridge e dal Comitato di gestione degli esperimenti basati sul web della Cognition and Brain Science Unit. Il consenso informato è stato ottenuto da tutti i partecipanti prima della loro partecipazione.

Determinazione della dimensione del campione

The sample size was determined using the Bayesian "sequential design with maximal n" approach suggested by Schönbrodt and Wagenmakers (2018). According to this approach, data are collected until reaching either (a) the desired level of evidence or (b) the predefined maximal number of participants. The level of evidence is defined as the Bayes factor (BF) in favour of the alternative or favour of the null (the higher of the two), with a BF of 3–10 typically considered moderate evidence and a BF of >10 considerati forti (Lee & Wagenmakers, 2013).

L'esperimento è stato eseguito in lotti di 24 partecipanti per gruppo. Dopo ogni lotto, abbiamo calcolato il BF, relativo all'ipotesi nulla, per gli effetti di interesse che coinvolgevano la sorpresa nell'analisi primaria (d'ora in poi "test ANOVA per effetti retroattivi della sorpresa"). Questi includono un effetto principale di modulazione retroattiva a sorpresa; un'interazione di tipo azione e sorpresa; e un'interazione a tre vie di sorpresa, tipo di azione e ritardo (tipo di azione che si riferisce alle azioni precedenti nello stesso evento rispetto a un evento precedente e ritardo che si riferisce al test immediato rispetto a 24- ora dopo lo studio).

Il criterio di interruzione è stato definito come il raggiungimento di un BF pari a 6 a favore dell'alternativa (BF10) per uno di questi test, o il raggiungimento di 6 a favore del nullo (BF01) in tutti i test, o quando il numero massimo predefinito di partecipanti (n=384: 8 lotti da 24 per gruppo) è stato raggiunto (a causa di limiti di fattibilità). Il criterio di interruzione è stato raggiunto al numero massimo predefinito di lotti, in modo tale che il numero finale di partecipanti prima dell'esclusione fosse 384 (192 in ciascun gruppo).

Stimoli

Ai partecipanti sono stati presentati tre film in stop-motion (serie di foto presentate a 6 fotogrammi al secondo), ciascuno composto da scene della vita di un attore diverso (vedi Fig. 1a). I film sono stati progettati per essere molto distinti l'uno dall'altro: sono stati girati con attori diversi, in ambienti diversi e descrivono scenari e azioni diverse. Ogni scena raffigurava una serie di azioni quotidiane, con un sottoinsieme delle scene (scene target) avente due versioni: una con un'azione sorprendente (ad esempio, lavarsi i denti con il rabarbaro) e una con un'azione neutra equivalente (lavarsi i denti con uno spazzolino da denti). .

È importante sottolineare che il resto della scena (prima e dopo l'azione target) era identico nelle due versioni. Ogni scena target era preceduta da una scena non sorprendente semanticamente correlata (pre-scena), che aveva un'unica versione. Inoltre, alcune scene di riempimento (versione singola, neutre) sono state disperse nei film più lunghi, per spezzare leggermente lo schema delle coppie di scene.

Il film 1 aveva tre scene target (durata 30,8–39,3 s, media 35,2 s) e tre pre-scene (durata 12,2–18,3 s, media 15,8 s); Il film 2 aveva otto scene target (durata 11,7–27,2 s, media 19,2 s), otto pre-scene (durata 10,3–21,5 s, media 15,1 s) e due scene di riempimento (durata 5,5, 10,2 s); Il film 3 aveva sette scene target (durata 26,3–41,5 s, media 31,8 s), sette pre-scene (durata 11,5–36,3 s, media 19,5 s) e due scene di riempimento (durata 7,7, 10 s). La durata totale dei film era Film 1: 2 m 33 s, Film 2: 4 m 50 s, Film 3: 6 m 16 s.

Poiché ogni scena target aveva due versioni, ogni film poteva avere più versioni, a seconda dell'insieme di scene target presentate nella loro versione sorprendente e dell'insieme di scene target presentate nella versione neutra. Ad esempio, poiché il Film 1 ha tre scene target, ha otto (23) versioni possibili. Sono state utilizzate quattro versioni di ciascun film, scelte con circa metà obiettivi a sorpresa e metà obiettivi neutri.

Le quattro versioni erano costituite da due coppie, tanto che per ciascuna versione veniva utilizzata anche la sua versione speculare (la divisione a sorpresa/neutro era invertita). Inoltre, le versioni sono state create in modo tale che le scene con target sorprendenti e neutrali fossero precedute dallo stesso numero di target sorprendenti/neutri (quindi eventuali effetti di riporto dal target precedente non differivano tra le condizioni di interesse).

Le quattro versioni sono state controbilanciate tra i partecipanti. Anche l'ordine dei film è stato controbilanciato (portando a 24 varianti di ciascuna versione e ordine). Tuttavia, a causa di una combinazione di partecipanti che hanno interrotto l’esperimento a metà e dei criteri di esclusione, il gruppo finale di partecipanti non è stato completamente controbilanciato.

Dopo aver applicato i criteri di esclusione, il numero di partecipanti che hanno visto i film in ciascuna delle 48 combinazioni versione × ordine × ritardo variava da 4 a 10. Quando si riduceva in ordine, il numero in ciascuna combinazione versione × ritardo variava da 39 a 50; durante la versione ribaltata, il numero in ciascuna combinazione ordine × ritardo variava da 22 a 32.

Design sperimentale

L'esperimento è stato scritto in JavaScript, utilizzando la libreria jsPsych (de Leeuw, 2015; https://www.jspsych.org/) e impostato utilizzando JATOS (Lange et al., 2015; http://www.jatos.org /).

Ai partecipanti sono stati presentati tutti e tre i film (fase di studio; vedi Fig. 1a) seguiti da domande Sì/No (fase di test; vedi Fig. 1b) e una valutazione della sorpresa (fase di valutazione della sorpresa). Per il gruppo ritardato, la fase di test (e la valutazione a sorpresa) si è svolta il giorno successivo (20-28 ore dopo lo studio) anziché immediatamente dopo la fase di studio.

Dopo ogni film (durante la fase di studio), ai partecipanti sono state presentate domande di validazione sul film precedente (in ordine casuale). Le domande di validazione includevano una semplice domanda per scena target (ad esempio, "C'era una scena di autolavaggio?") e un'esca ("C'era una scena di cambio gomme?"), volta a verificare che i partecipanti avessero assistito a ogni parte del film.

Inoltre, durante la fase di test, 10 domande estremamente facili di conoscenza generale ("Ha piovuto qualche volta negli ultimi cinque anni?") sono state intervallate tra le domande del test per verificare che i partecipanti non rispondessero in modo casuale al test.

Le domande del test (presentate nella fase di test) sondavano azioni specifiche che si sono verificate all'interno delle scene (vedi Fig. 1b): una domanda per ogni pre-scena [preS] e tre domande per ogni scena target (su un'azione pre-target [preT ], l'azione target stessa [T] e un'azione post-target [postT]). Una delle domande di interesse era se gli effetti della sorpresa differissero tra le azioni preS e preT.

Tuttavia, le domande preS sono intrinsecamente più distanti dall'obiettivo (M=17.1s, SD=6.4s vs. M=8.3s, SD=4.4 s) , che potrebbe spiegare eventuali differenze. Il paradigma è stato progettato tenendo presente questo problema, assicurando che ci fosse una significativa sovrapposizione tra i tipi di domande (15/36 domande in un intervallo sovrapposto) per consentire di tenere conto degli effetti della distanza temporale.

Poiché ciascuna scena target potrebbe essere presentata nella sua versione sorprendente o neutra, ogni tipo di domanda potrebbe essere ulteriormente suddiviso in base alla sorpresa: preS-S, preT-S, TS, postT-S quando è stato presentato il target sorprendente e preSN, preT -N, TN, postT-N quando è stato presentato l'obiettivo neutro. Ciascuna domanda del test prevedeva una domanda parallela su un'azione che avrebbe potuto verificarsi nello stesso momento nella scena e che non si è verificata in nessuno dei film.

Durante la prova, le domande su ciascun film sono state presentate separatamente, secondo l'ordine di presentazione dei film, seguendo uno schermo che indicava quale film si stava sondando (con una foto dell'attore). L'ordine delle domande all'interno di ciascun film era casuale. Ciascuna domanda descriveva un'azione e ai partecipanti veniva chiesto di indicare se si era verificata su una scala da -2 a 2 (certo che non sia avvenuta/credo che non sia avvenuta/non ricordo/penso che sia avvenuta/sicura che sia avvenuta).

Due misure di memoria sono state utilizzate in ciascuna delle analisi descritte di seguito: (1) una misura di Pr, il numero di colpi (azioni studiate con un punteggio di 1/2) meno il numero di falsi allarmi (azioni di richiamo con un punteggio di 1/2) e (2) una misura del Pr ad alta confidenza (differenza tra successi ad alta confidenza e esche ad alta confidenza) come analisi secondaria.

Durante la fase di valutazione della sorpresa, ai partecipanti è stata presentata una descrizione di ciascuna azione target (comprese sia quelle sorprendenti che quelle neutre), accompagnata da un fermo immagine raffigurante quell'azione. Per ogni azione, è stato chiesto loro di indicare il grado di sorpresa (0/1/2/3=non ha notato l'azione/non sorprendente/abbastanza sorprendente/molto sorprendente).

Prima di guardare il primo film, ai partecipanti è stato detto che sarebbero stati interrogati sulle azioni degli attori ed è stata loro presentata una breve dimostrazione comprendente un paio di scene (senza sorpresa) e quattro domande campione. Non sono stati informati in anticipo che ci sarebbero state azioni sorprendenti, per massimizzare il grado di shock.

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