L'apprendimento delle minacce compromette la successiva inferenza associativa, parte 2

Materiali.

Stimoli. Abbiamo selezionato 80 immagini neutre di oggetti dalla Banca degli stimoli standardizzati (BOSS)31 affinché funzionassero come stimoli A e B. Quaranta stimoli C, 20 emotivamente negativi e 20 neutri, sono stati in parte scelti dal Nencki Afective Picture System (NAPS)32 e integrati con foto prive di copyright provenienti da Internet.

Esiste una stretta relazione tra la banca degli stimoli e la memoria. La banca degli stimoli si riferisce alla conoscenza, all’esperienza, alle abilità e ai ricordi che le persone hanno accumulato nella loro vita. Svolgono un ruolo importante nella cognizione, nel comportamento e nel processo decisionale umano. La memoria si riferisce alla capacità delle persone di ricordare e conservare le informazioni. Esiste una relazione di reciproco rafforzamento tra repertorio di stimoli e memoria.

Innanzitutto, la banca degli stimoli svolge un ruolo importante nel miglioramento della memoria. La conoscenza e l'esperienza nella biblioteca degli stimoli sono la base della memoria delle persone. Quando le persone accumulano abbastanza conoscenza ed esperienza, possono collegare più facilmente nuove informazioni con la conoscenza esistente, rendendo più facile ricordare e conservare le informazioni. Ad esempio, se una persona ha imparato una lingua e padroneggia abbastanza vocabolario e grammatica, sarà più facile per lui imparare nuove parole e frasi e ricordarle più facilmente.

In secondo luogo, il miglioramento della memoria facilita lo sviluppo di repertori di stimoli. Quando la memoria delle persone viene migliorata, possono ricordare più facilmente nuove informazioni e memorizzarle nella loro banca degli stimoli, ampliando così la loro conoscenza ed esperienza. Ad esempio, se una persona ha una memoria forte, può ricordare meglio ciò che ha imparato, padroneggiando così meglio conoscenze e abilità e memorizzandole nella sua libreria di stimoli.

Pertanto, la promozione reciproca degli stimoli e della memoria è di grande importanza per la vita quotidiana e il lavoro delle persone. Per gli studenti, concentrarsi sull'accumulo di conoscenze ed esperienze e sforzarsi di migliorare la propria memoria aiuterà a migliorare il rendimento scolastico e la capacità di esame. Per le persone che lavorano, costruire la propria libreria di stimoli, espandere costantemente le proprie conoscenze e competenze e migliorare la propria memoria svolgono un ruolo molto importante nel migliorare l’efficienza lavorativa e la competitività professionale.

In sintesi, esiste una stretta relazione tra la biblioteca degli stimoli e la memoria. L'espansione della biblioteca degli stimoli e il miglioramento della memoria si promuovono a vicenda e hanno un impatto importante sulla cognizione e sul comportamento delle persone. Dovremmo concentrarci sull’accumulo di conoscenze ed esperienze, sul miglioramento della nostra memoria e sull’espansione costante della nostra libreria di stimoli, per ottenere risultati e prestazioni migliori nella vita e nel lavoro. 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 essenziali 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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Ciascuno stimolo C nella condizione di minaccia è stato abbinato a uno nella condizione neutra in termini di contenuto per controllare gli effetti di memoria di complessità e semantica. Ad esempio, l'immagine di un incidente automobilistico mortale in condizione di minaccia è stata abbinata all'immagine di un'auto che guidava in sicurezza sull'autostrada in condizioni di folle.

Per ciascuno stimolo C, è stato trovato un suono corrispondente dal database International Affective Digitized Sounds (IADS)33 o dal Te Freesound Project; un repository collaborativo e open source di contenuti audio sotto una licenza Creative Commons (https://freesound.org/). Questi sono stati selezionati per corrispondere in modo significativo all'immagine (ad esempio, l'immagine di una gamba gravemente rotta - il suono del sedano che schiocca) per emulare meglio un'esperienza multimodale di vita reale, aumentando così il potenziale degli stimoli avversivi per evocare fisiologici ecologicamente validi. risposte.

Sono state apportate due importanti modifiche agli stimoli. Innanzitutto, la luminanza media di tutte le immagini è stata impostata su un valore uguale utilizzando l'adattamento del colore del toolbox SHINE per MATLAB34. Ciò diminuisce la potenziale influenza delle caratteristiche visive di basso livello degli stimoli che potrebbero confondere i dati della pupilla. In secondo luogo, l'ampiezza massima di ciascun campo sonoro è stata impostata in modo tale da non superare mai i 72 decibel nel nostro ambiente di laboratorio, quindi gli effetti della pupilla in tutte le condizioni non potevano essere spiegati come il risultato di rumori forti36.

Compiti e procedure sperimentali. I diversi giorni del paradigma PRE-Memory rispecchiano le tre fasi distinte di un esperimento di precondizionamento sensoriale37 e si sono svolti nell'arco di tre giorni consecutivi (vedere Fig. 1). Si noti che, nonostante questa somiglianza nella procedura per le prime due fasi dell'esperimento, l'interesse per la terza fase qui è l'inferenza associativa dichiarativa e il modo in cui è influenzata dalla minaccia, piuttosto che dalle risposte fisiologiche condizionate allo stimolo precondizionato. Il primo giorno vengono apprese associazioni predittive neutre tra coppie di stimoli (A → B). Dieci il secondo giorno, di ciascuna coppia, uno (B) viene utilizzato come stimolo condizionato (CS) per l'apprendimento associativo, con ciascun elemento C neutro o avversivo che funziona come uno stimolo unico, episodico e incondizionato (US; B→C).

Infine, il terzo giorno, abbiamo valutato la capacità dei partecipanti di ricombinare le informazioni di entrambi i giorni di apprendimento presentando ciascun elemento A del giorno 1, che è diventato indirettamente predittivo dell'elemento C aneutro o avversivo del giorno 2 (A→C?). L'esperimento è stato programmato in modo tale che a ciascun partecipante fossero mostrate combinazioni randomizzate univoche di stimoli A→B→C. Ogni sessione si svolgeva nella stessa stanza del laboratorio dove l'illuminazione era mantenuta al livello massimo in modo che i diametri pupillari di base fossero bassi, lasciando spazio alla dilatazione in risposta a stimoli avversivi.

Apprendimento (giorno 1). Il primo giorno i partecipanti sono stati informati che l’obiettivo dell’esperimento era studiare la loro capacità di immaginare in modo vivido storie che coinvolgessero diverse combinazioni di immagini. Questo per oscurare il fatto che l’interesse primario era la memoria, e quindi impedire l’uso di strategie di apprendimento deliberate e variabili. Dopo aver letto la brochure informativa e firmato un modulo di consenso informato, i partecipanti si sono posti davanti allo schermo del computer. Lo sperimentatore ha letto le istruzioni per entrambi i primi compiti di apprendimento associativo sotto la maschera di un "compito di immaginazione"38.

Nello specifico, ai partecipanti è stato chiesto di utilizzare ciascuna coppia di stimoli presentati per immaginare vividamente storie in cui svolgono un ruolo centrale, sia in una prima narrazione personale che come osservatori di un evento. Facendo simulare attivamente ai partecipanti eventi che coinvolgono loro stessi e le coppie di stimoli, è più probabile che i ricordi contenenti ciascuna associazione abbiano le caratteristiche di "cosa, dove e quando" che definiscono la memoria episodica39. Ai partecipanti sono state mostrate 40 coppie (A→B) di immagini presentate in sequenza.

Ogni prova è iniziata con una croce di fissazione presentata per 500 ms, dopodiché è stato mostrato lo stimolo A per 4 s, seguito immediatamente dallo stimolo B per altri 4 s. Gli intervalli intertrial (ITI) variavano casualmente tra 8, 9, 10,11 o 12 s, con una media di 10 s. Dopo la presentazione di tutte le 40 coppie uniche, queste sono state tutte presentate nuovamente in ordine casuale durante un secondo e terzo blocco di apprendimento. Ai partecipanti sono state concesse 1-min di pause tra i blocchi di apprendimento. Nel terzo blocco è stato chiesto loro di indicare la vividezza di ciascuna delle loro storie immaginate su una scala analogica visiva (VAS) che andava da 0 ("per niente vivido") a 100 ("molto vivido").

Successivamente, i partecipanti hanno completato un test di riconoscimento associativo in cui ciascun elemento A è stato presentato per 4 secondi, dopodiché è stato chiesto loro di selezionare l'elemento B associato tra 6 opzioni sullo schermo. Le istruzioni per entrambe le attività venivano ripetute sullo schermo del computer. Al termine della sessione è stato condotto un breve questionario di uscita indagando la motivazione dei partecipanti a rispettare le istruzioni del compito.

Trattare l'apprendimento (giorno 2). Il compito di apprendimento associativo del secondo giorno era quasi identico nella struttura e nelle istruzioni a quello del giorno precedente, ma molto diverso in termini di stimoli presentati. Innanzitutto, gli stimoli presentati erano ora coppie B → C, il che significa che ciascuna prima immagine presentata (B) era la seconda di una coppia vista il giorno prima. Inoltre, il secondo elemento di ciascuna coppia (C) poteva essere neutro o avversivo (minaccia ) ed era accompagnato da un suono corrispondente riprodotto tramite le cuffie.

In questo modo, metà delle 40 coppie A→B del primo giorno sono state "estese" con un elemento C avversivo (A→B→ CTHREAT), mentre l'altra metà è stata nuovamente associata a un elemento C di controllo neutro (A→B→ CNEUTRAL). . I partecipanti hanno ricevuto le stesse istruzioni del primo giorno: utilizzare ciascuna coppia di stimoli presentati per immaginare vividamente storie in cui svolgono un ruolo centrale, ma che ora alcune di queste immagini potrebbero comportare immagini e suoni avversivi. Ai partecipanti non è stato detto esplicitamente che ogni prima immagine di una coppia (B) sarebbe stata la seconda immagine di una coppia presentata ieri, né di riattivare attivamente la sua associata preesistente (A). Ai partecipanti è stato inoltre chiesto di appoggiare la testa su una mentoniera e di ridurre al minimo i movimenti della testa durante i compiti sperimentali per non interferire con le misurazioni delle pupille.

Come il primo giorno, dopo la presentazione di tutte e 4 le coppie 0 B→C, queste sono state ripetute in un secondo e terzo blocco di apprendimento. Inoltre, nel primo blocco di apprendimento ai partecipanti è stato chiesto di indicare la valenza ("negativa" a 'positivo') e eccitazione (da 'calmo' a 'teso') indotti dalle storie che hanno immaginato con ciascuna coppia di item su due VAS separati da 0 a 100. La durata e la randomizzazione dell'ITI erano le stesse del giorno precedente e i partecipanti erano ancora una volta concessi 1-min di pause tra i blocchi di apprendimento. Sono state presentate consecutivamente un massimo di tre coppie B→C della stessa condizione. Dopo la codifica, la memoria di tutte le coppie B→C è stata testata allo stesso modo delle coppie A→B del primo giorno, e la sessione si è conclusa nuovamente con un questionario di uscita, che questa volta includeva anche domande riguardanti l'esperienza emotiva soggettiva dei partecipanti rispetto alla compito.

Test di inferenza associativa (giorno 3). L'ultimo giorno i partecipanti hanno eseguito prima il test di inferenza associativa, seguito da due test di riconoscimento associativo per le associazioni apprese nel primo giorno (A→B) e nel secondo giorno (B→C) dell'esperimento. Hanno ricevuto istruzioni verbali e scritte per ciascun test separatamente. Durante il test di inferenza associativa, ciascun elemento A è stato presentato per 4 secondi seguito da un test di scelta forzata a ritmo individuale con sei alternative in cui i partecipanti dovevano selezionare l'elemento C a cui era indirettamente associato attraverso un elemento B condiviso. I partecipanti avrebbero utilizzato i numeri da uno a sei sul tastierino numerico per indicare la risposta per ogni prova.

Tutte le esche presentate durante ciascuna prova di prova erano altri stimoli C che erano stati presentati durante l'esperimento e selezionati in modo tale che tre provenissero dalla condizione neutra e tre dalla condizione di minaccia. Tutte le immagini C sono state utilizzate altrettanto spesso come esche. Dopo il test di inferenza associativa, sono state testate le memorie delle premesse A→B e B→C. La struttura del test di questi test era identica a quella del test di inferenza associativa, tranne per il fatto che il segnale veniva presentato solo per 1 s. Infine, dopo l'ultimo questionario di uscita, chiedendo nuovamente la loro motivazione a rispettare le istruzioni dei compiti, i partecipanti sono stati informati sui veri obiettivi dell'esperimento.

Analisi dei dati.

Acquisizione e pre-elaborazione. L'acquisizione dei dati comportamentali è stata eseguita utilizzando il software di presentazione (Neurobehavioral Systems Inc., Berkeley CA). I dati degli alunni durante il giorno 2 sono stati raccolti utilizzando un eye tracker TobiiPro Nano impostato su una frequenza di campionamento di 60 Hz. Le serie temporali risultanti sono state preelaborate utilizzando il linguaggio di programmazione Python40 (1) individuando tutti i campioni registrati dall'eye tracker come valori mancanti (NaN) a seguito di sbattimento delle palpebre, distogliendo lo sguardo o di errori tecnici e impostando i campioni 100 ms prima e successivamente essere anche NaN, (2) interpolando linearmente attorno a questi valori NaN e (3) applicando un filtro passa banda (0,01–6 Hz, Butterworth di terzo ordine).

Dopo questi primi passi, le risposte degli alunni sono state quantificate per gli stimoli B e C calcolando il valore medio nel quadro di interesse: nel caso degli stimoli B, che qui funzionano come stimoli condizionati, questo era l'ultimo secondo di presentazione, come paura anticipatoria. è più probabile che le risposte vengano raccolte subito prima dello stimolo che evoca la paura41. Per gli stimoli C, abbiamo esaminato gli ultimi 2 secondi di presentazione dello stimolo, dove la risposta emotiva è al suo picco42.

Affinché un valore di prova fosse ritenuto di qualità sufficiente da essere incluso nelle analisi, sia il valore medio per un quadro di interesse che la sua corrispondente linea di base dovevano essere calcolati sulla base di almeno il 50% di valori non NaN, o altrimenti, era impostato su mancante. I valori medi per ciascun fotogramma di interesse sono stati sottratti dalla larghezza media della pupilla durante una linea di base di 500 ms prima dell'inizio dello stimolo29. I partecipanti per i quali oltre il 50% degli studi in entrambe le condizioni erano stati esclusi in base a questo criterio sono stati esclusi del tutto dalle analisi dei dati degli alunni.

Manipolazione e controlli delle premesse. Associazioni locali. Dopo il test di inferenza associativa (A→C) il terzo giorno dell'esperimento, i partecipanti hanno completato test di riconoscimento associativo per le memorie delle premesse A→B e B→C, consentendo la selezione specifica di quelle prove di test A→C per le quali i ricordi su cui hanno sono stati mantenuti43. Se ciò abbia prodotto un'equa distribuzione degli studi tra le condizioni è stato valutato utilizzando un t-test indipendente. Inoltre, abbiamo valutato le differenze nella memoria associativa tra le condizioni immediatamente successive all'apprendimento nei giorni uno e due, utilizzando anche t-test indipendenti.

Risposte di eccitazione a stimoli avversivi e trasferimento ai predittori. Sono state eseguite ANOVA di misure ripetute a due condizioni (minaccia, neutrale) x blocco (uno, due, tre) per verificare se gli stimoli C avversivi riuscivano a evocare una risposta di eccitazione e se questi venivano trasferiti agli stimoli B nel secondo e terzo blocco successivo apprendimento. Per i primi, come variabile dipendente sono state utilizzate le risposte medie degli alunni agli stimoli C, mentre per i secondi, sono state utilizzate le risposte medie degli alunni agli stimoli B.

Analisi primarie. Abbiamo utilizzato analisi di regressione multilivello, una strategia di modellazione che consente di effettuare ipotesi a livello dei ricordi individuali tenendo conto della struttura annidata delle prove di memoria all'interno dei partecipanti, per ciascuna delle principali domande di ricerca qui poste. Poiché la variabile dipendente di ciascuna analisi è il risultato binario delle prove di test di inferenza associativa che possono essere corrette o errate, abbiamo eseguito modelli di regressione logistica multilivello per testare ciascuna ipotesi utilizzando il pacchetto lme4 per R44.

I parametri stimati dalla regressione logistica sono cambiamenti nel logaritmo naturale delle probabilità previste, che determina la probabilità che si verifichi un evento discreto. Le quote possono essere convertite in una proporzione calcolando QuoteQuote+1. Ad esempio, se le probabilità previste per un'inferenza associativa corretta sono 4, ciò significa che il modello prevede 4 inferenze corrette per ogni inferenza errata (o 80%) e il log odds ratio (log OR) sarebbe ln(4) ≈ 1,39. Tutte le variabili predittive continue erano centrate sulla media del soggetto, il che significa che i risultati possono essere interpretati come effetti della varianza del predittore all'interno del soggetto.

È importante sottolineare che le prove incluse nelle analisi erano solo quelle per le quali entrambe le associazioni di premesse (A→B e B→C) erano state mantenute il giorno del test di inferenza associativa. Ciò significa che i risultati devono essere interpretati come effetti dell'apprendimento della minaccia, dell'eccitazione e della vividezza della codifica per i casi in cui i ricordi necessari per esprimere un giudizio A → C sono prontamente disponibili. In altre parole, qualsiasi effetto di minaccia sull’inferenza associativa non può essere spiegato dalle differenze tra le condizioni nella conservazione dei ricordi delle premesse.

Effetto dell'apprendimento delle minacce sull'inferenza associativa. Per testare l'ipotesi che l'apprendimento delle minacce influisca sull'inferenza associativa futura, abbiamo eseguito un modello di regressione logistica multilivello con la condizione come unica variabile predittiva, dove il log odds ratio dell'accuratezza media della risposta prevista (ln(odds_hit) ) per la prova j, annidata in partecipanteI, è:

ln(quota_hitij)=µ + i + 1(Minaccia)ij.

La condizione neutra è stata impostata come categoria di riferimento, il che significa che l'intercetta μ, o media generale, può essere interpretata come il rapporto medio di probabilità logaritmico previsto per effettuare un'inferenza associativa corretta per questa condizione. La varianza individuale nella prestazione di base, o la probabilità di un'accurata inferenza associativa nella condizione neutra, viene catturata dalle intercettazioni casuali, i. Il coefficiente 1 rappresenta quindi la differenza nel rapporto di probabilità logaritmico medio previsto per le prove sulla minaccia rispetto alle prove neutre. Se il parametro 1 è significativo, ciò indica un effetto di apprendimento delle minacce. Un valore positivo per 1 sarebbe la prova di un effetto potenziante della minaccia, mentre un valore negativo suggerirebbe un danno.

Abbiamo inoltre testato se i tempi di reazione (RT) differivano tra le condizioni e se questo effetto differiva per inferenze associative corrette e non corrette, utilizzando la regressione lineare multilivello con due predittori categorici: condizione e correttezza, con neutro e non corretto come categorie di riferimento, rispettivamente. Il modello è stato quindi specificato come segue:

RT=µ + i + 1(Minaccia)ij + 2(Corretto)ij + 3(Minaccia × Corretto)ij.

Qui, 1 è la differenza stimata nei tempi di reazione alla minaccia rispetto alle prove neutre e 2 tra prove corrette rispetto a prove con risposta errata. 3 è la differenza additiva per le prove che si trovano entrambe in condizioni di pericolo e che hanno ricevuto una risposta corretta. Infine, abbiamo eseguito un'ANOVA a misure ripetute di RT con Condizione (minaccia, neutrale) e Tipo di test associativo (inferenza A→C, associazione A→B, associazione B→C) per valutare se le inferenze associative tra i ricordi erano veloci quanto i giudizi di riconoscimento associativo. all'interno dei ricordi9 e se questo differiva tra le condizioni.

Moderazione noradrenergica dell'effetto dell'apprendimento delle minacce sull'inferenza associativa. Per valutare se l'eccitazione evocata dagli stimoli avversi C (cioè gli stimoli US) fosse correlata al possibile effetto dei ricordi di minaccia sull'inferenza associativa (sia esso miglioramento o menomazione), le risposte degli alunni al primo incontro di C nel primo blocco sono state quindi aggiunte come moderatori. dell'effetto della condizione:

ln(quota_hitij)=µ + i + 1(Minaccia)ij + 2(Eccitazione)ij + 3(Minaccia × Eccitazione)ij.

Poiché l'eccitazione, operazionalizzata come dilatazione della pupilla, è una variabile continua, 2 rappresenta la pendenza corrispondente per prevedere il log odds ratio di un'inferenza associativa accurata. La condizione neutra viene nuovamente utilizzata come riferimento, il che significa che 3, la pendenza dell'interazione eccitazione x condizione, rappresenta la differenza nelle pendenze per l'effetto dell'eccitazione nelle prove di minaccia rispetto alle prove neutre.

Analisi secondarie. Controllo della vividezza dei ricordi premessi. La misura in cui l’apprendimento della minaccia influenza l’inferenza associativa può dipendere dalla vividezza della codifica soggettiva degli episodi originali che costituiscono la base per un giudizio successivo. È noto che eventi emotivamente stimolanti producono ricordi vividi45, che possono influenzare la forza della memoria associativa. Pertanto, per controllare gli effetti della vividezza della memoria premessa, che può differire a seconda delle condizioni, i partecipanti hanno fornito una valutazione soggettiva della vividezza per i ricordi premessi in entrambi i giorni di apprendimento. Abbiamo testato se la vividezza modera l'effetto dell'apprendimento della minaccia sulla successiva inferenza associativa aggiungendo il punteggio di vividezza per il giorno 1 e il giorno 2 al modello, specificato come un'interazione a tre vie con la condizione:

ln(quote_hitij)=µ + i + 1(Minaccia)ij + 2(Vividezza_D1)ij + 3(Vividezza{ {8}}D2)ij+ 4(Minaccia × Vividità_D1)ij + 5(Minaccia × Vividità_D2)ij+ 6(Vividità{{ 17}}D1 × Vividezza_D2)ij+ 7(Minaccia × Vividezza_D1 × Vividezza_D2)ij.

Le variabili di vividezza per entrambi i giorni, Vividità_D1 e Vividità_D2, sono continue, i rispettivi effetti principali indicati dalle pendenze 2 e 3. Come nel caso delle analisi precedenti, i parametri di interazione 4 e 5 hanno indicato le differenze nell'effetto della vividezza della memoria della premessa per le prove sulle minacce rispetto alle prove neutre per entrambi i giorni di codifica. Infine, il parametro 6 rappresenta l'effetto di interazione della vividezza della memoria della premessa, mentre 7 indica come tale effetto sia diverso per le prove di minaccia rispetto a quelle neutre.

Effetti dell'apprendimento delle minacce sulle memorie premesse. Applicando la stessa strategia di modellazione utilizzata per analizzare l'effetto dell'apprendimento e dell'eccitazione della minaccia sull'inferenza associativa, abbiamo testato se i ricordi originali (A→B) fossero rafforzati dalle nuove associazioni di minaccia (B→C), il che sarebbe in linea con studi precedenti. trovare prove di etichettatura emotiva12,13. Allo stesso modo, abbiamo testato se le associazioni tra nuovi elementi della memoria (B → C) differivano tra le prove di minaccia e i controlli neutrali.

Analogamente alle nostre previsioni sugli effetti della minaccia sull'inferenza associativa, qui ci aspettavamo un miglioramento dovuto al valore predittivo degli elementi C minacciosi acquisiti dagli elementi B, o un deterioramento in linea con studi precedenti verso l'effetto dell'apprendimento associativo emozione-emozione. Tieni presente che ora, Odds_hitij si riferisce al risultato binario (corretto o errato) delle prove durante il test di riconoscimento associativo delle associazioni dal primo o dal secondo giorno, valutato il terzo giorno dell'esperimento.

ln(quota_hitij)=µ + i + 1(Minaccia)ij.

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