Взаимосвязь между экспертностью и отличительностью: аномальные медицинские изображения приводят к улучшению памяти только у экспертов. Часть 1

Абстрактный

Воспоминания кодируются способом, зависящим от наших знаний и ожиданий («схемы»). В соответствии с этим, опыт имеет тенденцию улучшать память: эксперты разработали схемы в своих областях знаний, что позволяет им эффективно представлять информацию в этой области (например, у экспертов по шахматам улучшена память для реалистичных шахматных раскладов).

Кодирование памяти означает преобразование информации в форму, которую мозг может понять и запомнить. Память, с другой стороны, относится к способности использовать и использовать закодированную информацию. Эти два понятия неразделимы, и кодирование памяти имеет решающее значение для улучшения памяти.

Как мы можем осуществить эффективное кодирование памяти? Во-первых, кодирование памяти требует внимания к характеристикам информации. Мы должны разбить информацию на несколько частей, и каждая часть должна иметь четкую концепцию, которая поможет мозгу сохранить информацию в долговременной памяти.

Во-вторых, нашим способом эффективнее кодировать информацию. Например, вы можете связать информацию с предыдущим опытом или с ситуацией. Эти методы могут помочь нам глубже понять и сохранить информацию.

Кроме того, уделите внимание тренировке памяти, которая очень полезна для улучшения кодирования и сохранения памяти. Например, вы можете использовать различные игры на развитие памяти, такие как карты памяти, цифры, сюжетные линии и т. д.

Короче говоря, кодирование памяти и память дополняют друг друга. Только посредством эффективного кодирования можно сформировать воспоминания высокого качества, тем самым улучшая память. Позитивный настрой и практика — ключ к улучшению памяти. Давайте усердно работать, чтобы укрепить нашу память, овладеть более полезными знаниями и навыками и заложить прочный фундамент для будущего. Видно, что нам необходимо улучшить память, а цистанхе пустынный может значительно улучшить память, потому что цистанхе пустынный — это традиционное китайское лекарственное средство, обладающее множеством уникальных эффектов, одним из которых является улучшение памяти. Эффективность Cistanche Deserticola обусловлена ​​множеством содержащихся в нем активных ингредиентов, включая дубильную кислоту, полисахариды, флавоноидные гликозиды и т. д. Эти ингредиенты могут способствовать здоровью мозга различными путями.

Нажмите «Узнай 10 способов улучшить память»

С другой стороны, в большинстве ситуаций люди склонны лучше всего запоминать ненормальные или неожиданные предметы, которые также являются редкими или необычными (например, удивительные, но не случайные конфигурации шахматной доски).

Частично это происходит потому, что такие изображения отличаются от других изображений. В текущей работе мы задаемся вопросом, как эти факторы взаимодействуют в особенно интересном случае — в области радиологии, где специалисты активно ищут аномалии.

Аномалии на маммограммах обычно являются очаговыми, но их можно распознать в общей «сутье» изображения. Мы задаемся вопросом, демонстрируют ли опытные рентгенологи улучшенную память на маммограммы по сравнению с новичками.

Мы также проверяем любые дополнительные преимущества аномальных маммограмм, которые можно рассматривать как неожиданные или редкие стимулы при проверке. Мы обнаружили, что у экспертов память на фокально аномальные изображения лучше, чем на нормальные изображения.

Однако рентгенологи не выявили улучшения памяти для изображений груди, которые не были фокально аномальными, а были аномальными только по своей сути. Наши результаты говорят о роли схем и отклонений в экспертных знаниях; необходимость пространственно локализованных аномалий по сравнению с аномалиями в сути улучшения памяти; и природа памяти и принятия решений у рентгенологов.

Ключевые слова Экспертиза. Радиология. Память узнавания. Долгосрочная память.

Наша способность запоминать информацию глубоко зависит от существующих структур знаний или схем (Бартлетт, 1932; Хинцман, 1986). Даже внешне идентичная информация лучше запоминается, если она интегрирована в набор знаний, а не просто воспринимается как произвольная.

Например, люди лучше запоминают, что кто-то — пекарь, чем то, что чье-то имя — Бейкер, потому что профессия пекаря активирует богатый набор значимых ассоциаций, которых нет у имени Бейкер (McWeeny et al., 1987); и люди лучше запоминают визуальные изображения, если узнают в них лица, чем если идентичные изображения не распознаются, а рассматриваются как бессмысленная текстура (например, Brady et al., 2019).

У разных людей разные знания и схемы, отчасти основанные на их опыте, и это имеет последствия для памяти: представьте, что после партии в шахматы вас попросили воссоздать доску из какого-то критического момента в игре.

Для большинства людей эта задача окажется очень сложной. Однако, если бы вы были шахматистом мирового уровня, это могло бы быть довольно легко. Становление экспертом в такой области, как шахматы, меняет нашу память на предметы из этой области знаний (Chase & Simon, 1973; de Groot, 1946), позволяя нам хранить больше информации, пока эта информация соответствует ожиданиям, которые мы сформировали как шахматисты. результат нашего опыта (Gobet & Simon, 1996).

Большой объем литературы посвящен количественной оценке преимуществ памяти у экспертов по сравнению с новичками (например, Ericsson & Kintsch, 1995; Engle & Bukstel, 1978; Gobet & Simon, 1996; Vincente & Wang, 1998).

Например, автомобильные эксперты могут запомнить больше изображений автомобилей в зрительной рабочей памяти (Curby et al., 2009); эксперты по бейсболу могут запомнить больше информации, связанной с бейсболом, в долговременной памяти (Voss et al., 1980); а опытные рентгенологи обладают лучшей долговременной памятью на маммограммы, но не на естественные сцены или объекты реального мира, по сравнению с контрольной группой (Evans et al., 2011).

Почему эксперты демонстрируют такое увеличение производительности памяти в своей области знаний? В литературе по экспертным знаниям многие авторы утверждают, что улучшение памяти происходит потому, что существующие знания позволяют экспертам знать, какие вариации информации следует ожидать в области экспертной деятельности (например, Vincente & Wang, 1998). То есть существующие схемы делают соответствующую часть информации предсказуемой и, следовательно, ее легче кодировать и запоминать (Graesser & Nakamura, 1982).

Таким образом, во многих отношениях улучшение памяти у экспертов можно рассматривать как проявление более широкого явления, когда информацию, которая понимается как значимая и, таким образом, интегрированная в асхему, легче правильно распознаваться или вспоминаться (Bartlett, 1932).

Для экспертов может просто существовать более широкое разнообразие значимых концепций и схем, что приводит к более богатой способности понимать и запоминать стимулы в их области знаний (например, Ericsson & Kintsch, 1995).

Иногда это называют организационной обработкой опыта: эксперты могут иметь улучшенную память, потому что они лучше способны разбивать эту информацию на части и иным образом создавать эффективные структуры знаний (Ericsson & Kintsch, 1995; Rawson & Van Overschelde, 2008). Единственная причина – лучшая организация. для улучшения памяти неспециалистов? Помимо схем и организации знаний, эксперты в некоторых областях — особенно в тех, где знания более перцептивны, например, рентгенологи, изучающие маммограммы, или автомобильные эксперты, сосредотачивающиеся на деталях автомобилей, — возможно, разработали специализированные механизмы обработки для своей области знаний, которые используют преимущества того, как стимулы различаться в этой области.

Например, эксперты в некоторых областях используют более целостные стратегии обработки объектов своей экспертизы (Bilalić et al., 2011; Gauthier et al., 2000; Gauthier et al., 1999; Richler et al., 2011; Watson & Robbins, 2014). ).

Расширение навыков восприятия может позволить экспертам обрабатывать больше информации об объекте даже за тот же промежуток времени и привести к более богатым следам памяти (Ericsson & Kintsch, 1995). Помимо создания более богатых структур знаний и лучшего перцептивного кодирования, существует третий фактор, который могли бы объяснить улучшение показателей памяти экспертов в областях знаний, что часто упускается из виду в исследованиях памяти: повышенная различимость предметов, когда они являются предметами знаний (Rawson & Van Overschelde, 2008).

В отличие от взглядов, которые утверждают, что запоминаемость является неотъемлемым аспектом стимула (например, Bainbridge et al., 2013), в значительном объеме литературы вместо этого утверждается, что решающим фактором того, насколько запоминается элемент в данном контексте, является его отличие от других предметов, которые в настоящее время используются. хранится в памяти. Представьте себе, например, что вам дан список, который нужно запомнить, в котором есть 30 названий животных, а также слово «хлеб».

Люди склонны запоминать это отличительное слово («хлеб») наиболее точно — и это верно, даже если оно стоит первым в списке, поэтому его уникальный статус еще не известен, и к нему не обращаются по-разному и не обрабатывают его (Calkins, 1894; Hunt, 2006). ). Модели памяти естественным образом предсказывают этот эффект, поскольку большинство моделей памяти предполагают, что память сильно ограничена помехами при извлечении информации, а наличие более уникальных особенностей облегчает извлечение информации (например, Shiffrin & Steyvers, 1997).

Это в целом согласуется с идеей о том, что аномальные или несогласованные по схеме элементы имеют тенденцию запоминаться лучше, чем ожидаемые, согласованные по схеме элементы (Friedman, 1979; Hollingworth & Henderson, 2003; Light et al., 1979; McDaniel & Einstein, 1986; Pedzek et al., 1979; McDaniel & Einstein, 1986; Pedzek et др., 1989).

Например, люди склонны лучше запоминать неожиданные аспекты изображений (Фридман, 1979). Как такая отличительность взаимодействует с опытом? Для экспертов многие предметы могут быть уникальными среди других предметов в наборе таким образом, что это не будет замечено неспециалистами, что улучшает память на эти предметы, поскольку тогда они будут более уникальными в наборе для экспертов, чем для неспециалистов (Rawson & Van Overschelde, 2008).

Таким образом, эксперты часто лучше точно распознают или запоминают информацию в своей области знаний. Это может произойти по крайней мере из-за трех факторов, каждый из которых был изучен независимо: эксперты могли изменить стратегии обработки восприятия; может оказаться полезным общее использование схем для организации памяти; или может получить пользу от повышения различимости объектов в памяти.

Однако то, как взаимодействуют эти эффекты, изучалось редко, а многие из них изучались в первую очередь в областях с ограниченными или отсутствующими знаниями в области восприятия (например, в списках слов).

Текущие эксперименты: Память на маммограммы у новичков и опытных рентгенологов

Чтобы понять, как опыт влияет на память и какую роль может играть каждый из этих трех факторов, в текущих экспериментах ставится вопрос, как опыт влияет на память при маммограммах (сравнивая новичков и опытных рентгенологов), и проверяют, лучше ли у опытных рентгенологов память на аномальные изображения (т. е. раковые маммограммы). ) по сравнению с нормальными изображениями (т. е. доброкачественными маммограммами).

В то время как для нормальных маммограмм преимущества перцептивного кодирования, схемы и различимость, вероятно, играют роль в памяти эксперта, аномальные маммограммы представляют собой уникальный случай. Аномальные маммограммы не нарушают схему рентгенолога (поскольку они обучены искать аномалии), но аномальные случаи дают отличительные сигналы для извлечения (например, на этой маммограмме есть кальцификаты в этом месте), которые недоступны неспециалистам, которые понятия не имеют, что эти маленькие белые пятна имеют значение. . Эти сигналы также не будут доступны на обычных маммограммах.

Таким образом, аномальные маммограммы представляют собой интересный случай; они согласованы по схеме, а также потенциально предоставляют уникальное окно в роль отличительности в памяти эксперта. Чтобы измерить производительность памяти, мы будем использовать анализ рабочих характеристик приемника (ROC), чтобы принять во внимание возможность дифференциальных ложных тревог и критерий дифференциального ответа. , что имеет решающее значение для понимания того, действительно ли наблюдаемые нами эффекты являются изменениями в силе памяти. 

Мы прогнозируем, что эксперты будут иметь более высокие результаты по сравнению с неспециалистами как для нормальных, так и для аномальных маммограмм благодаря их опыту восприятия и потому, что они с течением времени разработали схемы для представления этих сложных изображений. Мы также предсказываем, что аномальные объекты могут принести даже большую пользу рентгенологам по сравнению с неспециалистами, потому что для радиологов и только радиологов эти изображения имеют уникальные и отличительные подсказки для поиска.

Мы обращаем внимание на память рентгенологов при маммограммах по двум причинам: во-первых, поиск признаков рака молочной железы требует чрезвычайно специфического опыта восприятия. Например, на аномальных маммограммах обычно присутствуют только 2–3 вида местных аномалий, и рентгенологи обладают значительным опытом восприятия, независимо от того, смотрят ли они на нормальные или аномальные медицинские изображения.

Во-вторых, есть два смысла, в которых маммограмма может считаться «ненормальной»: (1) Она может содержать очаговую аномалию. В нашем исследовании это образования или архитектурные искажения, злокачественность которых впоследствии оказывается. (2) Учитывая образование (например) в одной груди, другую грудь можно считать ненормальной в том смысле, что изображение исходит от пациента, больного раком.

Мы оцениваем влияние каждого из этих двух видов нарушений на память. Обратите внимание, что маммограмма может считаться «аномальной», если она показывает доброкачественное образование. Мы не использовали такие стимулы в этом исследовании. Радиологов специально обучены распознавать изображение как ненормальное, если они обнаруживают наличие видимой локализованной аномалии, такой как образование или кальцификация.

Кроме того, недавние исследования показали, что, если их спросить в экспериментальных условиях, рентгенологи могут обнаружить «суть» аномалии в груди, контралатеральной по отношению к поражению. Когда их просят классифицировать изображения как исходящие от нормальных и ненормальных пациентов, они работают на уровне выше шанса (Evans et al., 2016). Другими словами, это исследование предполагает, что рентгенологам не всегда нужно видеть локализованное физическое повреждение, чтобы понять, что изображение ненормально.

Этот глобальный сигнал о ненормальности относительно неуловим. Что еще более важно, для нынешних целей работа над этим гистсигналом достаточно нова, и большинство радиологов не знакомы с этой концепцией. Таким образом, любое влияние на запоминаемость можно рассматривать как результат неявного эффекта аномалии. Опубликованные исследования сути аномалии включали в себя предоставление радиологам лишь краткого (250–500 мс) взгляда на изображение. Хотя экспертам-рентгенологам этого кажется достаточным, чтобы получить некоторые доказательства аномалии, остается неизвестным, влияет ли эта способность на память радиологов на нормальные и аномальные изображения.

Подводя итог, вопросы, лежащие в основе этого эксперимента, заключаются в следующем: демонстрируют ли рентгенологи улучшение памяти для аномальных изображений по сравнению с нормальными изображениями? Если да, то способствует ли глобальная суть расширенной экспертной памяти для изображений груди, контралатеральной по отношению к груди, содержащей очаговые признаки рака? С другой стороны, зависит ли какое-либо преимущество в памяти от наличия очаговой аномалии, способной привлечь пространственное внимание?

Эксперимент 1 представляет собой базовое исследование с участием начинающих наблюдателей, чьи результаты можно сравнить с работой рентгенолога в эксперименте 2. Кроме того, эксперимент 1 позволяет нам определить, содержит ли наш набор стимулов изображения, которые запоминаются независимо от опыта. Эксперимент 2 оценивает качество памяти у опытных рентгенологов.

Чтобы предвосхитить наши результаты, Эксперимент 1 выявляет закономерности в нашем наборе изображений, которые мы принимаем во внимание в Эксперименте 2. В Эксперименте 2 мы обнаруживаем значительное преимущество памяти у рентгенологов по сравнению с новичками, а также преимущество у рентгенологов в отношении очаговых аномалий. Мы не находим никаких доказательств того, что эксперты используют анофокальную суть аномалий ни в суждениях, ни в памяти.

Эксперимент 1: Новички

Метод

Участники

Шестьдесят участников (23 женщины, средний возраст 38 лет) были набраны для этого эксперимента через компанию Amazon Mechanical Turk, которая предлагает денежную компенсацию за участие в онлайн-заданиях. Механические рабочие-турки вполне репрезентативны для взрослого населения Америки (Беринский и др., 2012; Бурместер и др., 2011; Дифаллах и др., 2018) и предоставляют данные, сопоставимые с данными, полученными при тестировании участников в экспериментальных психологических лабораториях ( например, см. Brady & Alvarez, 2011, для сравнения в контексте зрительной памяти).

Все участники дали информированное согласие, получали компенсацию по ставке примерно 10 долларов в час, находились в Соединенных Штатах и ​​имели показатель одобрения более 95%. Процедуры информированного согласия были одобрены Институциональным наблюдательным советом Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Стимулы и процедура

В этом исследовании участники просматривали маммограммы одиночных молочных желез. Набор стимулов состоял из 80 аномальных (раковых) случаев и 40 нормальных (нераковых) случаев. Все изображения были неопознанными.

Все изображения были классифицированы группой обученных рентгенологов, не участвовавших в исследовании. Нормальные изображения не были раковыми и не содержали доброкачественных поражений. Аномальные изображения состояли либо из гистологически подтвержденных злокачественных образований, либо из архитектурных искажений (более подробное описание этого набора стимулов см. в Evans et al., 2016). Половина аномальных изображений содержала видимую аномалию (т. е. присутствовало поражение), а половина представляла собой изображения молочной железы, контралатеральной к груди с поражением (т. е. все еще аномальный случай, но без очаговых признаков этой аномалии).

Таким образом, весь набор состоял из 40 нормальных изображений, 40 изображений фокальной аномалии (далее называемых аномальными) и 40 изображений нефокальной аномалии (изображений, контралатеральных по отношению к молочной железе с фокальной аномалией), называемых здесь и далее контралатерально-аномальными. . Каждое изображение имело угол обзора примерно 16 × 20 градусов при расчетном расстоянии просмотра примерно 60 см от экрана.

В каждом испытании одно изображение присутствовало в течение 3 секунд, после чего появлялся новый экран с вопросами-ответами. Маммограмма была случайным образом выбрана: нормальная, аномальная или контралатеральная аномальная. Важно отметить, что каждое изображение также представляло собой либо новое изображение (представленное впервые в эксперименте), либо повторяющееся изображение из 3 или 30 попыток назад (3-назад и 30-назад соответственно).

Из изображений, которые были повторены позже, 50 % повторялись 3-назад, а 50 % — на 30-назад. Эксперимент был сбалансирован таким образом, что около 20% испытаний в первой и второй половине исследования были 3-защитными и 30-защитными соответственно.

Фактически, из-за выборки разных потоков изображений для каждого участника, в нашем конкретном пуле рентгенологов 18 % испытаний были 3-возвращенными в первой половине испытаний по сравнению с 23 % во второй половине испытаний, и 22% были 30-защитниками в первой половине испытаний и 20% во второй половине. Всего с повторами было 210 испытаний: 120 новых изображений (40 на каждое условие) плюс 90 повторных изображений (30 на каждое условие, поровну распределенных между 3-назад и 30-назад).

For more information:1950477648nn@gmail.com