Перевод тренировки рабочей памяти на тормозной контроль слухового отвлечения. Часть 1.

Абстрактный

Было показано, что расширенная тренировка рабочей памяти с помощью двойной задачи n-back улучшает производительность при выполнении различных нетренированных когнитивных задач, но предыдущие результаты были противоречивыми в отношении степени такой передачи.

Задача «Двойное n-обратно» — это метод тренировки для проверки и улучшения рабочей памяти. Рабочая память — это способность человека запоминать при выполнении сложных когнитивных задач, таких как запоминание телефонных номеров, изучение новых слов и запоминание математических формул. Задача «двойное n-обратно» считается одним из наиболее эффективных методов улучшения рабочей памяти.

Это задание помещает участников в игровую среду, в которой им необходимо одновременно отслеживать два разных типа информации, например звук и положение или форму и цвет. Во время выполнения задания участникам необходимо вспомнить и сообщить информацию из двух предыдущих раундов. Сложность задания увеличивается с каждым раундом, поскольку участникам необходимо запомнить больше информации.

Хотя эта задача может показаться простой, она требует от участников большого внимания, распределения внимания и навыков решения проблем, чтобы рабочая память людей продолжала улучшаться и укрепляться. Этот метод тренировки использовался для лечения различных когнитивных расстройств, таких как синдром дефицита внимания с гиперактивностью, когнитивные нарушения и болезнь Альцгеймера.

Некоторые недавние исследования показали, что после тренировки с выполнением задачи «двойной n-назад» у людей меняется структура мозга, что приводит к улучшению рабочей памяти. Участники показали лучшие результаты не только в выполнении задачи «двойной n-обратно», но и в других когнитивных задачах. Это показывает, что двойная тренировка очень эффективна для улучшения рабочей памяти.

Кроме того, тренировка Double n-back также полезна для тех, кто хочет улучшить свою учебную память. Когда мы изучаем новые знания, нам необходимо временно сохранить информацию в рабочей памяти, а затем переместить ее в долговременную память. Выполняя двойную тренировку n-back, мы можем более эффективно использовать нашу рабочую память и, следовательно, лучше усваивать новые знания.

Короче говоря, существует тесная связь между задачей double n-back и памятью. Хотите ли вы улучшить свои когнитивные способности или улучшить свою обучающую память, тренируя задачу «двойной n-обратно», мы можем лучше развивать нашу рабочую память и повышать свой когнитивный уровень. Видно, что нам нужно улучшить нашу память, и Цистанхе может значительно улучшить память, поскольку Цистанхе также может регулировать баланс нейротрансмиттеров, например, повышая уровень ацетилхолина и факторов роста, которые очень важны для памяти и обучения. Кроме того, Cistanche Deserticola может улучшить кровоток и способствовать доставке кислорода, что может гарантировать, что мозг получает достаточное питание и энергию, тем самым повышая жизнеспособность и выносливость мозга.

Нажмите «Знайте добавки для улучшения памяти»

Задача двойной тренировки n-back затрагивает несколько компонентов рабочей памяти, поскольку последовательную информацию от двух разных модальностей стимулов необходимо одновременно кодировать, поддерживать, постоянно контролировать и обновлять в рабочей памяти, в то время как нерелевантную информацию необходимо подавлять. Однако неясно, какие исполнительные функции отвечают за наблюдаемые эффекты переноса.

В этом исследовании степень тормозящего контроля, необходимая во время обучения, регулировалась путем сравнения двух версий двойной задачи n-back, в которой участников просили либо ответить, либо воздержаться от ответа в менее частых испытаниях, когда элемент был идентичен пункту n испытания. назад.

Были показаны восьмиминутные 80-тренировки с адаптивными версиями обеих задач n-back, направленные на улучшение обновления рабочей памяти. Более того, в отличие от стандартной задачи n-back, тренировка по задаче ингибиторин-обратно снижает помехи в рабочей памяти, вызываемые речью, не имеющей отношения к заданию.

Этот результат позволяет предположить, что повышенная потребность в тормозном контроле во время тренировки позволяет перейти к торможению отвлекающего вмешательства, тогда как стандартное задание n-back в первую очередь влияет на обновление рабочей памяти.

Эффекты обучения не передавались на торможение пространственно несовместимых реакций в задаче Саймона и не приводили к далекому эффекту переноса на нетренированные управляющие функции или показатели подвижного интеллекта.

Ключевые слова Тренировка рабочей памяти · Задача n-back · Тормозящий контроль · Отвлекающее вмешательство · Нерелевантный речевой эффект.

Перевод тренировки рабочей памяти на тормозной контроль слуховых отвлечений

Рабочая память относится к когнитивной системе с ограниченными возможностями, которая обеспечивает временное хранение и обработку (например, манипулирование, мониторинг) информации для поддержки процессов мышления и действий (см. Baddeley 2003; Cowan2017; Miyake and Shah 1999).

Было показано, что индивидуальные различия в объеме рабочей памяти связаны с несколькими сложными когнитивными или вербальными способностями, такими как рассуждение (Фрай и Хейл, 1996; Киллонен и Кристал, 1990), решение проблем и общий интеллект (например, Конвей и др. 2003; но см. Harrison et al. 2013), понимание прочитанного (Daneman and Carpenter 1980; Engle et al. 1991) и избирательное слушание на вечеринках (Conway et al. 2001).

С другой стороны, нарушение рабочей памяти связано с дефицитом внимания и неспособностью к обучению (Alloway 2009; Martinussen et al. 2005). Совсем недавно несколько исследований продемонстрировали, что объем рабочей памяти можно улучшить посредством обширной когнитивной тренировки, как у детей, так и у взрослых, что приводит к улучшению различных когнитивных задач, связанных с пониманием прочитанного, исполнительным контролем, эпизодической памятью или подвижным интеллектом (Buschkuehl et al. 2008; Chein and Моррисон 2010 г.; Далин и др. 2008a, b;

2008, 2010; Клингберг и др. 2002 г.; Салминен и др., 2012 г.; Шмидек и др. 2010 г.; Торелл и др. 2009). Однако в нескольких хорошо контролируемых исследованиях не удалось воспроизвести широко распространенные эффекты переноса, возникающие в результате тренировки рабочей памяти (Мелби-Лервог и Халм, 2013; Редик и др., 2013; Томпсон и др., 2013). Таким образом, обзоры и метаанализы эффективности тренировки рабочей памяти привели к весьма противоречивым выводам (Au et al., 2015; Dougherty et al., 2016; Karbach and Verhaeghen, 2014; Melby-Lervåg et al., 2016; Melby-Lervåg and Hulme, 2013). Совери и др. 2017; фон Бастиан и Оберауер 2013b). До сих пор продолжаются дебаты относительно конкретных когнитивных функций, которые получают пользу от тренировки рабочей памяти, и в какой степени связанное с тренировкой улучшение этих функций приводит к переходу к нетренированным задачам, которые требуют более общих когнитивных способностей, таких как когнитивная гибкость, решение проблем или подвижный интеллект. .

Из имеющихся эмпирических данных можно сделать вывод, что перенос тренировки рабочей памяти более вероятен в задачах переноса, структурно схожих с обучаемыми задачами (ближний перенос), чем в тех случаях, когда задачи переноса имеют лишь некоторые общие черты с обучаемым заданием (дальний перенос), но до сих пор очень мало понимания точных когнитивных механизмов и компонентов рабочей памяти, которые обеспечивают передачу (Gathercole et al. 2019; Shipstead et al. 2010; Simons et al. 2016).

Саймонс и др. 2016). Большинство моделей рабочей памяти различают (а) один или несколько буферов хранения или компонентов обслуживания от (б) компонента исполнительного контроля, который позволяет контролировать и манипулировать хранимой информацией (Baddeley1996, 2003; Baddeley and Hitch 1974; Engle 2002; Baddeley and Hitch 1974; Engle 2002; Мияке и Шах 1999; Оберауер и др. 2000).

Задачи когнитивной тренировки, такие как двойное задание n-back, которое, как было показано, успешно увеличивает емкость рабочей памяти (т. е. количество n элементов, подлежащих обновлению в рабочей памяти; см. Jaeggi et al., 2008), обычно требуют как обслуживания, так и исполнительного контроля (например, , обновление) информации в рабочей памяти, но до сих пор неясно, какие исполнительные функции получают наибольшую пользу от когнитивной тренировки и как улучшение, связанное с тренировкой, связано с передачей.

Было обнаружено, что обновление и мониторинг рабочей памяти, смещение установок (т. е. когнитивная гибкость или переключение задач) и торможение являются тремя основными функциями исполнительного контроля, которые участвуют во многих когнитивно сложных задачах (Мияке и др., 2000), но большинство в исследованиях по тренировке рабочей памяти, похоже, использовались задачи, которые в первую очередь требуют компонента обновления и мониторинга (например, Dahlin et al. 2008a, b; Jaeggi et al. 2008; Kühn et al. 2013; Lilienthal et al. 2013; Salminen et al. 2016).

В типичном двойном задании n-back участникам предлагаются две текущие последовательности стимулов (слуховые и зрительные), из которых нужно запомнить только элементы последних нескольких (n) попыток.

Задача участника — указать, идентичен ли какой-либо из двух предметов текущего испытания одному из предметов, которые точно были представлены в предыдущих испытаниях. Следовательно, необходимо постоянно отслеживать и обновлять информацию, которая должна храниться в рабочей памяти, но задача может также включать подавление нерелевантных в данный момент элементов и переключение внимания между двумя последовательностями или модальностями стимула.

Более конкретно, было высказано предположение, что задача n-back требует не только кодирования, хранения и повторения элементов, но также отбрасывания (ингибирования) ранее закодированных элементов и изменения положения (обновления) информации, которую необходимо запомнить, в рабочей памяти (Postle et др., 2001).

Хотя эмпирические результаты все еще скудны и противоречивы, есть некоторые свидетельства, свидетельствующие о том, что расширенное обучение решению двойной задачи n-back действительно улучшает обновление и мониторинг, хотя его не обязательно обобщать на другие функции исполнительного контроля, такие как переключение установок или торможение. (Далин и др., 2008a,b; Салминен и др., 2012; фон Бастиан и Оберауер, 2013a).

Цель настоящего исследования — выяснить, можно ли использовать тренировку рабочей памяти для усиления тормозной контрольной функции рабочей памяти. Было показано, что индивидуальные различия в силе тормозящего контроля предсказывают как развитие, так и возрастное снижение когнитивных способностей (Diamond and Gilbert 1989; Hasherand Zacks 1988; Salthouse and Meinz 1995).

Эти данные позволяют предположить, что тормозной контроль может быть полезен также при когнитивной тренировке, что может иметь важные последствия, в частности, для поддержания торможения в старшем возрасте. Однако утверждалось, что торможение может быть не единым механизмом, а относится к трем функционально различным процессам (см. Фридман и Мияке 2004): (1) подавление домощных или автоматических реакций (как в задаче Струпа; Струп 1935), (2) тормозящий контроль над вмешательством, вызванным нерелевантными стимулами (как в задаче фанкера; Эриксен и Эриксен 1974; или в «нерелевантной звуковой парадигме»; Jonesand Macken 1993) и (3) подавление информации в памяти (например, во избежание активного вмешательства).

Было обнаружено, что ингибирование препотенциальных ответов и ингибирование нерелевантных стимулов (контроль помех) могут быть тесно связаны, тогда как ингибирование проактивного вмешательства, по-видимому, является отдельным процессом (Friedmanand Miyake 2004). можно улучшить с помощью практики (особенно в сочетании с транскраниальной стимуляцией постоянным током; Dityeet al. 2012), очень мало известно о возможном влиянии расширенной тренировки рабочей памяти на другие формы тормозного контроля.

Здесь сравнивались эффекты двух различных типов тренировки рабочей памяти, различающихся по степени требуемого тормозного контроля, с точки зрения их переносного воздействия на (а) способность подавлять пре-потенциальные реакции (торможение реакции) и (б) способность ингибировать помехи со стороны нерелевантная слуховая информация (сопротивление слуховому отвлечению).

В частности, одна группа участников была обучена выполнению стандартной двойной задачи n-back, которая должна была включать в себя в первую очередь обновление и мониторинг содержимого рабочей памяти (Braver et al. 1997; Jaeggi et al. 2007) и, возможно, в некоторой степени другой тормозящий контроль. процессы, такие как подавление нерелевантной стимулирующей информации (Постл и др., 2001).

Чтобы экспериментально повысить степень тормозящего контроля, участвующего в выполнении двойной n-обратной задачи, вторая группа была обучена «тормозящей» версии двойной задачи «n-обратно» (тормозящая n-обратная связь), в которой ответы должны были даваться преимущественно, а участники должны были иногда тормозят реакцию в зависимости от текущей информации, хранящейся в рабочей памяти (т. е. при «n-обратных испытаниях»).

Ожидается, что оба типа тренировки n-back улучшат навыки обновления рабочей памяти, которые были проверены с помощью нетренированного задания на визуальное обновление до и после тренировки (взято из Dahlin et al. 2008a).

Более того, если предположить, что торможение реакции и устойчивость к вмешательству отвлекающих факторов тесно связаны (Фридман и Мияке, 2004), можно ожидать, что любое связанное с тренировкой улучшение выполнения тормозной задачи с двойным n-обратным ходом приведет к большему переходу к выполнению других задач, которые требуют либо подавления пред- мощные ответы или тормозящий контроль нерелевантных стимулов по сравнению со стандартной двойной задачей n-back с меньшими требованиями к торможению.

Таким образом, передача двух типов тренировки рабочей памяти оценивалась как по торможению реакции, так и по степени вмешательства слуховых дистракторов. Кроме того, дальний перенос был проверен на несвязанные исполнительные функции (т. е. переключение задач) и более общие когнитивные способности (т. е. навыки решения проблем, связанные с подвижным интеллектом), о которых сообщалось ранее (например, Jaeggi et al. 2008).

Обобщение для подавления реакции оценивалось с помощью задачи Саймона (Hedge and Marsh, 1975), в которой мишень представлена ​​в месте, которое либо пространственно совместимо, либо несовместимо с местоположением реакции.

В частности, в совместимых испытаниях ответ должен быть сделан той рукой, которая соответствует местоположению мишени (пре-мощный ответ), тогда как в несовместимых испытаниях ответ должен быть сделан другой рукой, и необходим пред-сильный ответ. быть заторможенным. Обычно увеличение времени ответа наблюдается в несовместимых исследованиях по сравнению с совместимыми исследованиями (эффект Саймона).

Можно было ожидать, что тренировка тормозной рабочей памяти повлияет на торможение реакции: если связанное с тренировкой усиление тормозного контроля повышало способность подавлять пре-сильные, доминантные или автоматические реакции (Фридман и Мияке, 2004), то после тренировки следует наблюдать снижение эффектов Саймона. - протестировать ингибирующую группу n-back.

Кроме того, можно было бы ожидать переноса тормозного тренинга и на тормозной контроль слухового отвлечения. Хорошо известно, что звуки, не имеющие отношения к заданию, такие как речь или случайные последовательности тонов, нарушают выполнение последовательных задач на кратковременную память (например, Колле и Уэлш, 1976; Джонс и др., 2004; Джонс и Макен, 1993; ЛеКомптит и др., 1997; Саламе и Баддели 1982).

Хотя эти нарушения первоначально объяснялись вмешательством содержания речи в «фонологическую петлю» (Baddeley andHitch 1974; Salamé and Baddeley 1982), позже было показано, что аналогичные нарушения могут быть вызваны и нефонологическими звуками (например, изменением звука). тонов; Jones и Macken1993), и было высказано предположение, что помехи могут быть специфичными для обработки последовательного порядка в кратковременной памяти (например, Jones and Macken 1993, 1995).

Более конкретно, согласно объектно-ориентированному описанию эпизодических записей (Джонс и др., 1996), слуховое отвлечение считается побочным продуктом процессов перцептивной организации, которые позволяют разделять и группировать слуховые объекты (во время анализа слуховой сцены; Брегман, 1990). ).

Ожидается, что любое изменение состояния фонового звука приведет к образованию нового слухового объекта, который автоматически связывается с предыдущими объектами (с помощью «указателей»), создавая таким образом упорядоченный поток.

В задаче последовательного вспоминания артикуляционная репетиция может использоваться (как процесс планирования движений) для целенаправленного формирования и обновления связей между элементами, которые необходимо запомнить, что позволяет поддерживать и извлекать последовательную информацию. Однако автоматические процессы слуховой перцептивной организации формируют дополнительные связи между не имеющими отношения к заданию звуками меняющегося состояния, которые затем мешают сознательному планированию движений и процессам репетиции во время серийного вспоминания. В соответствии с этим объяснением влияния процесса (Хьюз и Марш, 2017; Джонс и др., 2004; Джонс и Макен, 2018) было обнаружено, что степень отвлечения увеличивается с величиной (например, расстоянием между последовательными тонами; Джонс и Макен, 2018). et al. 1999) и числом изменений между последовательными слуховыми событиями, не имеющими отношения к заданию, в течение заданного интервала времени (т. е. эффект слова/токендозы; Bridges and Jones 1996; Tremblay and Jones 1998, Exp. 5). Кроме того, было обнаружено, что меняющийся звук (речь или различные тона) нарушает выполнение задачи серийного вспоминания, но не в задачах, которые не требуют обработки последовательного порядка (например, «задача пропавшего предмета»; Биман и Джонс, 1997; Хьюз и др.). al., 2007; Jones and Macken, 1993), если только участники не примут стратегию серийных репетиций (Биман и Джонс, 1998; Хьюз и Марш, 2020b).

Помимо этого вмешательства в обработку последовательных заказов, связанного с конкретной задачей, совсем недавно было высказано предположение, что слуховое отвлечение может возникать также из-за захвата внимания, когда значимые или акустически отклоняющиеся звуки отвлекают внимание от основной задачи (см. «Дуплексный механизм»; Hughes 2014). Хьюз и др. 2005).

В отличие от вмешательства процесса, эта форма отвлечения, по-видимому, менее специфична для обработки последовательного порядка (влияя также на производительность при выполнении непоследовательных задач на кратковременную память; например, «задача на пропущенный элемент», Hughes et al. 2007). ; Vachon et al.2017), и он может быть более восприимчив к когнитивному контролю, чем к вмешательству со стороны процесса (Hughes et al. 2013; Hughesand Marsh 2020a).

Более того, сообщалось, что степень захвата внимания, вызываемая слуховыми отклонениями, а не эффект изменения состояния (указывающий на вмешательство процесса), была связана с объемом рабочей памяти участника (Hughes et al. 2013; Sörqvist et al. 2010). ) (но см. Кернер и др., 2017).

Не совсем ясно, в какой степени разрушительное воздействие нерелевантной речи на серийное запоминание вызвано акустическим вмешательством в обработку последовательного порядка и захват внимания, но есть данные, свидетельствующие о том, что, по крайней мере, осмысленная речь (например, полные предложения по сравнению со списками меняющихся -составление слогов или слов) может нарушить работоспособность за счет обоих механизмов (см. Bellet al. 2017; Hughes and Marsh 2020b).

Более того, результаты снижения нарушений серийного припоминания (1) после повторного предъявления одного и того же потока нерелевантной речи (т. е. привыкания; Банбери и Берри, 1997; Белл и др., 2012), (2) у слепых слушателей с улучшенными способностями к слуховой обработке (Каттнер и Эллермейер, 2014) и (3) после специальной тренировки слухового внимания (Каттнер и Эллермейер, 2020) предполагают, что разрушительный эффект нерелевантной речи можно частично объяснить отвлечением внимания.

В настоящем исследовании передача когнитивного обучения оценивалась с точки зрения разрушительного воздействия речи, не имеющей отношения к заданию, по сравнению с шумом, на серийное припоминание.

Если бы разрушительный эффект речи зависел от общей рабочей емкости памяти, то можно было бы ожидать, что когнитивная тренировка с двойной задачей n-back уменьшит отвлечение.

Напротив, если слуховое отвлечение было конкретно связано с тормозящим контролем нерелевантного звука, то тренировка «ингибитор-обратно» должна привести к большему ослаблению слухового отвлечения, чем стандартная тренировка «n-обратно», с меньшими требованиями к тормозящему контролю. В частности, тренировка «ингибирин-обратно» может повысить способность противостоять или устранять помехи внешней среды (Фридман и Мияке, 2004).

В соответствии с объяснением слухового отвлечения, основанным на дуплексном механизме, можно утверждать, что захват внимания нерелевантной речью, вероятно, будет зависеть от тормозного контроля, тогда как нарушение, вызванное звуком изменяющегося состояния (в нерелевантной речи), не должно зависеть от какой-либо формы когнитивного контроля. (Хьюз 2014; Хьюз и др. 2013).

Следовательно, можно было бы ожидать, что усиленный тормозящий контроль (или сопротивление вмешательству внешней среды) предотвратит отвлечение внимания не относящейся к делу речью, тогда как предположительно неконтролируемое нарушение, вызванное изменяющейся природой речи, должно остаться.

Таким образом, тренировка тормозного контроля должна привести к ослаблению, но не к полному устранению несущественного речевого эффекта. В качестве альтернативы можно также утверждать, что усиление тормозящего контроля нерелевантных изменяющихся звуков (например, подавление образования нерелевантных слуховых потоков) может уменьшить специфическое вмешательство между слуховой группировкой и процессом сериации, что затем может привести к более сильному ослаблению или даже устранению нерелевантный речевой эффект.

В дополнение к эффектам переноса на выполнение задач, которые включают в себя те же управляющие функции, что и задачи обучения — обновление рабочей памяти, подавление доминантных реакций (эффект Саймона) и устойчивость к вмешательству посторонней речи — настоящее исследование также проверило возможность эффектов далекого переноса. на (а) временных затратах на реагирование в результате переключения задач (что указывает на когнитивные способности к смене установок; Роджерс и Монселл, 1995) и (б) на общих возможностях решения проблем, которые связаны с подвижным интеллектом (Джегги и др., 2008).

For more information:1950477648nn@gmail.com