Přenos tréninku pracovní paměti na inhibiční kontrolu sluchové distrakce, část 1

Abstraktní

Bylo prokázáno, že rozšířené trénování pracovní paměti pomocí duální úlohy n-back zlepšuje výkon u různých netrénovaných kognitivních úloh, ale předchozí zjištění byla nekonzistentní ohledně rozsahu takového přenosu.

Úloha double n-back je tréninková metoda pro testování a zlepšení pracovní paměti. Pracovní paměť označuje schopnost jednotlivce pamatovat si při provádění složitých kognitivních úkolů, jako je zapamatování telefonních čísel, učení nových slov a zapamatování matematických vzorců. Úloha double n-back je široce považována za jednu z nejúčinnějších metod pro zlepšení pracovní paměti.

Tento úkol staví účastníky do herního prostředí, ve kterém potřebují sledovat dva různé typy informací současně, jako je zvuk a poloha nebo tvar a barva. Během úkolu si účastníci musí zapamatovat a nahlásit informace z předchozích dvou kol. Obtížnost úkolu se s každým kolem zvyšuje, protože účastníci si potřebují zapamatovat více informací.

Ačkoli tento úkol může znít jednoduše, vyžaduje od účastníků hodně pozornosti, alokace pozornosti a dovedností při řešení problémů, aby se pracovní paměť lidí i nadále zlepšovala a posilovala. Tato tréninková metoda se používá k léčbě různých kognitivních poruch, jako je porucha pozornosti s hyperaktivitou, kognitivní poruchy a Alzheimerova choroba.

Některé nedávné studie ukázaly, že po tréninku s dvojitým úkolem n-back se struktura mozku lidí mění, což vede ke zlepšení pracovní paměti. Účastníci vykazovali nejen lepší výsledky v úloze double n-back, ale i v jiných kognitivních úlohách. To ukazuje, že dvojitý trénink n-back je velmi účinný pro zlepšení pracovní paměti.

Kromě toho je dvojitý trénink n-back také užitečný pro ty, kteří chtějí zlepšit svou paměť na učení. Když se učíme nové znalosti, musíme si je dočasně uložit do pracovní paměti a poté je přesunout do dlouhodobé paměti. Prováděním dvojitého tréninku n-back můžeme efektivněji využívat naši pracovní paměť, a tedy lépe vstřebávat nové poznatky.

Stručně řečeno, existuje úzký vztah mezi dvojitou úlohou n-back a pamětí. Ať už chcete zlepšit své kognitivní schopnosti nebo chcete zlepšit svou paměť na učení, prostřednictvím tréninku úlohy dvojitého n-back můžeme lépe rozvíjet naši pracovní paměť a zlepšit naši kognitivní úroveň. Je vidět, že potřebujeme zlepšit naši paměť a Cistanche může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche může také regulovat rovnováhu neurotransmiterů, jako je zvýšení hladiny acetylcholinu a růstových faktorů, které jsou velmi důležité pro paměť a učení. Kromě toho může Cistanche deserticola zlepšit průtok krve a podpořit dodávku kyslíku, což může zajistit, že mozek získá adekvátní výživu a energii, a tím zlepší mozkovou vitalitu a vytrvalost.

Klikněte na vědět doplňky pro posílení paměti

Dvojitý tréninkový úkol n-back řeší více složek pracovní paměti, protože sekvenční informace ze dvou různých stimulačních modalit musí být současně kódovány, udržovány, průběžně monitorovány a aktualizovány v pracovní paměti, zatímco irelevantní informace je třeba potlačovat. Není však jasné, které výkonné funkce odpovídají za pozorované přenosové efekty.

V této studii byl stupeň inhibiční kontroly vyžadovaný během tréninku zmanipulován porovnáním dvou verzí duálního úkolu n-back, ve kterém jsou účastníci požádáni, aby buď reagovali, nebo zadrželi odpověď na méně časté pokusy, kdy anitem byl totožný s pokusem položky n. zadní.

Bylo ukázáno osm 80-minutových tréninků s adaptivními verzemi obou úloh n-back, aby se zlepšila aktualizace pracovní paměti. Navíc, na rozdíl od standardní úlohy n-back, bylo zjištěno, že trénování na úloze inhibitoryn-back snižuje interferenci v pracovní paměti produkovanou řečí, která není relevantní pro úlohu.

Tento výsledek naznačuje, že zvýšený požadavek na inhibiční kontrolu během tréninku umožňuje přechod na inhibici interference distraktoru, zatímco standardní úloha n-back primárně ovlivňuje aktualizaci pracovní paměti.

Tréninkové efekty se nepřenesly na inhibici prostorově nekompatibilních odpovědí v Simonově úkolu a nepřinesly žádné daleko přenosové efekty na netrénované výkonné funkce nebo měření fluidní inteligence.

Klíčová slova Trénink pracovní paměti · Úloha n-back · Inhibiční kontrola · Rušení rozptylovače · Irelevantní efekt řeči.

Přenos tréninku pracovní paměti do inhibiční kontroly sluchové distrakce

Pracovní paměť se týká kognitivního systému omezené kapacity, který umožňuje dočasné ukládání a zpracování (např. manipulaci, monitorování) informací pro podporu myšlenkových a akčních procesů (viz Baddeley 2003; Cowan 2017; Miyake a Shah 1999).

Ukázalo se, že individuální rozdíly v kapacitě pracovní paměti souvisejí s několika komplexními kognitivními nebo verbálními schopnostmi, jako je uvažování (Fry a Hale 1996; Kyllonen a Christal 1990), řešení problémů a obecná inteligence (např. Conway et al. 2003, ale viz Harrison a kol. 2013), čtení s porozuměním (Daneman a Carpenter 1980; Engle a kol. 1991) a selektivní poslech v situacích koktejlů (Conway a kol. 2001).

Porucha pracovní paměti je na druhé straně spojována s poruchami pozornosti a poruchami učení (Alloway 2009; Martinussen et al. 2005). V nedávné době několik studií prokázalo, že kapacitu pracovní paměti lze zlepšit pomocí rozsáhlého kognitivního tréninku, a to jak u dětí, tak u dospělých, což vede ke zlepšení různých kognitivních úkolů týkajících se porozumění čtení, výkonné kontroly, epizodické paměti nebo fluidní inteligence (Buschkuehl et al. 2008; Chein and Morrison 2010, Dahlin a kol.

2008, 2010; Klingberg a kol. 2002; Salminen a kol. 2012; Schmiedek a kol. 2010; Thorell a kol. 2009). Několik dobře kontrolovaných studií však nedokázalo replikovat tyto široce rozšířené přenosové efekty vyplývající z tréninku pracovní paměti (Melby-Lervåg a Hulme 2013; Redick et al. 2013; Thompson et al. 2013). Přehledy a metaanalýzy účinnosti tréninku pracovní paměti proto vyvozovaly dosti nejednotné závěry (Au a kol. 2015; Dougherty a kol. 2016; Karbach a Verhaeghen, 2014; Melby-Lervåg a kol. 2016; Melby-Lervåg a Hulme Soveri a kol. 2017; von Bastian a Oberauer 2013b). Stále probíhá diskuse o specifických kognitivních funkcích, které těží z tréninku pracovní paměti, a o tom, do jaké míry zlepšení těchto funkcí souvisejících s tréninkem vede k přesunu na netrénované úkoly, které vyžadují obecnější kognitivní schopnosti, jako je kognitivní flexibilita, řešení problémů nebo tekutá inteligence. .

Z dostupných empirických dat lze usoudit, že přenos trénování pracovní paměti je pravděpodobnější u úloh přenosu, které jsou strukturálně podobné trénovaným úlohám (blízko přenosu), než když úlohy přenosu sdílejí s trénovanou úlohou pouze několik vlastností (daleký přenos), ale stále je velmi málo pochopení přesných kognitivních mechanismů a složek pracovní paměti, které umožňují přenos (Gathercole et al. 2019; Shipstead et al. 2010; Simons et al. 2016).

Simons a kol. 2016). Většina modelů pracovní paměti rozlišuje (a) jednu nebo více vyrovnávacích pamětí nebo komponent údržby od (b) komponenty pro výkonné řízení, která umožňuje monitorování a manipulaci s uloženými informacemi (Baddeley1996, 2003; Baddeley a Hitch 1974; Engle 2002; Miyakeand Shah 1999;

Kognitivní trénovací úlohy, jako je duální úloha n-back, u které se ukázalo, že úspěšně zvyšuje kapacitu pracovní paměti (tj. počet n položek, které mají být aktualizovány v pracovní paměti; viz Jaeggi et al. 2008), obvykle vyžadují jak údržbu, tak výkonnou kontrolu (např. , aktualizace) informací v pracovní paměti, ale stále není jasné, které výkonné funkce nejvíce těží z kognitivního tréninku a jak zlepšení související s tréninkem souvisí s přenosem.

Bylo zjištěno, že aktualizace a monitorování pracovní paměti, posouvání množin (tj. kognitivní flexibilita nebo přepínání úkolů) a inhibice jsou tři hlavní funkce exekutivní kontroly, které se účastní mnoha kognitivně náročných úkolů (Miyake et al.2000), ale většina Zdá se, že studie o trénování pracovní paměti používaly úkoly, které primárně vyžadují složku aktualizace a monitorování (např. Dahlin a kol. 2008a, b; Jaeggi a kol. 2008; Kühn a kol. 2013; Lilienthal a kol. 2013; Salminen a kol. 2016).

V typickém duálním n-back úkolu jsou účastníkům předloženy dvě běžící sekvence podnětů (sluchové a vizuální), ze kterých je třeba si pouze zapamatovat položky posledních několika (n)zkoušek.

Úkolem účastníka je uvést, zda je některá ze dvou položek v aktuální studii identická s jednou z položek, které byly uvedeny přesně v předchozích zkouškách. Proto je nutné neustále monitorovat a aktualizovat informace, které mají být udržovány v pracovní paměti, ale tento úkol může také zahrnovat inhibici aktuálně irelevantních položek a přesun pozornosti mezi dvěma sekvencemi nebo modalitami stimulů.

Přesněji řečeno, bylo navrženo, že úloha n-back vyžaduje nejen kódování, ukládání a zkoušení položek, ale také vyřazení (inhibici) dříve zakódovaných položek a přemístění (aktualizaci) informací, které si mají být zapamatovány, v pracovní paměti (Postle et al., 2001).

Zatímco empirické výsledky jsou stále vzácné a také nekonzistentní, existují určité důkazy, které naznačují, že rozšířené školení o úloze duální n-back skutečně zlepšuje aktualizaci a monitorování, i když nemusí nutně zobecňovat na další funkce výkonné kontroly, jako je řazení nebo inhibice. (Dahlin et al. 2008a,b; Salminen et al. 2012; von Bastian a Oberauer 2013a).

Účelem této studie je prozkoumat, zda lze trénink pracovní paměti použít ke zvýšení inhibiční kontrolní funkce pracovní paměti. Ukázalo se, že individuální rozdíly v síle inhibiční kontroly předpovídají jak vývoj, tak pokles kognitivních schopností související s věkem (Diamond a Gilbert 1989; Hasherand Zacks 1988; Salthouse a Meinz 1995).

Tato zjištění naznačují, že inhibiční kontrola může těžit také z kognitivního tréninku, což může mít důležité důsledky zejména pro udržení inhibice ve vyšším věku. Nicméně se tvrdilo, že inhibice nemusí být aunitární mechanismus, ale týká se tří funkčně odlišných procesů (viz Friedman a Miyake 2004): (1) potlačení předem silných nebo automatických reakcí (jako v úloze Stroop; Stroop 1935), (2) inhibiční kontrola interference vytvářené irelevantními podněty (jako v úloze fanker; Eriksen a Eriksen 1974; nebo v "irelevantním zvukovém paradigmatu" Jonesand Macken 1993, a (3) inhibice informací v paměti (např. aby se zabránilo proaktivní interferenci).

Bylo zjištěno, že inhibice pre-potentních odpovědí a inhibice irelevantních stimulů (kontrola interference) mohou úzce souviset, zatímco inhibice proaktivní interference se zdá být samostatným procesem (Friedmanand Miyake 2004). I když existují určité náznaky, že lze zlepšit praxí (zejména v kombinaci s transkraniální stimulací stejnosměrným proudem; Dityeet al. 2012), je velmi málo známo o možných účincích rozšířeného tréninku pracovní paměti na jiné formy inhibiční kontroly.

Zde byly porovnány účinky dvou různých typů tréninku pracovní paměti, lišících se stupněm požadované inhibiční kontroly, pokud jde o jejich přenosové účinky na (a) schopnost potlačit pre-potentní reakce (inhibice odezvy) a (b) schopnost inhibovat interferenci z irelevantní sluchové informace (odolnost vůči sluchové distrakce).

Konkrétně jedna skupina účastníků byla trénována na standardní duální n-back úkol, který má zahrnovat primárně aktualizaci a monitorování obsahu v pracovní paměti (Braver et al. 1997; Jaeggi et al. 2007) a možná do určité míry další inhibiční kontrolu procesy, jako je inhibice irelevantních stimulačních informací (Postle et al. 2001).

Aby se experimentálně zvýšil stupeň inhibiční kontroly zahrnuté v duálním n-back, byla druhá skupina trénována na „inhibiční“ verzi duálního úkolu n-back (inhibiční n-back), ve kterém musely být dány převážně odpovědi a účastníci museli občas potlačit odezvu v závislosti na aktuální informaci uložené v pracovní paměti (tj. na "n-back trials").

Očekává se, že oba typy tréninku n-back zlepší schopnosti aktualizace pracovní paměti, které byly testovány netrénovaným úkolem vizuální aktualizace před a po tréninku (převzato z Dahlin et al. 2008a).

Kromě toho, za předpokladu, že inhibice odezvy a odolnost vůči interferenci distraktoru spolu úzce souvisejí (Friedman a Miyake 2004), lze očekávat, že jakékoli zlepšení inhibičního duálního n-back úkolu související s tréninkem vyvolá větší přenos na výkon v jiných úkolech, které vyžadují buď potlačení pre- silné reakce nebo inhibiční kontrola irelevantních stimulů ve srovnání se standardním duálním n-back úkolem s nižšími nároky na inhibici.

Proto byl přenos těchto dvou typů tréninku pracovní paměti hodnocen jak z hlediska inhibice odezvy, tak z hlediska míry interference produkované sluchovými distraktory. Kromě toho byl přenos na dálku testován pro nesouvisející exekutivní funkce (tj. přepínání úkolů) a více zobecněné kognitivní schopnosti (tj. dovednosti při řešení problémů související s fluidní inteligencí), pro které byl přenos dříve hlášen (např. Jaeggi et al. 2008).

Generalizace na inhibici odezvy byla hodnocena pomocí Simonova úkolu (Hedge a Marsh 1975), ve kterém je cíl přítomen v místě, které je buď prostorově kompatibilní, nebo nekompatibilní s umístěním odezvy.

Konkrétně u kompatibilních pokusů musí být reakce provedena rukou, která odpovídá umístění cíle (pre-silná odezva), zatímco u nekompatibilních zkoušek je třeba, aby odezva byla provedena druhou rukou a pre-silná odezva potřebuje být inhibován. Typicky jsou přírůstky doby odezvy pozorovány u nekompatibilních studií ve srovnání s kompatibilními studiemi (Simonův efekt).

Dalo by se očekávat, že inhibiční trénink pracovní paměti ovlivní inhibici odezvy: Pokud zlepšení inhibiční kontroly související s tréninkem zvýšilo schopnost potlačit pre-potentní, dominantní nebo automatické reakce (Friedman a Miyake 2004), pak by měly být pozorovány snížené Simonovy efekty. -testuje inhibiční n-back skupinu.

Kromě toho lze očekávat přenos inhibičního tréninku také na inhibiční kontrolu sluchové distrakce. Je dobře známo, že zvuky irelevantní pro úkol, jako je řeč nebo sekvence náhodných tónů, narušují výkon v úlohách sériové krátkodobé paměti (např. Colle a Welsh1976; Jones a kol. 2004; Jones a Macken 1993; LeCompteet al. 1997; Salamé a Baddeley 1982).

Zatímco tato narušení byla původně vysvětlována interferencí související s řečí podle obsahu ve „fonologické smyčce“ (Baddeley a Hitch 1974; Salamé a Baddeley 1982), později se ukázalo, že podobné narušení může způsobit také nefonologický zvuk (např. tóny Jones a Macken 1993) a bylo navrženo, že interference může být specifická pro zpracování sériového pořadí v krátkodobé paměti (např. Jones a Macken 1993, 1995).

Přesněji řečeno, podle objektově orientovaného epizodického záznamu (Jones et al. 1996) se předpokládá, že sluchové rozptýlení je produktem percepčních organizačních procesů, které umožňují segregaci a seskupování sluchových objektů (během analýzy sluchové scény; Bregman 1990 ).

Očekává se, že jakákoli změna stavu zvuku na pozadí povede k vytvoření nového sluchového objektu, který je automaticky spojen s předchozími objekty (pomocí "ukazatelů"), čímž se vytvoří uspořádaný proud.

V úloze sériového vyvolání lze použít artikulační nácvik (jako proces plánování motoru) k záměrnému vytvoření a obnovení vazeb mezi položkami, které si mají být zapamatovány, a tím umožnit údržbu a vyhledávání sériových informací. Automatické procesy organizace sluchového vnímání však tvoří další spojení mezi zvuky pro změnu stavu irelevantních úkolů, které pak interferují se záměrným motorickým plánováním a procesy zkoušení během sériového vyvolávání. V souladu s tímto rušením podle procesu (Hughes a Marsh 2017; Jones et al. 2004; Jonesand Macken 2018) bylo zjištěno, že stupeň rozptýlení se zvyšuje s velikostí (např. vzdálenost mezi jednotlivými tóny; Jones et al. 1999) a počet změn mezi po sobě jdoucími auditivními událostmi, které nejsou relevantní pro daný úkol, v daném časovém intervalu (tj. efekt slovo/tokendose; Bridges a Jones 1996; Tremblay a Jones1998, Exp. 5). Navíc bylo zjištěno, že zvuk měnícího se stavu (řeč nebo měnící se tóny) narušuje výkon v úloze sériového vyvolání, ale ne v úlohách, které nevyžadují sériové zpracování pořadí (např. „úloha chybějící položky“; Beaman a Jones1997; Hughes et al. 2007, Jones a Macken 1993, pokud účastníci náhodou nepřijmou strategii sériového zkoušení (Beaman a Jones 1998; Hughes a Marsh 2020b).

Kromě tohoto specifického zásahu do sériového zpracování objednávky bylo nedávno navrženo, že sluchové rozptýlení může vzniknout také ze zachycení pozornosti, přičemž smysluplné nebo akusticky se odchylující zvuky odvádějí pozornost od ústředního úkolu (viz „účet duplexního mechanismu“; Hughes 2014 Hughes a kol.

Na rozdíl od interference-by-process se tato forma rozptýlení zdá být méně specifická pro zpracování sériového řádu (ovlivňující výkon také v nesériových úlohách krátkodobé paměti; např. „úloha chybějících položek“, Hughes et al. 2007 Vachon et al. 2017) a může být náchylnější ke kognitivní kontrole než interferenci po procesu (Hughes et al. 2013; Hughesand Marsh 2020a).

Navíc bylo hlášeno, že stupeň zachycení pozornosti vyvolaný sluchovými devianty, ale nikoli efekt změny stavu (indikující interferenci procesem), souvisel s kapacitou pracovní paměti účastníka (Hughes a kol. 2013; Sörqvist a kol. 2010 )(ale viz Körner et al. 2017).

Není zcela jasné, do jaké míry je rušivý účinek irelevantní řeči na sériové vyvolání způsoben akustickou interferencí se zpracováním sériového pořadí a zachycením pozornosti, ale existují důkazy naznačující, že alespoň smysluplná řeč (např. celé věty ve srovnání se seznamy měnících se -stavové slabiky nebo slova) mohou narušit výkon prostřednictvím obou mechanismů (viz Bellet al. 2017; Hughes a Marsh 2020b).

Navíc zjištění o sníženém narušení sériového vybavování (1) po opakované prezentaci stejného proudu irelevantní řeči (tj. návyku; Banbury a Berry 1997; Bell et al. 2012), (2) u nevidomých posluchačů se zlepšenými schopnostmi sluchového zpracování (Kattner a Ellermeier 2014) a (3) po specifickém tréninku sluchové pozornosti (Kattner a Ellermeier 2020) naznačují, že rušivý účinek irelevantní řeči lze částečně připsat odklonu pozornosti.

V této studii byl přenos kognitivního tréninku posuzován z hlediska rušivého účinku řeči, která není relevantní pro úkol, ve srovnání s hlukem na sériové vyvolávání.

Pokud by rušivý účinek řeči závisel na obecné kapacitě pracovní paměti, pak by se dalo očekávat, že jak kognitivní trénink s duální úlohou n-back sníží rozptýlení.

Na rozdíl od toho, pokud sluchová distrakce konkrétně souvisela s inhibiční kontrolou irelevantního zvuku, pak by trénink inhibitory-back měl vést k většímu utlumení sluchové distrakce než standardní trénink n-back s menšími nároky na inhibiční kontrolu. Konkrétně trénink inhibičních zad může zvýšit schopnost odolat nebo vyřešit interferenci z vnějšího prostředí (Friedman a Miyake 2004).

V souladu s duplexním mechanismem sluchového rozptýlení by se dalo tvrdit, že zachycení pozornosti irelevantní řečí pravděpodobně závisí na inhibiční kontrole, zatímco narušení způsobené měnícím se stavem zvuku (v irelevantní řeči) by nemělo záviset na žádné formě kognitivní kontroly. (Hughes 2014; Hughes et al. 2013).

Proto lze očekávat, že zvýšená inhibiční kontrola (nebo odolnost vůči interferenci z vnějšího prostředí) zabrání odvádění pozornosti irelevantní řečí, zatímco pravděpodobně nekontrolovatelné narušení způsobené měnící se povahou řeči by mělo zůstat.

Nácvik inhibiční kontroly by tak měl vést k útlumu, nikoli však k úplnému odstranění irelevantního řečového efektu. Alternativně by se také dalo tvrdit, že zvýšená inhibiční kontrola irelevantního zvuku s měnícím se stavem (např. inhibice tvorby irelevantních sluchových proudů) může snížit specifickou interferenci mezi sluchovým seskupením a procesem sériovosti, což by pak mohlo vést k silnějšímu zeslabení nebo dokonce k odstranění irelevantní efekt řeči.

Kromě přenosových efektů na výkonnostní úkoly, které zahrnují podobné výkonné funkce jako tréninkové úkoly – aktualizace pracovní paměti, potlačení prepotentních reakcí (Simonův efekt) a odolnost vůči interferenci irelevantní řečí – tato studie testovala také možnost efektů vzdáleného přenosu. na (a) časových nákladech vyplývajících z přepínání úkolů (ukazujících kognitivní schopnosti posouvat sady; Rogers a Monsell 1995) a (b) schopnostech řešit obecné problémy, které souvisejí s fluidní inteligencí (Jaeggi et al. 2008).

For more information:1950477648nn@gmail.com