استخدام اختبار الممارسة، والتحدث العام، ومراقبة المصادر لدراسة تأثيرات استراتيجيات التعلم والإجهاد على الذاكرة العرضية
Summary
وقد جمعت التجربة الحالية بين ثلاثة إجراءات تجريبية – تلاعب في التعلم من خلال الممارسة الاسترجاعية، ومهمة قائمة التمييز، وتقنية الحث على الإجهاد – لدراسة تأثيرات استراتيجيات التعلم المختلفة والإجهاد الحاد على تدابير متعددة من الذاكرة العرضية.
Abstract
وقد أظهرت البحوث السابقة أن تعلم المعلومات من خلال ممارسة الاسترجاع، الذي ينطوي على دراسة وإجراء اختبارات الممارسة، أدى إلى ضعف أقل في الذاكرة تحت الضغط من معلومات التعلم عن طريق الدراسة المتكررة. وقد جمعت التجربة الحالية بين ثلاثة إجراءات تجريبية لمواصلة دراسة آليات الذاكرة الكامنة وراء فعالية ممارسة الاسترجاع في سياق الإجهاد. ونُفذت مهمة قائمة التمييز، حيث تعلم المشاركون قائمتين واضحتين للكلمة. وقد اقترن ذلك بالتلاعب بممارسات الاسترجاع، حيث شارك نصف المشاركين في اختبار الممارسة وانخرط نصفهم في الدراسة التقليدية أثناء التعلم. وبعد أسبوع، خضع المشاركون لتحريض الإجهاد، باستخدام اختبار الإجهاد الاجتماعي ترير. قبل وبعد الحث على الإجهاد، أكمل المشاركون اختبارات الذاكرة المنقطعة والمصدر (أي التمييز في القائمة). الجمع بين هذه الإجراءات الثلاثة أسفرت عن نتائج إعلامية: ممارسة استرجاع, في سياق الإجهاد, تحسين ذاكرة البند ولكن ليس الذاكرة المصدر بالنسبة للدراسة التقليدية. وتناقش القيود والاتجاهات المستقبلية لاستخدام هذه المنهجية.
Introduction
حالات الإجهاد النفسي الحاد عموما يضعف استرجاع الذاكرة1. على سبيل المثال، يؤدي أداء مهمة عالية الضغط للتحدث العام إلى تقليل مقدار المعلومات التي يمكن للأفراد تذكرها لاحقًا2و3و4 و5و6. ويعزى هذا الاستنتاج الشائع إلى حد كبير إلى التأثير العصبي لهرمون الإجهاد البشري الكورتيزول. عندما يتم زيادة مستويات الكورتيزول بعد الإجهاد, الكورتيزول يربط مستقبلات الجلوكوكورتيكويد في الحصين7,8, ضعف تذكر المعلومات المستفادة سابقا9.
في الأبحاث الأخيرة، تم القضاء على الآثار الضارة للإجهاد على استرجاع الذاكرة عندما درس المشاركون المحفزات باستخدام الممارسة الفعالة للغاية لاسترجاع استراتيجية التعلم10. وقد تعلم المشاركون إما قائمة كلمات عبر دراسة متكررة، أو عن طريق الدراسة تليها عدة محاولات للتذكير الحر بالكلمات (أي ممارسة الاسترجاع). بعد يوم واحد، عندما تم اختبار الذاكرة بعد الحث الإجهاد، أولئك الذين تعلموا عن طريق دراسة متكررة تذكر كلمات أقل من نظرائهم غير المجهدة، في حين أن أولئك الذين تعلموا عن طريق الاختبارات المتكررة أظهرت أي ضعف الذاكرة.
لفهم أفضل لماذا استرداد الممارسة حتى بشكل فعال التخزين المؤقت الذاكرة ضد الآثار الضارة من الإجهاد الحاد، فمن المفيد أن نلقي نظرة فاحصة على عمليات الذاكرة التي تتأثر. الدراسة السابقة ببساطة درست ذاكرة البند من خلال وجود المشاركين تذكر الكلمات التي تعلموها10. وفي هذه الدراسة، تم فحص الذاكرة المصدرية بعناية أكبر لتحديد ما إذا كانت ممارسة الاسترجاع تدعم أيضا الذاكرة للسياق الذي تم فيه تعلم كل عنصر. وقد استرشد هذا النهج ببحوث تبين أن ممارسة الاسترجاع تزيد من الذاكرة بالنسبة للمعلومات السياقية المرتبطة بحلقة تعليمية معينة (على سبيل المثال، عندما يتم تعلم كل بند، حيث تم تعلم كل بند)11.
ولتحديد كيفية تفاعل ممارسة الاسترجاع مع الإجهاد الحاد للتأثير على كل من العنصر والذاكرة المصدرية، كان من الضروري الجمع بين ثلاثة إجراءات تجريبية. أولاً، تم تنفيذ تلاعب نموذجي في ممارسات الاسترجاع حيث درس المشاركون المحفزات عدة مرات أو شاركوا في الدراسة تليها عملية استدعاء مجانية. ثانياً، استخدمت مهمة التمييز في القائمة لفحص الذاكرة البنود والمصدر على حدة. وشمل ذلك أن يتعلم المشاركون المحفزات من قائمتين منفصلتين مؤقتتين ومرمزتين بالألوان يمكن التمييز بينهما في اختبار ذاكرة لاحق. ثالثاً، تم استخدام طريقة شائعة الاستخدام للحث النفسي للإجهاد، حيث يجب على المشاركين إلقاء خطاب قصير وحل مشاكل الرياضيات أثناء الحكم عليهمفي 12.
Protocol
Representative Results
Discussion
ترتبط الذكريات العرضية بالمعلومات السياقية. للحصول على فهم أعمق لكيفية تأثير الإجهاد النفسي واستراتيجيات التعلم المختلفة على الذاكرة العرضية، من المهم النظر في كيفية تأثير هذه المتغيرات على العناصر السياقية للذاكرة. السياق المقترنة مع الذاكرة (على سبيل المثال، حيث تم الحصول على الذاكرة، عندما تم الحصول عليها) يمكن فحصها بطرق كثيرة بلا حدود. وقد خطت هذه البرتوكول خطوة إلى الأمام في دراسة الذاكرة من أجل السياق باستخدام مهمة قائمة التمييز، التي تقيّم مصدر ذاكرة معينة. وسمحت التشكيلة الجديدة لمهمة التمييز القائمة مع الحث على الإجهاد والتلاعب بترميز الممارسة الاسترجاعية لاختبار آليات الذاكرة الكامنة وراء فعالية ممارسة الاسترجاع لتخزين الذاكرة ضد الإجهاد الحاد10 .
وقد ينظر الباحثون في المستقبل في تعديل التلاعب بممارسات الاسترجاع المستخدم في هذا البروتوكول. وكما ورد في النتائج، لم يذكر المشاركون في مجموعة ممارسات الاسترجاع سوى حوالي 25 في المائة من بنود قائمة الكلمات خلال محاولات الاستدعاء الحر التي قاموا بها في الجلسة الأولى. وهذا المستوى المنخفض من الأداء ليس مثاليا ً سواء من الناحية التجريبية أو عمليا، رغم أن تقييد نسبة الضرب المستخدم في هذا البروتوكول قد أتاح إجراء فحص مجد لفعالية ممارسة الاسترجاع. وللاتساق مع المؤلفات السابقة10،فإن البروتوكول الحالي يتطلب أن تقوم مجموعة ممارسات الاسترجاع ببساطة بدراسة كل قائمة كلمات مرة واحدة ثم تقوم بمحاولات استدعاء حرة دون تعليقات لاحقة أو إعادة تعريض للمحفزات. ومع ذلك، تشير الأبحاث إلى أن ممارسة الاسترجاع تؤدي إلى تعلم أكثر قوة عندما يتم إعطاء المشاركين ردود فعل حول أدائهم خلال محاولات الاسترداد الممارسة24 وعندما يتم إعادة تعرض المشاركين للمحفزات بين كل محاولة استرجاع الممارسة25. وهكذا، قد ينطوي التلاعب في ممارسات الاسترداد الأكثر فعالية على دورات متعددة من الدراسة، واختبار الاستدعاء الحر، والتغذية المرتدة فيما يتعلق بالصحة.
ولم يكن إجراء التمييز في القائمة المستخدم في هذه التجربة فعالاً إلى حد ما، نظراً إلى أن بعض المشاركين أظهروا أداء على مستوى الحظوظ. وقد استعارت هذه المهمة من البحوث السابقة، التي تم اختبار الذاكرة المصدر في غضون دقائق من عملية ترميز قائمة الكلمات26،27. وقد يكون التأخير الذي كان لمدة أسبوع واحد بين اختبار الترميز والذاكرة الذي تم تنفيذه في هذا البروتوكول قد أسهم في أداء التمييز القائم على القائمة على مستوى الفرصة. وبالتالي، ولتحسين أداء التمييز القائم على القائمة بحيث تصبح أي آثار لممارسة الإجهاد والاسترجاع أكثر وضوحاً، قد ينظر الباحثون في المستقبل في تقصير فترة الاحتفاظ بين الترميز والاختبار. ومع ذلك، قد يكون الفاصل الزمني لمدة أسبوع واحد المستخدم في هذا البروتوكول مرغوبا ً لأنه يحاكي ظروف أكثر واقعية (على سبيل المثال، تعلم المعلومات اليوم والتذكير بها بعد أسبوع من الآن). للحفاظ على هذا التأخير ولكن تحسين قدرة المشاركين على التمييز بين العناصر المستفادة من قائمتي الكلمات اثنين، قد يفكر الباحثون في جعل الحلقتين الترميز (أي تعلم قائمتين) أكثر تميزا. كأمثلة، يمكن فصل ترميز قائمتي الكلمات بفاصل زمني أطول أو يمكن ترميز قوائم الكلمات في مواقع فعلية مختلفة.
وبالإضافة إلى القيود المفروضة على بروتوكولات الممارسة الاسترجاعية وقائمة التمييز، أظهر إجراء الحث على الإجهاد المستخدم في هذه التجربة فعالية محدودة. أظهر المشاركون زيادة معتدلة فقط في الكورتيزول عبر القياسات الثلاثة. لأن هذه الطريقة الدقيقة للحث الإجهاد قد تسبب بنجاح أقوى استجابات الإجهاد في التجارب السابقة28,29, النتائج الحالية من المرجح أن يرجع إلى الاختلافات عينة بدلا من نموذج غير فعال. النساء, ولا سيما أولئك الذين يتناولون وسائل منع الحمل عن طريق الفم, غالبا ما تظهر استجابة الكورتيزول الحد ة لstressors الحاد15. ووظفت هذه الدراسة عينة من الإناث إلى حد كبير (73 في المائة من الإناث)، ربما تكون قد أسهمت في انخفاض الكورتيزول بعد الإجهاد على مستوى المجموعة. هناك عدة خيارات للتحكم في هذه المشكلة. قد يختار الباحثون في المستقبل لتوظيف عينة للذكور فقط30،وتشملالجنس كمتغير مستقل في التحليلات الإحصائية 4، أو تشمل استخدام وسائل منع الحمل ومرحلة الدورة الشهرية كمتغيرات في التحليلات على الكورتيزول1. غير أن هذه الخيارات تتطلب اعتبارات إضافية. وتحد الأولى من إمكانية تعميم النتائج، وتتطلب الثانية والثالثة أحجام اعيّنة أكبر لمراعاة إضافة المتغيرات إلى النموذج الإحصائي.
وينبغي النظر في إدخال بعض التغييرات المنهجية الإضافية. أولاً، لتحسين خريطة زيادة ما بعد الإجهاد في الكورتيزول وفترة الانتعاش اللاحقة، يجب على الباحثين جمع المزيد من عينات اللعاب. على سبيل المثال، يختار بعض الباحثين لجمع عينات كل 5-10 دقيقة بعد ظهور الإجهاد لمدة تصل إلى ساعة واحدة بعد الحث الإجهاد31. ثانياً، قد يفكر الباحثون في التلاعب بالإجهاد بين المواضيع. وفي تصميم التدابير المتكررة الحالي، يمكن أن تخلط مسائل مثل إرهاق المشاركين بين المشاركين آثار الإجهاد التي لوحظت. ومن شأن تصميم المواضيع الفاصلة بين المواضيع مع مجموعة مراقبة غير مرهقة أن يقضي على هذه المسائل المحتملة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن فعل استرجاع المواد في اختبار ما قبل الإجهاد ربما يكون قد أضفى فوائد على ممارسات الاسترجاع في اختبار ما بعد الإجهاد، مما يقلل بفعالية من فوائد التلاعب بترميز ممارسات الاسترجاع. ومن شأن التلاعب بين المواضيع من الإجهاد، ويضم اختبار ذاكرة واحد فقط (بعد الإجهاد)، القضاء على هذه المشكلة المحتملة. ثالثا، يجب على الباحثين النظر في التأثير العاطفي لمهمة تشتيت تنفيذها بين الحث الإجهاد واختبار الذاكرة خلال الدورة 2. وجود المشاركين مشاهدة المسرحية الهزلية (أي مكتب)قد تحفز مزاج إيجابي. ومن شأن إدراج مقياس ما بعد الكستمنت لمزاج المشاركين أن يوفر فهماً أكثر دقة لكيفية تأثير المزاج والإجهاد الفسيولوجي على أداء الذاكرة اللاحقة. وكملاحظة أخيرة، ينبغي إضافة مقياس أساسي إضافي لقلق الدولة إلى بداية الجلسة الأولى في هذا البروتوكول. ولدراسة ما إذا كانت الممارسة الدراسية وممارسة الاسترجاع تؤثر انتفاجيا على مستويات القلق أثناء عملية ترميز الجلسة الأولى، فإن هذا التدبير الأولي ضروري للمقارنة بالقياس الذي يتم اتخاذه في نهاية الجلسة الأولى.
استخدم هذا البروتوكول مزيجا ًا ً جديداً من ثلاثة إجراءات تجريبية – التلاعب بممارسات استرجاع البيانات، ومهمة التمييز القائمة، وتقنية الحث على الإجهاد في نظام TSST – لدراسة آلية ذاكرة محتملة واحدة تقوم عليها فعالية الممارسة الاسترجاع في خلق ذكريات مقاومة للإجهاد. وأظهرت نتائج هذه المنهجية أنه في سياق الإجهاد، حسنت ممارسة الاسترجاع الذاكرة للعناصر التي تم تعلمها ولكنها لم تحسن الذاكرة لمصدر العناصر. وتتحدث هذه النتائج عن فعالية الجمع بين هذه الإجراءات للتحقيق في المسائل المتعلقة بممارسة الاسترجاع، والعناصر السياقية للذاكرة العرضية، و/أو الإجهاد النفسي الحاد. وينبغي أن تنظر البحوث المقبلة التي تبحث في المسائل المتصلة بواحد أو أكثر من هذه المواضيع في استخدام هذه التقنيات، ولكن مع إيلاء الاهتمام للتعديلات المبينة أعلاه.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم تمويل هذا العمل من قبل مركز الجنود التابع لقيادة تطوير القدرات القتالية التابعة للجيش الأمريكي. الآراء المعرب عنها في هذه المقالة هي فقط آراء المؤلفين ولا تعكس السياسات أو المواقف الرسمية للجيش الأمريكي، أو وزارة الدفاع، أو أي إدارة أو وكالة أخرى في الحكومة الأميركية. ويشكر المؤلفان آبي غانتنر على مساعدتها في جمع البيانات.
Materials
| Blank paper | N/A | N/A | Paper is given to participants for speech preparation during stress induction |
| Clipboard equipped with blank sheets of paper and a list of 50 math subtraction tasks with answers (e.g., 4782 – 17). | N/A | N/A | The experimenter holds the clipboard during stress induction. (S)he takes notes on the blank paper during participants' speeches, and refers to the math problems for the math-subtraction portion of stress induction. |
| Computers (two) | N/A | N/A | Necessary for presenting stimuli, administering memory tests, and recording participants' responses. |
| Crovial storage box (recommended) | N/A | N/A | Helpful for storing saliva samples until the time of analysis. |
| Cryovials (2 mL) | N/A | N/A | Needed for collection of saliva samples for cortisol analysis. The present paradigm required three cryovials per participant. |
| Cubicle desks with chairs (two of each) | N/A | N/A | Cubicles are helpful for limiting distractions during encoding and memory testing. |
| Freezer | N/A | N/A | Needed for storing saliva samples until the time of analysis. Freezer must maintain a temperature of approximately 0 degrees fahrenheit. |
| Smoothie-sized straws | N/A | N/A | Helpful for passing saliva from the mouth into each cryovial. |
| Stimulus presentation software (recommended) | E-Prime 3.0 (recommended) | Helpful for precision in stimulus presentation (e.g., 2 s presentation rate for words during experimental session 1) and video presentation (e.g., Planet Earth during session 1). Also helpful for administration of recognition tests and recording participant responses (session 2). | |
| The State Trait Inventory for Cognitive and Somatic Anxiety | N/A | N/A | Necessary for assessing subjective stress. Borrowed from Grös, Antony, Simms, and McCabe (2007). |
| Video camera with tripod | N/A | N/A | Necessary for stress-induction procedure. Camera needs to appear to record participants, but does not need to be capable of recording. |
References
- Shields, G. S., Sazma, M. A., McCullough, A. M., Yonelinas, A. P. The effects of acute stress on episodic memory: a meta-analysis and integrative review. Psychological Bulletin. 143 (6), 636-675 (2017).
- Buchanan, T. W., Tranel, D. Stress and emotional memory retrieval: effects of sex and cortisol response. Neurobiology of Learning and Memory. 89 (2), 134-141 (2008).
- Domes, G., Heinrichs, M., Rimmele, U., Reichwald, U., Hautzinger, M. Acute stress impairs recognition for positive words–association with stress-induced cortisol secretion. Stress: The International Journal on the Biology of Stress. 7 (3), 173-181 (2004).
- Hidalgo, V., et al. Acute stress affects free recall and recognition of pictures differently depending on age and sex. Behavioral Brain Research. 292, 393-402 (2015).
- Kuhlmann, S., Piel, M., Wolf, O. T. Impaired memory retrieval after psychosocial stress in healthy young men. Journal of Neuroscience. 25 (11), 2977-2982 (2005).
- Merz, C. J., Wolf, O. T., Hennig, J. Stress impairs retrieval of socially relevant information. Behavioral Neuroscience. 124 (2), 288-293 (2010).
- Lovallo, W. R., Robinson, J. L., Glahn, D. C., Fox, P. T. Acute effects of hydrocortisone on the human brain: An fMRI study. Psychoneuroendocrinology. 35 (1), 15-20 (2010).
- Reul, J. M., de Kloet, E. R. Two receptor systems for corticosterone in rat brain: Microdistribution and differential occupation. Endocrinology. 117 (6), 2505-2511 (1985).
- Gagnon, S. A., Waskom, M. L., Brown, T. I., Wagner, A. D. stress impairs episodic retrieval by disrupting hippocampal and cortical mechanisms of remembering. Cerebral Cortex. 162, 1-18 (2018).
- Smith, A. M., Floerke, V. A., Thomas, A. K. Retrieval practice protects memory against acute stress. Science. 354 (6315), 1046-1048 (2016).
- Karpicke, J. D., Lehman, M., Aue, W. R., Ross, B. H. Retrieval-based learning: An episodic context account. The Psychology of Learning and Motivation. , 237-284 (2014).
- Kirschbaum, C., Pirke, K., Hellhammer, D. H. The “trier social stress test”: A tool for investigating psychobiological stress responses in a laboratory setting. Neuropsychobiology. 28 (1-2), 76-81 (1993).
- Smith, A. M., Race, E., Davis, F. C., Thomas, A. K. Retrieval practice improves item memory but not source memory in the context of stress. Brain and Cognition. , (2018).
- Faul, F., Erdfelder, E., Lang, A. G., Buchner, A. G*Power 3: A flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences. Behavioral Research Methods. 39, 175-191 (2007).
- Kajantie, E., Phillips, D. I. W. The effects of sex and hormonal status on the physiological response to acute psychosocial stress. Psychoneuroendocrinology. 31 (2), 151-178 (2006).
- Weitzman, E. D., et al. Twenty-four hour pattern of the episodic secretion of cortisol in normal subjects. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 33 (1), 14-22 (1971).
- Warriner, A. B., Kuperman, V., Brysbaert, M. Norms of valence, arousal, and dominance for 13,915 English lemmas. Behavior Research Methods. 45, 1191-1207 (2013).
- Brysbaert, M., New, B. Moving beyond Kucera and Francis: A critical evaluation of current word frequency norms and the introduction of a new and improved word frequency measure for American English. Behavior Research Methods. 41 (4), 977-990 (2009).
- Schneider, W., Eschman, A., Zuccolotto, A. E-Prime user’s guide. Psychology Software Tools. , (2001).
- von Dawans, B., Kirschbaum, C., Heinrichs, M. The Trier Social Stress Test for Groups (TSST-G): A new research tool for controlled simultaneous social stress exposure in a group format. Psychoneuroendocrinology. 36 (4), 514-522 (2011).
- Dickerson, S. S., Kemeny, M. E. Acute stressors and cortisol responses: A theoretical integration and synthesis of laboratory research. Psychological Bulletin. 130 (3), 355-391 (2004).
- Skoluda, N., et al. Intra-individual psychological and physiological responses to acute laboratory stressors of different intensity. Psychoneuroendocrinology. 51, 227-236 (2015).
- Grös, D. F., Antony, M. M., Simms, L. J., McCabe, R. E. Psychometric properties of the state-trait inventory for cognitive and somatic anxiety (STICSA): Comparison to the state-trait anxiety inventory (STAI). Psychological Assessment. 19 (4), 369-381 (2007).
- Kang, S. H. K., McDermott, K. B., Roediger, H. L. Test format and corrective feedback modify the effect of testing on long-term retention. European Journal of Cognitive Psychology. 19 (4-5), 528-558 (2007).
- Tulving, E. The effects of presentation and recall of material in free-recall learning. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior. 6, 175-184 (1967).
- Brewer, G. A., Marsh, R. L., Meeks, J. T., Clark-Foos, A., Hicks, J. L. The effects of free recall testing on subsequent source memory. Memory. 18 (4), 385-393 (2010).
- Chan, J. C. K., McDermott, K. B. The testing effect in recognition memory: A dual process account. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 33 (2), 431-437 (2007).
- Smith, A. M., Davis, F. C., Thomas, A. K. Criterial learning is not enough: Retrieval practice is necessary for improving post-stress memory accessibility. Behavioral Neuroscience. 132 (3), 161-170 (2018).
- Smith, A. M., Hughes, G. H., Davis, F. C., Thomas, A. K. Acute stress enhances general-knowledge semantic memory. Hormones and Behavior. 109, 38-43 (2019).
- Domes, G., Heinrichs, M., Rimmele, U., Reichwald, U., Hautzinger, M. Acute stress impairs recognition for positive words–association with stress-induced cortisol secretion. Stress: The International Journal on the Biology of Stress. 7 (3), 173-181 (2004).
- Pulopulos, M. M., Almela, M., Hidalgo, V., Villada, C., Puig-Perez, S., Salvador, A. Acute stress does not impair long-term memory retrieval in older people. Neurobiology of Learning and Memory. 104, 16-24 (2013).
