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Behavior

Verwenden von Praxistests, öffentlichem Sprechen und Quellenüberwachung zur Untersuchung der Einflüsse von Lernstrategien und Stress auf episodisches Gedächtnis

Published: June 14, 2019
doi:
10.3791/60026
, , ,
1Center for Applied Brain and Cognitive Sciences,Tufts University, 2Department of Psychology,Tufts University, 3U.S. Army Combat Capabilities Development Command (CCDC) Soldier Center

Summary

Das vorliegende Experiment kombinierte drei experimentelle Verfahren – eine Lernmanipulation in der Abrufpraxis, eine Aufgabe der Listendiskriminierung und eine Stress-Induktionstechnik –, um die Einflüsse verschiedener Lernstrategien und akuter Belastung zu untersuchen. mehrere Messungen des episodischen Gedächtnisses.

Abstract

Frühere Untersuchungen zeigten, dass das Erlernen von Informationen über die Abrufpraxis, die das Studium und die Teilnahme an Praxistests beinhaltet, zu weniger Gedächtnisstörungen unter Stress führte als das Erlernen von Informationen durch wiederholtes Studium. Das vorliegende Experiment kombinierte drei experimentelle Verfahren, um die Gedächtnismechanismen, die der Wirksamkeit der Abrufpraxis im Kontext von Stress zugrunde liegen, weiter zu untersuchen. Es wurde eine Aufgabe zur Listendiskriminierung implementiert, bei der die Teilnehmer zwei unterschiedliche Wortlisten erlernten. Dies wurde mit einer Manipulation der Retrieval-Praxis kombiniert, da die Hälfte der Teilnehmer an Praxistests und die Hälfte am konventionellen Lernen während des Lernens beteiligt war. Eine Woche später wurden die Teilnehmer mit dem Trierer Sozialstresstest einer Stressinduktion unterzogen. Vor und nach der Stressinduktion absolvierten die Teilnehmer Tests des Element- und Quellspeichers (d. h. die Diskriminierung auf der Liste). Die Kombination dieser drei Verfahren führte zu informativen Ergebnissen: Abrufpraxis, im Kontext von Stress, verbesserter Elementspeicher, aber nicht Quellspeicher im Vergleich zu herkömmlichen Studien. Einschränkungen und zukünftige Richtungen für die Anwendung dieser Methodik werden diskutiert.

Introduction

Fälle von akutem psychischem Stress beeinträchtigen in der Regel den Gedächtnisabruf1. Beispielsweise reduziert die Ausführung einer öffentlich-öffentlichen Hochdruckaufgabe die Menge an Informationen, an die sich Personen anschließend erinnern können2,3,4,5,6. Dieser gemeinsame Befund wird weitgehend auf den neuronalen Einfluss des menschlichen Stresshormons Cortisol zurückgeführt. Wenn Cortisolspiegel nach Stress erhöht werden, Cortisol bindet an Glukokortikoid-Rezeptoren im Hippocampus7,8, beeinträchtigt die Erinnerung an zuvor gelernte Informationen9.

In neuerer Forschung, die nachteiligen Auswirkungen von Stress auf Gedächtnis-Retrieval wurden eliminiert, wenn die Teilnehmer untersucht enden Reize mit der hochwirksamen Lernstrategie Retrieval Praxis10. Die Teilnehmer erlernten entweder eine Wortliste durch wiederholtes Studium oder durch Studium, gefolgt von mehreren Versuchen, sich frei an die Wörter zu erinnern (d. h. die Abrufpraxis). Einen Tag später, als das Gedächtnis nach der Stressinduktion getestet wurde, erinnerten sich diejenigen, die durch wiederholtes Studium lernten, an weniger Wörter als ihre nicht gestressten Gegenstücke, während diejenigen, die durch wiederholte Tests lernten, keine Gedächtnisstörung zeigten.

Um besser zu verstehen, warum abrufpraxis so effektiv gepuffert Speicher gegen die schädlichen Auswirkungen von akutem Stress, Es ist hilfreich, einen genaueren Blick auf die Speicherprozesse betroffen zu nehmen. Die vorherige Studie untersuchte einfach das Elementgedächtnis, indemdie Teilnehmer sich an die Wörter erinnerten, die sie 10 gelernt hatten. In der vorliegenden Studie wurde das Quellgedächtnis sorgfältiger untersucht, um festzustellen, ob die Abrufpraxis auch speicherfür den Kontext unterstützt, in dem jedes Element erlernt wurde. Dieser Ansatz wurde durch Untersuchungen informiert, die zeigten, dass die Abrufpraxis das Gedächtnis für kontextbezogene Informationen erhöht, die mit einer bestimmten Lernepisode verbunden sind (z. B. wenn jedes Element erlernt wurde, wo jedes Element gelernt wurde)11.

Um zu bestimmen, wie die Abrufpraxis mit akuter Belastung interagiert, um sowohl den Element- als auch den Quellspeicher zu beeinflussen, mussten drei experimentelle Verfahren kombiniert werden. Zunächst wurde eine Standard-Retrieval-Praxis-Manipulation eingeführt, bei der die Teilnehmer entweder mehrmals Reize studierten oder sich mit dem Studium beschäftigten, gefolgt von freiem Rückruf. Zweitens wurde eine Aufgabe zur Listendiskriminierung verwendet, um Element- und Quellspeicher getrennt zu untersuchen. Dabei mussten die Teilnehmer Reize aus zwei zeitlich getrennten und farbcodierten Listen lernen, die bei einem späteren Gedächtnistest unterschieden werden konnten. Drittens wurde eine häufig verwendete Methode der psychologischen Stressinduktion verwendet, bei der die Teilnehmer eine kurze Rede halten und mathematische Probleme lösen müssen, während sie als12beurteilt werden.

Protocol

Diese Forschung wurde in Übereinstimmung mit den aktuellen medizinischen Standards der American Psychological Association (APA) durchgeführt und vom Tufts University Social, Behavioral & Educational Research Institutional Review Board genehmigt. HINWEIS: Das Experiment, über das in diesem Manuskript berichtet wird, wurde zuvor an anderer Stelle veröffentlicht13. 1. Rekrutierung, Screening und Terminplanung für Teilnehmer Führen Sie eine Leistungsanalyse durch, um die Stichprobengröße zu bestimmen, die erforderlich ist, um die gewünschte Leistung zu erzielen, und um die erwartete Effektgröße zu ermitteln. Das kostenlose Softwarepaket G*Power14 ist für diesen Schritt nützlich. Wählen Sie nach dem Öffnen von G*Power F-Tests aus dem Dropdown-Menü Testfamilie aus. Wählen Sie ANOVA: Wiederholte Kennzahlen, innerhalb der Interaktion aus dem Dropdown-Menü “Statistischer Test”. Wählen Sie die Option A priori aus dem Dropdown-Menü Typ der Leistungsanalyse aus. Geben Sie die vorhergesagte Effektgröße in das Feld Effektgröße f ein. Geben Sie den gewünschten Alpha-Wert in das Feld “err prob” ein. Geben Sie den gewünschten Leistungswert in das Feld Power (1-a err prob) ein. Geben Sie 2 in das Feld Anzahl der Gruppen ein. Geben Sie 2 in das Feld Anzahl der Messungen ein. Geben Sie 0.7 in den Corr unter Rep-Maßnahmen-Feld 13ein. Klicken Sie unten rechts im Fenster auf Berechnen. Die für das Experiment benötigte Gesamtstichprobengröße wird im Feld Gesamtstichprobengröße angezeigt. Rekrutieren Sie 10-20 Teilnehmer, die über die empfohlene Stichprobengröße hinausgehen, um Teilnehmerfehler oder -abbrecher zu berücksichtigen. Rekruten teilnehmer im gewünschten Altersbereich (z.B. 18-24 Jahre alt), die Muttersprachler sind, sind nicht farbblind und haben ein normales oder korrigiertes Sehvermögen. Wenn Sie an einer repräsentativen Stichprobe interessiert sind, rekrutieren Sie sowohl männliche als auch weibliche Teilnehmer.ANMERKUNG: Frauen zeigen manchmal eine abgestumpfte Cortisol-Reaktion auf psychischen Stress, insbesondere wenn sie sich in der Follikelphase ihres Menstruationszyklus oder bei der Einnahme oraler Kontrazeptiva15befinden. Erwägen Sie die Messung/Kontrolle der weiblichen Verwendung von Kontrazeptiva und Menstruationszyklusphase (dies wurde in der vorliegenden Studie nicht durchgeführt). Stellen Sie bei der Planung sicher, dass die Teilnehmer an beiden Testsitzungen teilnehmen können, die jeweils etwa 1 H sind und eine Woche voneinander entfernt stattfinden. Planen Sie Teilnehmer in Zweiergruppen, um die Peer-Evaluierung während der Stressinduktion zu erleichtern. Um sicherzustellen, dass Cortisolproben nicht durch die Verwendung von Stimulanzien verzerrt werden, bitten Sie die Teilnehmer, vor jeder Versuchssitzung 6 h lang auf stimulierende Mittel (z. B. Koffein, Nikotin) zu verzichten. Um eine Kontamination von Speichelproben zu vermeiden. Bitten Sie die Teilnehmer außerdem, vor jeder Sitzung 1 H auf Essen oder Trinken (neben Wasser) zu verzichten. Weisen Sie die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip einer der beiden Lerngruppen zu: Studienpraxis oder Abrufpraxis. Planen Sie alle Teilnehmer während ungefähr der gleichen Tageszeit (z. B. alle Morgentests oder alle Abendtests) zur Kontrolle der Tagesvariabilität in Cortisol16. Planen Sie die beiden experimentellen Sitzungen jedes Teilnehmers für die gleiche Zeit (eine Woche im Abstand). 2. Bau von Stimuli- und Gedächtnistests Codierungvon Reize Um zwei dissoziierbare Lernereignisse zu erstellen, erstellen Sie zwei unterschiedliche Materialien, die die Teilnehmer kodieren können.HINWEIS: Dieses Protokoll umfasste zwei 60-Elemente-Wortlisten, von denen eine mit “Rote Liste” beschriftet war und visuell in roter Schrift dargestellt wurde, von denen die andere mit “Die Blaue Liste” beschriftet und visuell in blauer Schrift dargestellt wurde. Die im vorliegenden Protokoll verwendeten Wortlisten sind in der Zusatzdatei 1verfügbar. Achten Sie im Sinne der Stimulusneutralität darauf, dass jedes Wort die folgenden Kriterien erfüllt: (1) nicht korrektes Noun, (2) kein Homograph, (3) vier bis acht Buchstaben lang und (4) Betonitätsbewertung von mindestens 4 auf einer Skala von 1-7 (7 = konkrete). Vergleichen Sie die Wörter mit den Wertigkeits- und Erregungsnormen17, um sicherzustellen, dass sie Wertbewertungen zwischen 4,00 und 5,99 auf einer Skala von 1-9 (d. h. neutrale Wertigkeit) und Erregungsbewertungen unter 4,00 auf einer Skala von 1-9 haben (d. h. nicht negativ erregend). Gleichsetzen von Wortfrequenzen in den Listen, indem Sie sie mit einer etablierten Wortdatenbank18vergleichen. Verwenden Sie Stimulus-Präsentationssoftware, um jede der Wortlisten so zu programmieren, dass Wörter einzeln und zufällig mit einer Rate von 2 s pro Wort dargestellt werden.HINWEIS: Dieses Protokoll verwendet E-Prime Version 2.119 für Stimulus-Präsentation, aber gemeinsame Software kann zu diesem Zweck verwendet werden. Die E-Prime-Skripte, die für die Stimulus-Präsentation im vorliegenden Experiment verwendet werden, sind in der Ergänzenden Datei 2verfügbar. Retrieval-Reize Um plausible Folienelemente für den Erkennungsspeichertest zu erstellen, erstellen Sie eine dritte 60-Elemente-Wortliste. Halten Sie sich an die in Schritt 2.1.2 beschriebenen Kriterien. Die Liste der folienwörter, die im vorliegenden Protokoll verwendet werden, ist in der Zusatzdatei 1verfügbar. Speichertests Erstellen Sie zwei funktional identische Speichertests, um die Speicherleistung sowohl vor als auch nach der Belastung zu bewerten. Erstellen Sie zwei 90-Elemente-Tests.HINWEIS: In der vorliegenden Studie wurden Anerkennungstests verwendet, bei denen den Teilnehmern studienliche Gegenstände und Folienelemente vorgelegt werden und angegeben werden muss, ob die einzelnen Elemente in den von ihnen untersuchten Listen aufgeführt sind. Tests bestehen aus 30 Elementen aus der roten Liste, 30 Punkten aus der blauen Liste und 30 Elementen aus der Folienliste. Gegengewicht oder Randomisieren, welche Listenelemente in den beiden Erkennungstests dargestellt werden. Randomisieren Sie auch die Reihenfolge, in der die Elemente dargestellt werden.HINWEIS: Jedem Punkt sind eine Frage der Listendiskriminierung und eine Vertrauenseinschätzung beigefügt. In der Frage nach Listendiskriminierung werden die Teilnehmer aufgefordert anzugeben, ob der Punkt von der roten, der blauen Liste oder keiner der beiden Listen stammt. Die Vertrauensfrage fragt die Teilnehmer, ob sie ein hohes oder geringes Vertrauen in ihr Urteil zur Listendiskriminierung hatten. 3. Stress-Induktionsprotokoll Nutzen Sie den Trierer Sozialstresstest für Gruppen (TSST-G)20, um leichten, akuten psychischen Stress auszulösen.HINWEIS: Das vorliegende Protokoll passte das TSST-G an, um Teilnehmer in Zweiergruppen statt vier zu testen. Psychosoziale Stressinduktion dieser Art, die das Halten einer Rede und die Lösung von mathematischen Problemen beinhaltet, während sie bewertet wird, ist anderen Methoden der Stressinduktion aufgrund ihrer ökologischen Gültigkeit und Fähigkeit, einen physiologischen Stress auszulösen, vorzuziehen. Antwort21,22. Gehen Sie in dieser Reihenfolge wie folgt vor, um Stress zu induzieren: Sprachvorbereitung Lassen Sie die Teilnehmer an separaten Schreibtischen sitzen. Geben Sie beiden Teilnehmern ein Blatt leeres Papier und einen Stift oder Bleistift. Lesen Sie ihnen die folgenden Anweisungen:”Sie haben jetzt zwei Minuten Zeit, um eine Rede vorzubereiten, in der Sie sich in jedem Kurs Ihrer Wahl um eine Stelle als Lehrassistent* bewerben. Bitte seien Sie bereit zu besprechen, welche Fähigkeiten und Erfahrungen Sie haben, die Sie zu einem qualifizierten Kandidaten für den Job machen.”HINWEIS: *Wenn Sie mit nicht-studentischen Bevölkerungsgruppen arbeiten, ändern Sie “Lehrassistent” in eine bevölkerungsrelevante Position. Verwenden Sie eine Stoppuhr oder Uhr, um die 2 min Periode zeit. Richten Sie eine Videokamera auf einem Stativ ein, während die Teilnehmer ihre Reden vorbereiten. Nehmen Sie die Notizen der Teilnehmer mit, wenn zwei Minuten vergangen sind. Sprachbereitstellung Lesen Sie den Teilnehmern die folgenden Anweisungen:”Sie haben jeweils eine Nummer auf Ihrem Schreibtisch zugewiesen. Ich werde Sie nun unter der Nummer auffordern, sich zu stellen und Ihre Rede zu halten. Wenn ich Sie anrufe, stehen Sie bitte in der Mitte des Raumes, wo Sie von der Kamera gesehen werden können. Sie werden Video aufgenommen, um Ihr nonverbales Verhalten zu einem späteren Zeitpunkt zu kodieren.” Rufen Sie die Teilnehmer eins nach dem anderen auf, aufzustehen und ihre Reden zu halten. Verwenden Sie eine Stoppuhr oder Uhr, um sicherzustellen, dass jede Rede 2 min dauert. Wenn ein Teilnehmer die Rede vorzeitig beendet, sagen Sie ihm, dass er noch Zeit hat und weitermachen muss. Orale Subtraktion Lesen Sie den Teilnehmern die folgenden Anweisungen:”Ich werde Sie jetzt nach dem Zufallsprinzip anrufen, um einfache mathematische Subtraktionsprobleme zu lösen. Wenn ich Sie anrufe, stellen Sie sich bitte und lösen Sie das Problem laut. Wenn Sie das Problem falsch bekommen, werde ich Sie bitten, es erneut zu versuchen, bis Sie es richtig haben. Zur Erinnerung: Sie werden während dieses Teils des Experiments auf Video aufgenommen. Person X, bitte stehen und subtrahieren…”HINWEIS: Mathematische Probleme beinhalten das Subtrahieren einer Zahl in den Teenagern (z. B. 13, 14, 15) von einer 4-stelligen Zahl (z. B. 4.563). Rufen Sie die Teilnehmer zufällig und unvorhersehbar (z.B. manchmal 2-3 Mal hintereinander) an, um mathematische Probleme für 6 min zu lösen. Das heißt, die Teilnehmer lösen mathematische Probleme mehrmals für einen Zeitraum von 6 min. Wenn teilnehmer eine falsche Antwort geben, sagen Sie ihnen, dass sie falsch sind, und bitten Sie sie, es erneut zu versuchen. Wiederholen Sie die Frage, falls erforderlich. 4. Speichel-Probensammlung und -Lieferungen HINWEIS: Die Speichelentnahme ist nur während der experimentellen Sitzung 2 notwendig, in der Stress induziert wird Stellen Sie sicher, dass die Teilnehmer die in Schritt 1.5 beschriebenen Anweisungen befolgt haben. Wenn eines dieser Kriterien verletzt wurde, notieren Sie sich dies und untersuchen Sie die Daten des Teilnehmers als potenziellen Ausreißer, bevor Sie statistische Analysen durchführen. Wenn die Teilnehmer zum ersten Mal zu dieser Sitzung kommen, lassen Sie sie ihren Mund mit Wasser abspülen, um ihn von allen Probenverunreinigungen zu befreien. Für die Entnahme von Speichelproben verwenden Sie die passive Drool-Methode, bei der die Teilnehmer Speichel durch ein Strohhalm in ein Sammelrohr leiten. Für die Probensammlung verwenden Sie Smoothie-große Strohhalme, die in 2 Zoll Stücke geschnitten werden, und 2 ml Kryovials. Stellen Sie sicher, dass alle Kryovials mit den erforderlichen Identifizierungsinformationen gekennzeichnet sind (z. B. Teilnehmernummer, Stichprobennummer, Datum). Lassen Sie den Teilnehmer für jede Probe das 2 Zoll Stroh in den Kryovial legen und in den Strohhalm drool, bis er 2 ml Speichel zur Verfügung gestellt hat. Wenn sie die Bereitstellung einer Probe beendet haben, lassen Sie sie das Stroh in einem Abfallkorb entsorgen und schrauben Sie die Kappe auf die Kryovial. Bieten Sie den Teilnehmern Handschuhe und Desasietücher an, bevor sie jede Speichelprobe abgeben. Sammeln Sie drei Speichelproben: (1) eine Ausgangsprobe nach dem Eintreffen der Teilnehmer für Sitzung 2, (2) eine Probe unmittelbar nach Abschluss der Stressinduktion (ca. 12 min nach Beginn der Spannung) und (3) eine Probe 25-30 min nach Beginn der Stressinduktion, wenn Cortisol erreicht seinen Höhepunkt nach dem Stress gehalt an Speichel12. Bewahren Sie die Speichelproben bis zur Analyse in einem Gefrierschrank auf. 5. Subjektive Stressmessung Wählen Sie eine Messung der selbst gemeldeten Zustand Angst / Stress zu verschiedenen Zeiten während des Experiments zu verwalten.HINWEIS: Das vorliegende Protokoll verwendete das State-Trait Inventory for Cognitive and Somatic Anxiety (STICSA)23. Die STICSA ist ein Staatliches Maß für die kognitiven und somatische Empfindungen, die mit Angst verbunden sind. Anweisungen werden auf einer Vier-Punkte-Likert-Skala bewertet, und Antworten werden für eine Gesamtpunktzahl hinzugefügt, die zwischen 0 und 80 liegt (höhere Werte deuten auf größere Angst hin). Bevor Sie jede Iteration des STICSA verwalten, informieren Sie die Teilnehmer, dass es ein Maß für Angst ist und sie darauf reagieren sollten, wie sie sich im Moment fühlen. 6. Codierungsverfahren (Experimentelle Sitzung 1) Weisen Sie die Teilnehmer an, das Formular für die informierte Zustimmung zu lesen und, wenn sie sich für die Teilnahme entscheiden, zu unterschreiben und an den Experimentator zurückzugeben. Weisen Sie die Teilnehmer an, dass ihnen eine Reihe von Wörtern präsentiert werden, an die sie sich für einen späteren Test erinnern müssen. Präsentieren Sie den Teilnehmern entweder die Rote Liste oder die Blaue Liste mit der Stimulus-Präsentationssoftware und der Präsentationsrate in Abschnitt 2.1. Der nächste Schritt hängt von der Gruppenzuweisung ab. Für Teilnehmer der Studien-Praxis-Gruppe, präsentieren Sie die gleiche Liste zwei weitere Male bei der gleichen Rate der Präsentation. Um das Arbeitsgedächtnis zwischen den einzelnen Studienveranstaltungen zu klären, müssen die Teilnehmer einfache mathematische Probleme für 30 s (z.B. 12 x 4) ausfüllen. Entweder lassen die Teilnehmer diese Aufgabe mit Bleistift und Papier abschließen oder die Aufgabe in das Computerprogramm einbetten, das für die Stimuluspräsentation verwendet wird.HINWEIS: Die skripts, die in Der Zusatzdatei 2 enthalten sind, enthalten alle Codierungsaufgaben, die in sie eingebettet sind. Geben Sie den Teilnehmern der Retrieval-Practice-Gruppe zwei zeitgleiche (d.h. 2 min) Kostenlose-Rückruftests. Weisen Sie die Teilnehmer vor den beiden Tests an, so viele Wörter wie möglich aus der vorhergehenden Liste in beliebiger Reihenfolge zurückzurufen. Während des kostenlosen Rückrufs können die Teilnehmer entweder ihre Antworten mithilfe des Stimulus-Präsentations-Softwareprogramms eingeben oder sie ihre Antworten auf ein Blatt Papier schreiben lassen. Um das Arbeitsgedächtnis zu löschen, müssen die Teilnehmer einfache mathematische Probleme zwischen der ersten Präsentation der Wortliste und dem ersten Test sowie zwischen den beiden Freiruftests (siehe Schritt 6.4.1) abschließen. Präsentieren Sie den Teilnehmern einen 30-min-Clip aus einem emotional neutralen Film oder einer Fernsehsendung.HINWEIS: Das vorliegende Protokoll verwendete die BBC-Fernsehserie Planet Earth. Diese Verzögerung von 30 min hilft dabei, eine zeitliche Unterscheidung zwischen dem Erlernen der Roten Liste und dem Erlernen der Blauen Liste zu schaffen. Wiederholen Sie die Schritte 6.3 und 6.4 für die Liste, die vor der 30-min-Pause nicht angezeigt wurde.HINWEIS: Die Schritte 6.3 bis 6.6 sind in Abbildung 1dargestellt. Lassen Sie die Teilnehmer eine erste Iteration des STICSA absolvieren, um festzustellen, ob Die Studienpraxis und die Abrufpraxis die Angstniveaus differenziert beeinflusst haben. 7. Abrufverfahren (Experimentelle Sitzung 2) Befolgen Sie die Schritte 1.5 und 4.2, um eine ordnungsgemäße Speichelprobensammlung sicherzustellen. Weisen Sie die Teilnehmer an, ein zweites STICSA als Vor-Stress-Maß für subjektive Angst auszufüllen. Weisen Sie die Teilnehmer an, die erste Speichelprobe vorzulegen. Verwalten Sie einen der beiden in Abschnitt 2.3 konstruierten Tests.HINWEIS: Die Tests sind in Abbildung 2dargestellt. Schließen Sie den Spannungsinduktionsvorgang gemäß Abschnitt 3.2 ab. Weisen Sie die Teilnehmer an, die dritte STICSA als Post-Stress-Maß subjektiver Angst zu absolvieren. Weisen Sie die Teilnehmer an, die zweite Speichelprobe vorzulegen. Geben Sie den Teilnehmern eine 10 min Pause. Im vorliegenden Protokoll sahen die Teilnehmer einen Teil einer Episode von The Office während dieser Pause. Weisen Sie die Teilnehmer an, die dritte Speichelprobe vorzulegen. Verwalten Sie den zweiten Test in Abschnitt 2.3 (dargestellt in Abbildung 2). Informieren Sie die Teilnehmer über den Zweck des Experiments und entschuldigen Sie sie. 8. Berechnung abhängiger Maßnahmen Berechnen Sie nach Abschluss der Datenerhebung die abhängigen Kennzahlen wie folgt: Berechnen Sie Trefferproportionen. Teilen Sie für jeden Teilnehmer die Anzahl der untersuchten Elemente, die die Teilnehmer korrekt erkannt haben, durch die Gesamtzahl der untersuchten Elemente, die im Erkennungstest dargestellt wurden. Berechnen Sie Falschalarmanteile. Teilen Sie für jeden Teilnehmer die Anzahl der nicht dargestellten Folienwörter auf, die die Teilnehmer fälschlicherweise an der Gesamtzahl der Folien erkannt haben, die auf dem Erkennungstest dargestellt wurden. Berechnen Sie die Quellspeicher-Scores. Teilen Sie für jeden Teilnehmer die Gesamtzahl der Treffer, die die Teilnehmer der richtigen Quelle zugeschrieben haben, durch ihre Gesamtzahl der Treffer. Für durchschnittliche Vertrauen, kodieren sie die Urteile mit hohem und niedrigem Vertrauen als binär, wobei 1 ein hohes Vertrauen und 0 ein geringes Vertrauen darstellt. Berechnen Sie für jeden Teilnehmer ihren Anteil an Urteilen mit hohem Vertrauen. Berechnen Sie Gammakorrelationen. Korrelieren Sie für jeden Teilnehmer ihre Genauigkeit bei jeder Frage der Listendiskriminierung mit jeder begleitenden Vertrauensbewertung. Berechnen Sie Delta-Cortisol. Subtrahieren Sie für jeden Teilnehmer die Cortisolkonzentration von der Cortisolkonzentration der 25 min nach dem Stress entnommenen Probe.

Representative Results

Wirksamkeit der Retrieval-Praxis-ManipulationBeachten Sie, dass die folgenden Analysen zuvor von Smith et al.13veröffentlicht wurden. Während der Codierung in experimenteller Sitzung 1 war der freie Rückruf der Wörter aus jeder Wortliste für Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe relativ gering. Diese Personen riefen durchschnittlich 14 von 60 Artikeln und 13 von 60 Gegenständen während ihrer Rückrufversuche für die erste Liste zurück. Sie erinnerten sich im Durchschnitt an 16 von 60 Artikeln und 15 von 60 Punkten während ihrer Rückrufversuche für die zweite Liste. Bemerkenswert ist die Tatsache, dass Abrufpraxis nur dann als Lerntechnik von Vorteil ist, wenn die Abruf-Praxis-Versuche, die man macht, erfolgreich sind. Das heißt, eine Person muss die untersuchten Informationen während ihrer Abruf-Praxis-Versuche erfolgreich abrufen, um nachfolgende Speichervorteile zu erfahren. Beispielsweise würde eine Person, die nur 5 von 60 Elementen während ihrer Abrufübungen zurückruft, bei einem späteren Test keine außergewöhnliche Speicherleistung aufweisen, während eine Person, die sich 55 der Elemente zurückruft, dies wahrscheinlich tun würde. Daher beschränkten sich die Trefferproportionen bei den abschließenden Anerkennungstests für Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe auf Gegenstände, die sie während Sitzung 1 mindestens einmal korrekt zurückgerufen hatten, um die Vorteile der Abrufpraxis sinnvoll zu untersuchen. Anhand dieser Einschränkung zeigte die Retrieval-Practice-Gruppe in den Anerkennungstests der Sitzung 2 höhere Trefferanteile als in der Studien-Praxisgruppe, wie erwartet [F(1, 60) = 80,34, p < 0,001,s2 = 0,57]. Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe zeigten bei den Vor- und Nachstresstests (jeweils 0,91) durchschnittliche Trefferquoten von 0,91 (Standardfehler des Mittelwerts [SEM] = 0,02) und 0,91 (SEM = 0,01), während die IN der SP-Gruppe durchschnittliche Treffer Anteile von 0,66 (SEM = 0,02) und 0,66 (SEM = 0,03). Wirksamkeit der Aufgabe der ListendiskriminierungUm festzustellen, ob die Leistung bei der Aufgabe der Listendiskriminierung auf die Fähigkeit der Teilnehmer zurückzuführen war, zwischen den auf den beiden Listen gelernten Elementen zu unterscheiden, oder ob sie einfach auf Raten zurückzuführen waren, wurden die Quellspeicherergebnisse mit dem Zufallsniveau der Leistung verglichen (d. h. 50 % Genauigkeit). Die Teilnehmer der Studien-Praxis-Gruppe wiesen sowohl bei den Prä- als auch bei den Nachstresserkennungstests eine Über-Chance-Diskriminierung auf [Vorstresstest: t(29) = 3,14, p = 0,004; Nachstresstest: t(29) = 2,78, p = 0.009]13. Die Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe zeigten jedoch in beiden Tests ein Zufälliges Leistungsniveau [Vorspannungstest: t(31) = 0,76, p = 0,452; Nachstresstest: t(31) = 1,50, p = 0,144]13. Beachten Sie, dass die Teilnehmer diese Elemente während ihrer Freirückrufversuche in Sitzung 1 mindestens einmal korrekt zurückgerufen hatten, aber dennoch zufällige Leistungsniveaus demonstrierten. Wirksamkeit des Stress-InduktionsverfahrensWie in Abbildung 3dargestellt, induzierte die modifizierte Version des im vorliegenden Protokoll verwendeten TSST-G sowohl psychischen als auch physiologischen Stress. Die Teilnehmer zeigten nach dem Stressanstieg der STICSA-Werte [F(1, 60) = 25,93, p < 0,001, sp2 = 0,30] und Cortisolspiegel [F(2, 116) = 3,75, p = 0,026, sp2 = 0,06]. Bei den drei Cortisol-Messungen zeigten die Teilnehmer einen deutlichen Anstieg von DerGrundlinie auf 25 min nach der Belastung [t(59) = 1,97, p = 0,027, Cohens d = 0,25] und von 12 min nach der Belastung auf 25 min nach der Belastung [t(59) = 2,16, p = 0,018, Cohens d = 0,28]. Der Cortisolspiegel stieg von der Ausgangszeit auf 12 min nach der Belastung nicht signifikant an [t(59) = 1,24, p = 0,110]. Alles zusammen: der Einfluss von Stress und Abrufpraxis auf das Element- und QuellspeicherÜber die Messgrößen des Elementspeichers hinweg ergab die Kombination von Stress und Abrufpraxis in der Regel die beste Leistung bei den Session-2-Erkennungstests. Die Retrieval-Praxisgruppe zeigte eine positive Beziehung zwischen Delta-Cortisol und Trefferproportionen [r(31) = 0,41, p = 0,023], während die Studien-Praxis-Gruppe nicht [r(27) = -0.17, p = 0.384] war. Wie in Abbildung 4 dargestellt, zeigte die Retrieval-Praxisgruppe auch die niedrigsten Falschalarmanteile, jedoch nur beim Nachstresstest [F(1, 60) = 4,10, p = 0,047, sp2 = 0,06]. Schließlich war der Gamma-Korrelationswert im Allgemeinen auf Zufallsniveau für Listendiskriminierung, während der Gammawert nach dem Stress für die Retrieval-Practice-Gruppe der einzige Wert war, der die Leistung auf Chancenniveau überstieg [t(31) = 3,03, p = 0,005, d = 0,54]. Dies spiegelt das Bewusstsein der Teilnehmer wider, welche Elemente sie korrekt und falsch roten und blauen Listen zugeordnet haben. Im Gegensatz dazu war der Quellspeicher nicht von Stress betroffen, und wie oben erwähnt, zeigten Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe eine Chance-Level-Performance (Abbildung 4). Obwohl sie sich korrekt an 91 % der Elemente erinnerten, die sie während des freien Rückrufs in Sitzung 1 korrekt zurückgerufen haben, konnten sich die Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe nicht genau erinnern, ob diese Elemente von der roten oder der blauen Liste stammten. Abbildung 1 : Grafische Simulation des Codierungsverfahrens während Sitzung 1. Die dargestellten Reize sind repräsentativ für die beiden 60-Punkte-Listen der Reize. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen. Abbildung 2 : Grafische Simulation des Anerkennungstests und begleitende Listendiskriminierungsfragen und Vertrauensurteile. Jede Anerkennungsfrage wird einzeln gestellt, gefolgt von einer Aufforderung, anzugeben, aus welcher Liste der Punkt stammt und wie sicher der Teilnehmer in diesem Urteil ist. Neunzig Punkte werden auf diese Weise bei jedem Anerkennungstest dargestellt (siehe Abschnitt 2.3). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen. Abbildung 3 : Nachweis der Wirksamkeit des TSST-Stress-Induktionsverfahrens. Stress erhöhte subjektive Angst, gemessen durch die STICSA (A), und auch erhöhte Speicheldrüsenkortisolspiegel relativ zum Ausgangswert (B). Fehlerbalken stellen SEMdar. *p < 0,05, ***p < 0,001. Diese Zahl wurde von Smith et al.13geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen. Abbildung 4 : Nachweis, dass die Kombination von Stress und Abruf-Praxis den Elementspeicher (A) verbessert hat, aber nicht den Quellspeicher (B). Fehlerbalken stellen SEMdar. *p < 0,05. Diese Zahl wurde von Smith et al.13geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Discussion

Episodische Erinnerungen sind mit kontextuellen Informationen verbunden. Um ein tieferes Verständnis dafür zu erlangen, wie psychische Belastungen und unterschiedliche Lernstrategien das episodische Gedächtnis beeinflussen, ist es wichtig zu überlegen, wie diese Variablen die kontextuellen Elemente des Gedächtnisses beeinflussen. Der Kontext, der mit einem Speicher verbunden ist (z. B. wo der Speicher erworben wurde, als er erworben wurde), konnte auf unendlich viele Arten untersucht werden. Das vorliegende Protokoll hat bei der Prüfung des Speichers auf Kontext mit der Verwendung einer Aufgabe zur Listendiskriminierung, bei der die Quelle eines bestimmten Speichers bewertet wird, einen Schritt nach vorn getan. Die neuartige Kombination einer Listendiskriminierungsaufgabe mit Stressinduktion und einer Abruf-Praxis-Codierungsmanipulation ermöglichte einen Test der Speichermechanismen, die der Wirksamkeit der Abrufpraxis zur Pufferung des Gedächtnisses gegen akuten Stress zugrunde liegen10 .

Zukünftige Forscher können erwägen, die im vorliegenden Protokoll verwendete Manipulation der Abrufpraxis zu ändern. Wie in den Ergebnissen angegeben, haben die Teilnehmer der Retrieval-Practice-Gruppe nur etwa 25 % der Wortlistenelemente während ihrer Freirückrufversuche in Sitzung 1 zurückgerufen. Dieses niedrige Leistungsniveau ist weder experimentell noch praktisch optimal, obwohl die im vorliegenden Protokoll verwendete Beschränkung der Trefferproportionen eine sinnvolle Untersuchung der Wirksamkeit der Abrufpraxis ermöglichte. Aus Übereinstimmung mit der bisherigen Literatur10verlangte das vorliegende Protokoll, dass die Retrieval-Practice-Gruppe jede Wortliste einfach einmal studiert und dann freie Rückrufversuche ohne nachträgliche Rückmeldung oder erneute Exposition gegenüber den Reizen untermacht. Die Forschung legt jedoch nahe, dass die Abrufpraxis zu einem robusteren Lernen führt, wenn die Teilnehmer Während der Retrieval-Practice-Versuche24 Und wenn die Teilnehmer den Reizen zwischen jeder Abruf-Übungsversuch25. Daher kann eine effektivere Abruf-Praxis-Manipulation mehrere Studienzyklen, Kostenlose-Rückruf-Tests und Feedback in Bezug auf Korrektheit beinhalten.

Das im vorliegenden Experiment angewandte Verfahren zur Listendiskriminierung war nur wenig wirksam, da einige Teilnehmer eine Chance-Niveau-Leistung zeigten. Diese Aufgabe wurde aus früheren Forschungen entlehnt, bei denen der Quellspeicher innerhalb von Minuten nach dem Wordlist-Codierungsverfahren26,27getestet wurde. Die einwöchige Verzögerung zwischen Codierung und Speichertests, die im vorliegenden Protokoll implementiert wurde, kann zur beobachteten Leistung auf Chancenebene bei der Listendiskriminierung beigetragen haben. Um die Leistung von Listendiskriminierung zu verbessern, damit die Auswirkungen von Stress und Abrufpraxis deutlicher werden, können zukünftige Forscher erwägen, das Aufbewahrungsintervall zwischen Codierung und Tests zu verkürzen. Das im vorliegenden Protokoll verwendete einwöchige Intervall kann jedoch wünschenswert sein, da es realistischere Umstände imitiert (z. B. informationen heute lernen und in einer Woche daran erinnern). Um diese Verzögerung aufrechtzuerhalten, aber die Fähigkeit der Teilnehmer zu verbessern, zwischen den aus den beiden Wortlisten gelernten Elementen zu unterscheiden, können die Forscher erwägen, die beiden Kodierungsepisoden (d. h. das Erlernen der beiden Wortlisten) deutlicher zu gestalten. Als Beispiel könnte die Codierung der beiden Wortlisten durch ein längeres Zeitintervall getrennt werden, oder die Wortlisten können an verschiedenen physischen Positionen codiert werden.

Zusätzlich zu den Einschränkungen der Abrufpraxis und der Listendiskriminierungsprotokolle zeigte das im vorliegenden Experiment verwendete Stress-Induktionsverfahren eine begrenzte Wirksamkeit. Die Teilnehmer zeigten nur einen moderaten Anstieg von Cortisol über die drei Messungen. Da diese exakte Methode der Stressinduktion in früheren Experimenten28,29erfolgreich stärkere Spannungsreaktionen induziert hat, sind die vorliegenden Ergebnisse wahrscheinlich eher auf Stichprobenunterschiede als auf ein ineffektives Paradigma zurückzuführen. Frauen, insbesondere diejenigen, die orale Kontrazeptiva einnehmen, zeigen oft eine stumpfe Cortisol-Reaktion auf akute Stressoren15. Die vorliegende Studie rekrutierte eine überwiegend weibliche Stichprobe (73% weiblich), die möglicherweise zu einem niedrigeren Cortisol nach dem Stress auf Gruppenebene beigetragen hat. Es gibt mehrere Optionen für die Steuerung für dieses Problem. Zukünftige Forscher können sich dafür entscheiden, eine reine männliche Stichprobe30zu rekrutieren, Geschlecht als unabhängige Variable in statistische Analysen einzuschließen4, oder empfängnisverhütende Verwendung und Menstruationszyklusphase als Variablen in Analysen auf Cortisol1einbeziehen. Diese Optionen erfordern jedoch zusätzliche Überlegungen. Die erste begrenzt die Verallgemeinerbarkeit der Befunde, und die zweite und dritte erfordern größere Stichprobengrößen, um die Hinzufügung von Variablen zum statistischen Modell zu berücksichtigen.

Einige zusätzliche methodische Änderungen sollten in Betracht gezogen werden. Erstens sollten die Forscher mehr Speichelproben sammeln, um den Anstieg des Cortisols nach dem Stress und die anschließende Erholungsphase besser abzubilden. Zum Beispiel entscheiden sich einige Forscher dafür, Proben alle 5-10 min nach Dem Beginn der Belastung für bis zu einer Stunde nach der Stressinduktion31zu sammeln. Zweitens können Forscher erwägen, Stress zwischen den Probanden zu manipulieren. In der vorliegenden Konstruktion mit wiederholten Maßnahmen könnten Probleme wie die Ermüdung der Teilnehmer die beobachteten Auswirkungen von Stress verwirren. Ein Design zwischen den Probanden mit einer nicht-betonten Kontrollgruppe würde diese potenziellen Probleme beseitigen. Darüber hinaus kann der Akt des Abrufens von Elementen im Pre-Stress-Test Vorteile für die Abrufpraxis für den Post-Stress-Test vermittelt haben, wodurch die Vorteile der Codierungsmanipulation für Abruf-Praxis effektiv reduziert wurden. Eine Zwischen-Subjekt-Manipulation von Stress, mit nur einem Gedächtnistest (Post-Stress), würde dieses potenzielle Problem beseitigen. Drittens sollten die Forscher die emotionalen Auswirkungen der Ablenkungsaufgabe zwischen Stressinduktion und Gedächtnistests während Sitzung 2 berücksichtigen. Wenn die Teilnehmer eine Sitcom (d.h. TheOffice) sehen, kann dies eine positive Stimmung auslösen. Ein ein nach-Sitcom-Maß für die Stimmungszustände der Teilnehmer würde ein genaueres Verständnis dafür liefern, wie Stimmung und physiologischer Stress die nachfolgende Gedächtnisleistung beeinflussen. Als letzten Hinweis sollte dem Beginn der Sitzung 1 im vorliegenden Protokoll ein zusätzliches Basismaß für Die Staatsangst hinzugefügt werden. Um zu untersuchen, ob sich die Studienpraxis und die Abrufpraxis während der Session-1-Codierung differenziell auf die Angstniveaus auswirken, ist diese erste Maßnahme für den Vergleich mit der am Ende von Sitzung 1 getroffenen Maßnahme erforderlich.

Das vorliegende Protokoll verwendete eine neuartige Kombination von drei experimentellen Verfahren – einer Abruf-Praxis-Manipulation, einer Listendiskriminierungsaufgabe und der TSST-Stress-Induktionstechnik –, um einen potenziellen Gedächtnismechanismus zu untersuchen, der dem Wirksamkeit der Abrufpraxis bei der Schaffung stressresistenter Erinnerungen. Die Ergebnisse dieser Methode zeigten, dass im Kontext von Stress die Abrufpraxis das Gedächtnis für die elemente verbessert, die gelernt wurden, aber das Gedächtnis für die Quelle der Elemente nicht verbesserten. Diese Ergebnisse sprechen für die Wirksamkeit der Kombination dieser Verfahren, um Fragen im Zusammenhang mit der Retrieval-Praxis, die kontextuellen Elemente des episodischen Gedächtnisses und/oder akuten psychischen Stress zu untersuchen. Zukünftige Forschung Enmitieren von Fragen im Zusammenhang mit einem oder mehreren dieser Themen sollte die Verwendung dieser Techniken in Betracht ziehen, aber mit Aufmerksamkeit auf die oben beschriebenen Änderungen.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde vom U.S. Army Combat Capabilities Development Command (CCDC) Soldier Center finanziert. Die in diesem Artikel zum Ausdruck gebrachten Ansichten sind ausschließlich die der Autoren und spiegeln nicht die offiziellen Richtlinien oder Positionen der US-Armee, des Verteidigungsministeriums oder einer anderen Abteilung oder Agentur der US-Regierung wider. Die Autoren danken Abbie Gantner für ihre Unterstützung bei der Datenerfassung.

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.
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Smith, A. M., Race, E., Davis, F. C., Thomas, A. K. Using Practice Testing, Public Speaking, and Source Monitoring to Examine the Influences of Learning Strategies and Stress on Episodic Memory. J. Vis. Exp. (148), e60026, doi:10.3791/60026 (2019).
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