Использование практики тестирования, публичных выступлений и мониторинга источников для изучения влияния стратегий обучения и стресса на эпизодическую память
Summary
В ходе настоящего эксперимента были проведены три экспериментальные процедуры : манипуляция с обучением в области поиска и практики, задача по борьбе со списком и метод индукции стресса , с тем чтобы изучить влияние различных стратегий обучения и острой нагрузки на несколько показателей эпизодической памяти.
Abstract
Предыдущие исследования показали, что изучение информации с помощью практики поиска, которая влечет за собой изучение и сдачу практических тестов, привело к меньшему ухудшению памяти при стрессе, чем изучение информации с помощью повторного изучения. В ходе настоящего эксперимента были проведены три экспериментальные процедуры для дальнейшего изучения механизмов памяти, лежащих в основе эффективности практики поиска в контексте стресса. Была выполнена задача по вопросам дискриминации по спискам, в которой участники изучили два различных списка слов. Это было совмещено с манипуляцией retrieval-практики, по мере того как половина из участников включила в испытание практики и половина включила в обычное изучение во время учить. Неделю спустя, участники прошли стресс индукции, используя Trier Социальный стресс-тест. До и после индукции стресса участники завершили тесты памяти элементов и исходных элементов (т.е. дискриминации в списке). Сочетание этих трех процедур дало информативные результаты: практика поиска, в контексте стресса, улучшение памяти элемента, но не источник памяти по сравнению с обычным исучилительным. Обсуждаются ограничения и будущие направления использования этой методологии.
Introduction
Случаи острого психологического стресса обычноухудшают поиск памяти 1. Например, выполнение задачи высокого давления в публичном выступлении уменьшаетобъем информации, которую люди могут впоследствии запомнить 2,3,4,5,6. Этот общий вывод в значительной степени связано с нервным воздействием гормона стресса человека кортизола. Когда уровень кортизола повышается после стресса, кортизол связывается с глюкокортикоидными рецепторами в гиппокампе7,8,ухудшая воспоминания о ранее выученной информации9.
В последних исследованиях, пагубное воздействие стресса на поиск памяти были устранены, когда участники изучали стимулы с использованием высокоэффективной стратегии обучения поиска практике10. Участники либо изучали список слов с помощью повторного изучения, либо через изучение, за которым последовало несколько попыток свободно вспомнить слова (т.е. практика поиска). На следующий день, когда память была проверена после индукции стресса, те, кто узнал через повторное изучение вспомнил меньше слов, чем их не-напряженных коллег, в то время как те, кто узнал через повторное тестирование не показали нарушения памяти.
Чтобы лучше понять, почему практика поиска так эффективно буферизирована память против пагубных последствий острого стресса, полезно поближе взглянуть на процессы памяти пострадавших. Предыдущее исследование просто рассмотрел иосследовав память элемента, имея участников вспомнить слова, которые они узнали10. В настоящем исследовании память источника была более тщательно изучена, чтобы определить, поддерживает ли практика поиска также память для контекста, в котором каждый элемент был изучен. Этот подход был основан на исследованиях, показывающих, что практика поиска увеличивает память для контекстной информации, связанной с данным эпизодом обучения (например, когда каждый элемент был изучен, где каждый элемент был изучен)11.
Чтобы определить, как практика поиска взаимодействует с острым стрессом, чтобы влиять как на элемент, так и на память источника, необходимо было объединить три экспериментальные процедуры. Во-первых, была реализована стандартная манипуляция с процедурой поиска, в которой участники либо несколько раз изучали стимулы, либо занимались изучением с последующим свободным отзывом. Во-вторых, для отдельного изучения элементной памяти и памяти источников использовалась задача по различению к дискриминации по списку. Это включало в себя участие участников узнать стимулы из двух временно-сегрегированных и цветовых списков, которые могут быть дифференцированы на более поздний тест памяти. В-третьих, широко используется метод индукции психологического стресса, в котором участники должны дать короткую речь и решить математические задачи, будучи судимым12.
Protocol
Representative Results
Discussion
Эпизодические воспоминания связаны с контекстной информацией. Чтобы получить более глубокое понимание того, как психологический стресс и различные стратегии обучения влияют на эпизодическую память, важно рассмотреть, как эти переменные влияют на контекстуальные элементы памяти. Контекст, связанный с памятью (например, где память была приобретена, когда она была приобретена) может быть рассмотрен в бесконечно-много способов. Настоящий протокол сделал шаг вперед в изучении памяти для контекста с использованием списка дискриминации задачи, которая оценивает источник данной памяти. Новое сочетание задачи по борьбе со стрессовой дискриминацией со стрессовой индукцией и манипуляцией кодирования извлечения позволили проверить механизмы памяти, лежащие в основе эффективности практики поиска для буферизации памяти против острого стресса10 .
Будущие исследователи могут рассмотреть вопрос об изменении манипуляции с поисковой практикой, используемой в настоящем протоколе. Как указано в результатах, участники группы по поиску-практике вспомнили лишь около 25% пунктов списка слов во время попыток свободного отзыва в сессии 1. Такой низкий уровень производительности не является оптимальным ни экспериментально, ни практически, хотя ограничение на участие в хит-пропорциях, используемое в настоящем протоколе, позволило провести содержательное изучение эффективности практики поиска. Для согласованности с предыдущей литературой10, настоящий протокол требует, чтобы поиск практики группы просто изучить каждый список слов один раз, а затем сделать попытки свободного отзыва без последующей обратной связи или повторного воздействия на стимулы. Тем не менее, исследования показывают, что практика поиска приводит к более надежному обучению, когда участникам дают обратную связь о своей работе во время попыток поиска-практики24 и когда участники вновь подвергаются воздействию стимулов между каждая попытка поиска-практики25. Таким образом, более эффективная манипуляция с процедурой поиска может включать в себя несколько циклов изучения, свободного тестирования и обратной связи относительно правильности.
Процедура дискриминации по спискам, применяемый в ходе настоящего эксперимента, является лишь несколько эффективной, учитывая, что некоторые участники продемонстрировали результаты на уровне вероятности. Эта задача была заимствована из предыдущих исследований, в которых исходная память была проверена в течение нескольких минут после процедуры кодирования wordlist26,27. Однонедельная задержка между кодированием и тестированием памяти, которая была реализована в настоящем протоколе, возможно, способствовала наблюдаемой производительности дискриминации на уровне вероятности. Таким образом, для улучшения показателей дискриминации по списку, с тем чтобы любые последствия стресса и практики поиска могли стать более очевидными, будущие исследователи могут рассмотреть вопрос о сокращении интервала удержания между кодированием и тестированием. Однако недельный интервал, используемый в настоящем протоколе, может быть желательным, поскольку он имитирует более реалистичные обстоятельства (например, изучение информации сегодня и отзыв через неделю). Для поддержания этой задержки, но улучшить способность участников различать элементы, извлеченные из двух списков слов, исследователи могут рассмотреть вопрос о том, чтобы сделать два эпизода кодирования (т.е. изучение двух списков слов) более отчетливыми. В качестве примеров кодирование двух списков слов может быть разделено на более длительный промежуток времени или списки слов могут быть закодированы в различных физических местах.
Помимо ограничений, связанных с процедурами поиска и дискриминации по спискам, процедура индукции стресса, используемая в настоящем эксперименте, продемонстрировала ограниченную эффективность. Участники показали лишь умеренное увеличение кортизола в течение трех измерений. Поскольку этот точный метод индукции стресса успешно индуцировал более сильные реакции на стресс в предыдущих экспериментах28,29, нынешние результаты, вероятно, из-за различий образца, а не неэффективной парадигмы. У женщин, особенно тех, кто принимает оральные контрацептивы, часто демонстрируют притупленную реакцию кортизола на острые стрессоры15. В настоящем исследовании была завербована в основном женская выборка (73% женщин), которая, возможно, способствовала снижению постстрессового кортизола на групповом уровне. Существует несколько вариантов контроля за этой проблемой. Будущие исследователи могут выбрать для набора только для мужчин выборка30, включают секс в качестве независимой переменной в статистических анализах4, или включить использование контрацептивов и менструального цикла фазы в качестве переменных в анализах на кортизол1. Однако эти варианты требуют дополнительных соображений. Первый ограничивает обобщаемость выводов, а второй и третий требуют больших размеров выборки для учета добавления переменных к статистической модели.
Следует рассмотреть некоторые дополнительные методологические изменения. Во-первых, чтобы лучше сопоставить постстрессовое увеличение кортизола и последующий период восстановления, исследователи должны собрать больше образцов слюны. Например, некоторые исследователи предпочитают собирать образцы каждые 5-10 минут после начала стресса в течение одного часа после индукции напряжения31. Во-вторых, исследователи могут рассмотреть возможность манипулирования стрессом между субъектами. В настоящем дизайне повторных мер такие вопросы, как усталость участников, могут смягчать последствия стресса, которые наблюдались. Конструкция между субъектами с ненапряженной контрольной группой искоренила бы эти потенциальные проблемы. Кроме того, акт извлечения предметов на предстресс-тест, возможно, придал выгоды для поиска практики на послестрессовый тест, эффективно уменьшая преимущества поиска практики кодирования манипуляции. Между субъектами манипуляции стрессом, показывая только один тест памяти (после стресса), позволит устранить эту потенциальную проблему. В-третьих, исследователи должны рассмотреть эмоциональное воздействие отвлекающую задачу, реализованную между индукцией стресса и тестированием памяти во время сессии 2. Имея участники смотреть комедии (т.е., Офис) может вызвать позитивное настроение. В том числе после ситкома мера настроение участников государств обеспечит более точное понимание того, как настроение и физиологический стресс влияет на последующее исполнение памяти. В качестве заключительного примечания к началу сессии 1 в настоящем протоколе следует добавить дополнительную базовую меру тревожности состояния. Для изучения, если практика исследования и поиска практике дифферециально влияние уровня тревоги во время сессии-1 кодирования, эта первоначальная мера необходима для сравнения с мерой, которая принимается в конце сессии 1.
В настоящем протоколе использовалась новая комбинация из трех экспериментальных процедур – манипуляции с процедурой поиска и практики, задача по дискриминации по списку и метод индукции TSST – для изучения одного потенциального механизма памяти, лежащего в основе эффективность практики поиска при создании стрессоустойчивых воспоминаний. Результаты этой методологии показали, что в контексте стресса практика поиска улучшила память для элементов, которые были изучены, но не улучшила память источника элементов. Эти выводы говорят об эффективности сочетания этих процедур для изучения вопросов, связанных с извлечением практике, контекстуальные элементы эпизодической памяти, и / или острый психологический стресс. Будущие исследования, изучающие вопросы, связанные с одной или более из этих тем, следует рассмотреть вопрос об использовании этих методов, но с упором на изменения, изложенные выше.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа финансировалась Центром развития боевых возможностей армии США (CCDC). Мнения, высказанные в этой статье, являются исключительно мнениями авторов и не отражают официальную политику или позиции армии США, Министерства обороны или любого другого ведомства или ведомства правительства США. Авторы благодарят Эбби Гантнер за помощь в сборе данных.
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).
