作業記憶のパフォーマンスに対する感覚履歴の複数かつ解離可能な影響パート 3
Dec 19, 2023
トライアル間の魅力的なパフォーマンスバイアスのタスク依存性
次に、同じ試行間分析を繰り返しましたが、前の試行でのタスクの関連性と合図の種類の役割を調査しました。これにより、調査された（報告された）方向性と前回の未報告の方向性によって引き起こされた行動バイアスをテストして比較することができました。トライアル。
また、前の試験のキュータイプが現在の試験のバイアスに影響を与えるかどうかもテストしました。 前回の試験で 2 つの方向性が提示された試験のみを調べました。
実験の目的はいくつかの理論や仮説を検証し証明することであり、これらの理論や仮説は記憶を介した実験と分析を必要とするため、実験は記憶と非常に密接に関係しています。
実験を行う際には、実験の目的、実験手順、実験条件、実験結果などの重要な情報を覚えておく必要があります。 この情報を明確に覚えていて初めて、実験結果を正確に分析および解釈し、正しい結論を導くことができます。
同時に、実験は記憶力の向上にも役立ちます。 実験、暗記、まとめを繰り返すことで記憶が定着し、実験知識の理解と習熟が深まり、記憶力が向上します。
さらに、実験では、視覚、聴覚、触覚などの複数の感覚を刺激することで、記憶を刺激することもできます。 複数の感覚が関与することで、知識をよりよく記憶し、理解できるようになり、記憶力が向上します。
つまり、実験と記憶は密接に結びついています。 実験に積極的に参加することで、実践的な能力を発揮できるだけでなく、記憶力や理解力も向上します。 実験学習プラットフォームを最大限に活用して、学習能力の向上を目指しましょう！ 私たちは記憶力を向上させる必要があることが分かります。カンクサは多くのユニークな効果を持つ伝統的な漢方薬素材であり、そのうちの 1 つは記憶力の向上であるため、カンクサは記憶力を大幅に向上させることができます。 ひき肉の効能は、酸、多糖類、フラボノイドなどを含むさまざまな有効成分によってもたらされます。これらの成分はさまざまな方法で脳の健康を促進します。
タスクの関連性とキューの種類に関するパフォーマンス バイアスの角距離の合計に関する反復測定 ANOVA により、タスクの関連性の効果が確認されました (F(1,19)=14.684, p=0.{ {29}}01; 図 3D) ですが、キュー タイプ (F(1,19)=1.423、p=0.248) または相互作用 (F) の効果は示されませんでした。 (1,19)=1.633、p=0.216)。 いずれの手がかりタイプのトライアルでも、タスクに関連した方向性は重大な偏りをもたらしました（前のトライアルが最初に報告され、次の 2 つの項目が含まれていました: t(19)=3.524,p=0.002; 前のトライアルは次の 2 つの項目を含んでいた）この試験は 2 番目に報告され、次の 2 つの項目が含まれていました: t(19)=4.476, p, 0.001)。 調査されていない方向性は、重大な偏りにはつながりませんでした (両方とも p.0.2)。
以前の試験におけるレポート 2 番目の 2 項目条件またはレポート 1 番目の 2 項目条件間のバイアスの強さの間に信頼できる差は観察されませんでした (t(19)=1.691、p=0.107)。
追跡調査として、現在のターゲット方向と以前に提示された方向の間の角距離の関数としてパフォーマンスの偏りを評価しました。 クラスターベースの順列テストでは、最初のレポートの合図 (p=0.001; 7–58 度 ; 図 3C) または 2 番目のレポートのときに、前の試行におけるタスク関連の方向性に対する魅力的なバイアスが示されました。 cue (p, 0.001; 4-77degree ) は前回の試験で提示されました。
報告されなかった方向性については、偏りは観察されませんでした（最初の報告または 2 番目の報告の手がかりに対する候補クラスターはありませんでした）。 まとめると、この結果のパターンは、試験間の魅力的な偏りを示していますが、それは前の試験で関連していた項目についてのみです。
提示された方向性の神経分類
分類分析では、格子の方向を 10 個の等間隔のビンに分けました。 刺激開始前の 400 ミリ秒から刺激開始後の 900 ミリ秒までの範囲の 306 個の MEG センサーすべてからの空間的および時間的特徴に線形判別分析 (LDA) を適用しました (「材料と方法」を参照)。
方向情報が存在する場合、LDA 尤度推定により、提示された方向を中心とする表現類似度曲線が生成され、これをコサイン関数と畳み込むことで、時点ごとに 1 つの証拠推定が得られます。 LDA 分類は、格子の視覚的開始後に提示された方向の重要な証拠を反映していました (図 4)。
これにより、最初の格子方向 (100 – 615 ms; p, 0.001) と 2 番目の格子方向 (95 – 590 ms; p, 0.001) の両方の重要なデコードが明らかになりました。 2 番目の格子の提示後の最初の格子の向きの証拠については、有意ではない傾向が観察されました (250 ～ 600 ミリ秒; t(19)=1.971; p=0.063;クロスも参照)以下のデコード分析）。 最初のレポートまたは 2 番目のレポートのキュー (250 ～ 600 ミリ秒; t(19)=0.798; p=0.435) 後の分類子の証拠に違いはありませんでした。
以前の刺激から離れる試験内の分類バイアス
表現類似性曲線を使用して、方向表現における神経バイアスの方向と大きさを推定しました。 すべての刺激について分類子をトレーニングすることにより、方向履歴バイアスが相殺され、特定の以前の方向 (現在の刺激に対して時計回りと反時計回り) での試験をテストして、神経バイアスを明らかにできるようになります。
2 番目の格子からの情報が最初の格子からの情報によってどのように変調されるかを調査するために、レポートファーストキューとレポートセカンドキューを使用したトライアルを別々に評価しました。 その際、2 番目の格子の提示後のエポックにおける MEG データの分類証拠を評価しました。 これらの分析では、両方の回折格子を使用した試験のみを選択して提示しました。
最初の格子が 2 番目の格子に対して時計回りと反時計回りである試験を分離しました (角度距離 10 ～ 50 度、行動結果に基づく、図 2A、B を参照)。
将来のすべての解析では、250 ～ 600 ms の時点の平均を考慮しました。この時間ウィンドウでは、刺激の向きを信頼できる精度でデコードできたためです (図 4 を参照。図 5 の灰色の陰影部分も参照)。 パフォーマンスのバイアスを反映して、レポートの最初の試行では重大なバイアスは発生しませんでした (Z=0.645; p=0.516; 図 5A、B)。
しかし、レポートの 2 番目の試行では、以前にエンコードされた格子の方向から離れた反発効果が観察されました (Z =2.743; p=0.006; 図 5C、D)。 参加者間で、レポートの最初の試行 (r=0.010; p=0.968) またはレポートの 2 回目の試行 (r {{9}) の行動および神経データの偏りの大きさの間に相関関係はありませんでした。 }.328; p=0.158)。
感覚履歴から離れた試行間の反発的な神経バイアス
トライアル間の神経バイアスを調査するために、トライアル内のニューラル バイアスと同じアプローチを使用しました。 我々は、刺激エンコード期間中に導出された LDA 証拠を、現在の方向と前回の試行におけるプローブ方向の間の角距離の関数としての尤度推定の系統的偏差についてテストしました。
試行間の行動バイアスが感覚特徴のエンコード中の神経変調を反映している場合、魅力的なパフォーマンスのバイアスと一致して、前の試行で提示された方向性の可能性が増加することが期待されます。 第 1 と第 2 の格子方向の両方を組み合わせて提示したデータに基づいて分類器をトレーニングし、提示されたすべてのキュー タイプといくつかの項目を組み合わせました。
トライアルのパフォーマンスバイアス間の行動分析から情報を得て、テストセットでは、以前のプローブ角度の相対差が0-60度（有意な角度の違いから導出、図3A、B）正または正であるトライアルを選択しました。提示された格子の方向からはマイナスになります。 結果は定性的に同じであり、他の角度範囲が選択された場合でも有意なままでした。
私たちの予想に反して、分類器の証拠は前の試行のターゲット方向から大幅にずれていました（格子開始後 250 ～ 600 ミリ秒、Z=3.228、p=0.001、図 6A ～ D） ）魅力的な行動バイアスを反映するのではなく。 実際には、これは、前のトライアルでキューの向きが CW であった場合、CCW ビンの分類子証拠が増加し、その逆も同様であることを意味します。
前回の試行でのターゲットから遠ざかる反発バイアスは、最初の試行 (Z {{0}}.020、p=0.043) と試行では有意でした。個別に考慮した場合、現在の試行における 2 番目の格子 (Z=2.690、p=0.007) (図 6C)。 刺激 2 の処理中の試行間の反発バイアスは、最初の間隔 (Z=2.298,p=0.021) で方向性が提示されなかった場合には存在しましたが、最初の格子も提示された場合には存在しませんでした ( Z =1.714、p=0.087)。 興味深いことに、図 6D のトポグラフィーは非常に類似しており (r=0.563; p, 0.001)、両方のトポグラフィーは刺激解読トポグラフィーと負の相関がありました [r=0.558, p, 0.001 (図６Ｄ）。 r= 0.763、p、0.001(図6G)]。
次に、この反発的な神経バイアスがグレーティングのタスク関連性と前の試行の合図条件によって影響を受けるかどうかをテストしました。 我々は、前回の試験で、タスクに関連した格子の向きとタスクに無関係な格子の向きについてこのバイアスを定量化しました。 前回の試験に 2 つの項目が含まれていた試験のみがこの分析に含まれました。
250 ～ 600 ミリ秒にわたる神経バイアスを平均すると、タスクに関連する方向では反発的な神経バイアス (Z=2.565、p=0.010) が示されましたが、タスクに無関係な方向では神経バイアスは見つかりませんでした ( Z =0.174, p=0.861)、ただし、この差は有意には達しませんでした (t(19)=1.80, p=0. 088）。 しかし、クラスターベースの順列テストでは、タスクに関連した方向性がタスクに無関係な方向性よりも著しく強い反発バイアスを及ぼすことを示す有意なクラスターが示されました (500–550 ms;p=0.039)。
以前に提示された刺激の証拠をクロスデコードする
以前に提示された方向に関する情報が、現在の格子方向の提示中および提示後に視覚システムにまだ部分的に存在している場合、それがエンコーディングと相互作用し、観察される反発バイアスにつながる可能性があります。 可能性の 1 つは、残存表現が直交表現形式であり、特徴の感覚コーディングとは異なるということです (Libby and Buschman、2021)。
この場合、感覚入力中に誘発された活性化パターンと、その過去の格子方向の残留表現に関連するパターンとの間に重複はほとんどまたはまったくないであろう。 したがって、知覚情報を分離するように訓練された分類子は、記憶コードでテストしても相互一般化されません。
あるいは、残留コードは、入力される感覚情報の表現と類似点を共有する安定した表現で存在する可能性があります。この場合、現在の格子方向からのデータでトレーニングされた分類子は、相互一般化して、その格子に関する情報を識別します。過去の格子（または否定的な証拠で表現された情報の抑圧）。
前回の試験からの残留する方向選択的活動を検出するためにクロスデコーディングを適応させました（Wanet al.、2020も参照）。 提示された方向に対して分類器をトレーニングし、前の試行のターゲット方向の証拠をテストした後、格子の開始後 250 ～ 600 の期間で有意な否定的な分類器の証拠が観察されました (格子 1 と格子 2 の連結: t(19) {{6 }}.078,p=0.006; 1 つの格子のみ、t(19)=1.376、p=0.185; 2 つの格子、t(19)=2 .951、p= 0.008;図6F)。
否定的な分類器の証拠は、以前の方向に関する情報がまだ存在しているものの、方向選択パターンが刺激エンコーディングに対して符号反転している可能性があることを示しています。
前の裁判の方向性に関する証拠のこの抑制が、現在の裁判の方向性の解読における明らかな反発バイアスの原因である可能性があります。 これが事実である場合、2 つの測定値には正の相関があることが期待されます。以前の方向性のより強力な抑制 (負の分類子の証拠) は、現在の方向性に対するより負のバイアスをもたらすはずです。 参加者全体のピアソン相関を使用してこれをテストし、すべての格子プレゼンテーションを一緒に評価したときに有意な相関関係が見つかりました (r {{0}.832, p, 0.001; 格子のみ、r=0.685, p, 0.001; 格子 2 つだけ、r=0.751,p, 0.001; 図 6E)。
魅力的な行動パフォーマンスのバイアスとニューラル データの負のシフトの大きさ (r=0.186、p=0.432) や負のデコードの大きさ (r {{4) との間に相関関係は観察されませんでした。 }}.144、p=0.544)。
議論
本研究では、神経コーディングと行動反応に関する以前に知覚および記憶された情報からのバイアスを調査しました。 私たちは、過去と現在の感覚処理の間の相互作用を示す神経バイアスと行動バイアスの両方を観察しました。 同じ試験で提示された方向は、現在認識されている方向に対して反発性能バイアスを及ぼしました。
対照的に、前回の試験での課題に関連した方向性は、反対の魅力的なパフォーマンスバイアスを及ぼし、全体として、2つの相反するバイアスプロセスが連動して作用しているという証拠を提供しました。興味深いことに、神経データの多変量解読は、同じおよび前の試験からの両方の刺激が反発的な神経を生成することを示しましたこれは、2 つのタイプのパフォーマンス バイアスが刺激処理の異なる段階に作用する変調から生じる可能性があることを示唆しています。
反発バイアスは、視覚的な識別性を促進する視覚順応に似たメカニズムを反映している可能性がありますが、試験全体で観察された魅力的なパフォーマンスバイアスは、感覚表現のレベルでは観察されませんでした。 代わりに神経反発バイアスが発生したため、知覚後調整メカニズムが初期の反発感覚調整を無効にし、魅力的なパフォーマンスバイアスにつながる可能性があると推測しています。
現在の行動結果は、2 つのタイプのパフォーマンス バイアスの証拠を提供します。それは、試行内での反発的なパフォーマンス バイアスと、試行間での魅力的なパフォーマンス バイアスです (Bae and Luck, 2020; Fischeret al., 2020 を参照)。 両方のバイアスは、誘発刺激の課題の関連性によって調整されました。 まず、実験で最初の方向から離れた反発性能の偏りを特定しましたが、2番目の格子がプローブに近い時間で提示されたにもかかわらず、2番目の方向からの有意な遡及的な反発偏りはありませんでした。
私たちは、この 2 番目の刺激とともに関連性の手がかりが現れ、プローブファースト試験ではその無関係性が示されたため、これが起こったのではないかと推測しています。 同様に、今回の試験における参加者の回答は、前回の試験における課題関連の方向性のみに偏っていました。 神経レベルでは、バイアスはタスクの関連性にも依存していました。 反発的な神経バイアスは、提示された方向性がタスクに関連する手がかりであり、したがって作業記憶にエンコードされた場合にのみ存在しました。
対照的に、作業メモリにエンコードされなかったタスクに無関係な格子は、同様の精度でデコードできましたが、重大なバイアスは示されませんでした。 魅力的なパフォーマンスバイアスと関連していた以前の試験からのグレーティングも、作業記憶のエンコーディング中に反発的な神経バイアスを引き起こしました。タスクに関連した方向性のみが反発的なバイアスを引き起こしました。
ここで観察された反発的な神経偏りは、適応によって部分的に説明される可能性がある。 視覚順応は、反発的な神経バイアスの原因として提案されています (Jazayeri および Movshon、2006、2007; Kohn、2007; Stocker および Simoncelli、2007; Webster、2015)。 適応により、最近活動したニューロンの発火が減少するため (Clifford et al., 2000; Wainwright, 1999)、環境が自己相関している場合には、ニューロンがより広い範囲のニューロンをコード化できるため、有限の神経リソースを効率的に使用できます (Stocker and Simoncelli, 2007; Webster, 2015)。興味深いことに、提示された方向性が課題に関連しており、作業記憶にエンコードされている場合にのみ、レポートの二次試験で反発的な神経バイアスが観察されました。 タスクの関連性との相互作用は、刺激処理が今後の行動で使用する準備ができている場合にのみバイアスがかかることを示唆しています。
全体的な方向のデコードはタスクの関連性の影響を受けないため、このタスク依存の変調は、タスクに無関係な刺激の処理の減少の結果である可能性は低いです。 最近の研究と一致して、おそらく知覚後の段階で発生する状況依存性反発バイアスが、視覚順応に基づく初期の知覚バイアスと並行して存在する可能性があります(Zamboni et al.,2016; Fritsche and de Lange, 2019)。 Fritsche et al., 2017)。神経バイアスのタスク依存性は、最近観察された行動の反発バイアスの基礎である可能性があります (Bae and Luck, 2017; Czoschke et al., 2019, 2020; Chunharas et al., 2022)。これは、同時に維持される刺激を個別化するのに役立つ可能性があります (Wei et al., 2012)。 この説明では、attentioned および encoded 機能のみが以前の機能との相互作用の対象となります。
前回の試行からの方向性によって課されたバイアスは、動作においては魅力的でしたが、処理の初期段階では神経データにおいては反発的でした。 この対比は、初期の知覚起源を魅力的な試験間バイアスに帰属させたこれまでの行動研究と一見矛盾している（Fischer and Whitney, 2014;Cicchini et al., 2017, 2018）。 これを裏付ける直接的な神経学的証拠はまだほとんどありません。 EEG研究は、以前の試行情報は現在の試行の符号化フェーズ中に（Bae and Luck、2019）、または現在の試行の直前にデコードできること（Barbosa et al.、2020）、および数の判断タスクで視覚的に誘発される神経反応が刺激によって調節されることを示しています。歴史 (Fornaciai と Park、2018、2020)。 ただし、以前の刺激情報が存在するだけでは、現在の刺激に対する魅力的なバイアスが示唆されるわけではありません。 ある研究では、fMRI を使用して初期視覚野における魅力的な行動バイアスと神経バイアスが観察されましたが (St. John-Saaltink et al., 2016)、この研究ではオフセットが大きすぎる 2 つの刺激方向 (45 度および 135 度) のみを使用しました。信頼できる行動バイアス。これは、私たちの調査結果が異なるバイアス現象を反映している可能性があることを意味します。
連続魅力バイアスの初期の感覚起源に矛盾するが、最近の fMRI 研究 (Sheehan and Serences、2022) は、現在の結果と一致する証拠を発見した。 シーハンとセレンスは、前回の試験で、魅力的な行動バイアスにもかかわらず、方向性に対する反発的な神経バイアスを視覚野全体で観察し、早期の視覚適応と魅力的なバイアスの知覚後の起源を組み込んだモデルが両方の影響を説明できることを発見した。 これらの結果は、我々の調査結果とほぼ一致しています。 私たちは、分類された方向性に対する反発的な神経バイアスが試験の比較的早い段階で出現し、バイアスの原因が初期視覚野であることと一致していることを発見しました。
私たちの主な分析アプローチでは、バイアスの解剖学的原因を推測することはできませんでした（すべてのセンサーからのデータを分類器の特徴として含めており、それらの解剖学的解釈可能性は次元削減ステップによってさらに低下したためです）。 そこで、どのセンサーが刺激分類と反発バイアスに最も寄与しているかを特定するために、サーチライト分析を実施しました。 これらの空間的に分解された結果は、Sheehan と Serences によって観察された反発バイアスの視覚皮質部位と一致していました。
これらの観察を総合すると、以前の刺激が符号化段階での反発につながり、魅力的なパフォーマンスのバイアスは方向の復号化に体系的に影響を与えなかった別の種類のバイアスから生じる可能性があることがわかります。 我々の発見はさらに、反発的な神経バイアスが反発的な（試験内）行動バイアスと誘引的な（試験間）行動バイアスの両方を引き起こす可能性があるため、神経適応と行動の間の関連性が状況に依存する可能性があることを示しています。 したがって、視覚適応を行動に結び付ける将来のモデルには、状況依存性を組み込む必要があるかもしれません。さらに、MEG の高い時間分解能により、神経バイアスは刺激開始から 500 ミリ秒以内に発生し、後方起源を持ち、それらは複数の以前の刺激に対して同時に発生することを示すことができました。 （同じ裁判と前回の裁判より）。
Sheehan ら (Sheehan and Serences、2022) は、過去の刺激は非感覚コードに保存されていると主張しましたが、過去の刺激の表現が現在の刺激の表現と共有される神経部分空間で発生するかどうかは直接検証しませんでした。 ここで我々は、最近活動した神経集団の神経抑制が観察された反発バイアスの原因となる可能性があることを示すことで、この問題に取り組みました。 私たちは、クロスデコード分析、提示された方向に関する分類器のトレーニング、および以前の方向の予測を使用してこれをテストしました。 最近の刺激特異的活動の抑制と一致して、クロスデコーディングにより、以前の方向の確率的デコーディングが得られました。 これにより、現在の方向の神経同調曲線が以前の方向からシフトし、反発バイアスが生成された可能性があります。 この関係は、クロスデコードと反発バイアスの大きさの間の強い相関関係によって確認されました。
別の最近の研究では、前頭眼野（FEF）からの単一ユニット記録における反発的な神経バイアスが、遅延サッカード課題における魅力的な行動バイアスと対になっていることが観察されました（Papadimitriouet al.、2017）。 著者らは、以前のターゲット位置への注意が長引くと、現在のターゲット位置の表現が歪んでしまう可能性があると示唆しました (Zirnsak et al., 2014)。 我々は主に後部センサーで神経バイアスを観察したため、我々の結果は反発バイアスの感覚起源とより一致しているが、これは前頭葉皮質に起因する注意バイアスと相互作用している可能性がある(Moore and Armstrong, 2003; Taylor et al., 2007)。 注意の調節は、ここで観察されるバイアスの文脈依存性の 1 つの説明になる可能性があります。
現在の研究は、Sheehan and Serences (2022) による研究と合わせて、魅力的連続バイアスの初期の感覚起源に対する証拠を提供していますが、それがどのように発生するかについての直接的な証拠は提供していません。 引力バイアスは方向デコード中に現れないか、エンコード中に斥力バイアスを克服するほど強力ではないと推測します。 魅力的なバイアスはデコード後の原因である可能性がありますが、メンテナンス遅延の後半で刺激固有の活動パターンを特定できなかったため、これがどのように発生するのかを説明することはできません。 可能性の 1 つは、行動のシリアルバイアスがバイアスされた神経表現によってまったく引き起こされていないということです。 アクラミら。 (2018; Boboeva et al., 2023) は、現在の記憶刺激の維持とは別に、以前の刺激情報が頭頂神経活動に保存されることを示唆しました。 行動に対するその影響は、両方の神経信号を利用する反応が行われた場合にのみ現れ、魅力的なバイアスを生み出します。 逐次依存性のベイジアン説明(Fritsche et al., 2020)は、概念的には異なりますが、以前と現在の刺激の個別の維持と意思決定段階の統合に同様に依存している可能性があります。 このようなモデルは、どの処理段階においても、魅力的な神経バイアスの肯定的な証拠がほとんどない理由を説明できる可能性があります。
まとめると、作業記憶のエンコード中に神経証拠に一貫した反発的な変化が見られることがわかりました。 我々の結果は、知覚適応が状況依存因子とともに、最近の刺激特徴から遠ざける反発バイアスを及ぼす特徴選択的な下方重み付けに寄与していることを示唆している。 興味深いことに、エンコーディングの感覚的側面に直接作用する魅力的な神経バイアスの証拠は観察されませんでした。 したがって、神経データは、エンコード段階を調節するのではなく、魅力的な試行間バイアスの知覚後の説明の間接的な証拠を提供します（Bliss et al.、2017;Fritsche et al.、2017;Pascucci et al.、2019;Bae and Luck、2020;Kimet al.、2020）。 私たちは、魅力的な試行間のバイアスは、むしろ、記憶（Bliss et al., 2017; Fritsche et al., 2017）、知覚的意思決定、または運動計画（Boettcher et al., 2021;de Azevedo Neto andバーテルズ、2021)。
試行間引力バイアスの原因は、その神経メカニズムが何であれ、知覚/符号化段階で斥力バイアスを無効にするのに十分強力である可能性があります。 これらの共存するバイアスは、私たちの環境全体での微妙な知覚識別と視覚的安定性のための効率的なコーディングを導くのに役立つ可能性があります。
参考文献
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