専門知識と独自性の関係: 異常な医療画像は専門家のみの記憶能力の向上につながる パート 1
Apr 16, 2024
抽象的な
記憶は、私たちの知識と期待 (「スキーマ」) に応じた方法でエンコードされます。 これと一致して、専門知識は記憶力を向上させる傾向があります。専門家は専門分野のスキーマを精緻化し、この領域の情報を効率的に表現できるようにしています（たとえば、チェスの専門家は、現実的なチェスのレイアウトのために記憶力を強化しています）。
記憶のエンコードとは、情報を脳が理解して記憶できる形式に変換することを指します。 一方、記憶とは、エンコードされた情報を使用および利用する能力を指します。 この 2 つは切り離すことができず、記憶力を向上させるには記憶のエンコーディングが重要です。
効果的なメモリエンコーディングを実行するにはどうすればよいでしょうか? まず、メモリのエンコードでは情報の特性に注意する必要があります。 情報を複数の部分に分割し、各部分に明確な概念を持たせることで、脳が情報を永続的な記憶として保存できるようにする必要があります。
第二に、私たちの方法で情報をエンコードする方がより効果的です。 たとえば、情報を以前の経験に関連付けたり、状況に関連付けたりできます。 これらの方法は、情報をより深く理解し、保存するのに役立ちます。
さらに、記憶のエンコードと保持を改善するのに非常に役立つ記憶の練習にも注意してください。 たとえば、メモリーカード、数字、ストーリーなど、さまざまな記憶ゲームを使用して記憶力を向上させることができます。
つまり、メモリのエンコーディングとメモリは相互に補完的です。 効果的なエンコードを通じてのみ高品質のメモリを形成でき、それによって記憶力が向上します。 前向きな姿勢と練習が記憶力を向上させる鍵となります。 記憶力を強化し、より役立つ知識と技術を習得し、将来への確かな基盤を築くために努力しましょう。 私たちは記憶力を改善する必要があることがわかります。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つは記憶力を向上させることであるため、カンクサは記憶力を大幅に向上させることができます。 カンクサの効能は、タンニン酸、多糖類、フラボノイド配糖体などを含む複数の有効成分に由来しています。これらの成分は、さまざまな経路を通じて脳の健康を促進します。
一方、ほとんどの状況において、人は異常なアイテムや驚くべきアイテム、つまり稀な出来事や非日常的な出来事（たとえば、驚くべきがランダムではないチェス盤の構成など）を最もよく覚えている傾向があります。
これは、部分的には、そのような画像が他の画像と比較して独特であるために発生します。 現在の研究では、専門家が積極的に異常を探索する放射線医学の分野という、特に興味深い事例において、これらの要因がどのように相互作用するのかを尋ねます。
マンモグラフィーの異常は通常、局所的なものですが、画像の全体的な「要点」で認識される場合があります。 私たちは、初心者と比較して、専門の放射線科医がマンモグラフィーに対する記憶力の向上を示しているかどうかを尋ねます。
また、予期せぬ刺激やまれな刺激と考えられる異常なマンモグラムのスクリーニングにさらなる利点があるかどうかもテストします。 専門家は、正常な画像と比較して、局所的に異常な画像に対する記憶力が向上していることがわかりました。
しかし、放射線科医は、局所的に異常ではなく、要部のみが異常である乳房の画像については、記憶に利点がないことを示しました。 私たちの結果は、スキーマの役割と専門知識の異常さを物語っています。 記憶力を高めるには空間的に局所的な異常の必要性と本質的な異常の必要性。 そして放射線科医の記憶と意思決定の性質。
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私たちの情報を記憶する能力は、既存の知識構造、つまりスキーマに大きく依存しています (Bartlett、1932;Hintzman、1986)。 表面的に同一の情報であっても、単に恣意的に見なされるよりも、一連の知識に統合されると、より良く記憶されます。
例えば、人は、誰かの名前がベイカーであることよりも、誰かがパン屋であることをよりよく記憶することができる。なぜなら、パン屋という職業は、ベイカーという名前には存在しない豊富な意味のある連想を活性化するからである(McWeeny et al., 1987)。 そして人々は、同一の画像が認識されずに無意味なテクスチャとして見なされる場合よりも、視覚画像を顔として認識したほうがよりよく記憶します(例、Brady et al., 2019)。
専門知識に基づいて、人によって知識やスキーマが異なり、これが記憶に影響を及ぼします。チェスのラウンドをプレイした後、ゲームの重要な瞬間のボードを再作成するように頼まれたと想像してください。
ほとんどの人にとって、この作業は非常に難しいことがわかります。しかし、世界クラスのチェスプレイヤーであれば、これは非常に簡単かもしれません。 チェスなどの分野の専門家になると、その専門分野の項目に対する記憶が変わり(チェイスとサイモン、1973年、デ・グルート、1946年)、その情報が私たちが人間として形成した期待と一致する限り、より多くの情報を保存できるようになります。私たちの専門知識の結果です (Gobet & Simon、1996)。
初心者と比較した専門家の記憶力の利点を定量化することに多くの文献が費やされています（例：Ericsson &Kintsch、1995; Engle & Bukstel、1978; Gobet & Simon、1996; Vincente & Wang、1998）。
たとえば、自動車の専門家は、視覚的な作業記憶でより多くの自動車の画像を記憶できます(Curby et al.、2009)。 野球の専門家は、より多くの野球関連情報を長期記憶として記憶することができます (Voss et al., 1980)。 また、専門の放射線科医は、対照と比較して、マンモグラフィーについては長期記憶が優れていますが、自然の風景や現実世界の物体についてはそうではありません(Evans et al., 2011)。
専門家はなぜ自分の専門分野でメモリのパフォーマンスがこれほど向上していることを示しているのでしょうか? 専門知識に関する文献では、多くの著者が、既存の知識によって専門家が専門家の領域内の情報にどのような変化が予想されるかを知ることができるため、記憶力の向上が起こると主張しています (例、Vincente &Wang、1998)。 つまり、既存のスキーマにより、情報の関連部分が予測可能になり、エンコードと記憶が容易になります (Graesser &nakamura、1982)。
したがって、多くの点で、専門家における記憶力の利点は、意味があると理解され、したがってスキーマに統合された情報が正しく認識または想起されやすくなるという、より広範な現象の現れであると考えられる(Bartlett、1932)。
専門家にとっては、単により多様な意味のある概念やスキーマが存在し、その結果、専門分野の刺激を理解し記憶する能力がより豊かになる可能性があります (例、Ericsson & Kintsch、1995)。
これは、専門知識の組織的処理アカウントとして知られることもあります。専門家は、この情報をチャンク化して効果的な知識構造を作成できるようになるため、記憶力が向上します (Ericsson & Kintsch、1995;Rawson & Van Overschelde、2008)。より良い組織化が唯一の理由です。記憶力が良くない人のために？ スキーマや知識の組織化を超えて、一部の領域の専門家、特にマンモグラフィーを観察する放射線科医や車の詳細に焦点を当てる自動車専門家など、専門知識がより知覚的な領域の専門家は、刺激の方法を利用する、専門知識の領域に特化した処理メカニズムを開発している可能性があります。そのドメイン内で変化します。
たとえば、一部の分野の専門家は、専門分野のオブジェクトに対してより総合的な処理戦略を採用しています (Bilalić et al., 2011; Gauthier et al., 2000; Gauthier et al., 1999; Richler et al., 2011; Watson & Robbins, 2014 ）。
知覚に関する専門知識が強化されると、専門家は同じ時間でもアイテムに関するより多くの情報を処理できるようになり、より豊富な記憶追跡につながる可能性があります (Ericsson & Kintsch、1995)。より豊富な知識構造とより優れた知覚エンコーディングの構築に加えて、第 3 の要素があります。記憶の研究ではしばしば見落とされてきた、専門分野における専門家の記憶性能の向上、すなわち、専門分野の項目である場合の項目の識別性の向上を説明できる可能性がある(Rawson & Van Overschelde、2008)。
記憶に残りやすいことが刺激の本質的な側面であると主張する見解 (Bainbridge et al., 2013 など) とは対照的に、多くの文献は、代わりに、特定の文脈においてアイテムがどれだけ記憶に残るかの重要な要因は、現在使用されている他のアイテムとの区別性であると主張しています。メモリに保存されます。 たとえば、30 種類の動物の名前と「パン」という単語が含まれた覚えるべきリストが与えられたと想像してください。
人々はこの特徴的な単語 (「パン」) を最も正確に記憶する傾向があります。これは、それがリストの最初に表示される場合でも当てはまります。そのため、その固有のステータスはまだ知られておらず、区別して注目されたり処理されたりしません (Calkins, 1894; Hunt, 2006) ）。 ほとんどの記憶モデルは、記憶は検索時の干渉によって強く制限され、よりユニークな特徴を持つことで検索が容易になると提案しているため、記憶モデルはこの効果を自然に予測します (例: Shiffrin & Steyvers、1997)。
これは、スキーマに一貫性のない異常な項目の方が、予想されるスキーマに一貫性のある項目よりもよく記憶される傾向があるという考えとほぼ一致しています (Friedman, 1979;Hollingworth & Henderson, 2003; Light et al., 1979;McDaniel & Einstein, 1986; Pedzek et al.、1989）。
たとえば、人は画像の予期せぬ側面をより良く記憶する傾向があります (Friedman、1979)。そのような特徴は専門知識とどのように相互作用するのでしょうか? 専門家にとって、多くの項目は、非専門家には気づかれないような方法でセット内の他の項目とは異なっている可能性があり、したがって、専門家以外の場合よりも専門家にとってセット内でよりユニークになるため、それらの項目の記憶が強化されます (Rawson &Van Overschelde、2008)。
要約すると、専門家は多くの場合、自分の専門分野の情報を正確に認識したり思い出すことに優れています。 これは少なくとも 3 つの要因から生じる可能性があり、それぞれが独立して研究されています。専門家が知覚処理戦略を変更した可能性があります。 メモリを整理するためにスキーマを一般的に使用すると利点が得られる場合があります。 または、メモリ内の項目の識別性が向上することで恩恵を受ける場合もあります。
しかし、これらの効果がどのように相互作用するかはめったに研究されておらず、多くは主に利用可能な知覚的専門知識が限られているかまったくない領域（たとえば、単語リストなど）で研究されています。
現在の実験: 初心者と専門放射線科医のマンモグラムの記憶
専門知識が記憶にどのように影響するか、またこれら 3 つの要素がそれぞれどのように役割を果たすかを理解するために、現在の実験では、専門知識がマンモグラムの記憶にどのような影響を与えるかを尋ね (初心者と熟練の放射線科医を比較)、専門放射線科医のほうが異常画像 (つまり、がん性マンモグラムなど) についての記憶力が優れているかどうかをテストします。 ）通常の画像（すなわち、非癌性マンモグラム）と比較した場合。
正常なマンモグラムの場合、知覚符号化の利点、スキーマ、および区別性はすべて専門家の記憶に役割を果たしている可能性がありますが、異常なマンモグラムはユニークなケーススタディを提供します。 異常なマンモグラムは放射線科医のスキーマに違反しません（放射線科医は異常を探すように訓練されているため）が、異常な症例は、それらの小さな白い斑点が重要であることを知らない専門家には利用できない独特の検索の手がかりを提供します（たとえば、このマンモグラムにはこの位置に石灰化があります）。 。 また、これらの手がかりは通常のマンモグラムでは利用できません。
したがって、異常なマンモグラフィーは興味深いケースを示しています。 それらはスキーマに一貫性があると同時に、専門家の記憶における識別性の役割に独自の窓を提供する可能性もあります。記憶パフォーマンスを測定するには、受信機動作特性 (ROC) 分析を使用して、差動誤報の可能性と差動応答基準を考慮します。これは、私たちが観察するあらゆる影響が本当に記憶力の変化であるかどうかを理解するために重要です。
専門家は、知覚的な専門知識と、これらの複雑な画像を表現するためのスキーマを時間をかけて開発してきたため、正常マンモグラムと異常マンモグラムの両方について、非専門家に比べてパフォーマンスが向上すると予測されます。 また、放射線科医や放射線科医だけにとっても、これらの画像には独自の独特な検索手がかりがあるため、異常なアイテムは非専門家に比べて放射線科医にとってさらに有益である可能性があると予測しています。
私たちが放射線科医のマンモグラフィーの記憶に焦点を当てるのには、次の 2 つの理由があります。第 1 に、乳がんの兆候の検索には、非常に特殊な知覚的専門知識が必要です。 たとえば、異常なマンモグラフィーには通常 2 ～ 3 種類の局所異常しか存在しませんが、放射線科医は正常な医用画像を見るか異常な医用画像を見るかにかかわらず、重要な知覚的専門知識を持っています。
第二に、マンモグラフィーが「異常」とみなされる場合には 2 つの意味があります。 (1) 焦点異常が含まれる可能性があります。 私たちの研究では、これらは腫瘤または構造の歪みであり、後に悪性であることが証明されています。 (2) (たとえば) 一方の乳房に腫瘤がある場合、その画像は癌患者からのものであるという意味で、もう一方の乳房は異常であると考えられます。
これら 2 種類の異常がそれぞれ記憶に及ぼす影響を評価します。 マンモグラフィーが良性の腫瘤を示している場合、マンモグラフィーは「異常」とみなされる可能性があることに注意してください。 この研究ではそのような刺激は使用しませんでした。放射線科医は、腫瘤や石灰化などの目に見える局所的な異常の存在を検出した場合、画像を異常として認識するように明確に訓練されています。
さらに、最近の研究では、実験環境で質問されれば、放射線科医は病変の反対側の乳房の異常の「要点」を検出できることが示されています。 画像を正常患者からのものか異常患者からのものか分類するように求められた場合、彼らは偶然以上のレベルでパフォーマンスを発揮します (Evans et al., 2016)。 言い換えれば、この研究は、放射線科医が画像が異常であることを知るために必ずしも局所的な物理的病変を見る必要はないことを示唆しています。
この全体的な異常の信号は比較的微妙です。 さらに重要なことは、現在の目的では、この要点信号に関する研究は非常に新しいものであるため、ほとんどの放射線科医はこの概念に馴染みがありません。 したがって、記憶力へのあらゆる影響は、異常の暗黙の影響の結果であると考えることができます。異常の要点に関する出版された研究では、放射線科医に画像をほんの短時間 (250 ～ 500 ミリ秒) 見せるだけでした。 専門の放射線科医が異常の証拠を得るにはこれで十分と思われますが、この能力が放射線科医の正常画像と異常画像の記憶に影響を与えるかどうかは不明のままです。
要約すると、この実験を導いた質問は次のとおりです。放射線科医は、正常な画像と比較して異常な画像の記憶能力が向上していることを示していますか? もしそうなら、global gist は、がんの病巣兆候を含む乳房の反対側の乳房の画像に対して専門家の記憶を強化しますか? あるいは、記憶における何らかの異常の利点は、空間的注意を引き付けることができる焦点異常があることに依存するのでしょうか?
実験 1 は初心者の観察者によるベースライン研究であり、そのパフォーマンスを実験 2 の放射線科医のパフォーマンスと比較できます。さらに、実験 1 により、専門知識に関係なく記憶に残る画像が刺激セットに含まれているかどうかを判断できます。 実験 2 では、専門の放射線科医の記憶能力を評価します。
結果を予測するために、実験 1 では、実験 2 で考慮した画像セットのパターンを明らかにします。実験 2 では、放射線科医が初心者に比べて記憶力に大きな利点があること、および焦点異常に関して放射線科医が異常に有利であることがわかります。 専門家が判断力や記憶力において非焦点の異常の要点を利用しているという証拠は見つかりません。
実験 1: 初心者
方法
参加者
この実験には、オンライン タスクへの参加に金銭報酬を提供する Amazon の Mechanical Turk を通じて 60 人の参加者 (女性参加者 23 人、平均年齢 38 歳) が募集されました。 機械トルコ人労働者はアメリカの成人人口を相当に代表しており(Berinsky et al., 2012; Buhrmester et al., 2011; Difallah et al., 2018)、参加者が実験心理研究所でテストされたときに得られるデータに匹敵するデータを提供する(たとえば、視覚的記憶のコンテキストでの比較については、Brady & Alvarez、2011 年を参照)。
すべての参加者はインフォームド・コンセントを与え、時給約 10 ドルの報酬を受け、米国在住で、ヒット承認率は 95% を超えていました。 インフォームド・コンセント手順は、カリフォルニア大学サンディエゴ校の治験審査委員会によって承認されました。
刺激と手順
この研究では、参加者は単一の乳房マンモグラムを観察しました。刺激セットは、80 件の異常 (癌性) 症例と 40 件の正常 (非癌性) 症例で構成されていました。 すべての画像は未確認でした。
すべての画像は、この研究には参加していない訓練を受けた放射線科医のグループによって分類されました。正常な画像は非癌性であり、良性病変は含まれていませんでした。 異常な画像は、組織学的に確認された悪性腫瘤または構造的歪みのいずれかで構成されていました (この刺激セットの詳細については、Evans et al., 2016 を参照)。 異常画像の半分は目に見える異常を含み（すなわち、病変が存在する）、残りの半分は病変のある乳房の反対側の乳房の画像であった（すなわち、異常な症例であるが、その異常の焦点は示されていない）。
したがって、セット全体は、40枚の正常画像、40枚の焦点異常画像（本明細書では異常と呼ぶ）、および40枚の非焦点異常画像（焦点異常を有する乳房の反対側の画像）で構成され、本明細書および今後は対側異常と呼ぶ） 。 各画像は、スクリーンからの推定視聴距離が約 60 cm で、視角が約 16 × 20 度の範囲にありました。
各試行では、1 つの画像が 3 秒間表示され、その後、応答質問を含む新しい画面が表示されました。 マンモグラフィーは、正常、異常、または対側異常のいずれかがランダムに選択されました。 重要なことに、各画像は新しい画像 (実験で初めて提示された) か、3 トライアル前または 30 トライアル前に繰り返された画像 (それぞれ 3- 前と 30- 前) のいずれかでもありました。
後で繰り返された画像のうち、50% は 3- で繰り返され、50% は 30- で繰り返されました。 実験は、研究の前半と後半の試行の最大 20% がそれぞれ 3- 裏と 30- 裏となるようにバランスがとられていました。
実際、参加者ごとに異なる画像ストリームをサンプリングしたため、放射線科医の正確な集団では、試験の 18% が試験の前半では支持されなかったのに対し、試験の後半では 23% が支持されました。{{1}トライアルの前半では 22% が30-、後半では 20% が逆転しました。 繰り返しを含めると合計 210 回のトライアルがありました。内訳は、120 枚の新しい画像 (条件ごとに 40 枚) と、90 枚の繰り返し画像 (条件ごとに 30 枚、3- バックと 30- バックに均等に分割) です。
For more information:1950477648nn@gmail.com
