Opakování základního nátěru - Repetition priming
Opakování aktivace se týká zlepšení behaviorální reakce, když jsou podněty opakovaně prezentovány. Vylepšení lze měřit z hlediska přesnosti nebo reakčního času a může k nim dojít, když jsou opakované podněty buď identické nebo podobné předchozím podnětům. Ukázalo se, že tato vylepšení jsou kumulativní, takže jak se počet opakování zvyšuje, reakce se průběžně zrychlují až na maximum kolem sedmi opakování. Tato vylepšení se také objevují, když se opakované položky mírně změní z hlediska orientace, velikosti a polohy. Velikost efektu je také modulována délkou doby, po kterou je položka prezentována, a délkou mezi první a následující prezentací opakovaných položek.
Popis
Opakování aktivace může nastat, aniž by si člověk byl vědom opakování nebo vylepšení své reakce, takže se obecně předpokládá, že zahrnuje implicitní paměťové procesy, které jsou oddělitelné od explicitních paměťových procesů. Tato myšlenka má oporu ve zjištěních, že amnézičtí pacienti s poškozením limbických a/nebo diencefalických struktur vykazují měřitelné účinky primárního opakování, ale mají nedostatky v explicitní míře paměti. Někteří výzkumníci však tvrdí, že implicitní a explicitní paměťové systémy ve skutečnosti nejsou oddělené. Opakování aktivace bylo také spojeno s procesy pozornosti, očekáváním stimulu a epizodickou pamětí .
Výzkum opakování primingu byl použit ke zkoumání povahy mechanismů, které jsou základem behaviorálních účinků rychlého učení. Při využití opatření potlačení opakování , domnělého neurálního korelátu opakování primingu a měření změn v nervové reakci spojených se změnou prezentovaných podnětů se vědci pokoušejí indexovat oblasti a jejich zpracované předsudky podél percepčních, koncepčních a reakčních dimenzí. Tato oblast výzkumu je založena na více metodách měření od záznamů do jednotlivých buněk až po multiregionální měření pomocí funkčního zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI), elektroencefalografie (EEG) a magnetoencefalografie (MEG). Transkraniální magnetická stimulace (TMS) byla také použita k dočasnému „lézi“ (inaktivaci) specifických oblastí, a tak získat indikaci o nutnosti těchto oblastí při zpracování specifických rozměrů prezentovaných podnětů. Velká část tohoto výzkumu byla zaměřena na vizuální doménu, byly však zkoumány i sluchové a čichové procesy.
Teorie a modely
Byla předložena řada modelů k vysvětlení efektivity chování, které se získávají opakovanými prezentacemi stejných nebo podobných stimulů. Ty jsou popsány níže.
Únava
V tomto modelu se předpokládá, že útlum nervové reakce je důsledkem celkového snížení amplitudy palby neuronu. Zda k tomuto snížení dochází u všech neuronů, které reagovaly na počáteční podnět, nebo jen u kritické podmnožiny těch, které zpočátku reagovaly maximálně, není zatím jasné. Důkazy však naznačují, že takový mechanismus snižuje nadbytečné nervové vypalování a zvyšuje efektivitu zpracování v rané vizuální kůře.
Ostření
Podobně je na tom myšlenka, že opakování způsobí, že neurony, které jsou pro reprezentaci stimulu méně relevantní, přestanou střílet, když se tento stimul opakuje. Tímto způsobem je reprezentace podporována postupně řidší reakcí, což má za následek adaptivní snížení metabolických požadavků a zvýšení efektivity přenosu informací prostřednictvím neurální hierarchie. To může být důsledkem laterální inhibice na reprezentačních úrovních v konkurenčním hebbijském vzdělávacím systému, kde silná spojení posilují a inhibují slabší spojení. Velká část důkazů pro toto pochází ze studií primátů na inferotemporální kůře a záznamů jednotlivých buněk s dlouhými tréninkovými obdobími. Snížení rychlosti střelby během krátkodobého tréninku na opakované podněty se však zdá být největší v těch buňkách, které zpočátku reagují nejvyšší mírou aktivace, v souladu s výše uvedeným únavovým modelem.
Usnadnění
Klíčovým konceptem v tomto modelu je, že informace cestují rychleji sítí, když se současná reprezentace stimulu překrývá s předchozí reprezentací, poháněná rychlejším nástupem nervové aktivace s opakovanými prezentacemi. Při pokusu změřit tyto potenciální rozdíly v latenci byly použity studie fMRI, ale časové rozlišení není příliš přesné a záznamy jednotlivých buněk obvykle nevykazují zkrácené latence opakovaných podnětů. Dalším možným vysvětlením usnadnění je synaptická potenciace v modelu neuronové sítě atraktoru, kde opakování snižuje dobu usazování, jak se prohlubuje přitahovací pánev, a tím zvyšuje celkovou rychlost zpracování.
Snížená chyba predikce/očekávání stimulu
Když se stimul opakuje, zpětná vazba shora dolů moduluje nervovou odezvu dřívějších oblastí zpracování, se sníženou nervovou aktivací a zlepšenými reakcemi chování odrážejícími splněná očekávání. Tato myšlenka pochází z prediktivních teorií kódování a bayesovských statistik a má určitou podporu ve studiích fMRI manipulujících s očekáváním stimulu. Výsledky však mohou také odrážet zapojení pozornosti, které, jak se zdá, má modulační účinek na rozsah vyvolaného primingu.
Neurální synchronie
Tato teorie je založena na myšlence, že protože navazující neurony jsou citlivé jak na rychlost střelby, tak načasování těchto vstupů, efektivity zpracování lze dosáhnout synchronizovanou aktivací. Důkazy synchronizace spojené s opakovanými podněty zahrnují fázové uzamykání nalezené mezi dvěma oblastmi zrakové kůry kočky při měření synchronizace hrotů pro vyškolené ve srovnání s novými podněty a potlačené střelby a zvýšenou synchronizaci hrotů s opakováním pachových obláčků na antény kobylky. Důkazy využívající EEG a MEG naznačují, že opakování stimulu u lidí má za následek zvýšenou synchronizaci mezi odlišnými kortikálními oblastmi, často stejnými oblastmi, které vykazují sníženou lokální nervovou aktivitu (viz potlačení opakování níže). V jedné studii načasování této synchronizace napříč regiony předpovídalo množství usnadnění chování pozorovaného u základů opakování, což naznačuje těsné spojení mezi synchronizací a chováním.
Vazba stimulační reakce
Tato teorie naznačuje, že opakování primingu je výsledkem navázání počátečního stimulu přímo na odpověď, přičemž se obejdou mezilehlé vrstvy výpočtu. Mechanismus zprostředkující tuto přímou vazbu nebyl objasněn, ale bylo předloženo několik hypotéz. Jedna teorie to vysvětluje jako závod mezi automatickou aktivací předchozí trasy stimulační odezvy a opětovným zapojením „algoritmické“ trasy a další teorie navrhuje provoz „akčního spouště“, kde opakované podněty spouští předchozí reakci prostřednictvím vnímání nebo konceptu asociace s původním podnětem. Na podporu této teorie je důkaz účinku shody odezvy, který by se od těchto vazeb stimul-odezva očekával. Zvýšená synchronie mezi oblastmi diskutovanými výše by mohla být neurálním korelátem vazby stimul-odezva.
Neurální koreláty
Potlačení opakování
Fenomén potlačení opakování , snížení nervové aktivity, když se podněty opakují, je považován za závislý na překrývání zpracování mezi opakovanými položkami a je obecně považován za nervový korelát opakování aktivace. Jako takový byl široce používán ve výzkumu zkoumajícím povahu reprezentací na různých úrovních hierarchie vizuálního zpracování. Přitom vědci zjistili, že se zdá, že potlačení opakování probíhá na více úrovních zpracování; v závislosti na zpracovávaných podnětech a úrovni zpracování, na kterou je experimentální manipulace zaměřena; se snížením nervové aktivity na opakované podněty vyskytující se v oblastech zapojených do počátečního zpracování těchto znaků. Je však třeba věnovat pozornost interpretaci výsledků těchto studií, protože vztah mezi potlačením opakování a aktivací opakováním nebyl definitivně stanoven.
Vylepšení opakování
Ačkoli je opakování aktivace nejčastěji spojeno s nervovým útlumem pro opakovanou prezentaci podnětů, v řadě experimentálních kontextů bylo také měřeno zvýšení nervových reakcí. Například při provádění matematických výpočtů, kdy jsou degradovány opakované podněty, ve studiích zahrnujících paradigma zpětného maskování a když podněty nemají žádné dříve existující asociace nebo význam.