Zhoršenie učenia a pracovnej pamäte súvisiace s vekom v 2. časti kosmáča obyčajného

softvér

Kognitívne úlohy boli naprogramované pomocou softvéru Animal Behavior EnvironmentTest (ABET) Cognition (Lafayette Instrument Company), ktorý kontroloval všetky aspekty úlohy vrátane počtu a poradia pokusov, načasovania, výberu stimulov a umiestnenia zobrazenia a poskytovania tekutých odmien.

So zlepšovaním životnej úrovne čoraz viac ľudí v modernej spoločnosti volí rôzne stimulačné metódy na obohatenie svojho života. Tieto simulačné metódy môžu zahŕňať cestovanie, hry, šport, hudbu atď. Nielenže môžu robiť ľudí šťastnými, ale tieto stimulácie môžu mať aj určité pozitívne účinky na ľudské telo a myseľ, jedným z nich je zlepšenie pamäte.

Po prvé, výber stimulov môže do určitej miery zvýšiť záujem ľudí o učenie a ich pozornosť. Keď ľudia pociťujú nejaký druh stimulácie, ako napríklad cestovanie do novej krajiny alebo skúšanie nového športu, otvoria svoju zvedavosť a zamerajú sa viac na učenie a objavovanie tejto novej oblasti. Táto stabilnejšia pozornosť môže ľuďom pomôcť lepšie zvládnuť nové vedomosti a zručnosti, a tým zlepšiť pamäť a efektivitu učenia.

Po druhé, výber stimulov môže tiež stimulovať neuróny v ľudských mozgoch a podporovať vytváranie a upevňovanie spomienok. Keď ľudia skúšajú nové veci, neuróny v mozgu sú stimulované inak, čo stimuluje interakcie medzi neurónmi. Táto stimulácia podporuje viac synaptických spojení a zvyšuje spojenia medzi rôznymi oblasťami, čím pomáha ľuďom lepšie ukladať a integrovať rôzne informácie a skúsenosti. Výber stimulov preto zohráva dôležitú úlohu pri zlepšovaní pamäti ľudí.

Napokon, výber stimulov môže tiež podporiť fyzické zdravie a spoločenský život ľudí, čím nepriamo zlepší pamäť a kognitívne schopnosti. Napríklad účasť na rôznych športoch môže podporiť fyzické zdravie a zlepšiť fyzickú kondíciu a zároveň pomôcť ľuďom udržať si jasné myslenie a kognitívne funkcie. Zároveň môžu ľudia spoznať viac ľudí a rozšíriť svoje sociálne okruhy v oblasti cestovania, športu, hudby atď., čo tiež prispieva k zlepšeniu duševného stavu ľudí, a tým nepriamo pomáha zlepšovať pamäť a kognitívne schopnosti.

Stručne povedané, existuje silný vzťah medzi výberom stimulov a pamäťou. Výberom rôznych stimulačných metód si ľudia môžu nielen obohatiť svoj život, ale aj pomôcť si lepšie sa učiť a osvojovať si nové vedomosti a zručnosti, čím si zlepšujú pamäť a kognitívne schopnosti a prejavujú lepšie ja. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche deserticola dokáže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche deserticola dokáže regulovať aj rovnováhu neurotransmiterov, ako je zvýšenie hladín acetylcholínu a rastových faktorov. Tieto látky sú veľmi dôležité pre pamäť a učenie. Okrem toho Mäso môže tiež zlepšiť prietok krvi a podporiť dodávku kyslíka, čo môže zabezpečiť, že mozog dostane dostatok živín a energie, čím sa zlepší mozgová vitalita a vytrvalosť.

Kliknite na Know, aby ste zlepšili krátkodobú pamäť

Softvér tiež zaznamenal niekoľko meraní výkonu úlohy vrátane čísla pokusu, správnych a nesprávnych odpovedí, umiestnenia správneho výberu na obrazovke a zvoleného miesta a latencie odozvy.

Stimuly pre všetky úlohy obsahovali jednoduché tvary a čiernobiele kliparty, 3,5 3,5 cm zobrazené na čiernom pozadí (príklady stimulov pozri na obr. 2E, 3A).

Štatistické analýzy

Dáta boli analyzované pomocou MATLAB (MathWorks). Kolmogorov-Smirnov testy určili, že dáta neboli normálne distribuované, a preto sa počas štúdie používali neparametrické štatistické analýzy.

Preto boli korelácie hodnotené pomocou Spearmanových korelácií poradia, testy Scheirer Ray Hare sa použili na posúdenie dvojfaktorových interakcií v čase a Friedmanove testy s post hoc testami Nemenyi alebo Wilcoxonove testy so znamienkom sa použili na identifikáciu rozdielov v rámci faktorov.

Výkon bol porovnaný s náhodou pomocou x2 Goodness of FitTests. Úrovne pravdepodobnosti sa určili pomocou simulácie Monte Carlo a p, 0,05 sa považovalo za významné.

Kognitívne testovanie

Dotykový tréning

Kosmáče boli na začiatku štúdie naivné ku kognitívnemu testovaniu. Preto boli najprv vyškolení, aby sa dotkli obrazovky, aby získali tekuté odmeny. Tréningový proces dotyku mal tri fázy. Cieľom prvej fázy bolo privyknúť si kosmáčov na stanicu s dotykovou obrazovkou, podporiť fyzickú interakciu s obrazovkou a umývadlom odmeny a spojiť dotyky s obrazovkou a doručenie odmeny.

Na tento účel sa na sito naniesla sladká látka (Marshmallow Fluff) v malých množstvách na každé z deviatich miest dostupných cez masku. Keď tréning začal, na každom z deviatich miest pod Fluff sa objavili modré štvorcové cieľové stimuly. Keď sa kosmáče dotkli obrazovky, aby získali chmýří, bol zistený dotyk a 0.2 ml odmeny bolo vydaných do umývadla pod obrazovkou. Správanie Themarmoset bolo pozorované na diaľku prostredníctvom kamier s podporou Ethernetu (RLK16-410B8, Reolink).

Zvieratá boli pozorované, aby identifikovali, keď sa dozvedeli, že dotyk obrazovky spôsobil vyplatenie odmeny. Ich správanie sa zmenilo, keď sa naučili túto asociáciu. Na začiatku tréningu opice konzumovali odmeny len vtedy, keď si všimli nahromadenie v umývadle. Po vytvorení asociácie sa však správanie opíc zmenilo a ihneď po každom dotyku obrazovky spotrebovali odmenu z umývadla a potom sa znova dotkli obrazovky. Po vytvorení tejto asociácie sa začala druhá fáza dotykového tréningu.

Cieľom druhej fázy bolo charakterizovať reakcie kosmáčov na každé z deviatich možných miest zobrazenia stimulov a naučiť kosmáče, že iba miesta so stimulmi majú pri výbere potenciálnu odmenu za hračky. Spočiatku malo všetkých deväť miest ciele. Zaťažovanie pokračovalo počas približne piatich denných tréningových sedení, pričom počet cieľových stimulov prezentovaných na obrazovke v každom pokuse postupne klesal z deviatich cieľov na jeden.

Počas tejto fázy sa už na obrazovku neaplikoval Fluff a správne výbery cieľov boli odmenené 0,2 ml odmeny. Každý cieľový stimul bol umiestnený na náhodne vybrané miesto. Keď sa kosmáče spoľahlivo dotkli jedného náhodne umiestneného terča, začala sa tretia a posledná fáza nácviku dotyku. Cieľom tretej etapy bolo udržať silné zapojenie do úlohy a zároveň znížiť objem odmeny získanej za každú odpoveď.

Pri každom pokuse tejto tretej fázy sa na obrazovke na náhodne zvolenom mieste zobrazil jeden stimul. Objemy odmien sa postupne znížili z {{0}},2 ml na odpoveď na konečný objem 0,05 ml na odpoveď, a to postupne počas približne štyroch denných tréningov.

DRST (obr. 3A)

Funkcia Delayed Recognition Span Task (DRST) meria kapacitu pracovnej pamäte. Každá skúška DRST bola iniciovaná tým, že sa kosmáč dotkol modrého štvorcového stimulu v strede obrazovky. Potom sa na obrazovke na jednom z deviatich možných miest, ktoré boli tiež náhodne vybrané, zobrazil jeden čiernobiely stimul náhodne vybraný zo sady 400 obrázkov.

Keď sa kosmáč dotkol tohto prvého podnetu, bola mu vydaná malá tekutá odmena. Po 2-oneskorení, počas ktorého bola obrazovka prázdna, boli predložené dve alternatívne vynútené voľby s pôvodným stimulom, ktorý sa objavil na jeho pôvodnom mieste, a druhý, nový stimul, ktorý sa objavil na inom pseudonáhodne vybranom mieste.

Ak kosmáč vybral nový objekt, bola zaznamenaná správna odpoveď, bola vydaná tekutá odmena a nasledovalo ďalšie 2- oneskorenie. Po oneskorení sa prvé dva stimuly objavili na svojich pôvodných miestach a tretí, nový stimul, sa tiež objavil v pseudonáhodne zvolenej polohe. Kosmáč bol opäť odmenený za výber nového stimulu. Nové stimuly sa pridávali po následných odkladoch, kým sa pokus neukončil jedným z troch spôsobov: (1) kosmáč urobil deväť správnych výberov v rade; (2) kosmáč zlyhal pri výbere v rámci 12- s (tj vynechaný); (3) kosmáč urobil nesprávnu odpoveď (t. j. vybral nenový stimul).

V prípade vynechania alebo nesprávnej odpovede nebola vydaná žiadna odmena a 5- časový limit začal pred začiatkom nového pokusu. Pre každý pokus sa počet stimulov správne vybraných pred ukončením pokusu zaznamenal ako dĺžka konečného rozpätia (FSL). Objemy odmien sa zvýšili so zvýšenou obtiažnosťou pokusu, aby sa podporilo pokračovanie úlohy.

Konkrétne, kosmáč získal {{0}}.05 ml odmeny za správne odpovede, keď bol na obrazovke jeden stimul, 0,1 ml odmeny za správne odpovede, keď boli na obrazovke dva, tri alebo štyri stimuly obrazovky a 0,2 ml odmeny za správne odpovede, keď bolo na obrazovke päť, šesť, sedem, osem alebo deväť stimulov. Počet objektov na obrazovke sa ďalej označuje ako úrovne obtiažnosti (TDL).

Každý kosmáč bol testovaný 2–5 dní týždenne a každé testovanie bolo ukončené po 3 hodinách alebo potom, čo kosmáč získal 20 ml odmeny, podľa toho, čo nastane skôr.

Úloha reakčného času (obr. 7A)

Reaction Time Task (RTT) meria čas potrebný na to, aby kosmáč natiahol ruku a dotkol sa obrazovky. Bol použitý na rozlíšenie zmien v nekognitívnej motorickej rýchlosti súvisiacich s vekom od zmien súvisiacich s vekom vo vykonávaní úlohy pracovnej pamäte (DRST). Každá skúška RTT bola iniciovaná tak, že sa kosmáč dotkol zeleného štvorcového stimulu v strede obrazovky.

Potom sa cieľ objavil na jednom z deviatich miest vybraných pseudonáhodne. Keď sa kosmáč dotkol cieľa, zatúžil po 0.1- ml tekutej odmeny a čas, ktorý uplynul medzi nábehom na cieľ a výberom kosmáča, sa zaznamenal ako reakčný čas v tomto pokuse.

Kosmáče dostali jedno cvičenie, aby sa naučili túto úlohu, a potom sa zozbierali údaje z desiatich nasledujúcich skúšobných sedení. Každá z 10 skúšobných sedení bola ukončená, keď kosmáči vykonali 108 pokusov alebo uplynula 1 hodina od začiatku skúšania.

Úloha progresívneho pomeru (PRT; Obr. 7B)

Úloha progresívneho pomeru (PRT) meria motiváciu. Bol použitý na rozlíšenie zmien v nekognitívnej motivácii súvisiacich s vekom od zmien výkonu DRST súvisiacich s vekom. Každá skúška PRT začala prezentáciou stimulu v strede obrazovky.

Kosmáče boli odmenené za to, že sa dotkli stimulu v rámci progresívneho pomeru zosilnenia, kde sa počas testovania zvýšili požiadavky na odozvu.

Prvotnou požiadavkou na odpoveď bolo získanie odmeny jedným dotykom. Keď opica splnila požiadavku na odozvu, stimul bol odstránený z obrazovky, bola vydaná odmena a potom bol stimul nahradený na obrazovke. Požiadavka na odozvu sa zvyšovala o jednu, kým sa nesplnilo osem požiadaviek na odozvu, a následne sa zdvojnásobila po každých ôsmich splnených požiadavkách na odozvu.

Použité špecifické požiadavky na odpoveď boli: (prírastok=1) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; (prírastok=2) 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24; (prírastok=4) 28, 32, 36, 40, 44, 48, 52, 56; atď. Testovacie relácie boli ukončené, keď uplynula 1 hodina alebo kosmáč dosiahol požiadavku na odozvu 120 dotykov. Kosmáče dostali jedno cvičenie, aby sa naučili túto úlohu, a potom sa zozbierali údaje z troch po sebe nasledujúcich testovacích sedení.

Výsledky

DRST

Aby sme zhodnotili, či kosmáče vykazujú zhoršenie pracovnej pamäte súvisiace s vekom, implementovali sme verziu úlohy oneskoreného rozpoznania s dotykovou obrazovkou v skupine zvierat v širokom vekovom rozsahu.

V tejto úlohe kosmáči iniciovali pokus a potom boli odmenení za to, že sa dotkli jediného vizuálneho podnetu („predmetu“), ktorý sa objavil na obrazovke. Po krátkom oneskorení, počas ktorého bola obrazovka prázdna, boli kosmáči odmenení za identifikáciu nového objektu v dvoch alternatívach nútenej voľby. Ak je to správne, po krátkom oneskorení sa objavili tri objekty; dva, ktoré sme videli skôr v procese, a jeden román.

Po každej správnej odpovedi bola doručená odmena a do poľa bol pridaný ďalší predmet. Keď si kosmáč vybral nenový predmet, pokus sa skončil bez odmeny a skúšobná sekvencia sa začala odznova.

Primárnym meradlom použitým na hodnotenie výkonu DRST bola konečná dĺžka rozpätia (FSL). Rovnako ako v predchádzajúcej práci (Herndon a kol., 1997; Moss a kol., 1997; Killiany a kol., 2000; Moore a kol., 2017), táto miera kvantifikuje schopnosť pracovnej pamäte zvieraťa a je definovaná ako počet stimulov kosmáča. správne nahlásené ako nové pri každom pokuse.

Krivky učenia sa nespracovaných údajov pre každé zviera, vynesené ako funkcia FSL v priebehu času, boli vyhladené pomocou Gaussovho váženého kĺzavého priemeru cez 2000-skúšobné okno (obr. 3B) a na modelovanie náhodnej výkonnosti sa použila simulácia Monte Carlo .

Analyzovali sme výkon počas troch rôznych fáz v priebehu krivky učenia každého kosmáča, označených ako „nováčik“, „učiaci sa“ a „expert“. Začiatočnícka fáza bola definovaná ako pokusy, pri ktorých sa výkon neodchýlil od toho, ktorý sa očakával náhodou, a začal prvým pokusom, ktorý sa kedy uskutočnil. Koniec počiatočnej fázy sa určil pomocou testov dobrej zhody Kolmogorov-Smirnov na identifikáciu počiatočného bodu, v ktorom sa 100 po sebe nasledujúcich experimentálne nameraných distribúcií FSL výrazne líšilo od nulovej distribúcie odvodenej zo simulácií Monte Carlo.

Fáza učenia sa začala bezprostredne po fáze začiatočníkov a skončila v skúške pred dosiahnutím 90. percentilu výkonu. Expertná fáza zahŕňala skúšky s výkonom medzi 90 a 100 percentilmi vrátane.

Tieto fázy boli od seba odlišné, pričom žiadne pokusy nespadali do viacerých kategórií. Na overenie týchto definícií fáz sme testovali, či sa podľa očakávania priemerný výkon výrazne zvýšil v rámci troch fáz a zistili sme, že sa zvýšil (obr. 3C; neparametrický Friedmanov test: x2(2)=30, p=3.1 107); párové post hocNemenyi testy: nováčik vs študent: p=0.017; Začiatočník vs expert:p=1.4 107; Študent verzus expert: p=0.017).

For more information:1950477648nn@gmail.com