需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用

方法文章

一个真实场景的何事-何地-何时记忆测试

11.2K 次观看

DOI:

10.3791/55646

2017年5月16日

本文内容

摘要

真实场景中的“何物—何地—何时”记忆测试是一种新颖的情景记忆测试,要求受试者回忆在两个不同场合中,哪些物体被隐藏在了哪些位置。该测试易于实施,且对正常的认知老化具有敏感性。

摘要

情景记忆是一种复杂的记忆系统,能够回忆并重新体验个体过往生活中的具体事件。现实生活中的情景记忆通常涉及事件发生的空间和时间背景,且多为视觉空间性质,而非言语性质。然而,目前许多情景记忆测试常采用需回忆的言语材料(如单词列表、故事)。真实世界“何事—何地—何时”记忆测试要求参与者在两个相隔2小时的时间段内,将总共16个不同的物体藏于16个不同的位置。再过2小时后,要求他们回忆出自己将哪些物体(何事)藏在了哪些位置(何地),以及是在两个时间段中的哪一个(何时)藏匿的。除了统计正确回忆出的完整“何事—何地—何时”组合数量外,该任务还可用于评估真实环境下的空间记忆和物体记忆。该任务对正常的认知老化具有敏感性,与其他情景记忆任务的表现具有良好相关性,同时具备更高的生态效度,且成本低廉、易于实施。

引言

情景记忆是指对个体自身过去独特事件的记忆,这些事件被体验为对原始经历的重新经历(即心理时间旅行)1,4。它也是多种类型痴呆症早期阶段中最先受到影响的记忆形式之一3,4。内侧颞叶,尤其是海马体,被认为在情景记忆的加工过程中起着重要作用5,因此,任何影响海马功能的状况,如衰老和多种情绪障碍,也被认为会影响情景记忆功能。因此,情景记忆功能可作为多种神经和精神疾病状态的有用生物标志物6

然而,目前用于量化情景记忆的方法仍不尽理想。现实生活中日常的情景记忆是在其时空背景下的独特事件的整合性记忆7,通常为偶然编码形成4。在临床和学术研究中,最常用的两种方法是词语表学习8和回忆个人过去的经历3。这两种方法各有优缺点。词语表方法相较于故事回忆法的优势在于,评估者能确切知道正确答案是什么。而对于受试者/患者自发讲述的往事,则难以评估其准确性,因为通常缺乏客观证据,甚至家属提供的信息也可能包含错误细节。故事回忆法的优势在于,它实际上评估了情景记忆的典型内容和结构:即在时空背景下发生的事件,其中“发生了什么”、“在哪里”以及“何时”等信息被整合在一起7。而词语表任务完全不需要回忆任何背景信息,且通常需要多次重复练习(例如,雷伊言语听觉学习任务)。

近年来,研究人员已多次尝试构建情节记忆任务,旨在结合两种经典测试方法的优势,同时尽量减少其局限性9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22。当前方案是纽卡斯尔大学开发的“What-Where-When”情节记忆测试的最新版本10,16,22。该测试概念源于Clayton和Dickinson对非人类动物的研究23,并已被改编用于多种其他物种24,25,26,27,28,其中部分研究已证实该范式对内侧颞叶损伤具有敏感性29。这是将“What-Where-When”框架应用于成人人类情节记忆测试的多种尝试之一18,20,30,31,但却是唯一一种在真实环境中进行、无需使用计算机的测试方法,因此参与者/患者易于参与,且实施成本较低。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

方案

本方案已获得纽卡斯尔大学医学科学学院伦理委员会批准(批准编号 515_1)。

1. 研究准备

  1. 在开展研究之前,准备20件小巧且易于识别或描述的物品, 例如,
    一盏茶烛
    一个玩具挖掘机
    一只玩具青蛙
    衣帽钩
    一把勺子
    一套钥匙
    一个按钮
    润唇膏
    一个玩具雪人
    一个瓶盖
    一个模具
    一个较轻的物体
    一把梳子
    腕带
    一个套索
    一个蝴蝶形别针
    一把尺子
    吉他拨片
    电池
    一个U盘
  2. 随机选择其中8个物体用于第一阶段,另8个用于第二阶段。应额外准备4个物体,在任一阶段均不使用。选定物体后,所有受试者在相同阶段的相同位置使用完全相同的物体。
  3. 拍摄将要使用的16件物品的照片。制作这些照片的两张图示页:第一张图示页用于第一次实验(8件物品),第二张图示页用于第二次实验(8件物品)。
    1. 将物体的图片按参与者需要寻找的顺序放置在工作表上,并对图片进行编号以避免混淆。 图1 展示了一个示例。

基于物体的认知分类实验;两个阶段,桌上呈现不同的物品阵列。
图1:物体身份识别表。 这些表格放置在20个物体堆的旁边。左侧的表格用于第1阶段,右侧的表格用于第2阶段。参与者应按照表格上标明的顺序从物体堆中依次取物。请注意,在第2阶段,第1阶段使用过的所有物体已被重新收集并再次加入物体堆中,因此在第2阶段开始时,参与者仍需从一堆20个物体中进行搜索。请点击此处查看该图的放大版本。

  1. 在房间周围确定 16 个藏匿位置。理想情况下,该房间应为一个物品众多的办公室。这些位置应能够被不在房间内的人明确描述。同时,应尽量避免将位置与房间内某个明显物体直接关联,以减少空间记忆退化为物体-物体关联的可能性。
    1. 将每个物体分配到其中一个藏匿位置,并确保第一阶段和第二阶段所使用的位置随机交错分布。
  2. 确保在研究期间房间的布局保持不变。对于多用途房间,需确保每次实验前能将房间恢复至相同状态,以便每位参与者面对相同的环境。

2. 第一次实验

  1. 在参与者到达之前,将20件物品堆放在测试房间内的固定位置,并在旁边放置第一阶段使用的物品图片表。要求参与者根据图片表从一堆物品中寻找目标物品,是为了促使他们关注物品的身份特征。
  2. 当参与者到达后,首先向其提供一份说明研究内容的信息手册,向其讲解研究流程,并让其阅读并签署知情同意书。
  3. 带领参与者到测试房间门口,说明他们在房间内需要完成的任务。可根据实验设计调整指导语,以诱发有意记忆或无意记忆。
    1. 对于有意记忆条件,向参与者朗读以下指导语:
      “本任务的目的是让你在房间内隐藏一些物品,之后我们会要求你回忆这些内容。你将看到桌上有一堆物品。在物品堆旁边会有一张图片表,上面列出了你需要隐藏的8件物品。每张图片的左下角有一个数字,表示你隐藏这些物品的顺序。
      你每次只能拿起并隐藏一件物品。我会指出每件物品应隐藏的具体位置。当你进入房间后,需立即开始大声数秒,并持续数到离开房间为止。
      在本研究的后续阶段,我们将使用不同的物品和位置重复此过程。之后我们会要求你回忆你隐藏了哪些物品、隐藏在何处以及是在哪一次任务中隐藏的。如果你有任何问题,请现在提出,因为一旦进入房间后将不能再提问。本任务不限时间,因此请根据需要花费足够的时间完成。”
    2. 对于无意记忆条件,向参与者朗读以下指导语:
      “本任务旨在测试你的多任务处理能力。你需要持续大声数秒,不能放慢速度或跳过数字,同时我会通过让你寻找并放置物品来对你进行干扰。我将录制你的声音,以便后续分析你的计数表现。
      作为干扰任务,你将看到桌上有一堆物品。在物品堆旁边会有一张图片表,上面列出了你需要隐藏的8件物品。每张图片的左下角有一个数字,表示你隐藏这些物品的顺序。你每次只能拿起并隐藏一件物品。我会指出每件物品应隐藏的具体位置。当你进入房间后,需立即开始大声数秒,并持续数到离开房间为止。
      在本研究的后续阶段,我们将重复此过程,以检验你是否通过练习有所提高。如果你有任何问题,请现在提出,因为一旦进入房间后将不能再提问。本任务不限时间,因此请根据需要花费足够的时间完成,但请务必保持数秒的节奏稳定。”
  4. 带领参与者进入房间,展示物品堆。让参与者根据图片表找到并取走第一件物品。指出该物品应放置的位置,并让参与者将物品放置于该处。
    1. 然后让参与者返回取下一件物品,依此类推,直至完成图片表上全部8件物品的隐藏。整个过程的时间由参与者寻找和隐藏物品的速度决定,通常不超过2分钟。
  5. 本阶段结束后,带参与者离开房间。

3. 首次破裂

  1. 在第一次与第二次会话之间,留出约2小时的间隔。在此期间,要求参与者完成不同的任务,或让其离开例如 去吃午饭,并在指定时间返回。
  2. 在参与者返回之前,将房间内所有隐藏的物体取出并放回原堆中。
  3. 将图片页替换为第2次实验的图片页。

4. 第2次实验

  1. 提醒参与者在第一次会话前已给出的指示。
  2. 将参与者带入房间,重复第 2.4 节的操作,但此次使用不同的物体和位置。同样,时间由参与者决定。
  3. 将参与者带离房间。

5. 第二次断裂

  1. 再次指示参与者 2 小时后返回,或在此期间进行另一组测试。
  2. 将所有物体从隐藏位置取出。该房间将不再用于该参与者。

6. 第3次实验

  1. 如果参与者之前被指示进行 incidental memorization(无意记忆),现在应向他们说明情况,并告知任务的真实目的。通过询问参与者是否怀疑该任务是一项记忆任务,以检验欺骗的有效性。
  2. 让他们自由回忆在两次不同场合中,各自将哪些物品藏在了哪些位置。要求他们按记忆的顺序将所有内容书写下来。鼓励他们尽可能回忆任何信息,包括不完整的信息(例如,记得某个物品,但不记得其位置)。 等等。).
    1. 给予参与者充足的时间,以回忆他们所能想起的全部内容。如果他们愿意,可以绘制地图或示意图。
  3. 在他们回忆出所有能够想起的信息后,请让他们完成生动性量表和任务思考量表(图2).

记忆评估中生动性与反思性评分量表,评估图表
图2:主观体验报告。 在报告了对物体、位置和阶段的记忆后,参与者需完成这两个量表,分别用于报告其记忆的主观体验(上方量表)以及在每次藏匿阶段后实际对材料进行复习的程度。请点击此处查看该图的放大版本。

  1. 进一步向参与者进行情况说明,并让其离开。

7. 数据提取与分析

  1. 制作评分表时,列出全部16个物体的清单,以及全部16个位置的清单。
    1. 针对每个物体和位置,判断其是否与正确的会话及位置/物体(分别对应“何物—何地—何时”)组合被记住,是否仅与正确的会话组合(仅“何物—何时”或仅“何地—何时”),或仅与正确的位置/物体组合(分别对应仅“何物—何地”),或是否被正确回忆出来但没有任何正确的组合(仅“何物”和仅“何地”)。两个列表中正确回忆出的“何物—何地—何时”组合数和“何物—何地”组合数应相匹配。
  2. 首先分析完整的“何物—何地—何时”组合。由于总共需回忆16个组合,将实际正确回忆的组合数量视为来自二项分布(16个“是—否”回答),应使用广义线性模型进行分析,采用二项分布和对数链接函数。
  3. 然后分析3种不完整组合。为使用相同的分析方法,需分析在未被正确回忆为完整“何物—何地—何时”组合的剩余组合中,每种类型不完整回忆组合的总数。例如,若某参与者正确回忆出5个“何物—何地—何时”组合,则在(16-5=)11个可能的不完整组合中分析不完整组合。
  4. 以类似方式分析在尚未计入的剩余组合中,无任何组合关系被回忆出的物体或位置的数量。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

结果

老年人(65岁以上)记住完整的“何事-何地-何时”组合的能力弱于年轻人(18-25岁;Χ2(1) = 9.5;p = 0.002;图3)。需要注意的是,尽管作为一个群体,老年人的表现不如年轻人,但部分老年人的表现与某些年轻人相当甚至更优。如果这种个体差异能够预测其他状况,则可能具有重要信息价值。

还可以研究其他情景记忆测验对“何事-何地-何时”(What-Where-When,WWW)组合记忆表现的预测能力。在这些代表性结果中,展示了Kessels物体-位置任务32的结果。该任务包含多个组成部分,其中包括组合物体记忆(Combined Object Memory,COM),即受试者需要记住10个不同物体,并将其准确放回原本位于空白计算机屏幕上的位置。在此版本中,受试者在学习10个物体的布局后,有3分钟时间执行另一项任务,以防...

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

讨论

数据表明,其他用于测量情景记忆的任务的表现也能预测个体在真实世界“何事—何地—何时”记忆任务中的表现。然而,这些相关性很可能反映了不同任务所共用的某一认知能力子集。与这些其他任务相比,“真实世界何事—何地—何时”记忆任务的优势在于,它测试的是人们对两个真实事件的记忆,这些事件发生在真实的时空背景中。与要求人们回忆自身生活中的事件不同,在本任务中,实验者或临床医生确切知道事件中发生了什么,因为事件是由他们设置的。这使得该任务具有大多数其他任务所不具备的生态效度,即便是同样采用“何事—何地—何时”框架的任务,通常也是在计算机上进行,从而失去了真实世界体验的沉浸感18,20,30,31。只有沉浸式虚拟现实可能结合计算机模拟与类似真实世界体验的优势,但这类设备目前尚未被大多数人便捷获取,而“真实世界何事—何地—何时”记忆任务则易于实施且成本低廉。为了获得更高的生态效度,该任务还可作为偶然编码...

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

感谢所有参与本方法学在任务不同迭代过程中开发工作的参与者。同时感谢多年来协助开展各次迭代实验的全体学生:Natasha Dubes、Emma Denning、Victoria Bellhouse、Stephen Holland、Melissa Anderson、Katie Shaw、Sarah Morgan、Karla Butterworth、Michael Craig、Lauren Wray、Olivia Sanderson、Daniel Lai、Rajameenakshi Boopathy 和 Chun Kit Ho。本研究由纽卡斯尔大学对学士研究项目的支持经费资助。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
示例材料任意20个容易命名的小物件即可。
1 个茶蜡灯
1 个玩具挖掘机
1 个玩具青蛙
1 个衣帽钩
1 把勺子
1 串钥匙
1 粒纽扣
1 支润唇膏
1 个玩具雪人
1 个瓶盖
1 个骰子
1 个打火机
1 把梳子
1 个腕带
1 把挂锁
1 个蝴蝶形胸针
1 把尺子
1 个吉他拨片
1 节电池
1 个U盘

参考文献

  1. Tulving, E. Organization of memory. Tulving, E., Donaldson, W. , Academic Press. 381-403 (1972).
  2. Tulving, E. Episodic memory: From mind to brain. Rev Neurol. 160, S9-S23 (2004).
  3. Irish, M., Lawlor, B. A., Coen, R. F., O'Mara, S. M. Everyday episodic memory in amnestic mild cognitive impairment: A preliminary investigation. BMC Neurosci. 12, (2011).
  4. Pause, B. M., et al. Perspectives on Episodic-like and Episodic Memory. Front Behav Neurosci. 7, (2013).
  5. Eichenbaum, H., Sauvage, M., Fortin, N., Komorowski, R., Lipton, P. Towards a functional organization of episodic memory in the medial temporal lobe. Neurosci Biobehav Rev. 36, 1597-1608 (2012).
  6. Dere, E., Pause, B. M., Pietrowsky, R. Emotion and episodic memory in neuropsychiatric disorders. Behav Brain Res. 215, 162-171 (2010).
  7. Clayton, N. S., Bussey, T. J., Dickinson, A. Can animals recall the past and plan for the future? Nat Rev Neurosci. 4, 685-691 (2003).
  8. Tierney, M. C., et al. Use of the Rey Auditory Verbal Learning Test in differentiating normal aging from Alzheimer's and Parkinson's dementia. Psychol Assess. 6, 129-134 (1994).
  9. Hayne, H., Imuta, K. Episodic memory in 3- and 4-year-old children. Dev Psychobiol. 53, 317-322 (2011).
  10. Holland, S. M., Smulders, T. V. Do humans use episodic memory to solve a What-Where-When memory task? Anim Cogn. 14, 95-102 (2011).
  11. Cheke, L. G., Clayton, N. S. Do different tests of episodic memory produce consistent results in human adults? Learn Mem. 20, 491-498 (2013).
  12. Newcombe, N. S., Balcomb, F., Ferrara, K., Hansen, M., Koski, J. Two rooms, two representations? Episodic-like memory in toddlers and preschoolers. Dev Sci. 17, 743-756 (2014).
  13. Cheke, L. G., Clayton, N. S. The six blind men and the elephant: Are episodic memory tasks tests of different things or different tests of the same thing? J Exp Child Psychol. 137, 164-171 (2015).
  14. Cheke, L. G., Simons, J. S., Clayton, N. S. Higher BMI is Associated with Episodic Memory Deficits in Young Adults. Q J Exp Psychol. , 1-24 (2015).
  15. Kwok, S. C., Macaluso, E. Immediate memory for "when, where and what": Short-delay retrieval using dynamic naturalistic material. Hum Brain Map. 36, 2495-2513 (2015).
  16. Mazurek, A., Bhoopathy, R., Read, J. C. A., Gallagher, P., Smulders, T. V. Effects of age on a real-world What-Where-When memory task. Front Aging Neurosci. 7, (2015).
  17. Cheke, L. G. What-where-when memory and encoding strategies in healthy aging. Learn Mem. 23, 121-126 (2016).
  18. Zlomuzica, A., Preusser, F., Totzeck, C., Dere, E., Margraf, J. The impact of different emotional states on the memory for what, where and when features of specific events. Behav Brain Res. 298 (Part B), 181-187 (2016).
  19. Plancher, G., Gyselinck, V., Nicolas, S., Piolino, P. Age effect on components of episodic memory and feature binding: A virtual reality study. Neuropsychology. 24, 379-390 (2010).
  20. Plancher, G., Tirard, A., Gyselinck, V., Nicolas, S., Piolino, P. Using virtual reality to characterize episodic memory profiles in amnestic mild cognitive impairment and Alzheimer's disease: Influence of active and passive encoding. Neuropsychologia. 50, 592-602 (2012).
  21. Laurent, X., Ensslin, A., Marí-Beffa, P. An action to an object does not improve its episodic encoding but removes distraction. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 42, 494-507 (2016).
  22. Craig, M., et al. How does intentionality of encoding affect memory for episodic information? Learn Mem. 23, 648-659 (2016).
  23. Clayton, N. S., Dickinson, A. Episodic-like memory during cache recovery by scrub jays. Nature. 395, 272-274 (1998).
  24. Skov-Rackette, S. I., Miller, N. Y., Shettleworth, S. J. What-where-when memory in pigeons. J Exp Psychol Anim Behav Process. 32, 345-358 (2006).
  25. Roberts, W. A., et al. Episodic-Like Memory in Rats: Is It Based on When or How Long Ago? Science. 320, 113-115 (2008).
  26. Feeney, M. C., Roberts, W. A., Sherry, D. F. Memory for what, where, and when in the black-capped chickadee (Poecile atricapillus). Anim Cogn. 12, 767-777 (2009).
  27. Hoffman, M. L., Beran, M. J., Washburn, D. A. Memory for "What" "Where", and "When" Information in Rhesus Monkeys (Macaca mulatta). J Exp Psychol Anim Behav Process. 35, 143-152 (2009).
  28. Zinkivskay, A., Nazir, F., Smulders, T. V. What-Where-When memory in magpies (Pica pica). Anim Cogn. 12, 119-125 (2009).
  29. Binder, S., Dere, E., Zlomuzica, A. A critical appraisal of the what-where-when episodic-like memory test in rodents: Achievements, caveats and future directions. Prog Neurobiol. 130, 71-85 (2015).
  30. Kinugawa, K., et al. Aging-related episodic memory decline: Are emotions the key? Front Behav Neurosci. 7, (2013).
  31. Pause, B. M., Jungbluth, C., Adolph, D., Pietrowsky, R., Dere, E. Induction and measurement of episodic memories in healthy adults. J Neurosci Meth. 189, 88-96 (2010).
  32. Kessels, R. P. C., Postma, A., De Haan, E. H. F. Object Relocation: A program for setting up, running, and analyzing experiments on memory for object locations. Behav Res Meth, Instr, Comp. 31, 423-428 (1999).

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

重印与许可

标签

情景记忆评估空间记忆测试物体记忆评价时间背景回忆真实世界记忆任务认知老化敏感性情景记忆成分生态效度检验记忆绑定分析