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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Das vorliegende Experiment kombinierte drei experimentelle Verfahren – eine Lernmanipulation in der Abrufpraxis, eine Aufgabe der Listendiskriminierung und eine Stress-Induktionstechnik –, um die Einflüsse verschiedener Lernstrategien und akuter Belastung zu untersuchen. mehrere Messungen des episodischen Gedächtnisses.
Frühere Untersuchungen zeigten, dass das Erlernen von Informationen über die Abrufpraxis, die das Studium und die Teilnahme an Praxistests beinhaltet, zu weniger Gedächtnisstörungen unter Stress führte als das Erlernen von Informationen durch wiederholtes Studium. Das vorliegende Experiment kombinierte drei experimentelle Verfahren, um die Gedächtnismechanismen, die der Wirksamkeit der Abrufpraxis im Kontext von Stress zugrunde liegen, weiter zu untersuchen. Es wurde eine Aufgabe zur Listendiskriminierung implementiert, bei der die Teilnehmer zwei unterschiedliche Wortlisten erlernten. Dies wurde mit einer Manipulation der Retrieval-Praxis kombiniert, da die Hälfte der Teilnehmer an Praxistests und die Hälfte am konventionellen Lernen während des Lernens beteiligt war. Eine Woche später wurden die Teilnehmer mit dem Trierer Sozialstresstest einer Stressinduktion unterzogen. Vor und nach der Stressinduktion absolvierten die Teilnehmer Tests des Element- und Quellspeichers (d. h. die Diskriminierung auf der Liste). Die Kombination dieser drei Verfahren führte zu informativen Ergebnissen: Abrufpraxis, im Kontext von Stress, verbesserter Elementspeicher, aber nicht Quellspeicher im Vergleich zu herkömmlichen Studien. Einschränkungen und zukünftige Richtungen für die Anwendung dieser Methodik werden diskutiert.
Fälle von akutem psychischem Stress beeinträchtigen in der Regel den Gedächtnisabruf1. Beispielsweise reduziert die Ausführung einer öffentlich-öffentlichen Hochdruckaufgabe die Menge an Informationen, an die sich Personen anschließend erinnern können2,3,4,5,6. Dieser gemeinsame Befund wird weitgehend auf den neuronalen Einfluss des menschlichen Stresshormons Cortisol zurückgeführt. Wenn Cortisolspiegel nach Stress erhöht werden, Cortisol bindet an Glukokortikoid-Rezeptoren im Hippocampus7,8, beeinträchtigt die Erinnerung an zuvor gelernte Informationen9.
In neuerer Forschung, die nachteiligen Auswirkungen von Stress auf Gedächtnis-Retrieval wurden eliminiert, wenn die Teilnehmer untersucht enden Reize mit der hochwirksamen Lernstrategie Retrieval Praxis10. Die Teilnehmer erlernten entweder eine Wortliste durch wiederholtes Studium oder durch Studium, gefolgt von mehreren Versuchen, sich frei an die Wörter zu erinnern (d. h. die Abrufpraxis). Einen Tag später, als das Gedächtnis nach der Stressinduktion getestet wurde, erinnerten sich diejenigen, die durch wiederholtes Studium lernten, an weniger Wörter als ihre nicht gestressten Gegenstücke, während diejenigen, die durch wiederholte Tests lernten, keine Gedächtnisstörung zeigten.
Um besser zu verstehen, warum abrufpraxis so effektiv gepuffert Speicher gegen die schädlichen Auswirkungen von akutem Stress, Es ist hilfreich, einen genaueren Blick auf die Speicherprozesse betroffen zu nehmen. Die vorherige Studie untersuchte einfach das Elementgedächtnis, indemdie Teilnehmer sich an die Wörter erinnerten, die sie 10 gelernt hatten. In der vorliegenden Studie wurde das Quellgedächtnis sorgfältiger untersucht, um festzustellen, ob die Abrufpraxis auch speicherfür den Kontext unterstützt, in dem jedes Element erlernt wurde. Dieser Ansatz wurde durch Untersuchungen informiert, die zeigten, dass die Abrufpraxis das Gedächtnis für kontextbezogene Informationen erhöht, die mit einer bestimmten Lernepisode verbunden sind (z. B. wenn jedes Element erlernt wurde, wo jedes Element gelernt wurde)11.
Um zu bestimmen, wie die Abrufpraxis mit akuter Belastung interagiert, um sowohl den Element- als auch den Quellspeicher zu beeinflussen, mussten drei experimentelle Verfahren kombiniert werden. Zunächst wurde eine Standard-Retrieval-Praxis-Manipulation eingeführt, bei der die Teilnehmer entweder mehrmals Reize studierten oder sich mit dem Studium beschäftigten, gefolgt von freiem Rückruf. Zweitens wurde eine Aufgabe zur Listendiskriminierung verwendet, um Element- und Quellspeicher getrennt zu untersuchen. Dabei mussten die Teilnehmer Reize aus zwei zeitlich getrennten und farbcodierten Listen lernen, die bei einem späteren Gedächtnistest unterschieden werden konnten. Drittens wurde eine häufig verwendete Methode der psychologischen Stressinduktion verwendet, bei der die Teilnehmer eine kurze Rede halten und mathematische Probleme lösen müssen, während sie als12beurteilt werden.
Diese Forschung wurde in Übereinstimmung mit den aktuellen medizinischen Standards der American Psychological Association (APA) durchgeführt und vom Tufts University Social, Behavioral & Educational Research Institutional Review Board genehmigt.
HINWEIS: Das Experiment, über das in diesem Manuskript berichtet wird, wurde zuvor an anderer Stelle veröffentlicht13.
1. Rekrutierung, Screening und Terminplanung für Teilnehmer
2. Bau von Stimuli- und Gedächtnistests
3. Stress-Induktionsprotokoll
4. Speichel-Probensammlung und -Lieferungen
HINWEIS: Die Speichelentnahme ist nur während der experimentellen Sitzung 2 notwendig, in der Stress induziert wird
5. Subjektive Stressmessung
6. Codierungsverfahren (Experimentelle Sitzung 1)
7. Abrufverfahren (Experimentelle Sitzung 2)
8. Berechnung abhängiger Maßnahmen
Wirksamkeit der Retrieval-Praxis-Manipulation
Beachten Sie, dass die folgenden Analysen zuvor von Smith et al.13veröffentlicht wurden. Während der Codierung in experimenteller Sitzung 1 war der freie Rückruf der Wörter aus jeder Wortliste für Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe relativ gering. Diese Personen riefen durchschnittlich 14 von 60 Artikeln und 13 von 60 Gegenständen während ihrer Rückrufversuche für die erste Liste zurück. Sie erinnerten sich im Durchschnitt an 16 von 60 Artikeln und 15 von 60 Punkten während ihrer Rückrufversuche für die zweite Liste.
Bemerkenswert ist die Tatsache, dass Abrufpraxis nur dann als Lerntechnik von Vorteil ist, wenn die Abruf-Praxis-Versuche, die man macht, erfolgreich sind. Das heißt, eine Person muss die untersuchten Informationen während ihrer Abruf-Praxis-Versuche erfolgreich abrufen, um nachfolgende Speichervorteile zu erfahren. Beispielsweise würde eine Person, die nur 5 von 60 Elementen während ihrer Abrufübungen zurückruft, bei einem späteren Test keine außergewöhnliche Speicherleistung aufweisen, während eine Person, die sich 55 der Elemente zurückruft, dies wahrscheinlich tun würde. Daher beschränkten sich die Trefferproportionen bei den abschließenden Anerkennungstests für Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe auf Gegenstände, die sie während Sitzung 1 mindestens einmal korrekt zurückgerufen hatten, um die Vorteile der Abrufpraxis sinnvoll zu untersuchen.
Anhand dieser Einschränkung zeigte die Retrieval-Practice-Gruppe in den Anerkennungstests der Sitzung 2 höhere Trefferanteile als in der Studien-Praxisgruppe, wie erwartet [F(1, 60) = 80,34, p < 0,001,s2 = 0,57]. Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe zeigten bei den Vor- und Nachstresstests (jeweils 0,91) durchschnittliche Trefferquoten von 0,91 (Standardfehler des Mittelwerts [SEM] = 0,02) und 0,91 (SEM = 0,01), während die IN der SP-Gruppe durchschnittliche Treffer Anteile von 0,66 (SEM = 0,02) und 0,66 (SEM = 0,03).
Wirksamkeit der Aufgabe der Listendiskriminierung
Um festzustellen, ob die Leistung bei der Aufgabe der Listendiskriminierung auf die Fähigkeit der Teilnehmer zurückzuführen war, zwischen den auf den beiden Listen gelernten Elementen zu unterscheiden, oder ob sie einfach auf Raten zurückzuführen waren, wurden die Quellspeicherergebnisse mit dem Zufallsniveau der Leistung verglichen (d. h. 50 % Genauigkeit). Die Teilnehmer der Studien-Praxis-Gruppe wiesen sowohl bei den Prä- als auch bei den Nachstresserkennungstests eine Über-Chance-Diskriminierung auf [Vorstresstest: t(29) = 3,14, p = 0,004; Nachstresstest: t(29) = 2,78, p = 0.009]13. Die Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe zeigten jedoch in beiden Tests ein Zufälliges Leistungsniveau [Vorspannungstest: t(31) = 0,76, p = 0,452; Nachstresstest: t(31) = 1,50, p = 0,144]13. Beachten Sie, dass die Teilnehmer diese Elemente während ihrer Freirückrufversuche in Sitzung 1 mindestens einmal korrekt zurückgerufen hatten, aber dennoch zufällige Leistungsniveaus demonstrierten.
Wirksamkeit des Stress-Induktionsverfahrens
Wie in Abbildung 3dargestellt, induzierte die modifizierte Version des im vorliegenden Protokoll verwendeten TSST-G sowohl psychischen als auch physiologischen Stress. Die Teilnehmer zeigten nach dem Stressanstieg der STICSA-Werte [F(1, 60) = 25,93, p < 0,001, sp2 = 0,30] und Cortisolspiegel [F(2, 116) = 3,75, p = 0,026, sp2 = 0,06]. Bei den drei Cortisol-Messungen zeigten die Teilnehmer einen deutlichen Anstieg von DerGrundlinie auf 25 min nach der Belastung [t(59) = 1,97, p = 0,027, Cohens d = 0,25] und von 12 min nach der Belastung auf 25 min nach der Belastung [t(59) = 2,16, p = 0,018, Cohens d = 0,28]. Der Cortisolspiegel stieg von der Ausgangszeit auf 12 min nach der Belastung nicht signifikant an [t(59) = 1,24, p = 0,110].
Alles zusammen: der Einfluss von Stress und Abrufpraxis auf das Element- und Quellspeicher
Über die Messgrößen des Elementspeichers hinweg ergab die Kombination von Stress und Abrufpraxis in der Regel die beste Leistung bei den Session-2-Erkennungstests. Die Retrieval-Praxisgruppe zeigte eine positive Beziehung zwischen Delta-Cortisol und Trefferproportionen [r(31) = 0,41, p = 0,023], während die Studien-Praxis-Gruppe nicht [r(27) = -0.17, p = 0.384] war. Wie in Abbildung 4 dargestellt, zeigte die Retrieval-Praxisgruppe auch die niedrigsten Falschalarmanteile, jedoch nur beim Nachstresstest [F(1, 60) = 4,10, p = 0,047, sp2 = 0,06]. Schließlich war der Gamma-Korrelationswert im Allgemeinen auf Zufallsniveau für Listendiskriminierung, während der Gammawert nach dem Stress für die Retrieval-Practice-Gruppe der einzige Wert war, der die Leistung auf Chancenniveau überstieg [t(31) = 3,03, p = 0,005, d = 0,54]. Dies spiegelt das Bewusstsein der Teilnehmer wider, welche Elemente sie korrekt und falsch roten und blauen Listen zugeordnet haben.
Im Gegensatz dazu war der Quellspeicher nicht von Stress betroffen, und wie oben erwähnt, zeigten Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe eine Chance-Level-Performance (Abbildung 4). Obwohl sie sich korrekt an 91 % der Elemente erinnerten, die sie während des freien Rückrufs in Sitzung 1 korrekt zurückgerufen haben, konnten sich die Personen in der Retrieval-Practice-Gruppe nicht genau erinnern, ob diese Elemente von der roten oder der blauen Liste stammten.

Abbildung 1 : Grafische Simulation des Codierungsverfahrens während Sitzung 1. Die dargestellten Reize sind repräsentativ für die beiden 60-Punkte-Listen der Reize. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 2 : Grafische Simulation des Anerkennungstests und begleitende Listendiskriminierungsfragen und Vertrauensurteile. Jede Anerkennungsfrage wird einzeln gestellt, gefolgt von einer Aufforderung, anzugeben, aus welcher Liste der Punkt stammt und wie sicher der Teilnehmer in diesem Urteil ist. Neunzig Punkte werden auf diese Weise bei jedem Anerkennungstest dargestellt (siehe Abschnitt 2.3). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3 : Nachweis der Wirksamkeit des TSST-Stress-Induktionsverfahrens. Stress erhöhte subjektive Angst, gemessen durch die STICSA (A), und auch erhöhte Speicheldrüsenkortisolspiegel relativ zum Ausgangswert (B). Fehlerbalken stellen SEMdar. *p < 0,05, ***p < 0,001. Diese Zahl wurde von Smith et al.13geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 4 : Nachweis, dass die Kombination von Stress und Abruf-Praxis den Elementspeicher (A) verbessert hat, aber nicht den Quellspeicher (B). Fehlerbalken stellen SEMdar. *p < 0,05. Diese Zahl wurde von Smith et al.13geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Die Autoren haben nichts zu verraten.
Das vorliegende Experiment kombinierte drei experimentelle Verfahren – eine Lernmanipulation in der Abrufpraxis, eine Aufgabe der Listendiskriminierung und eine Stress-Induktionstechnik –, um die Einflüsse verschiedener Lernstrategien und akuter Belastung zu untersuchen. mehrere Messungen des episodischen Gedächtnisses.
Diese Arbeit wurde vom U.S. Army Combat Capabilities Development Command (CCDC) Soldier Center finanziert. Die in diesem Artikel zum Ausdruck gebrachten Ansichten sind ausschließlich die der Autoren und spiegeln nicht die offiziellen Richtlinien oder Positionen der US-Armee, des Verteidigungsministeriums oder einer anderen Abteilung oder Agentur der US-Regierung wider. Die Autoren danken Abbie Gantner für ihre Unterstützung bei der Datenerfassung.
| Leeres Papier | K/A | N/A | Papier wird den Teilnehmern zur Sprachvorbereitung während der Stressinduktion ausgehändigt |
| Klemmbrett mit leeren Blättern und einer Liste von 50 mathematischen Subtraktionsaufgaben mit Antworten (z.B. 4782 - 17). | N/A | N/A | Der Experimentator hält das Klemmbrett während der Spannungsinduktion. Er macht sich während der Reden der Teilnehmer Notizen auf dem leeren Blatt und bezieht sich auf die mathematischen Aufgaben für den mathematischen Subtraktionsteil der Spannungsinduktion. |
| Computer (zwei) | N/A | N/A | Notwendig für die Präsentation von Reizen, die Durchführung von Gedächtnistests und die Aufzeichnung der Reaktionen der Teilnehmer. |
| Crovial Aufbewahrungsbox (empfohlen) | N/A | N/A | Hilfreich für die Lagerung von Speichelproben bis zum Zeitpunkt der Analyse. |
| Kryofläschchen (2 mL) | N/A | N/A | Wird für die Entnahme von Speichelproben für die Cortisolanalyse benötigt. Das derzeitige Paradigma erforderte drei Kryoröhrchen pro Teilnehmer. |
| Kabinentische mit Stühlen (je zwei) | N/A | N/A | Kabinen sind hilfreich, um Ablenkungen während der Kodierung und des Gedächtnistests zu begrenzen. |
| Gefrierschrank | N/A | N/A | Wird für die Lagerung von Speichelproben bis zum Zeitpunkt der Analyse benötigt. Der Gefrierschrank muss eine Temperatur von ca. 0 Grad Fahrenheit aufrechterhalten. |
| Strohhalme in Smoothie-Größe | N/A | N/A | Hilfreich für die Abgabe von Speichel aus dem Mund in jedes Kryofläschchen. |
| Stimulus-Präsentationssoftware (empfohlen) | E-Prime 3.0 (empfohlen) | Hilfreich für die Präzision bei der Stimuluspräsentation (z. B. 2 s Präsentationsrate für Wörter während der experimentellen Sitzung 1) und der Videopräsentation (z. B. Planet Erde während der experimentellen Sitzung 1). Auch hilfreich für die Verwaltung von Erkennungstests und die Aufzeichnung der Antworten der Teilnehmer (Sitzung 2). | |
| Das Zustandsmerkmalsinventar für kognitive und somatische Angst | N/A | N/A | Notwendig für die Beurteilung von subjektivem Stress. Von Grö entlehnt; s, Antony, Simms und McCabe (2007). |
| Videokamera mit Stativ | N/A | N/A | Notwendig für das Verfahren zur Stressinduktion. Die Kamera muss erscheinen, um Teilnehmer aufzuzeichnen, muss aber nicht in der Lage sein, aufzunehmen. |