老年人情景記憶更新的改變：競爭記憶的回溯性干擾*

李 妍 程競暄 喻 婧,2

老年人情景記憶更新的改變：競爭記憶的回溯性干擾*

李 妍1程競暄1喻 婧1,2

(1西南大學心理學部, 重慶 400715) (2中國科學院心理健康重點實驗室, 中國科學院心理研究所, 北京 100101)

記憶更新是獲取新知識的一種重要能力。大量研究顯示老年人情景記憶受損, 但鮮有研究探討老年人情景記憶更新模式的改變。研究在匹配了老年人和年輕人編碼程度的前提下, 探討情景記憶更新的老化效應及其潛在的認知機制。我們對AB-AC記憶更新范式進行了創(chuàng)新, 同時考察了在項目改變和位置改變條件下的老化效應, 并在測試階段納入誘餌選項, 進一步排除編碼程度帶來的影響。研究結(jié)果顯示年輕人能對A-B和A-C記憶分離存儲, 而老年人更多地受到回溯性記憶干擾, 即在A-B測試中出現(xiàn)C的闖入, 并且該干擾效應顯著地大于誘餌刺激帶來的影響。研究結(jié)果表明, 在年輕人和老年人編碼程度匹配的情況下, 年輕人的記憶更新通過記憶分化來實現(xiàn), 而老年人更多地受到競爭記憶的回溯性干擾。

記憶更新, 情景記憶, 老化, 回溯性干擾

1 前言

增齡帶來的記憶衰退對老年人的日常生活造成了困擾, 其中情景記憶的衰退尤為突出(Cansino, 2009; Nyberg et al., 2003; Old & Naveh-Benjamin, 2008; Vestergren & Nilsson, 2011)。情景記憶是對日常生活中時序和空間位置的記憶(Tulving, 1972), 既包含與事件內(nèi)容相關(guān)的項目記憶, 也包含事件背景的來源記憶。相較于項目記憶, 老年人更不善于判斷事件發(fā)生的來源(Craik, 1986)。例如, 老年人可能會記得某個朋友, 但是卻可能不記得認識這個朋友的時間和地點。近年來, 相關(guān)研究多從編碼角度考察老年人情景記憶的改變, 指出老年人記憶綁定能力存在損傷(例如：Jacoby et al., 2015; Stawarczyk et al., 2020; 詳見元分析：Old & Naveh-Benjamin, 2008), 鮮有研究針對年輕人和老年人情景記憶更新時的提取模式差異進行探討。本研究在匹配老年人和年輕人記憶編碼程度的基礎(chǔ)上, 考察老年人在發(fā)生項目記憶(或位置記憶)更新時提取模式的改變。

記憶更新是一個記憶重構(gòu)的過程, 在這一過程中, 新信息與已經(jīng)存在的記憶表征存在交互作用(Dudai, 2012; Lee, 2009)。記憶更新通常發(fā)生在新記憶出現(xiàn)時, 常用的范式為AB-AC記憶更新范式(AB-AC memory updating paradigm; Hupbach et al., 2007; Xue, 2018), 這一范式的基本邏輯是建立兩組配對連接。被試首先需要在第一天建立A-B連接, 隨后在第二天建立A-C連接, 并在第三天對A-B和A-C記憶連接強度進行測試。在該記憶競爭條件下, 個體可能表現(xiàn)出(1)記憶分化或(2)記憶干擾兩種模式。記憶分化表明個體能將新記憶與先前存在的記憶正交化, 將新形成的記憶痕跡從現(xiàn)有的神經(jīng)表征中區(qū)分出來, 較少地受到重疊和競爭性記憶的干擾(Hulbert & Norman, 2015; Norman & O'Reilly, 2003),在AB-AC范式中表現(xiàn)為A-B和A-C測試成績同樣好。記憶干擾表明個體在面對記憶之間存在重疊的成分時會被其他已存在記憶干擾 (Anderson, 2003; Anderson & Neely, 1996; Runquist, 1975)。干擾的來源之一為具有相同提取線索的重疊記憶(A-B和A-C)之間形成的競爭關(guān)系(詳見Anderson & Neely, 1996)。如果在A-B記憶中錯誤地提取了C或在A-C記憶中錯誤地提取了B, 則B和C被稱為記憶闖入(memory intrusion), 記憶闖入是探究記憶干擾的重要指標之一(Hupbach et al., 2007)。目前記憶更新干擾效應的作用方向尚不清晰, 對于到底是“新記憶阻礙舊記憶的提取”還是“舊記憶影響新記憶的學習”主要取決于研究目的和方法。情景記憶中的前攝干擾(proactive interference, PI)是指舊記憶阻礙了當前記憶的編碼, 該效應多出現(xiàn)于編碼階段(例如：Burton et al., 2019; Howe et al., 2020; Zancada- Menendez et al., 2015)。而回溯干擾(retrograde interference, RI)強調(diào)新記憶對舊記憶提取的阻礙, 該效應表明當記憶線索出現(xiàn)時, 目標記憶的提取會受到已有記憶痕跡的干擾(Anderson, 2003)。

連接獨立性假說(associative independence hypothesis; Burton et al., 2017; Burton et al., 2019)認為記憶具有分化功能, 年輕被試以單詞?單詞的形式學習A-B和A-C關(guān)聯(lián), 隨后被要求回憶與A有關(guān)的B和C。研究發(fā)現(xiàn)年輕人提取A-B和A-C是基本獨立、不受干擾的。同時, 互補學習系統(tǒng)框架理論(complementary learning systems framework, CLS; McClelland et al., 1995; Norman & O'Reilly, 2003)指出, 如果一個人不能將不同類型的記憶表征正交化, 那么舊的信息就會被新學習的輸入信息所替代, 這一過程可以通過海馬上的模式分離(pattern separation)實現(xiàn)。模式分離是將相似的輸入信息以不重疊的方式存儲于記憶的過程中, 也是記憶更新中一個重要特征(McClelland et al., 1995; Norman, 2010; Norman & O'Reilly, 2003)。大量研究表明老年人的海馬結(jié)構(gòu)及功能受損(Driscoll et al., 2003; West, 1993), 這可能會影響他們的模式分離功能, 進而引起多組記憶表征之間的相互干擾(Holden et al., 2012)。基于此, 我們預期在A-B和A-C記憶編碼相同的情況下, 大部分年輕人的記憶更新能夠通過記憶分化實現(xiàn), 即能夠分離存儲A-B連接和A-C連接; 而老年人的模式分離能力受損, 在面對競爭性的記憶內(nèi)容(A-B和A-C記憶)時, 會表現(xiàn)出記憶干擾效應。然而, AB-AC范式既涉及新記憶的編碼又涉及競爭性記憶的提取, 在第三天提取過程中老年人是更多的受到前攝干擾還是回溯干擾尚不清楚。

為了盡可能減少編碼對本研究探討主題的影響, 我們對AB-AC記憶更新范式進行了改進, 包括(1)操控兩個年齡組的學習次數(shù)和(2)引入誘餌刺激兩方面。近期Howe等(2020)的研究表明, 老年人若要和年輕人達到相同的編碼強度, 學習次數(shù)需約為年輕人的兩倍。本研究通過參考前人文獻和預實驗, 我們將老年人的學習次數(shù)設(shè)定為年輕人的兩倍。此外, 我們在傳統(tǒng)AB-AC測試任務(wù)選項框架中設(shè)置了誘餌刺激——一個與目標刺激不同但非常相似的刺激。誘餌刺激能夠幫助我們(1)進一步排除編碼帶來的影響：如果被試在測試階段更多地選擇競爭刺激而非誘餌刺激, 則證明產(chǎn)生記憶錯誤更多是由于競爭記憶的干擾而非編碼的精細程度所導致; (2)反應被試在編碼時是否使用記憶策略：被試在編碼的過程中可能會輔以語義記憶, 當被試看到相應場景時, 對應的語義記憶可能會自動激活, 從而幫助被試在測試過程中進行選擇。目前, 尚沒有研究比較誘餌刺激的相似性效應和競爭性記憶的干擾效應在記憶更新老化效應中的作用。研究中誘餌刺激的納入將對我們進一步明晰記憶更新的認知老化機制提供幫助。

綜上, 本研究我們將在控制老年人和年輕人編碼程度的前提下, 考察老年人和年輕人項目和位置更新模式差異, 揭示在提取A-B和A-C競爭記憶時的認知老化機制。研究創(chuàng)新了AB-AC范式, 在第一天和第二天分別讓被試學習兩組場景?項目(或位置)連接, 其中場景不變, 為范式中的“A”刺激(見圖1)。測試設(shè)置了短期(1天后)和長期(3天后)兩個時間點, 以探究提取模式是否存在延遲效應。測試選項框架中包含目標選項(正確答案：即A-B測試中的B和A-C測試中的C)、競爭項目(競爭性答案：即A-B測試中的C和A-C測試中的B)和誘餌選項(與目標相似的答案：即A-B測試中的B’和A-C測試中的C’; 見圖2b)。如果被試在A-B記憶測試中更多地正確選擇了B, 在A-C記憶測試中正確選擇了C, 且A-B和A-C記憶保持量沒有顯著差異, 則該行為模式表現(xiàn)為記憶更新中的記憶分化。如果被試在A-B測試中更多地選擇C (即C記憶闖入), 但是在A-C測試中較少地出現(xiàn)B的闖入, 則支持記憶更新中的回溯性干擾; 相反, 如果在A-C測試中更多地出現(xiàn)了B的闖入, 則支持記憶更新中的前攝干擾。

2 方法

2.1 被試

我們采用G*power 3.1 (Faul et al., 2007)進行被試量估計。使用Cohen’s= 0.8、統(tǒng)計檢驗力0.8、置信水平95%, 算出單組所需樣本為21人。本研究分別招募了30名年輕被試和30名老年被試, 滿足統(tǒng)計功效的被試量要求。所有老年被試完成簡明精神狀態(tài)檢查(The Montreal Cognitive Assessment, MMSE, Folstein et al., 1975), 入組標準為得分大于24分且受教育年限大于等于6年。被試詳細信息見表1。年輕人和老年人受教育年限存在顯著差異, 在后續(xù)的分析中我們將其作為協(xié)變量進行了控制。所有被試視力或矯正視力正常。一名老年被試在項目記憶和位置記憶的編碼測試中均未達到隨機水平, 即未能達到平均編碼水平, 因此剔除了該名被試的數(shù)據(jù)。在自信程度判斷分析中, 我們排除了主觀評分超出了老年組3個標準差的一位老年被試。此外, 一名老年被試第二天編碼測試的數(shù)據(jù)丟失。被試均簽署了知情同意書, 實驗通過了西南大學心理學部倫理委員會批準(No.H21040)。

2.2 實驗材料和流程

研究采用AB-AC記憶更新范式的變式任務(wù)。具體而言, 研究中的A為“場景”, B和C則為與場景A匹配的兩個“項目” (在位置記憶條件中為兩個“位置”)。在項目改變條件下, 第一天被試需要建立A-B場景?項目之間的連接, 在第二天A-C學習過程中, 場景對應的項目發(fā)生了變化, 但位置不改變(圖1); 在位置改變條件下, 第一天被試需要形成A-B場景?項目位置之間的連接, 第二天A-C學習過程中, 場景對應的項目位置發(fā)生了變化, 但項目不變(圖1)。

實驗刺激為來自6個不同室內(nèi)場景(廚房、餐廳、客廳、臥室、浴室和書房)的36張圖片和108個項目刺激, 其中54個項目作為目標刺激, 另外的54個項目則是與目標刺激不同但相似的誘餌刺激。54個目標刺激中, 36個刺激在第一天使用, 18個刺激作為在項目改變條件下的新刺激。我們對所有刺激的分辨率(1024×768)、對比度和亮度進行了調(diào)整和匹配。同時我們對A-B和A-C場景和項目以及項目位置的相容性(A-B= 4.12,A-C= 4.14,(69.98) = ?0.17,= 0.864)和熟悉度(A-B= 3.94,A-C= 3.96,(69.65) = ?0.02,= 0.986)進行了匹配, 盡可能減少語義對結(jié)果的影響。

表1 年輕人和老年人人口統(tǒng)計學信息

注：a性別比例采用χ2檢驗,***< 0.001

圖1 實驗材料示意圖。左列為第一天A-B學習階段的場景?項目/位置匹配, 右列為第二天A-C學習階段的場景?項目/位置匹配。其中, 第一排為項目改變試次, 第二排為位置改變試次示例。

被試一共需要來4次實驗室(圖2a), 分別為第一天、第二天、第三天, 以及間隔48小時后的第五天。第一天, 被試需要學習36對場景?目標(或位置)連接(A-B編碼); 第二天, 被試進行A-C編碼。其中, 相較于第一天的學習, 一半為項目改變試次, 另一半為位置改變試次; 第三天和第五天, 被試將完成A-B (根據(jù)第一天的學習進行再認)和A-C (根據(jù)第二天的學習進行再認)記憶測試。測試順序在被試間平衡。為保證所有被試理解實驗任務(wù), 被試需要在正式實驗開始前完成練習實驗, 練習中使用的場景和項目將不在正式實驗中出現(xiàn)。

第一天：A-B編碼。在第一天的實驗中, 被試將學習36對A-B連接。每個連接的具體流程如下：經(jīng)過1000 ms的注視點后, 項目和其名稱將出現(xiàn)在屏幕上, 持續(xù)時間為1000 ms。隨后, 呈現(xiàn)放置于場景中的項目2000 ms, 讓被試學習場景?目標/位置配對。被試不僅需要建立場景與項目的配對, 還需要記住該項目在對應場景中的位置。為確保所有項目能被被試有效編碼, 隨后我們將場景中的項目用紅框框出, 呈現(xiàn)1000 ms。為了能夠匹配老年人和年輕人的編碼程度, 通過前人文獻(Howe et al., 2020)和我們預實驗的結(jié)果, 將老年人的學習次數(shù)設(shè)定為年輕人的兩倍。在本實驗中年輕被試學習兩遍實驗材料, 而老年被試學習4遍。A-B連接學習完之后進行編碼測試, 以確保年輕人和老年人的編碼程度相同。第一天A-B編碼測試流程同第三天的A-B測試。

圖2 實驗流程圖和測試階段選項框架。(a)實驗流程：第一天, 被試學習A (場景)-B (項目/位置)連接; 第二天, 被試需首先對A-B連接進行回顧, 然后對新的A-C連接進行學習。所有被試于第三天、第五天返回實驗室完成A-B測試(按照第一天的學習進行判斷)和A-C測試(按照第二天的學習進行判斷)。(b) 測試階段選項示意圖。目標選項指在A-B測試中的B和A-C測試中的C; 競爭選項則是指A-B測試中的C和A-C測試中的B; 誘餌選項是指與目標不同但非常相似的項目或位置, 即A-B測試中的B’和A-C測試中的C’。

第二天: A-C編碼。在第二天的實驗中, 為盡可能在時間間隔上做到A-B連接和A-C連接匹配, 被試首先對A-B記憶進行復習, 僅觀看不測試。同時, 前人研究顯示在A-C學習之前重新復習A-B, 可使連接記憶處于激活狀態(tài)更有利于更新(Hupbach et al., 2007; Ye et al., 2020), 休息5分鐘后進行A-C連接的學習, A-C連接中的場景與第一天的場景相同, 一半試次進行了項目更新而另一半試次進行了項目位置更新。A-C學習階段老年被試的學習次數(shù)仍是年輕被試的兩倍。A-C連接學習完之后進行編碼測試, 確保年輕和老年被試編碼程度相同。第二天A-C編碼測試流程同第三天的A-C測試。

第三天: 記憶測試階段(延遲1天)。第三天進行A-B和A-C測試：A-B測試要求被試按照第一天的學習進行再認判斷; A-C測試要求被試按照第二天的學習進行再認判斷, 兩個測試間隔5分鐘, 測試順序在被試間平衡。在項目改變?nèi)蝿?wù)中, 屏幕上方會給被試呈現(xiàn)編碼時期的場景, 要求被試選擇與場景相匹配的項目。在位置改變?nèi)蝿?wù)中, 首先在屏幕上方給被試呈現(xiàn)編碼時期的場景, 且場景圖片上有3處用阿拉伯數(shù)字標記的位置, 要求被試選擇編碼階段該場景下項目出現(xiàn)的正確位置。在每次選擇之后, 被試需在6點李克特量表上對自己判斷的自信程度進行評分(“1”-非常不確定到“6”-非常確定)。

在備選項中有目標選項(正確答案)、競爭選項和誘餌選項三個類別。其中, 目標選項指在A-B測試中的B和A-C測試中的C; 競爭選項則是指A-B測試中的C和A-C測試中的B; 誘餌選項是指與目標不同但非常相似的項目或位置, 即A-B測試中的B’和A-C測試中的C’(圖2b)。

第五天: 記憶測試階段(延遲3天)。間隔48小時之后在第五天再次完成A-B和A-C測試。測試程序與第三天相同, 測試順序在被試之間和時間上平衡(例如：被試在第三天先完成A-B測試, 在第五天則先完成A-C測試)。

2.3 實驗設(shè)備

實驗程序采用Eprime 2.0編寫。刺激在19英寸CRT彩色純平顯示器上呈現(xiàn)。屏幕分辨率為1280× 1024, 刷新率為60 Hz。

2.4 數(shù)據(jù)分析

使用R (version 4.0.4; R Core Team, 2021)進行數(shù)據(jù)分析?？紤]到第二天的實驗有項目或位置兩種不同的變化, 我們只計算了項目改變條件下的項目回答比例和位置改變條件下的位置回答比例。我們首先采用獨立樣本檢驗考察老年人和年輕人在A-B和A-C學習后編碼程度是否匹配。隨后, 分別在項目改變和位置改變條件下計算選擇目標選項、競爭選項和誘餌選項的比例。然后采用2 (年齡：年輕人vs.老年人) × 2 (連接記憶：A-B vs. A-C) × 3 (選項類別：目標vs.競爭vs.誘餌選項) × 2 (時間：第三天vs.第五天)重復測量方差分析檢驗兩個年齡組記憶更新模式的差異, 其中年齡為被試間變量, 連接記憶、選項類別和時間為被試內(nèi)變量。對顯著的交互作用進行簡單效應分析, 并采用進行多重比較矯正。因為本文聚焦于探討記憶更新的老化機制, 我們僅針對跟年齡有交互作用的效應進行簡單效應分析。隨后, 我們計算了在項目和位置改變試次下兩個年齡組的主觀信心評分差異, 并計算了被試水平上記憶正確率和主觀信心評分間的相關(guān)關(guān)系, 考慮到樣本規(guī)模較小且老年人的評分總體呈負偏態(tài)分布, 我們采用斯皮爾曼相關(guān)來計算相關(guān)性。

3 結(jié)果

3.1 編碼程度檢驗

使用welch檢驗比較兩個年齡組的編碼表現(xiàn)。第一天, A-B項目編碼的正確率在年輕人和老年人之間沒有顯著差異,(56.65) = 1.08,= 0.286, Cohen’s= 0.69, 95% CI for= [0.16, 1.21]; 然而, A-B位置記憶強度在兩組之間存在顯著差異, 年輕人比老年人表現(xiàn)更好,(53.67) = 2.43,= 0.018, Cohen’s= 0.63, 95% CI for=[0.11, 1.16]。

第二天, 年輕人和老年人在A-C項目記憶編碼中不存在顯著差異,(54.60) = 1.15,= 0.254, Cohen’s= 0.30, 95% CI for= [0.22, 0.82]; 在A-C位置記憶編碼中, 也不存在年齡差異,(55.79) = 2.00,= 0.511, Cohen’s= 0.53, 95% CI for= [0.00, 1.05]。在編碼階段年輕人和老年人的編碼程度基本匹配(除A-B位置記憶), 證明對老年人和年輕人編碼程度的操控基本有效。

3.2 情景記憶更新結(jié)果

項目和位置記憶任務(wù)的重復測量方差分析結(jié)果如表2所示。在項目改變和位置改變條件中, 均存在顯著的年齡×類別×連接記憶的交互作用(項目改變：(1.27, 72.32)= 14.20,< 0.001, ηp2= 0.20, 90% CI = [0.09, 0.30]; 位置改變：(1.31, 74.58)= 9.96,< 0.001, ηp2= 0.15, 90% CI = [0.05, 0.24])。全方差分析結(jié)果提示時間變量(第三天vs.第五天)對我們想要考察的記憶更新未產(chǎn)生顯著影響。

表2 重復測量方差分析結(jié)果

注：90% CI = 90% ηp2的置信區(qū)間;*< 0.05,**< 0.01,***< 0.001

我們對年齡×連接記憶×類別的三重交互作用進行了簡單效應分析。結(jié)果顯示, 年輕人項目改變(圖3a)和位置改變(圖3b)記憶更新的模式一致, 表現(xiàn)為A-B測試和A-C測試選擇目標選項的比例沒有差異(項目改變:(57) = ?1.98,= 0.053; 位置改變:(57) = ?0.24,= 0.812), 選擇競爭選項的比例兩個測試之間也沒有差異(項目改變:(57) = ?0.31,= 0.756; 位置改變:(57) = ?0.735,= 0.465); 而在誘餌選項的選擇比例上, 相比于A-C測試, 年輕人在A-B測試中選擇了更多的誘餌選項(項目改變：(57) = 4.24,< 0.001; 位置改變:(57) = 2.05,= 0.045)。研究結(jié)果提示年輕人能分離表征A-B和A-C連接, 在提取過程中競爭記憶的闖入較少且沒有前攝和回溯干擾的差異, 記憶更新更多的體現(xiàn)為記憶分化。

老年人項目改變(圖3c)和位置改變(圖3d)更新與年輕人在模式上有顯著差異。具體表現(xiàn)為A-C記憶比A-B記憶的正確率(選擇目標選項)更高(項目改變:(57) = ?6.75,< 0.001; 位置改變:(57)= ?3.88,< 0.001); 在A-B測試中選擇競爭選項(C)比例要顯著高于A-C記憶測試中選擇競爭選項(B)的比例(項目改變:(57) = 5.65,< 0.001; 位置改變:(57) = 4.55,< 0.001); 且老年人在A-B和A-C測試中的誘餌選項比例無顯著性差異(項目改變:(57) = ?0.31,= 0.756; 位置改變:(57) = ?0.88,= 0.382)。研究結(jié)果顯示, 老年人在情景記憶更新過程中更多地受困于回溯性干擾, 具體表現(xiàn)為在A-B測試中競爭記憶C的闖入。

3.3 主觀記憶評價表現(xiàn)

我們首先對不同年齡組的自信程度評分進行檢驗, 結(jié)果表明, 在項目改變試次((89.57) = 2.20,= 0.031, Cohen’s= 0.34, 95% CI for= [0.03, 0.64])和位置改變試次((89.57) = 6.67,< 0.001, Cohen’s= 1.01, 95% CI for= [0.69, 1.32])下, 老年人的自信評分顯著高于年輕人。此外, 我們還在被試水平上建立了年輕人和老年人記憶正確率與主觀自信評價之間的相關(guān)關(guān)系。圖4(a)和(b)顯示了年輕人和老年人在項目和位置改變?nèi)蝿?wù)中的主觀自信評價與記憶表現(xiàn)之間的關(guān)系。年輕人的記憶表現(xiàn)與主觀信心評分在項目(= 0.55,= 0.002)和位置(= 0.60,< 0.001) 改變試次中均存在顯著正相關(guān)關(guān)系, 即自信評分越高記憶表現(xiàn)越好。而老年人的主觀自信評價與其記憶表現(xiàn)在項目改變(= ?0.11,= 0.594)和位置改變(= 0.07,= 0.703)條件中不存在線性相關(guān)。隨后, 將兩組的相關(guān)系數(shù)進行Fisher-轉(zhuǎn)化并對兩組系數(shù)比較, 發(fā)現(xiàn)主觀自信評價與記憶變現(xiàn)的相關(guān)在兩個年齡組之間存在顯著差異, 年輕人的相關(guān)性顯著高于老年人(項目改變：= 2.23,= 0.026; 位置改變：z = 2.27,= 0.023)。

圖3 (a) 年輕人項目記憶, (b) 年輕人位置記憶, (c) 老年人項目記憶, (d) 老年人位置記憶測試結(jié)果。*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, n.s. = 不顯著。

圖4 (a)項目和(b)位置改變試次中年輕人和老年人主觀自信評價與記憶表現(xiàn)的相關(guān)關(guān)系。相關(guān)圖上方和為主觀自信評價的箱形圖。

4 討論

已有情景記憶的老化研究多從編碼角度探討, 鮮有研究針對情景記憶更新以及競爭記憶的認知老化機制進行探討。本研究采用了更具生態(tài)效度的生活場景圖片, 在控制了老年人和年輕人編碼強度的前提下, 考察老年人項目和位置記憶更新的改變機制。我們發(fā)現(xiàn), 當年輕人和老年人的編碼程度匹配時, 項目改變和位置改變條件表現(xiàn)出了相對一致的記憶更新模式：年輕人可以在保留舊記憶的情況下形成新的記憶——即他們可以分離存儲A-B和A-C記憶; 而老年人在記憶更新過程中受到了回溯性競爭記憶的干擾, 即在A-B測試中C的闖入顯著高于在A-C測試中B的闖入。此外, 這一行為模式存在長時效應, 至少可以持續(xù)3天。

年輕人更多的采取分離存儲, 這個發(fā)現(xiàn)與前人研究一致(例如：Burton et al., 2017; Burton et al., 2019)。現(xiàn)有證據(jù)支持年輕人的A-B和A-C表征能共存于記憶系統(tǒng)中, 表明年輕人能夠成功執(zhí)行模式分離, 即將相似的記憶以分離的表征形式存儲于記憶的過程中。反之, 如果我們不能將不同類型的記憶表征正交化, 那么舊的信息就會被新學習的輸入信息所替代, 即模式分離功能的損傷會引發(fā)記憶之間的干擾效應。在本研究中, 我們要求被試在分別的兩天對形成的場景?項目/位置連接進行更新, 這一過程需要模式分離認知過程的參與。研究結(jié)果表明年輕人保持了相對完整的模式分離能力, 而老年人則表現(xiàn)出了模式分離損傷。模式分離主要依賴于齒狀回(Dentate gyrus, DG)及其信號投射到海馬CA3亞區(qū)的功能(詳見綜述：Yassa & Stark, 2011)。然而, DG具有年齡敏感性(Small et al., 2002; West, 1993), Yassa等人(2011)發(fā)現(xiàn)了CA3/DG的過度活躍與衰老之間的相關(guān)性, 并指出年齡相關(guān)的記憶衰退可能是由海馬模式分離缺陷所引起。然而, 此前有關(guān)模式分離的行為研究中采用的偶然編碼任務(wù)(Incidental encoding task)僅用于區(qū)分目標和誘餌刺激(例如, Bakker et al., 2008; Stark et al., 2013)。本研究進一步擴展了這些結(jié)果, 在記憶更新范式下納入競爭記憶進一步揭示了模式分離的年齡效應。值得注意的是, 我們分別讓被試在第二天學習24小時和72小時之后進行短期和長期的測試, 發(fā)現(xiàn)第三天的記憶模式與第五天的記憶模式基本一致, 這也證實了年輕人對競爭記憶的分化和老年人受回溯性競爭記憶的干擾具有長時效應。

在記憶測試任務(wù)中, 除了目標選項和競爭選項外, 我們還添加了誘餌選項來進一步控制編碼程度對我們結(jié)果的影響。誘餌選項是類似于目標的項目或位置, 因此, 如果被試不能執(zhí)行精細化編碼(即準確的記住項目和位置的信息), 他們就容易在之后的記憶測試中受到誘餌刺激的干擾, 做出錯誤的選擇。我們發(fā)現(xiàn), 年輕人在項目改變和位置改變條件中, 在A-B測試中選擇誘餌選項的比例顯著高于A-C測試(B’ > C’), 這可能與年輕人的記憶策略相關(guān)。年輕人相較于老年人而言。更容易調(diào)用圖片的語義信息以協(xié)助記憶(Mohanty et al., 2016)。也即, 在測試階段年輕人可能會調(diào)動相應的語義信息幫助記憶的提取, 考慮到A-B記憶痕跡比A-C記憶痕跡弱, 年輕人可能會在A-B測試中更多地選擇了語義相似的誘餌刺激。此外, 我們發(fā)現(xiàn)老年人記憶表現(xiàn)下降更多地受到競爭刺激的影響而非誘餌刺激, 且在誘餌選項的選擇比例上A-B測試和A-C測試沒有顯著差異。研究結(jié)果進一步提示, 相比于精細化編碼能力受損, 老年人在記憶更新過程中更容易受到競爭記憶的干擾。

此外, 我們進一步分析了主觀自信評價和記憶表現(xiàn)的個體差異, 結(jié)果顯示老年人的主觀評價與其記憶表現(xiàn)相關(guān)不顯著, 且老年人的主觀自信評價的均值顯著大于年輕人。在許多已有的記憶老化研究中也觀察到相類似的結(jié)果(Fandakova et al., 2013; Jacoby & Rhodes, 2006; Shing et al., 2009), 主要可以從兩方面解釋：其一, 主觀評價與元認知記憶系統(tǒng)密切相關(guān)(Brewer & Wells, 2006), 然而, 隨著年齡的增長老年人元認知記憶系統(tǒng)功能受損(Palmer et al., 2014), 特別是在評估特定細節(jié)記憶時更為突出(Dodson et al., 2007)。在本研究中, 老年人在復雜的場景圖像中回憶項目或位置是一個需要消耗認知資源的元監(jiān)控過程, 老年人表現(xiàn)出了對自己記憶表現(xiàn)評估的不準確性; 其二, 為了避免產(chǎn)生負面的他人評價(例如“老年人記憶力下降”), 老年人在自評打分環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)“自我感覺為優(yōu)”的傾向性(Dodson & Krueger, 2006; Shing et al., 2009)。

本研究也存在一定的局限性。首先, 考慮到目標刺激和誘餌刺激的相似性, 誘餌刺激會對目標刺激起到“提示”作用?？梢钥紤]添加另一個選項類別, 即競爭誘餌選項(與競爭選項相似), 以進一步排除備擇選項框架帶來的干擾。事實上, 我們在后續(xù)一項研究中采用相似的AB-AC范式考察先驗知識對老年人情景記憶更新的影響, 在選項框架中加入了競爭選項的誘餌刺激, 結(jié)果與本研究類似, 這也說明了對于老年人而言提取失敗更多還是來自競爭記憶的干擾而非誘餌刺激的影響。其次, A-B位置記憶在第一天的編碼基線在年輕組和老年組之間沒有完全匹配。但除該條件外, 其余3個條件均匹配了年輕人和老年人的編碼程度。此外, 誘餌選項的結(jié)果也可以進一步排除編碼程度對結(jié)果解釋的影響。最后, 該研究結(jié)果不能驗證情景記憶更新的再鞏固效應(Reconsolidation effect)。有充分的證據(jù)表明, 當鞏固的記憶被重新激活時, 記憶會進入一種塑性狀態(tài)(Lee et al., 2017)。如果在記憶重新激活后引入新的刺激信息, 新的信息更容易被整合到舊的記憶痕跡中。這種記憶的延展性通常被稱為記憶的再激活效應(Hupbach et al., 2007; Scully et al., 2017)。通常, 被試在第二天進行A-C學習之前, 需要先復習A-B記憶。當A-B記憶被重新激活時, A-B記憶進入了不穩(wěn)定狀態(tài)。因此, 處于激活狀態(tài)的A-B記憶就更有可能被A-C記憶所替代。盡管老年人的A-B記憶測試中出現(xiàn)了較多C記憶的闖入, 未來研究還可以通過在測試階段增加一個A-B不激活條件, 以期考察再激活效應受老化的影響(詳見Howe et al., 2020)。

5 小結(jié)

本研究創(chuàng)新了AB-AC記憶更新范式, 考察老年人在項目改變和位置改變兩個條件下記憶更新行為模式的改變。在年輕人和老年人編碼程度匹配的前提下, 年輕人的記憶更新通過記憶分化來實現(xiàn), 即能實現(xiàn)A-B和A-C記憶的模式分離; 而老年人更多地受到競爭記憶的回溯性干擾, 即在A-B記憶中出現(xiàn)了更多的C的闖入。該記憶更新的年齡效應在項目改變和位置改變條件下表現(xiàn)類似, 且具有延遲效應(至少能持續(xù)3天)。

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Aging effect on episodic memory updating: Retrograde interference in competitive memory retrieval

LI Yan1, CHENG Jing-Xuan1, YU Jing1,2

(1Faculty of Psychology, Southwest University, Chongqing 400715, China) (2Key Laboratory of Mental Health, Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)

Updating outdated memories with newly acquired information is an important ability. To ensure less interference from outdated memories, one either trims old memory traces or differentiates between novel and old memories. Although the age-related decline in episodic memory has been well-established, aging effect on episodic memory updating and its underlying cognitive mechanisms are less understood. Memory differentiation and memory interference may act as two different mechanisms that underlie episodic memory updating. To bridge this research gap, we investigated the different updating memory patterns in young and older adults. Furthermore, we intended to clarify the updating differences in item and source memory, which are the two essential elements embedded in episodic memory. By implementing an adapted AB-AC memory updating paradigm, we posited that young adults would comparably attain A-B and A-C memory. In contrast, older adults would experience C memory intrusions in the A-B memory test, indicating memory interference.

We examined episodic memory updating for a sample of 30 young and 30 older adults randomly selected from the university and neighboring community. On Day 1, participants learned 36 naturalistic A-B pairings and completed the encoding test immediately after learning. On Day 2, participants first reviewed the A-B pairs before being introduced to 36 novel A-C pairings (where C’s items or sources were different from those in B), following which they completed the Day 2 encoding test. Finally, all the participants returned to the laboratory and completed the A-B and A-C tests on Days 3 and 5. To elucidate the updating memory patterns between the two age groups, we classified their responses into target, competitor, and lure categories to test the group-level differences in memory updating.

We ran a 2 (age: young adults and older adults) × 2 (association: A-B and A-C) × 3 (category: target, competitor, and lure) × 2 (time: Days 3 and 5) repeated analysis of variance to examine the different memory updating pattern between the two age groups. Expectedly, there were significant age×category and age×association×category interaction effects in both item and source memory tasks. More precisely, young adults performed comparatively well in A-B and A-C memory tests and showed no significant memory intrusions and distortions. In comparison, older adults performed better in the A-C memory test than in the A-B memory test and showed B intrusions in the A-C memory test but no C intrusion in the A-B test.

We found that young adults could strengthen their novel memories without inhibiting outdated ones and simultaneously maintained A-B and A-C memory traces. However, older adults updated their memories by overwriting their previously-stored A-B memory traces. The findings illuminate episodic memory updating and its underlying cognitive mechanisms, whereby young adults update memories via differentiating old with new memory traces. However, older adults inhibit previous memory traces when confronted with two pieces of competing information. Notably, separate mechanisms apply to item and source memories and show a long-term effect.

memory updating, episodic memory, aging, retrograde interference

2021-12-09

* 國家自然科學基金(31971007, 61961160705)、中國科學院心理健康重點實驗室開放課題(KLMH2019K02)、重慶市大學生創(chuàng)新訓練項目(S202110635099)、西南大學創(chuàng)新研究2035先導計劃(SWUPilotPlan006)資助。

喻婧, E-mail: helen12@swu.edu.cn

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