Можно даже комбинировать различные методы, чтобы создать методы памяти, которые подходят именно вам.

Ключевые моменты

Инструменты памяти — «мнемоника» — использовались веками, помогая повысить уверенность и бороться с информационными перегрузками.

Лучшие техники запоминания используют богатые образы, сильные эмоции и четкие шаблоны.

Был разработан ряд специальных систем, основанных на ключевых принципах воображения, ассоциации и местоположения.

Как посмотреть память

Для тех, кто не является фанатом Sherlock , когнитивный нейробиолог Дженис Чен знает популярную детективную драму BBC лучше других. С помощью сканера мозга она следит за тем, что происходит в головах зрителей, когда они смотрят первую серию сериала, а затем описывают сюжет.

Чен, исследователь из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, слышал всевозможные вариации одной из первых сцен, когда женщина флиртует с известным отчужденным детективом в морге. Некоторые люди считают Шерлока Холмса грубым, в то время как другие думают, что он не обращает внимания на нервные ухаживания женщины. Но Чен и ее коллеги обнаружили нечто странное, когда сканировали мозг зрителей: когда разные люди пересказывали свои собственные версии одной и той же сцены, их мозг производил удивительно похожие модели активности ¹ .

Чен входит в число постоянно растущих исследователей, использующих визуализацию мозга для определения моделей активности, участвующих в создании и воспроизведении определенных воспоминаний. Мощные технологические инновации в нейробиологии человека и животных за последнее десятилетие позволяют исследователям раскрыть фундаментальные правила того, как отдельные воспоминания формируются, организуются и взаимодействуют друг с другом. Например, используя методы маркировки активных нейронов, команды обнаружили цепи, связанные с памятью о болезненном стимуле у грызунов, и успешно активировали эти пути, чтобы вызвать память.А у людей исследования выявили сигнатуры определенных воспоминаний, которые раскрывают некоторые способы, которыми мозг организует и связывает воспоминания, чтобы помочь воспоминаниям. Такие открытия могут однажды помочь раскрыть, почему воспоминания терпят неудачу в старости или болезни, или как ложные воспоминания закрадываются в показания очевидцев. Эти идеи могут также привести к стратегиям улучшения обучения и памяти.

Послушайте, как Шина Джосселин описывает работу по изображению памяти в уме.

Работа представляет собой резкий отход от предыдущих исследований памяти, которые выявили более общие места и механизмы. «Результаты, полученные на грызунах и людях, теперь действительно сходятся воедино», — говорит нейробиолог Шина Джосселин из больницы для больных детей в Торонто, Канада. «Я не могу представить, что хочу смотреть на что-нибудь еще».

В поисках инграммы

Физический след отдельного воспоминания, также называемый инграммой, долгое время избегал захвата.Американский психолог Карл Лэшли был одним из первых, кто начал заниматься этим и посвятил этому поиску большую часть своей карьеры. Начиная примерно с 1916 года он обучал крыс бегать по простому лабиринту, а затем разрушил кусок коры, внешней поверхности мозга. Затем он снова поместил их в лабиринт. Часто поврежденная ткань головного мозга почти ничего не меняла. Год за годом физическое местонахождение воспоминаний крыс оставалось неуловимым. Подводя итоги своей амбициозной миссии в 1950 году, Лэшли написал ² : «Иногда я чувствую, анализируя данные о локализации следа памяти, что неизбежный вывод состоит в том, что обучение просто невозможно.

Оказывается, память — это сильно распределенный процесс, не относящийся к какой-либо одной области мозга. И разные типы памяти включают разные наборы областей. Многие структуры, которые важны для кодирования и извлечения памяти, такие как гиппокамп, находятся вне коры головного мозга, и Лэшли в значительной степени их пропустил. Большинство нейробиологов теперь полагают, что данный опыт заставляет подмножество клеток в этих регионах срабатывать, изменять экспрессию их генов, формировать новые связи и изменять силу существующих — изменения, которые в совокупности хранят память.Воспоминание, согласно современным теориям, происходит, когда эти нейроны снова активируются и воспроизводят паттерны активности, связанные с прошлым опытом.

Ученые разработали некоторые основные принципы этой широкой основы. Но проверка теорий более высокого уровня о том, как группы нейронов хранят и извлекают определенные биты информации, по-прежнему является сложной задачей. Только за последнее десятилетие новые методы маркировки, активации и подавления определенных нейронов у животных позволили исследователям точно определить, какие нейроны составляют единую память (см. «Манипулирование памятью»).

Кредит: Jasiek Krzysztofiak / Природа

Джосселин помог возглавить эту волну исследований с некоторыми из самых ранних исследований по захвату нейронов инграмм у мышей ³ . В 2009 году она и ее команда повысили уровень ключевого белка памяти, называемого CREB, в некоторых клетках миндалевидного тела (область, участвующая в обработке страха), и показали, что эти нейроны с большей вероятностью срабатывают, когда мыши учатся, и позже вспомнили: пугающая ассоциация между слуховым тоном и сотрясениями ног.Исследователи пришли к выводу, что если эти усиленные CREB клетки были неотъемлемой частью инграммы страха, то их устранение стерло бы память, связанную с этим тоном, и избавило бы животных от страха перед ним. Таким образом, команда использовала токсин, чтобы убить нейроны с повышенным уровнем CREB, и животные навсегда забыли о своем страхе.

Несколько месяцев спустя группа Альчино Сильвы из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе достигла аналогичных результатов, подавив воспоминания о страхе у мышей путем биохимического ингибирования нейронов, сверхпродуцирующих CREB ⁴ .В процессе они также обнаружили, что в любой момент клетки с большим количеством CREB более электрически возбудимы, чем их соседи, что может объяснить их готовность записывать поступающие переживания. «Параллельно с этим в наших лабораториях было обнаружено нечто совершенно новое — что существуют определенные правила, по которым клетки становятся частью инграммы», — говорит Сильва.

Но эти типы изучения подавления памяти зарисовывают только половину инграммы. Чтобы вне всяких сомнений доказать, что ученые на самом деле смотрели на инграммы, им также приходилось создавать воспоминания по запросу.В 2012 году группа Сусуму Тонегавы из Массачусетского технологического института в Кембридже сообщила о создании системы, которая могла бы делать именно это.

Генетически манипулируя клетками мозга мышей, исследователи смогли пометить возбуждающиеся нейроны светочувствительным белком. Они нацелены на нейроны в гиппокампе, важной области для обработки памяти. При включенной системе мечения ученые нанесли животным серию ударов ногами. Нейроны, которые отреагировали на шок, вырабатывали светочувствительный белок, что позволило исследователям выделить клетки, составляющие память.Затем они могли заставить эти нейроны срабатывать с помощью лазерного света, возвращая мышам неприятные воспоминания ⁵ . В последующем исследовании команда Тонегавы поместила мышей в новую клетку и произвела электрошокер, одновременно повторно активировав нейроны, которые сформировали инграмму «безопасной» клетки. Когда мышей вернули в безопасную клетку, они замерзли от страха, показывая, что страшное воспоминание было неправильно связано с безопасным местом ⁶ . Работа других групп показала, что подобный метод можно использовать для пометки, а затем блокировки данной памяти ^{7 , 8} .

Этот сборник работ нескольких групп создал убедительные доказательства того, что физиологический след воспоминания — или, по крайней мере, ключевые компоненты этого следа — может быть привязан к определенным нейронам, — говорит Сильва. Тем не менее, нейроны в одной части гиппокампа или миндалевидного тела являются лишь крошечной частью пугающей инграммы шока стопы, которая включает в себя образы, запахи, звуки и бесчисленное множество других ощущений. «Вероятно, это 10–30 различных областей мозга — это просто догадка», — говорит Сильва.

Более широкая кисть

Достижения в области технологий визуализации мозга человека дают исследователям возможность уменьшать масштаб и смотреть на активность мозга, составляющую инграмму.Наиболее широко используемый метод, функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), не может разрешить отдельные нейроны, а вместо этого показывает сгустки активности в разных областях мозга. Обычно фМРТ используется для выбора регионов, которые наиболее сильно реагируют на различные задачи. Но в последние годы мощный анализ выявил характерные закономерности или характерные черты мозговой активности, которые проявляются, когда люди вспоминают определенный опыт. «Это одна из самых важных революций в когнитивной нейробиологии», — говорит Майкл Кахана, нейробиолог из Пенсильванского университета в Филадельфии.

Развитие метода, называемого анализом множественных вокселей (MVPA), послужило катализатором этой революции. Статистический метод, который иногда называют декодированием мозга, обычно передает данные фМРТ в компьютерный алгоритм, который автоматически изучает нейронные паттерны, связанные с конкретными мыслями или переживаниями. Будучи аспирантом в 2005 году, Шон Полин — ныне нейробиолог в Университете Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси, — помог провести плодотворное исследование, впервые применив MVPA к человеческой памяти ⁹ .В его эксперименте добровольцы изучали фотографии известных людей, мест и обычных предметов. Используя данные фМРТ, собранные в этот период, исследователи обучили компьютерную программу определять модели активности, связанные с изучением каждой из этих категорий.

Позже, когда испытуемые лежали в сканере и перечисляли все элементы, которые они могли вспомнить, нейронные сигнатуры, специфичные для категорий, снова появлялись за несколько секунд до каждого ответа. Перед тем, как назвать знаменитость, например, возникла модель активности, подобная «знаменитости», включая активацию области коры головного мозга, которая обрабатывает лица.Это было одним из первых прямых доказательств того, что, когда люди извлекают определенное воспоминание, их мозг повторно посещает состояние, в котором он находился, когда кодировал эту информацию. «Это был очень важный документ, — говорит Чен. «Я определенно считаю свою работу прямым потомком».

Чен и другие с тех пор усовершенствовали свои методы декодирования воспоминаний с возрастающей точностью. В случае исследований Чен Sherlock ее группа обнаружила, что закономерности мозговой активности в 50 сценах начального эпизода можно четко отличить друг от друга.Эти паттерны были удивительно специфичными, временами отделяя сцены, в которых был или не был Шерлок, от тех, что происходили в помещении или на улице.

Рядом с гиппокампом и в нескольких центрах обработки высокого уровня, таких как задняя медиальная кора, исследователи увидели, как разворачивались одни и те же модели просмотра сцены, когда каждый человек позже рассказывал эпизод — даже если люди описывали определенные сцены по-разному ¹ . Они даже наблюдали подобную мозговую активность у людей, которые никогда не видели шоу, но слышали о нем другие ¹⁰ .

«Было удивительно, что мы видим один и тот же отпечаток пальца, когда разные люди вспоминают одну и ту же сцену, описывают ее своими словами, вспоминают так, как они хотят запомнить», — говорит Чен. Результаты показывают, что мозг — даже в областях более высокого порядка, которые обрабатывают память, концепции и сложные познания — может быть организован у разных людей более сходным образом, чем ожидалось.

Слияние воспоминаний

По мере того, как новые методы дают представление об инграмме, исследователи могут начать изучать не только то, как формируются отдельные воспоминания, но и то, как воспоминания взаимодействуют друг с другом и меняются с течением времени.

В Нью-Йоркском университете нейробиолог Лила Давачи использует MVPA для изучения того, как мозг сортирует воспоминания, которые разделяют перекрывающийся контент. В исследовании 2017 года с Алекой Томпари, тогда аспирантом в своей лаборатории, Давачи показала добровольцам фотографии 128 объектов, каждый из которых был соединен с одной из четырех сцен — например, пляжная сцена с кружкой, а затем с клавиатурой; городской пейзаж сочетался с зонтиком и так далее. Каждый объект появляется только с одной сценой, но много разных объектов появляется с одной и той же сценой ¹¹ .Сначала, когда добровольцы сопоставляли объекты с соответствующими сценами, каждый объект вызывал различный паттерн активации мозга. Но неделю спустя нейронные паттерны во время этой задачи по вспоминанию стали более похожими для объектов, связанных с одной и той же сценой. Мозг реорганизовал воспоминания в соответствии с информацией об их общей сцене. «Эта кластеризация может стать началом познания« сути »информации», — говорит Давачи.

Согласно исследованию нейробиолога Элисон Престон из Техасского университета в Остине, кластеризация связанных воспоминаний также может помочь людям использовать предыдущие знания для изучения новых вещей.В исследовании 2012 года группа Престона обнаружила, что, когда некоторые люди просматривают одну пару изображений (например, баскетбольный мяч и лошадь), а затем видят другую пару (например, лошадь и озеро), которая имеет общий элемент, их мозг повторно активируется. шаблон, связанный с первой парой ¹² . Эта реактивация, по-видимому, связывает вместе эти связанные пары изображений; люди, которые демонстрировали этот эффект во время обучения, лучше распознавали связь позже — подразумеваемую, но никогда не наблюдаемую — между двумя картинками, которые не появлялись вместе (в данном случае баскетбольный мяч и озеро).«Мозг устанавливает связи, представляя информацию и знания, которые находятся за пределами нашего прямого наблюдения», — объясняет Престон. Этот процесс может помочь в ряде повседневных действий, таких как навигация в незнакомой среде путем определения пространственных отношений между несколькими известными ориентирами. Возможность соединять связанные фрагменты информации для формирования новых идей также может быть важна для творчества или воображения будущих сценариев.

В последующем исследовании Престон начал исследовать механизм, лежащий в основе связывания памяти, и обнаружил, что связанные воспоминания могут сливаться в единое представление, особенно если воспоминания собираются в тесной последовательности ¹³ .В ходе замечательной конвергенции работы Сильвы также было обнаружено, что мыши, как правило, связывают два воспоминания, сформированные во времени. В 2016 году его группа заметила, что, когда мыши научились бояться ударов ногами в одной клетке, они также начали выражать страх перед безвредной клеткой, которую они посетили несколькими часами ранее ¹⁴ . Исследователи показали, что нейроны, кодирующие одно воспоминание, оставались более возбудимыми в течение как минимум пяти часов после обучения, создавая окно, в котором могла формироваться частично перекрывающаяся инграмма. Действительно, когда они пометили активные нейроны, команда Сильвы обнаружила, что многие клетки участвуют в обеих клеточных воспоминаниях.

Эти данные позволяют предположить некоторые нейробиологические механизмы, которые связывают индивидуальные воспоминания с более общими представлениями о мире. «Наша память — это не просто карманы и островки информации», — говорит Джосселин. «Мы на самом деле создаем концепции и связываем воедино вещи, которые связаны между собой». Однако ценой такой гибкости могло быть формирование ложных или ошибочных воспоминаний: мыши Сильвы боялись безобидной клетки, потому что их воспоминания о ней формировались так близко по времени к пугающим воспоминаниям о другой клетке.Экстраполяция отдельных переживаний в абстрактные концепции и новые идеи рискует потерять некоторые детали индивидуальных воспоминаний. И по мере того, как люди восстанавливают индивидуальные воспоминания, они могут стать связанными или запутанными. «Память — нестабильное явление», — говорит Престон.

Исследователи теперь хотят исследовать, как конкретные воспоминания развиваются со временем и как они могут быть реконструированы, искажены или даже воссозданы при восстановлении. А благодаря способности идентифицировать отдельные нейроны инграмм у животных и манипулировать ими, ученые надеются подкрепить свои теории о том, как клетки хранят и обслуживают информацию, — теории, которые было трудно проверить.«Эти теории старые и действительно интуитивно понятные, но мы действительно не знали механизмов, лежащих в их основе», — говорит Престон. В частности, выявляя отдельные нейроны, которые необходимы для определенных воспоминаний, ученые могут более подробно изучить клеточные процессы, с помощью которых ключевые нейроны приобретают, извлекают и теряют информацию. «Сейчас мы находимся в золотом веке», — говорит Джосселин. «У нас есть все эти технологии, чтобы задавать очень старые вопросы».

памяти | Определение, поиск и забвение

память , кодирование, хранение и извлечение в человеческом разуме прошлого опыта.

Тот факт, что переживания влияют на последующее поведение, свидетельствует об очевидной, но, тем не менее, замечательной деятельности, называемой запоминанием. Память — это результат и влияние на восприятие, внимание и обучение. Базовый паттерн запоминания состоит из внимания к событию, за которым следует репрезентация этого события в мозгу. Неоднократное внимание или практика приводит к кумулятивному эффекту на память и позволяет выполнять такие действия, как умелое исполнение на музыкальном инструменте, чтение стихотворения, а также чтение и понимание слов на странице.Обучение не могло происходить без функции памяти. Так называемое разумное поведение требует памяти, а память является предпосылкой для рассуждений. Способность решить любую проблему или даже признать, что проблема существует, зависит от памяти. Обычное действие, такое как решение перейти улицу, основано на воспоминаниях о многочисленных предыдущих событиях. Акт запоминания опыта и доведение его до сознания в более позднее время требует ассоциации, которая формируется из опыта, и «поисковой подсказки», которая вызывает воспоминание об этом опыте.

Практика (или повторение) имеет тенденцию создавать и поддерживать память для задачи или любого изученного материала. В период отсутствия практики все, что было изучено, обычно забывается. Хотя адаптивное значение забывания может быть неочевидным, драматические случаи внезапного забывания (как при амнезии) можно рассматривать как адаптивные. В этом смысле способность забывать можно интерпретировать как естественную отборную у животных. Действительно, когда воспоминание об эмоционально болезненном опыте приводит к сильной тревоге, забвение может принести облегчение.Тем не менее, эволюционная интерпретация может затруднить понимание того, как был выбран обычно постепенный процесс забывания.

Размышляя об эволюции памяти, полезно подумать о том, что произошло бы, если бы воспоминания не исчезли. Забывание явно помогает ориентироваться во времени; поскольку старые воспоминания ослабевают, а новые становятся яркими, подсказки предоставляются для определения продолжительности. Не забывая, пострадает адаптивная способность; например, усвоенное поведение, которое могло быть правильным десять лет назад, может больше не подходить или быть безопасным.Действительно, зарегистрированы случаи, когда люди (по обычным стандартам) забывают так мало, что их повседневная деятельность полна путаницы. Таким образом, кажется, что забвение служит выживанию не только отдельного человека, но и всего человеческого вида.

Согласно дополнительным предположениям, система памяти ограниченного объема обеспечивает адаптивную гибкость, в частности, за счет забывания. Согласно этой точке зрения, между обучением или хранением в памяти (ввод) и забыванием (выводом) делаются постоянные корректировки.Фактически есть свидетельства того, что скорость, с которой люди забывают, напрямую зависит от того, сколько они узнали. Такие данные полностью подтверждают модели памяти, предполагающие баланс ввода-вывода.

Каким бы ни было его происхождение, забывание привлекло значительное внимание исследователей. Большая часть этого исследования была направлена ​​на выявление факторов, влияющих на скорость забывания. Прилагаются усилия для изучения того, как информация может храниться или закодироваться в человеческом мозге. Можно сказать, что запомненные переживания состоят из закодированных наборов взаимодействующей информации, и взаимодействие, по-видимому, является основным фактором забывания.

Исследователи памяти обычно предполагают, что все, что влияет на поведение организма, наделенного центральной нервной системой, оставляет — где-то в этой системе — «след» или группу следов. Пока эти следы сохраняются, теоретически они могут рестимулироваться, в результате чего событие или опыт, которые их установили, запоминаются.

Аспекты памяти, зависящие от времени

Исследования американского психолога и философа Уильяма Джеймса (1842–1910) привели его к различию двух типов памяти: первичной для решения насущных проблем и вторичной для управления хранилищем накопленной информации. со временем.С тех пор исследователи памяти использовали термин кратковременная память для обозначения функций первичной или кратковременной памяти, определенных Джеймсом. Долговременная память относится к относительно постоянной информации, которая хранится в мозгу и извлекается из него.

интервальный образец обучения на основе исследования памяти в образовании

Front Hum Neurosci. 2013; 7: 589.

Paul Kelley

¹ Science + Technology in Learning, Whitley Bay, UK

Terry Whatson

² Life, Health and Chemical Sciences, Открытый университет, Милтон Кейнс, Великобритания

¹ Наука и технологии в обучении, Уитли-Бэй, Великобритания

² Жизнь, здоровье и химические науки, Открытый университет, Милтон-Кейнс, Великобритания

Отредактировал: Джон Дж.Фокс, Медицинский колледж Альберта Эйнштейна, США

Рецензент: Мэри А. Пик, Вашингтонский университет в Сент-Луисе, США; Тим Джей, Бристольский университет, Великобритания,

Эта статья была отправлена ​​в журнал Frontiers in Человеческая неврология.

Поступила 24 мая 2013 г .; Принято 1 сентября 2013 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (CC BY).Использование, распространение или воспроизведение на других форумах разрешено при условии указания автора (авторов) или лицензиара и ссылки на оригинальную публикацию в этом журнале в соответствии с принятой академической практикой. Запрещается использование, распространение или воспроизведение без соблюдения этих условий.

Abstract

Системы памяти выбирают из стимулов окружающей среды те, которые нужно постоянно кодировать. Повторяющиеся стимулы, разделенные временными промежутками без стимулов, могут инициировать долговременную потенциацию (LTP) и кодирование долговременной памяти (LTM).Эти процессы происходят в масштабе минут, и были продемонстрированы у многих видов. В этом исследовании сообщается об использовании определенного временного паттерна из трех повторяющихся стимулов, разделенных 10-минутными промежутками, взятыми из поведенческих и лабораторных исследований кодирования LTP и LTM. На основе этого шаблона была разработана методика для проверки возможности кодирования сложной информации в LTM у студентов с использованием этого шаблона в очень короткие сроки. В образовательном контексте стимулы представляли собой периоды сильно сжатого обучения, а пространства создавались с помощью 10-минутных отвлекающих действий.Раздельное обучение в этой форме использовалось в качестве единственного средства обучения в рамках национальной учебной программы курса биологии и привело к очень быстрому кодированию LTM, что измерялось с помощью теста с высокими ставками для курса. Примечательно, что обучение со значительно увеличенной скоростью и по схеме, включающей преднамеренное отвлечение, давало значительно более высокие баллы, чем случайные ответы ( p <0,00001), и оценки существенно не различались для экспериментальных групп (обучение с интервалом в один час) и контрольных групп (четыре месяцев обучения).Таким образом, обучение за час обучения, измеренное тестом, было значительно выше для групп с разнесенным обучением ( p <0,00001). В третьем случае интервальное обучение использовалось для замены обзора курса в конце одного из двух экзаменов. Результаты показали значительно более высокие результаты для курса с использованием интервального обучения ( p <0,0005). Кратко рассматриваются последствия этих открытий и дальнейшие области исследований.

Ключевые слова: долговременная память, долговременная потенциация, кодирование, интервальное обучение, интервальное извлечение, методы обучения

Введение

Системы памяти выбирают из тысяч стимулов в окружающей среде те, которые необходимо кодировать постоянно.Ученые пытались понять процессы долговременной памяти (LTM) с помощью различных подходов, включая использование повторяющихся, разнесенных стимулов (Ebbinghaus, 1913; Павлов, 2010). Павлов и его соратники сосредоточились на кодировании в памяти явно новых ассоциаций (связь между звуком колокольчика и едой), а Эббингауз — на восстановлении памяти, проверяя себя с помощью словоподобных последовательностей бессмысленных слогов. В течение почти столетия после этих первых исследований оставались две неразрешимые проблемы: во-первых, какова физическая основа кодирования LTM, а во-вторых, как его можно было задействовать наиболее эффективно? (Поля, 2005, 2011).

Недавно появилась надежная модель образования LTM в результате исследований позднего долгосрочного потенцирования (LTP) и LTM во многих различных контекстах и ​​видах (Morris, 2003). Эти исследования показывают, что повторяющиеся стимулы, разделенные периодами без стимулов, могут приводить к внутриклеточным сигнальным механизмам, активирующим гены, инициируя производство белков (Scharf et al., 2002; Hernandez and Abel, 2008). Затем эти белки могут усиливать сенсибилизированные синапсы, запуская кодирование LTP и LTP (Frey and Morris, 1997; Barco et al., 2008; Moncada et al., 2011). Эффективность интервального повторения в создании долговременных воспоминаний была экспериментально продемонстрирована у многих видов во временных масштабах в минуты (Itoh et al., 1995; Scharf et al., 2002; Morris, 2003). Процессы LTP / LTM отличают LTM от краткосрочной памяти (STM), поскольку процессы синаптического тегирования и захвата не происходят в STM. Таким образом, хотя СТМ быстрее создает временные воспоминания, эти воспоминания быстро исчезают через день или два; Напротив, LTM может прослужить всю жизнь.

В поведенческих исследованиях с использованием быстрого повторения длина промежутков между стимулами оказалась критической переменной в кодировании LTM. Это было проверено в оригинальном исследовании медоносных пчел, противопоставляющем массовое и разнесенное обучение (Menzel et al., 2001). Используя промежутки между стимулами в 30 секунд, 3 минуты и 10 минут, запоминание было проверено через 30 минут, один день и три дня. Медоносные пчелы, обученные с 30-секундными интервалами, показали лучшее обучение через 30 минут с удержанием более 80%, но это быстро уменьшилось, упав до 20% на третий день, демонстрируя, что был создан только STM.Напротив, медоносные пчелы, обученные с 10-минутным интервалом между учебными испытаниями, показали менее 80% удержания через 30 минут, но впоследствии консолидировали эти воспоминания, достигнув почти 100% на третий день, демонстрируя, что были созданы долговременные воспоминания.

Более поздние исследования показали, что для LTM у медоносных пчел необходимы две волны транскрипции: ранняя волна транскрипции (запускается во время кондиционирования) и другая, начинающаяся через несколько часов после обучения (Lefer et al., 2012), а также консолидация LTM во время сна ( Beyaert et al., 2012). Эти посткондиционные процессы LTM также происходят у людей, поскольку долгосрочные воспоминания также консолидируются во время сна, и это было продемонстрировано несколькими способами, включая исследования, показывающие, что выполнение задачи может быть увеличено без дальнейшего обучения (Walker and Stickgold, 2010). . Таким образом, процессы кодирования LTM запускают консолидацию после обучения, тогда как процессы STM этого не делают, показывая ключевой процесс стробирования в системах памяти для выбора стимулов в среде для постоянного кодирования.

Процессы LTM были подробно продемонстрированы на Drosophila, где интервальное обучение дает стабилизированный LTM (Tully et al., 1994) и синтез белка de novo, показывающий, что транскрипция гена зависит от белка, связывающего элемент ответа цАМФ (CREB) (Perazzona et al., 2004). Дальнейшие исследования продемонстрировали стробирующий механизм образования LTM через дофаминергические нейроны (Plaçais and Preat, 2013). Процессы памяти у дрозофилы были недавно визуализированы in vivo с использованием Kaede, зеленого флуоресцентного белка, подтверждая более ранние исследования in vitro , показавшие, что синтез белка de novo после интервального обучения необходим для нормального образования LTM, а транскрипционная активность ключевых генов повышалась после интервальные (но не массовые) тренировки (Chen et al., 2012). Это привело к дальнейшему исследованию, демонстрирующему эволюционный выигрыш в стробирующем кодировании LTM, поскольку создание LTP требует больших затрат энергии, в отличие от STM (Plaçais and Preat, 2013). Взятые вместе, эти находки убедительно демонстрируют механизмы, лежащие в основе LTP и LTM in vivo , а также формирование памяти в конкретных нейронах.

Исследования процессов памяти у млекопитающих in vitro клеток гиппокампа крысы прояснили важность активности нервных импульсов в запуске LTP, впервые выявленную в исследованиях развития нервной системы (Itoh et al., 1995). Использование набора из трех стимулов, разделенных 10-минутными промежутками, открыло чувствительные к напряжению кальциевые каналы в клеточной мембране, активируя сигнальные пути к ядру. Образец импульсного возбуждения отражался в образце вспышек кальция, и они были визуализированы с помощью чувствительного к кальцию красителя и сканирующей лазерной конфокальной микроскопии для отслеживания импульсов притока кальция после стимулов (Fields, 2005). Эти и другие связанные исследования продемонстрировали отсутствие необходимости в конкретной сигнальной молекуле от мембраны к ядру и продемонстрировали, что разнесенный паттерн активности потенциала действия приводит к фосфорилированию CREB и синтезу ДНК zif 268, гена, связанного с памятью ( Дудек, Филдс, 2002; Букало, Филдс, 2008).Параллельные исследования биохимии памяти на протяжении многих лет дополнительно прояснили процессы LTP (Baudry et al., 2011).

Впоследствии исследования на живых крысах показали, что паттерны активности потенциала действия играют решающую роль в долгосрочном синаптическом изменении, обеспечивая прямую связь между in vitro, исследованиями белок-зависимых LTP и поведенческими исследованиями удержания LTM (Shires et al. , 2012). Эти временные паттерны в кодировании LTM недавно были связаны со специфическими молекулярными процессами LTP в масштабе времени в минутах (Naqib et al., 2012), а у людей — быстрее в f МРТ-исследованиях распознавания лиц (Xue et al., 2011). Вообще говоря, процессы кодирования LTP и LTM происходят во временных масштабах секунд, минут и часов.

Кодирование воспоминаний было предметом f МРТ исследований, показывающих, что процессы кодирования и извлечения памяти происходят в различных частях человеческого мозга. Основополагающее исследование кодирования сложных сцен незнакомой информации продемонстрировало структуры задних височных долей, связанные с декларативными воспоминаниями, сфокусированными в парагиппокампальной коре, тогда как поиск в памяти для успешно запомненной информации в передней височной области сосредоточен в субикулуме (Gabrieli et al., 1997). Тем не менее, между этими двумя процессами памяти остаются существенные сходства.

При восстановлении воспоминаний важны также временные закономерности, хотя временные рамки в практике поиска обычно составляют недели, месяцы или даже годы. Поисковые исследования Эббингауза (1913) продемонстрировали ценность интервальной практики (много коротких сессий) над массовой практикой (одна длинная сессия) в LTM. Дальнейшие исследования подтвердили этот эффект интервалов поиска и привели к попыткам применить парадигму интервалов в образовании.Хотя эффект интервалов при поиске был продемонстрирован как эффективный во многих предметах и ​​образовательных контекстах, он редко применялся систематически в образовании (Dempster, 1988; Seabrook et al., 2005). Несмотря на недавний тщательный анализ временных паттернов, демонстрирующих эффективное запоминание пар слов и других задач (Cepeda et al., 2006; Pavlik and Anderson, 2008; Cepeda et al., 2009) и несмотря на конкретные программы, основанные на подходе (Carpenter et al. ., 2009, 2012; Sobel et al., 2011), так и остается. Тем не менее, важность временных паттернов как в LTP / LTM-кодировании (как продемонстрировано в нейробиологии), так и в практике поиска (как показано в психологии) убедительно свидетельствует о том, что в обучении есть существенные применения в образовании основанных на фактах временных паттернов обеих исследовательских традиций. Обзор подходов к интервальному поиску, проведенный Институтом педагогических наук, предположил, что это может быть связано с тем, что исследования включали несколько примеров, демонстрирующих получение сложных массивов структурированной информации или четкую образовательную функцию в критических областях подотчетности образования, таких как тестирование с высокими ставками (Pashler et al. al., 2007).

Применение исследований в области кодирования LTP / LTM для изучения сложных массивов структурированной информации в образовании поднимает фундаментальные вопросы о временных масштабах и временных моделях в современной образовательной практике. Одна из основных функций образования — создание долговременных воспоминаний с помощью академических курсов. Эти курсы часто связаны с измерением LTM посредством тестирования с высокими ставками, и эти тесты имеют решающее значение для образовательных учреждений, особенно в странах с национальным тестированием.В настоящее время наиболее стандартное преподавание курсов можно охарактеризовать как групповое обучение продолжительностью 45 или более минут (уроков) в рамках курсов, которые изучаются в течение длительного периода времени (от месяцев до лет). Напротив, были убедительные доказательства того, что люди и другие виды создают LTM в очень коротких временных масштабах, а кодирование LTP / LTM последовательно показало, что повторения, разнесенные с короткими интервалами длительностью в несколько минут, эффективны и даже требуются для некоторых видов для LTP / LTM.

Исследования кодирования LTP / LTM имеют временные закономерности, отражающие скорость неврологических процессов.Они варьируются от срабатывания потенциала действия (в миллисекундах) до кинетики межклеточного процесса в LTP для синаптического мечения и захвата (в масштабе минут). Есть и другие связанные процессы, такие как STM, которые имеют более длительные сроки, до одного-двух дней. Хотя эти временные шкалы могут показаться слишком короткими для LTM-кодирования сложной информации с точки зрения образования, они обычны для обучения людей и других видов и необходимы в образовании.

Сложность быстрых систем человеческого общения можно с пользой рассмотреть в сравнении с общением у других видов.Изучение языка людей и пения птиц — хорошо известный пример, демонстрирующий, что люди — не единственный вид, способный обучаться сложным системам общения в раннем детстве. Например, овладение и речью, и пением птиц требует обучения восприятию и производству сложной информации во временных масштабах секунд или меньше (Doupe and Kuhl, 2008). Понимание сложных акустических сигналов, создание высокоструктурированных вокализаций с частотами формата, которые быстро меняются (20–100 мс), и создание упорядоченных звуковых цепочек с короткими интервалами тишины — все это достигается маленькими детьми и птицами.Соловей способен кодировать в LTM 200 различных типов песен и улучшать навыки обучения с практикой, переходя от обучения песням других соловьев к изучению новых песен в одиночестве. Во время обучения соловьи изучают обширный репертуар вокальных паттернов, строки песен и информацию о фрагментах. Они могут легко запоминать и создавать длинные последовательности песен после 15 повторений в молодом возрасте и только пяти во взрослом возрасте. Удивительно, но количество типов песен в последовательности может увеличиться с 20 до 60 без необходимости повторения.Как и у людей, соловьиные песни представляют собой структурированную информацию из очень коротких звуковых единиц, образующих длинные песенные последовательности с индивидуальными вариациями (Hultsch and Todt, 2008). В чем люди преуспевают, так это в общении с помощью речи — с использованием быстрых, сложных систем звуков и тишины для быстрой передачи информации в социальной среде.

Процессы памяти in vivo для людей в масштабе отдельных нейронов демонстрируют, как сложная информация вкратце и быстрые коммуникации могут быть закодированы в LTM.Исследование пациентов с тяжелой эпилепсией показало формирование специфической памяти в отдельных нейронах и смогло продемонстрировать аспекты механизмов памяти в свободном воспроизведении. Пациентам были показаны три сеанса из 16 пятисекундных запоминающихся видеоклипов. Впоследствии внутренне генерируемая реактивация отдельных нейронов, участвующих в приобретении памяти о клипе, происходила во время свободного вызова этого клипа, демонстрируя локализацию некоторых аспектов памяти в конкретных нейронах (Gelbard-Sagiv et al., 2008).Более поздние исследования пациентов показали, что широкий спектр изображений показал, что разные группы нейронов кодируют как абстрактные, так и основные свойства изображений. Это одновременное представление может служить для связывания отдельных аспектов визуальных объектов в связное восприятие. В более широком смысле это предполагает, что процессы памяти могут кодировать таким образом, чтобы структурировать сложную информацию (Steinmetz et al., 2011; Tse et al., 2013).

Для применения в образовательной нейробиологии и поведенческих исследованиях временных паттернов для кодирования LTP / LTM необходимо определить, разработать и протестировать конкретные методы, основанные на временном паттерне, демонстрирующем кодирование LTP / LTM.В этом исследовании сообщается о таком методе, полученном непосредственно из исследования, демонстрирующего, что LTM-механизмы синтеза ДНК на внутриклеточном уровне могут запускаться с использованием трех стимулов, разделенных двумя 10-минутными периодами без стимуляции (Frey and Morris, 1997; Menzel et al., 2001; Букало и Филдс, 2008). Этот метод, названный «интервальным обучением», вслед за Menzel et al. (2001), была создана и усовершенствована педагогами с помощью нейробиологов и социологов и исследована в различных учебных средах.В этом исследовании сообщается о развитии интервального обучения и серии экспериментов с использованием интервального обучения, проведенных в течение пяти лет.

Неудивительно, что данное исследование LTM является настолько недавним, что модель стандартного преподавания курсов в течение длительных периодов времени посредством массового обучения не сравнивалась с методами, основанными на кодировании LTP / LTM. Если временные рамки в обучении в целом оптимальны, гораздо более короткие временные схемы в интервальном обучении приведут к недостаточному обучению и плохим результатам тестирования.С другой стороны, если нейробиологические и поведенческие исследования кодирования LTP / LTM правильны и могут быть эффективно применены в образовательном контексте, то использование интервального обучения для кодирования долговременных воспоминаний об образовательном курсе может продемонстрировать обучение с существенным обучением и тестированием. полученные результаты. Исследование было разработано, чтобы дать предварительный ответ, чтобы определить, какая гипотеза поддерживается.

Материалы и методы

Развитие интервального обучения в течение последних семи лет проходило в два этапа: этап формирования метода и предварительные испытания, а также второй этап, нацеленный на формальные эксперименты и тестирование с высокими ставками.На первом этапе задачи для преподавателей, связанные с переводом исследований кодирования LTP / LTM в практический метод, были сложными и требовали много времени. Учителя в исследовательской группе подошли к задаче, выяснив, можно ли создать такую ​​технику, как ее можно эффективно использовать, действительно ли происходит обучение и, если да, будет ли это происходить в разных контекстах. Главной долгосрочной задачей учителей было определить, может ли разнесенное обучение продемонстрировать значимость обучения, измеренную по результатам тестов.

При поддержке социологов и нейробиологов, эти предварительные проблемы были решены учителями биологии средней школы, синхронизирующими свои учебные практики с временными шаблонами и временными шкалами кодирования LTM / LTP. Учителя с меньшими знаниями пластичности и базовых знаний нейробиологии кодирования LTM / LTP получали поддержку со стороны ведущего тренера учителей. Это обучение было сосредоточено на физических основах LTM и причинах выбора временного графика. Это привело к изучению быстрого общения в речи, тексте и средствах массовой информации.В этом процессе оказались полезными аналогии и тематические исследования. Принцип кодирования LTM был легко усвоен, поскольку аналогии с общепринятой точкой зрения были хорошо известны (например, STM учитывает студентов, «которые знали об этом, когда уходили с урока, но забыли об этом на следующем уроке»). Очень быстрая коммуникация как стратегия разнесенного обучения, хотя и очевидна в языке, чтении и освоении медиа у детей, была менее интуитивной. Тот факт, что тест по биологии с высокими ставками требовал, чтобы студенты ответили на 36 вопросов за 30 минут, где вопросы часто состояли из 50 слов или более, или временные шкалы тестов на школьные способности, используемые для поступления в университеты, были более эффективными, основанные на принципе обучающее тестирование на соответствие.

Контраст с их обычным обучением был значительным в ряде областей. Повторение одного и того же контента три раза за один сеанс, хотя и с небольшими изменениями, было в высшей степени необычным, но управляемым. Ведущий нейробиолог рекомендовал, чтобы два 10-минутных перерыва были отвлекающими действиями, в идеале — физическими упражнениями, чтобы минимизировать возможное вмешательство в предполагаемые процессы синаптического тегирования и захвата. Это было совершенно новым для всех учителей, которые разработали широкий спектр возможностей, таких как тренировка в баскетболе, жонглирование и лепка из материалов, похожих на глину (некоторые опробованные варианты оказались непрактичными, например, аэробные упражнения).Постоянно даваемое обучение со скоростью быстрого общения было требовательным, и учителя иногда проводили разнесенное обучение в парах. Скорость учебных занятий требовала тщательного планирования и ресурсов, созданных специально для разнесенного обучения. Рекомендация нейробиолога-консультанта заключалась в том, чтобы ограничить шкалу времени от начала элемента инструкции до конца последующего промежутка 30 минутами, чтобы ограничить риск вмешательства в процессы LTP / LTM. Это означало, что элементы инструкции всегда составляли 20 минут или меньше.Таким образом, интервальное обучение, используемое в исследовании, представляло собой три интенсивных учебных элемента одного и того же содержания с небольшими вариациями, каждый продолжительностью 20 минут или меньше (стимулы), разделенных двумя отвлекающими действиями по 10 минут (промежутки без стимулов).

Предварительное внедрение было выполнено с использованием интервального обучения для дополнения стандартного обучения в различных контекстах: перед любым обучением (например, обзоры новых тем) или после всего обучения (заменяющие обзоры курсов). Размышления о реализации привели к множеству усовершенствований метода и связанных ресурсов, за которыми последовал ряд более формальных испытаний.Предварительные данные показали, что интервальное обучение привело к обучению; Интенсивные элементы обучения не были препятствием для понимания, и дни, недели и месяцы тестирования спустя после сеанса разнесенного обучения показали, что долговременные воспоминания были закодированы.

Учителя по-разному отреагировали на интервальное обучение, хотя некоторые ответы были общими для многих учителей. Многие сочли Spaced Learning интересным, необычным и положительным опытом как для учителей, так и для учащихся. Отрицательные ответы включали в себя категорическое отрицание лежащей в основе нейробиологии, беспокойство по поводу большей нагрузки и страх перед школьными инспекторами, которые будут жестко судить сеансы интервального обучения, потому что они не соответствуют рекомендованным методам обучения.

С другой стороны, студенты были очень позитивны, утверждая, что интервальное обучение помогает им быстро учиться. Возможно, самые яркие рассказы о природе разнесенного обучения исходят от студентов, поскольку это описание из первых рук иллюстрирует:

Уроки очень сжатые. Например, обзор всего моего раздела «Биология» был завершен примерно за 12 минут. Нервная система, дефицит диеты, гормоны и менструальный цикл, лекарства и защита от болезнетворных микроорганизмов — все это мелькает на слайдах с головокружительной скоростью 7–8 в минуту.Во время 10-минутных перерывов мы занимаемся физическими, а не умственными занятиями, такими как баскетбольный дриблинг и командные игры. Итак, что происходит в вашей голове во время интервального обучения, что отличается от того, что происходит во время традиционного урока или повторной сессии? Могу ответить только за себя. Я люблю скалолазание. Вы всегда должны осознавать, что будет дальше, но вы не можете думать об этом сознательно. Для меня дистанционное обучение немного похоже на лазание. Я не пытаюсь учиться; Я ничего не записываю и не рецензирую.Кажется, будто я мысленно вижу фильм, который я уже видел раньше, и мое понимание представленной информации становится более точным, ясным, когда я смотрю его снова. В конце концов, у меня в голове остаётся фильм об уроке, как и в воспоминаниях о восхождении.

Мой первый опыт интервального обучения пришел в марте 2007 года, когда мой класс повторно сдал наши экзамены по естествознанию с ноября 2006 года. У нас была только часовая обзорная сессия интервального обучения (четыре месяца работы были объединены с предыдущим летом) .Большинство из нас лучше справились с экзаменами после часа повторного изучения интервального обучения, хотя мы вообще не учились. Я прошел от пятерки, пятерки и до пятерки до пятерки и пятерки. Это было удивительно.

Другой ученик просто заявил, что интервальное обучение «смогло удерживать мое внимание все время, что было довольно интересно, поскольку иногда я могу отвлекаться и терять концентрацию». Эти учетные записи учащихся взяты из цифрового руководства по пространственному обучению, созданного для национальной программы инновационных подходов в школах Learning Futures.Публикация включает видео полного сеанса интервального обучения (Barratt, 2008; Bradley and Patton, 2012).

После этого предварительного этапа разработки исследовательская группа провела эксперименты для определения воздействия интервального обучения, измеренного в тестах с несколькими вариантами ответов по биологии в курсе английской национальной учебной программы. Два теста по биологии (общий аттестат о среднем образовании (GCSE) по биологии 1 и биологии 2) покрывали все требования учебной программы по данному предмету.Выбор этих тестов с высокими ставками в качестве меры был принят, поскольку они были объективными и могли быть связаны с независимыми оценками академического потенциала Центром CEM Университета Дарема. Контроль за предшествующим изучением и обоснованностью был строгим и всесторонне проверялся государственными органами. Важность результатов этих тестов с высокими ставками для учащихся и школ также была важным фактором.

Учащиеся городской средней школы в Англии в возрасте 13–15 лет ( n = 440) приняли участие в исследовании, и оценки учащихся других школ, сдавших те же тесты, использовались при одном условии ( n = 1,730). ).Экспериментальные группы с более крупными контрольными группами использовались повсюду по организационным причинам и для обеспечения достаточно высокого качества разнесенного обучения, учитывая, что метод был новым для всех учителей. Все учащиеся, принимавшие участие в исследовании, за исключением отобранных из национальной когорты в Условии 3, были предварительно протестированы на академический потенциал, научные достижения в национальных и ежегодных тестах, а также в тестах, аналогичных тем, которые использовались в исследовании. Информированное согласие было получено от всех участников, методы исследования соответствовали национальным рекомендациям и были одобрены исследовательским комитетом траста школы.

Во всех условиях контрольные и экспериментальные субъекты были сопоставлены с использованием данных, скорректированных с учетом переменных, включая предыдущие достижения. Это было выполнено с использованием данных центра CEM Университета Дарема, созданного путем выполнения анализа линейной регрессии, который включал сравнение со стандартизованными национальными данными для определения индивидуальных прогнозов эффективности тестов (Tymms and Coe, 2003). Не было значительных различий между контрольной и экспериментальной группами по этим показателям при любых условиях, поскольку участвующие студенты имели потенциальные достижения, существенно не отличающиеся от студентов в национальном масштабе.

Интервальное обучение использовалось с экспериментальными группами в трех условиях для проведения курсов биологии в английской национальной учебной программе. В условиях 1 и 2 студенты прошли второй курс биологии либо в рамках традиционного обучения в течение четырех месяцев (контрольная группа), либо только в рамках одного сеанса разнесенного обучения продолжительностью 60 минут (экспериментальные). В условии 3 студенты прошли первый курс биологии в течение четырех месяцев с одним сеансом интервального обучения продолжительностью 60 минут, заменяющим окончание сеанса обзора курса, и были протестированы.При всех условиях сеанс интервального обучения охватывал весь курс.

В Условии 1 учащихся 13–15 лет случайным образом распределили в экспериментальные ( n = 46) или контрольные группы ( n = 127). Условие 1 было создано частично для ограничения любого обучения, кроме разнесенного обучения, и обеспечения минимизации или исключения STM за счет пяти дней между сессией разнесенного обучения и тестом. Чтобы свести к минимуму вероятность какого-либо предшествующего изучения результатов тестов экспериментальных групп, экспериментальные группы изучали второй курс биологии в учебном году раньше контрольных групп и без предварительного изучения первого курса биологии.В следующем учебном году контрольные группы изучали оба курса биологии по четыре месяца каждый и тестировались после каждого курса.

В условии 2 учащиеся в возрасте 14–15 лет с начала учебного года находились в группах по способностям, один был случайным образом отнесен к экспериментальным условиям ( n = 21), а контрольная группа была в группах аналогичного размера ( n = 131). В Условии 2 учащиеся в экспериментальных условиях не получали никаких инструкций, кроме разнесенного обучения (как в Условии 1).В Условии 2 нормальный образовательный контекст сохранялся, насколько это было возможно, со всеми учащимися с их собственной группой и учителем, и с завершением первого курса биологии до прохождения второго курса биологии. Затем, для второго курса биологии, экспериментальные группы испытали сеанс разнесенного обучения и были протестированы. Контроли обучались в течение четырех месяцев и были протестированы.

При условии 3 экспериментальные субъекты в возрасте 14–15 лет прошли первые курсы биологии и физики в тех же учебных группах, а затем прошли тестирование ( n = 115).Условие 3 было разработано для проверки любого воздействия интервального обучения после обычного преподавания курса, устранения новизны интервального обучения без преподавания и обеспечения возможности более прямого сравнения с другим предметом (физика) и учащимися других школ. Нормальный образовательный контекст был сохранен, насколько это было возможно, и курс биологии преподавался в течение четырех месяцев, а затем студенты были протестированы. Курс физики преподавался в течение восьми месяцев, и ученики прошли тестирование, поскольку более длительный период обучения по этому курсу считался необходимым, и такой подход применялся во многих других школах.По окончании курса физики все студенты интенсивно в течение часа просматривали содержание всего курса за дни до экзамена, что является обычной практикой в ​​английских школах. Напротив, в конце курса биологии этот интенсивный обзор был заменен одним сеансом интервального обучения такой же продолжительности.

После того, как результаты тестов для студентов были опубликованы на национальном уровне, стало возможным выявить когорту студентов того же возраста, которые прошли те же тесты по биологии и физике в качестве подопытных в том же месяце, в тот же день и в тот же день. в одно и то же время дня ( n = 1730).Это ограничивало влияние на результаты тестов сдвига циркадного ритма в сторону вечернего типа и его влияние на обучение в подростковом возрасте (Lockley and Foster, 2012). По мере того, как этот сдвиг в сторону вечернего возраста увеличивается в период полового созревания, он будет иметь большее влияние на старших учеников (Roenneberg et al., 2004), а в дневное время влияет на когнитивные функции, чем раньше проводится тестирование (Carrell et al., 2011). Данные повторных измерений также позволили сравнить ответы на вопросы экспериментальных субъектов и предметов в других школах как в тестах по биологии, так и по физике.В то время ни одна другая школа в Англии не использовала интервальное обучение.

Результаты

Стандартизованные на национальном уровне результаты теста с высокими ставками для всех групп в исследовании были проанализированы Центром CEM, сравнив прогнозируемые и полученные результаты тестов с высокими ставками с помощью линейной регрессии, и эти данные были использованы в качестве основы. анализа результатов.

Данные теста с множественным выбором позволили сравнить оценки подопытных и случайные ответы. Это сравнение использовалось для оценки того, произошло ли какое-либо обучение.Результаты тестов для всех экспериментальных групп были значительно выше, чем случайные ответы ( p <0,0000001, величина эффекта = 4,97 d Коэна). Этот эффект повторяется в контроле, что приводит к неудивительному выводу, что четырехмесячное обучение положительно повлияло на результаты. Во всех условиях для дальнейшего контроля за предварительным обучением первым восьми вопросам для случайного условия были даны правильные ответы (8/36 или 22%). Масштаб этой корректировки указывается путем сравнения ее с оценками учащихся других школ в Условии 3, где 1% упал ниже стандарта, используемого в случайном условии, при достижении менее девяти правильных ответов.

Данные теста позволили сравнить результаты контрольной группы после четырех месяцев обучения и результатов экспериментальной группы после часа интервального обучения. В Условии 1 был ряд ограничений, призванных ограничить влияние предшествующего обучения в экспериментальных группах. Эти группы были в более раннем учебном году, тестировались на девять месяцев раньше, чем контрольные, и не изучали первый курс биологии. Пятидневный перерыв между обучением через интервальное обучение и тестом фактически устранил STM-учет результатов теста.Удивительно, но результаты тестов с высокими ставками в экспериментальных группах после часового интервального обучения существенно не отличались от результатов контрольных тестов после четырех месяцев обучения (рисунок).

Результаты тестов с высокими ставками для преподавания (четыре месяца) и интервального обучения (один час). Не было существенной разницы между результатами тестов по обучению ( N, = 127) и группам с интервальным обучением ( N, = 46) в Условии 1. В Условии 2 также не было существенной разницы между оценками учебных тестов ( N = 131) и результаты тестов с интервалом обучения ( N = 21).Все данные являются средними значениями ± SEM.

В Условии 2 контекст обучения был аналогичен нормальному контексту обучения в учебном году, предшествующему изучению первого курса биологии и преемственности преподавателя. В этих условиях результаты тестов с высокими ставками в экспериментальных группах существенно не отличались от результатов тестов в контрольной группе (рисунок).

Увеличение количества баллов за час обучения. Процентное увеличение результатов тестов с высокими ставками за час обучения было значительно выше для интервального обучения ( N = 46), чем для обучения ( N = 127) в Условии 1 *** P <.00001. В условии 2 прирост баллов за дистанционное обучение ( N = 21) также был значительно выше, чем за обучение ( N = 131) *** P <.00001. Все данные являются средними значениями ± SEM.

В обоих случаях один час обучения через интервальное обучение имел значительно больший эффект, чем многочасовое обучение. Оценки экспериментальных групп основывались на 60-минутном обучении, а контрольные группы — при обучении в течение четырех месяцев с 23-часовым прямым инструктажем.Мера воздействия на обучение по отношению к учебному времени была рассчитана для всех групп, чтобы количественно оценить разницу во влиянии: процентное увеличение результатов теста за час обучения. В обоих условиях наблюдалась весьма значимая разница ( p <0,0001) между экспериментальными группами и контрольными группами в обучении за час обучения, измеренном с помощью теста, что подтверждает интуитивное суждение о том, что одночасовое обучение, заменяющее четырехмесячное обучение, демонстрирует гораздо большее. эффективность в обучении.

Как в условиях 1, так и в условиях 2, группы с разнесенным обучением обучались значительно быстрее, по данным теста с высокими ставками. Наконец, не было значительных различий между группами людей в этих экспериментальных группах по полу, возрасту или способностям после учета прогнозируемых и достигнутых результатов тестов с высокими ставками.

Данные испытаний по условию 3 позволили сравнить успеваемость подопытных по биологии и физике с соответствующими данными по национальной когорте.В тех случаях, когда обучение проходило в обычном учебном контексте (физика), процент правильных ответов экспериментальных испытуемых близко соответствовал общенациональному когортному среднему значению (+ 0,8%, n.s.). В тех случаях, когда обучение проходило в обычном учебном контексте, за исключением того, что обзор курса биологии был заменен интервальным обучением той же продолжительности, процент правильных ответов экспериментальных испытуемых был значительно выше (+ 7,6%, p <0,00005, d Коэна = 0,53; таблица). Значительные различия в индивидуальных вопросах после интервального обучения были обнаружены в вопросах в различных форматах вопросов и в разных областях содержания.

Таблица 1

Процент правильных ответов в тесте: интервальное обучение по сравнению с обзором курса .

Регрессионный анализ оценок экспериментальных испытуемых по физике и биологии с поправкой на способности дал аналогичный уровень значимости.

Обсуждение

Результаты показывают, что существенное влияние на обучение было измерено в результатах тестов с высокими ставками с использованием метода, полученного непосредственно из исследований в кодировании LTP / LTM.Результаты также показывают, что долговременные воспоминания об академическом курсе могут быть быстро созданы с помощью интервального обучения. В тестах экспериментальные субъекты превышали случайные ответы, соответствовали результатам контрольных субъектов всего через час интервального обучения и показали быстрое кодирование LTP / LTM с высоким уровнем значимости. При последовательном воспроизведении в дальнейших исследованиях, эта эффективность обучения имеет значение в исследованиях кодирования LTP / LTM и имеет важное значение для обучения при обучении, планировании учебной программы и учебных ресурсах.

Примечательно, что экспериментальные испытуемые приобрели долговременную память о сложном материале, как того требует национальная учебная программа Англии, за один час, очевидно, легко приспосабливаясь к очень интенсивному обучению с использованием интервального обучения и исключительной скорости проведения курсов биологии. Студенты, похоже, эффективно приспосабливались к интервальному обучению независимо от того, были ли они со своим учителем, группой или обучением в предыдущем учебном году. Хотя есть существенные доказательства того, что многие коммуникационные системы у людей и других видов работают с очень высокой скоростью, при этом многие элементы работают за миллисекунды, это само по себе не объясняет влияние высокоскоростных инструкций по дистанционному обучению на результаты тестов.

Данные показывают, что интервальное обучение более эффективно по сравнению со стандартным обучением. Между обучением и раздельным обучением наблюдалась весьма значительная разница, измеренная по процентному увеличению результатов тестов с высокими ставками за час обучения и по продолжительности учебного процесса, необходимого для достижения аналогичных результатов тестирования. Это имеет явные параллели с исследованиями нейробиологии, показывающими очень быстрые процессы памяти у людей, и указывает на то, что как шаблон интервалов, используемый для создания LTP / LTM, так и продолжительность обучения в один час были эффективными.Манипулирование временем как ключевой переменной в обучении здесь отражает данные нейробиологии о временных масштабах в процессах памяти, а не о временных масштабах обучения (Tetzlaff et al., 2012). В исследованиях кодирования LTP / LTM в нейробиологии физические доказательства, подтверждающие очень быстрое кодирование LTM, происходят в масштабе времени в несколько минут. То, что это фундаментальное открытие в области нейробиологии может быть применено в образовании, является, прежде всего, центральным выводом этого исследования, если оно будет воспроизведено в других контекстах.

Ограничения и направления на будущее

Настоящее исследование было ограничено по размеру несколькими способами.В нем не рассматривается напрямую использование интервального обучения для предоставления различного содержания по разным предметам или для учащихся в возрасте от 13 до 15 лет. Метод тестирования был ограничен тестами с высокими ставками по курсу национальной учебной программы в конкретном контексте школьного образования. Результаты этого исследования следует изучить в различных экспериментальных проектах, в разных контекстах, с разными группами, испытуемыми разного возраста и с другими формами оценки, используемыми в качестве меры обучения. Сообщается о дополнительных предварительных данных по различным академическим предметам и возрасту (Gittner, 2010).Помимо формального образования, процесс из трех повторений с интервалом в 5 минут показал некоторые успешные результаты в поддержке обучения пациентов с рассеянным склерозом (Goverover et al., 2011).

Исследование приложений Раздельное обучение в различных контекстах может быть плодотворным для определенных групп учащихся, предметов или возрастов. Например, его можно использовать для ускорения усвоения продвинутых тем со способными учениками или для быстрого создания LTM для учеников, которые легко отвлекаются. Его также можно использовать множеством различных способов, включая последовательности инструкций по дистанционному обучению, чтобы помочь в быстром приобретении знаний, навыков или информации.Его также можно использовать в сочетании с другими менее распространенными формами обучения, такими как обучение на основе запросов, как в программе Learning Futures.

Существует три области исследования процессов LTM, которые, по-видимому, имеют значение в образовании, обусловленное важностью времени в кодировании, консолидации и извлечении LTM. В этом исследовании исследуется первая область: протоколы синхронизации, которые эффективны при запуске кодирования LTP и LTM. Кодирование долговременных воспоминаний требует дополнительных исследований диапазона времен, которые могут использоваться для интервалов, количества повторений инструкций и определения других протоколов, которые вызывают LTP- и LTM-кодирование.Например, LTP может запускаться у крыс в очень короткие промежутки времени, чередуя скрытые и визуальные сигналы (Feldman et al., 2010), используя 10-минутные промежутки без стимулов (Morris, 2003; Fields, 2005) и промежутки продолжительностью в час или подробнее (Kramár et al., 2012). Данные других видов (Jin et al., 2011) и недавние исследования LTP пролили дополнительный свет на эти проблемы (Redondo and Morris, 2011). Также кажется, что другие процессы LTM могут работать в разных временных масштабах: для кодирования (минуты или часы), консолидации (дни) и поиска и обслуживания (месяцы или годы).Разъяснение этих вопросов и методы, разработанные на основе исследования, могут принести большую пользу в образовании.

Вторая область для дальнейших исследований — это корректировка образовательной практики для защиты процессов консолидации LTM, особенно во сне. Сон усиливает LTP и LTM (Stickgold, 2005; Diekelmann and Born, 2010), а лишение сна может нарушить обучение в подростковом возрасте (Giedd, 2009; Holm et al., 2009; Wang et al., 2011). Функции сна — это активные процессы, которые могут консолидировать, перемещать и интегрировать воспоминания (Локли и Фостер, 2012).В циклах сна и медленный сон (Chauvette et al., 2012), и сон с быстрым движением глаз (REM) (Grosmark et al., 2012), по-видимому, имеют разные функции памяти, и это может быть основой более конкретной теории. функции сна в процессах памяти (Wagner et al., 2004; Mednick et al., 2011). Что интересно в образовательном контексте, кажется, что указание на важность памяти для будущего использования в тесте, по-видимому, увеличивает вероятность консолидации этой памяти (Wilhelm et al., 2011). Использование перед сном устройств, излучающих высокий уровень синего света, нарушает сон, и это должно определять время онлайн-обучения в образовании и использования электронных устройств в последний час перед сном. Наиболее важным вопросом является выбор времени для учебных заведений, поскольку они, как известно, противоречат сдвигу времени к вечеру во время изменений циркадных ритмов у подростков. Несоответствие между сроками обучения и данными циркадной нейробиологии убедительно свидетельствует о необходимости серьезной корректировки текущей образовательной практики (Cheisler, 2009; Hagenauer et al., 2009; Локли и Фостер, 2012). По-прежнему существует острая необходимость в определении времени для учебных заведений, подходящего для разных возрастов подросткового возраста, учитывая медленную скорость изменения режима сна в период полового созревания (Roenneberg et al., 2004). Синхронизация учебного времени с циркадными ритмами подростков в течение дня может улучшить другие процессы памяти, поскольку исследования показывают, что как кодирование LTM, так и извлечение в тестах для подростков лучше в более позднее время дня (Hahn et al., 2007; Carrell et al., 2011).

Третья область для дальнейших исследований — определение протоколов синхронизации, которые эффективны для улучшения поиска и поддержания долговременной памяти. Извлечение LTM — это отдельный процесс памяти (Gabrieli et al., 1997), где, как известно, практика извлечения с интервалом эффективна в улучшении извлечения, и большее влияние практики извлечения по сравнению с практикой дальнейшего обучения, по-видимому, является ключевым фактором в улучшении извлечения ( Карпике и Рёдигер, 2008). Сроки формальных тестов (Carpenter et al., 2008, 2012) и исследования, направленные на определение оптимальных моделей практики поиска (Karpicke and Blunt, 2011), являются плодотворными подходами. Кажется, это области для дальнейших исследований, где нейробиология может внести свой вклад в наше понимание процессов поисковой памяти, выявленных в психологии. Использование тестов, их функция в улучшении поиска и оптимальный образец пространств для практики поиска LTM, возможно, являются наиболее важным вопросом для образования. Карпике и его коллеги (Karpicke and Roediger, 2008; Karpicke and Bauernschmidt, 2011; Karpicke and Blunt, 2011) добились больших успехов в этой области за последние пять лет, и в нейробиологии наблюдается растущий объем исследований процессов поиска. литература.Недавно исследователи разработали метод интервального поиска с тремя повторными тестами, который дал 200% -ное улучшение долгосрочного удержания по сравнению с повторными попытками поиска без промежутков между тестами (Karpicke and Bauernschmidt, 2011). Дальнейшие исследования в этой области и опыты в сфере образования могут оказаться чрезвычайно ценными.

Исследования в области нейробиологии обучения и памяти должны использоваться в образовательной политике и практике, хотя этот процесс может быть сложным (Goswami, 2006; Meltzoff et al., 2009; Королевское общество, 2011). Разнесенное обучение может быть еще одной демонстрацией исследований в области нейробиологии, ведущих к совершенствованию образовательной практики (Gabrieli, 2009), и внесения вклада в улучшение образовательного понимания создания долговременных воспоминаний.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы выразить признательность Р.Дуглас Филдс о неврологии LTP / LTM; Саймону Т. Эллиотту за советы по неврологии пения птиц; Эндрю Лит и Мэрайя Эванс за статистический анализ; и Анджеле Брэдли за ведущую подготовку учителей. Эта работа в предварительной разработке была поддержана Фондом Пола Хэмлина.

Ссылки

• Барко А., Лопес де Арментия М., Аларкон Дж. М. (2008). Синапс-специфическая стабилизация процессов пластичности: гипотеза синаптического тегирования и захвата пересмотрена 10 лет спустя.Neurosci. Biobehav. Ред. 32, 831–851 10.1016 / j.neubiorev.2008.01.002 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Barratt L. (2008). Раздельное обучение. Одиссея 17, 40–41 [Google Scholar]
• Бодри М., Би X., Галл К., Линч Г. (2011). Биохимия памяти: двадцать шесть лет пути «новой и конкретной гипотезы». Neurobiol. Учить. Mem. 95, 125–133 10.1016 / j.nlm.2010.11.015 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Beyaert L., Greggers U., Menzel R.(2012). Медоносные пчелы укрепляют навигационную память во время сна. J. Exp. Биол. 215, 3981–3988 10.1242 / jeb.075499 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Брэдли А., Паттон А. (2012). Раздельное обучение: как закрепить воспоминания. Лондон: отдел инноваций / Фонд Пола Хэмлина; http://www.innovationunit.org/sites/default/files/Spaced_Learning-downloadable_1.pdf, по состоянию на 15 мая 2013 г. [Google Scholar]
• Букало Р., Филдс Р. Д. (2008). «Передача сигналов ядру в долговременной памяти», в книге «За пределами синапса: передача сигналов между клетками в синаптической пластичности», Эд Филдс Р.D. (Кембридж, штат Нью-Йорк: издательство Кембриджского университета;), 169–178 [Google Scholar]
• Карпентер С. К., Сепеда Н. Дж., Рорер Д., Кан С. Х., Пашлер Х. (2012). Использование интервалов для улучшения различных форм обучения: обзор последних исследований и их значение для обучения. Educ. Psychol. Ред. 24, 369–378 10.1007 / s10648-012-9205-z [CrossRef] [Google Scholar]
• Карпентер С. К., Пашлер Х., Сепеда Н. Дж. (2009). Использование тестов для улучшения усвоения учащимися 8-х классов фактов истории США. Прил.Cogn. Psychol. 23, 760–771 10.1002 / acp.1507 [CrossRef] [Google Scholar]
• Карпентер С. К., Пашлер Х., Викстед Дж. Т., Вул Э. (2008). Влияние тестов на обучение и забывание. Mem. Cognit. 36, 438–448 [PubMed] [Google Scholar]
• Каррелл С. Э., Магакян Т., Вест Дж. Э. (2011). А от Зззза? Причинное влияние времени начала обучения в школе на успеваемость подростков. Являюсь. Экон. J. Econ. Политика 3, 62–81 10.1257 / pol.3.3.62 [CrossRef] [Google Scholar]
• Cepeda N.Дж., Кобурн Н., Рорер Д., Викстед Дж. Т., Мозер М. К., Пашлер Х. (2009). Оптимизация распределенной практики: теоретический анализ и практическое применение. Exp. Psychol. 56, 236–246 10.1027 / 1618-3169.56.4.236 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Сепеда Н. Дж., Пашлер Х., Вул Э., Викстед Дж. Т., Рорер Д. (2006). Распределенная практика в задачах вербального вспоминания: обзор и количественный синтез. Psychol. Бык. 132, 354–380 10.1037 / 0033-2909.132.3.354 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Chauvette S., Сеньор Дж., Тимофеев И. (2012). Колебания сна в таламокортикальной системе вызывают долговременную пластичность нейронов. Нейрон 75, 1105–1113 10.1016 / j.neuron.2012.08.034 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Chen C. C., Wu J. K., Lin H. W., Pai T. P., Fu T. F., Wu C. L., et al. (2012). Визуализация формирования долговременной памяти в двух нейронах мозга дрозофилы. Наука 335, 678–685 10.1126 / science.1212735 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Чейслер К.А. (2009). Медицинские и генетические различия в неблагоприятном влиянии недосыпания на работоспособность: этические соображения для медицинской профессии. Пер. Являюсь. Clin. Climatol. Доц. 120, 249–285 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Демпстер Ф. Н. (1988). Эффект интервала: тематическое исследование неспособности применить результаты психологического исследования. Являюсь. Psychol. 43, 627–634 10.1037 / 0003-066x.43.8.627 [CrossRef] [Google Scholar]
• Дикельманн С., Борн Дж. (2010). Функция памяти сна.Nat. Rev. Neurosci. 2, 114–126 10.1038 / nrn2762 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Дуп А. Дж., Кул П. К. (2008). «Пение птиц и человеческая речь: общие темы и механизмы», в «Неврологии песни птиц», ред. Зейглер Х.П., Маркер П. (Кембридж, Нью-Йорк: издательство Кембриджского университета;), 5–31 [Google Scholar]
• Dudek SM, Fields RD ( 2002). Потенциалы соматического действия достаточны для передачи сигналов клеток, связанных с LTP на поздней фазе. Proc. Natl. Акад. Sci. США 19, 3962–3967 10.1073 / pnas.062510599 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ebbinghaus H. (1913). Память: вклад в экспериментальную психологию. Нью-Йорк: Колумбийский университет [Google Scholar]
• Фельдман Л. А., Шапиро М. Л., Налбантоглу Дж. (2010). Новая, быстро усваиваемая и устойчивая задача пространственной памяти, которая вызывает немедленную раннюю экспрессию генов. Behav. Brain Funct. 6:35 10.1186 / 1744-9081-6-35 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Fields R. D.(2005). Сохранение воспоминаний. Sci. Являюсь. 292, 75–81 10.1038 / scientificamerican0205-74 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Филдс Р. Д. (2011). Воображая обучение: поиск следов в памяти. Нейробиолог 17, 185–196 10.1177 / 1073858410383696 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Frey U., Morris R.G. (1997). Синаптическая маркировка и долгосрочное потенцирование. Природа 385, 533–536 10.1038 / 385533a0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Gabrieli J.Д. (2009). Дислексия: новая синергия между образованием и когнитивной нейробиологией. Наука 325, 280–283 10.1126 / science.1171999 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Габриэли Дж. Д., Брюер Дж. Б., Десмонд Дж. Э., Гловер Г. Х. (1997). Отдельные нейронные основы двух фундаментальных процессов памяти в средней височной доле человека. Наука 276, 264–266 10.1126 / science.276.5310.264 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Гелбард-Сагив Х., Мукамель Р., Харел М., Малах Р., Фрид И. (2008).Внутренняя реактивация отдельных нейронов в гиппокампе человека во время свободного воспроизведения. Наука 322, 96–101 10.1126 / science.1164685 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Giedd J. N. (2009). Связь подросткового сна, созревания мозга и поведения. J. Adolesc. Здоровье 45, 319–320 10.1016 / j.jadohealth.2009.07.007 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Gittner A. (2010). Science GCSE за 60 минут. Educ. Sci. 4, 30–31 [Google Scholar]
• Goswami U.(2006). Неврология и образование: от исследований к практике? Nat. Rev. Neurosci. 7, 406–411 10.1038 / nrn1907 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Говеровер Ю., Бассо М., Вуд Х., Кьяраваллоти Н., ДеЛука Дж. (2011). Изучение преимуществ комбинирования двух стратегий обучения при воспроизведении функциональной информации у людей с рассеянным склерозом. Mult. Склер. 17, 1488–1497 10.1177 / 1352458511406310 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Гросмарк А. Д., Мизусеки К., Пасталкова Е., Диба К., Бужаки Г. (2012). Быстрый сон реорганизует возбудимость гиппокампа. Нейрон 75, 1001–1007 10.1016 / j.neuron.2012.08.015 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Хагенауэр М. Х., Перриман Дж. И., Ли Т. М., Карскадон М. А. (2009). Подростковые изменения в гомеостатической и циркадной регуляции сна. Dev. Neurosci. 31, 276–284 10.1159 / 000216538 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Hahn C., Cowell J. M., Wiprzycka U. J., Goldstein D., Ральф М., Хашер Л. и др. (2007). Циркадные ритмы исполнительной функции в период перехода к подростковому возрасту: эффект синхронности между хронотипом и временем суток. Cogn. Neuropsychol. 24, 755–789 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Эрнандес П. Дж., Абель Т. (2008). Роль синтеза белка в консолидации памяти: прогресс на фоне десятилетий споров. Neurobiol. Учить. Mem. 3, 293–311 10.1016 / j.nlm.2007.09.010 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Holm S.М., Форбс Э. Э., Райан Н. Д., Филлипс М. Л., Тарр Дж. А., Даль Р. Э. (2009). Связанные с вознаграждением функции мозга и сон у подростков пре- / раннего и среднего / позднего пубертатного возраста. J. Adolesc. Здоровье 45, 326–334 10.1016 / j.jadohealth.2009.04.001 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Hultsch H., Todt D. (2008). «Сравнительные аспекты изучения песни», в Neuroscience of Birdsong, ред. Зейглер Х. П., Маркер П. (Кембридж, Нью-Йорк: Cambridge University Press;), 5–31 [Google Scholar]
• Ито К., Стивенс Б., Шахнер М., Филдс Р. Д. (1995). Регулируемая экспрессия молекулы адгезии нервных клеток L1 с помощью определенных паттернов нервных импульсов. Наука 270, 1369–1372 10.1126 / science.270.5240.1369 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Джин И., Удо Х., Хокинс Р. Д. (2011). Быстрое увеличение кластеров синаптофизина в начале гомосинаптической потенциации при аплизии. Proc. Natl. Акад. Sci. США 108, 11656–11661 10.1073 / pnas.1102695108 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Karpicke J.Д., Бауэрншмидт А. (2011). Раздельное извлечение: абсолютный интервал улучшает обучение независимо от относительного интервала. J. Exp. Psychol. Учить. Mem. Cogn. 37, 1250–1257 10.1037 / a0023436 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Карпике Дж. Д., Блант Дж. Р. (2011). Практика поиска дает больше знаний, чем подробное изучение с концептуальным картированием. Наука 331, 772–775 10.1126 / science.1199327 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Карпике Дж. Д., Рёдигер Х. Л. 3-й. (2008). Критическое значение поиска для обучения.Наука 319, 966–968 10.1126 / science.1152408 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Келли П. (2007). Создавать умы: что не так с образованием — и что с этим делать? Лондон / Нью-Йорк: Рутледж [Google Scholar]
• Крамар Э. А., Бабаян А. Х., Гэвин К. Ф., Кокс К. Д., Джафари М., Галл К. М. и др. (2012). Синаптические доказательства эффективности разнесенного обучения. Proc. Natl. Акад. Sci. США 109, 5121–5126 10.1073 / pnas.1120700109 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Lefer D., Перисс Э., Хуркад Б., Сандос Дж., Дево Дж. М. (2012). Для долговременной памяти пчелы необходимы две волны транскрипции. Учить. Mem. 17, 29–33 10.1101 / lm.026906.112 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Локли С. В., Фостер Р. Г. (2012). Сон: очень краткое введение. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета [Google Scholar]
• Медник С. К., Кай Д. Дж., Шуман Т., Анагностарас С., Викстед Дж. Т. (2011). Конъюнктурная теория клеточной и системной консолидации. Trends Neurosci.34, 504–514 10.1016 / j.tins.2011.06.003 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Meltzoff A. N., Kuhl P. K., Movellan J., Sejnowski T. J. (2009). Основы новой науки об обучении. Наука 325, 284–288 10.1126 / science.1175626 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мензель Р., Манц Г., Мензель Р., Греггерс У. (2001). Массовое и разнесенное обучение у медоносных пчел: роль CS, US, интервала между пробами и интервала между испытаниями. Учить. Mem.8, 198–208 10.1101 / lm.40001 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Монкада Д., Балларини Ф., Мартинес М. К., Фрей Дж. У., Виола Х. (2011). Идентификация систем передачи и обучающих молекул меток, участвующих в поведенческой маркировке во время формирования памяти. Proc. Natl. Акад. Sci. США 108, 12931–12936 10.1073 / pnas.1104495108 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Моррис Р. Г. (2003). Долгосрочное потенцирование и память. Филос. Пер. Р.Soc. Лондон. B Biol. Sci. 358, 643–647 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Накиб Ф., Соссин В. С., Фарах К. А. (2012). Молекулярные детерминанты пространственного эффекта. Neural Plast. 2012: 581291 10.1155 / 2012/581291 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Pashler H., Bain P., Bottge B., Graesser A., ​​Koedinger K., McDaniel M., et al. (2007). Организация обучения и учебы для улучшения обучения студентов. Вашингтон, округ Колумбия: Институт педагогических наук [Google Scholar]
• Павлик П.И., Андерсон Дж. Р. (2008). Использование модели для расчета оптимального расписания занятий. J. Exp. Psychol. Прил. 14, 101–117 10.1037 / 1076-898x.14.2.101 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Павлов И. П. (2010). Условные рефлексы: исследование физиологической активности коры головного мозга. Аня. Neurosci. 17, 136–141 (перепечатано из серии лекций 1927 г.). 10.5214 / ans.0972-7531.1017309 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Perazzona B., Isabel G., Preat T., Дэвис Р. Л. (2004). Роль белка, связывающего элемент ответа цАМФ, в долговременной памяти дрозофилы. J. Neurosci. 24, 8823–8828 10.1523 / jneurosci.4542-03.2004 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Plaçais P., Preat T. (2013). Чтобы способствовать выживанию в условиях нехватки пищи, мозг отключает дорогостоящую память. Наука 339, 440–442 10.1126 / science.1226018 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Plaçais P. Y., Trannoy S., Isabel G., Aso Y., Siwanowicz I., Belliart-Guérin G., и другие. (2012). Медленные колебания в двух парах дофаминергических нейронов контролируют формирование долговременной памяти у дрозофилы. Nat. Neurosci. 15, 592–599 10.1038 / nn.3055 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Редондо Р. Л., Моррис Р. Г. (2011). Сохранение воспоминаний: гипотеза синаптического тегирования и захвата. Nat. Rev. Neurosci. 1, 17–30 10.1038 / nrn2963 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Roenneberg T., Kuehnle T., Pramstaller P. P., Ricken J., Havel M., Guth A., et al. (2004).Маркер окончания подросткового возраста. Curr. Биол. 14, 1038–1039 10.1016 / j.cub.2004.11.039 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Королевское общество (2011). Мозговые волны Модуль 2 Нейронаука: значение для образования и обучения на протяжении всей жизни. Политический документ Королевского общества 02/11. Лондон: Королевское общество [Google Scholar]
• Шарф М. Т., Ву Н. Х., Латтал К. М., Янг Дж. З., Нгуен П. В., Абель Т. (2002). Синтез белка необходим для улучшения долгосрочной потенции и долговременной памяти с помощью интервальных тренировок.J. Neurophysiol. 6, 2770–2777 [PubMed] [Google Scholar]
• Сибрук Р., Браун Г. Д. А., Солити Дж. Э. (2005). Распределенная и массовая практика: от лаборатории к аудитории. Прил. Cognit. Psychol. 19, 107–122 10.1002 / acp.1066 [CrossRef] [Google Scholar]
• Шайрес К. Л., Да Силва Б. М., Хоторн Дж. П., Моррис Р. Г., Мартин С. Дж. (2012). Синаптическое мечение и захват у живой крысы. Nat. Commun. 3: 1246 10.1038 / ncomms2250 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Sobel H.С., Сепеда Н. Дж., Каплер И. В. (2011). Эффекты интервалов при изучении словарного запаса в реальном классе. Прил. Cogn. Psychol. 25, 763–767 10.1002 / acp.1747 [CrossRef] [Google Scholar]
• Стейнмец П. Н., Кабралес Э., Уилсон М. С., Бейкер К. П., Торп К. К., Смит К. А. и др. (2011). Нейроны гиппокампа и миндалины человека реагируют как на низко-, так и на высокоуровневые свойства изображения. J. Neurophysiol. 105, 2874–2884 10.1152 / jn.00977.2010 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Stickgold R.(2005). Консолидация памяти в зависимости от сна. Природа 437, 1272–1278 10.1038 / nature04286 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Тецлафф К., Колодзейски К., Маркелич И., Вёргёттер Ф. (2012). Шкалы времени памяти, обучения и пластичности. Биол. Киберн. 106, 715–726 10.1007 / s00422-012-0529-z [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Tse D., Takeuchi T., Kakeyama M., Kajii Y., Okuno H., Tohyama C., et al. (2013). Схема-зависимая активация генов и кодирование памяти в неокортексе.Наука 333, 891–895 10.1126 / science.1205274 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Талли Т., Прейт Т., Бойнтон С.С., Дель Веккио М. (1994). Генетическое вскрытие консолидированной памяти у дрозофилы. Клетка 79, 35–47 10.1016 / 0092-8674 (94)

  -0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

• Тиммс П., Коу Р. (2003). Празднование успеха распределенных исследований в школах: центр CEM, Дарем. Br. Educ. Res. Дж. 29, 639–667 10.1080 / 0141192032000133686 [CrossRef] [Google Scholar]
• Wagner U., Гайс С., Хайдер Х., Верлегер Р., Борн Дж. (2004). Сон вдохновляет на прозрение. Природа 427, 352–355 10.1038 / nature02223 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Уокер М. П., Стикголд Р. (2010). Ночная алхимия: эволюция памяти в зависимости от сна. Nat. Rev. Neurosci. 11, 218 10.1038 / nrn2762-c1 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ван Г., Грон Б., Колас Д., Аппельбаум Л., Моррен П. (2011). Синаптическая пластичность во сне: обучение, гомеостаз и болезнь. Trends Neurosci.34, 452–463 10.1016 / j.tins.2011.07.005 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Wilhelm I., Diekelmann S., Molzow I., Ayoub A., Mölle M., Born J. ( 2011). Сон избирательно улучшает память, которая, как ожидается, пригодится в будущем. J. Neurosci. 31, 1563–1569 10.1523 / JNEUROSCI.3575-10.2011 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Xue G., Mei L., Chen C., Lu Z. L., Poldrack R., Dong Q. (2011). Разнесенное обучение улучшает последующее распознавание памяти за счет уменьшения подавления нейронных повторов.J. Cogn. Neurosci. 23, 1624–1633 10.1162 / jocn.2010.21532 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Деревья как представления в памяти простых визуальных образов