Relações entre experiência e distinção: imagens médicas anormais levam a um melhor desempenho da memória apenas em especialistas - Parte 3

Lembre-se da análise de similaridade no Experimento 1 que as imagens normais em nosso conjunto de dados são menos semelhantes entre si do que as imagens anormais. Assim, a memória para imagens normais deveria ser melhor que anormal (como acontecia com os novatos).

A memória das imagens e a memória são inseparáveis. Nossa memória pode ser dividida em memória visual, memória auditiva, memória olfativa, memória tátil, etc. Dentre elas, a memória visual é a mais utilizada em nossas vidas. A memória de imagem refere-se à memória de informações de imagem formadas em nossas mentes.

A memória das imagens tem um significado positivo muito importante em nossas vidas. Primeiro, podemos usá-lo para reconhecer e identificar objetos, pessoas e cenas. Por exemplo, quando vemos um amigo andando pela rua, leva apenas alguns segundos para reconhecer seu rosto. Este é o resultado da nossa memória de imagem. Em segundo lugar, a memória de imagens pode ajudar-nos a aprender melhor. As palavras, imagens e diagramas que vemos exigem que os acessemos e retenhamos por meio da memória de imagens. Finalmente, a memória de imagens pode nos ajudar a compreender e lembrar melhor conceitos e padrões.

Ao mesmo tempo, uma boa memória também pode melhorar a nossa capacidade de memória de imagens. Algumas pesquisas científicas mostram que aproveitar a oportunidade para exercitar a memória desde cedo pode melhorar o desenvolvimento do cérebro e melhorar as habilidades de aprendizagem e memória. Por exemplo, usar o método de leitura silenciosa pode melhorar muito a nossa memória. Além disso, prestar atenção à manutenção de bons hábitos de vida, como trabalho e descanso regulares, mais exercícios, uma alimentação saudável, etc., pode promover o desenvolvimento saudável do nosso cérebro e melhorar a memória.

Em suma, a memória e a memória das imagens promovem-se e influenciam-se mutuamente. Podemos melhorar nossa capacidade de memória de imagens mantendo bons hábitos de vida e exercitando ativamente a memória. Acredito que todos possuem uma forte capacidade de memória de imagens e, desde que façam bom uso dela, podem alcançar melhores conquistas e experiências na vida e no trabalho. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e a Cistanche deserticola pode melhorar significativamente a memória, pois a Cistanche deserticola também pode regular o equilíbrio dos neurotransmissores, como aumentar os níveis de acetilcolina e fatores de crescimento. Essas substâncias são muito importantes para a memória e o aprendizado. Além disso, a Cistanche deserticola também pode melhorar o fluxo sanguíneo e promover o fornecimento de oxigênio, o que pode garantir que o cérebro receba nutrientes e energia suficientes, melhorando assim a vitalidade e a resistência do cérebro.

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É uma memória para imagens anormais que é melhor para observadores radiologistas. Isto sugere que o efeito da expertise mais do que compensa as diferenças entre as categorias de estímulos na similaridade de imagens. Para ver qual é o efeito da anormalidade, independentemente das diferenças de similaridade da imagem basal, podemos comparar o desempenho da memória dos radiologistas com o desempenho dos novatos com as mesmas imagens.

Para fazer isso, comparamos o benefício – em termos de AUC do ROC – para radiologistas em relação aos controles em cada condição. Fazer isso revela um benefício significativo de anormalidade em 3-voltas, t(31) =6,67, p < 0,001, e 30-voltas em radiologistas especialistas, t(31) {{ 9}},33,p < 0,001, onde, considerando seu desempenho após a linha de base em relação ao desempenho de participantes novatos, os radiologistas foram especificamente melhores em lembrar imagens anormais (ver Fig. 8).

Extraindo informações adicionais com uma segunda apresentação

Devido à estrutura deste experimento, projetado para investigar a memória, cada item do conjunto de memória possui duas classificações (para normal/anormal). Assim, embora nos propusemos a sondar a memória, a experiência também nos permite combinar ambas as classificações para examinar se existe um efeito de “multidão dentro” nesta situação (Vul & Pashler, 2008). Os autores propuseram a multidão dentro como uma variante da “sabedoria da multidão”.

Eles descobriram que a média das respostas de um único indivíduo às repetições da mesma pergunta levava a um melhor desempenho do que respostas isoladas. Isto é o que se esperaria se um único julgamento não incorporasse todas as informações que as pessoas poderiam ter sobre uma questão. Se isso for verdade para avaliações de mamografias feitas por radiologistas especialistas, esperaríamos que a média das classificações de anormalidade de um radiologista a partir de duas exposições à mesma mamografia resultasse em melhor precisão do que olhar apenas para qualquer classificação.

Note-se que nesta situação, no entanto, ao contrário de Vuland Pashler (2008), os participantes têm informações adicionais na segunda vez – eles conseguem ver a imagem novamente antes do segundo julgamento, não são apenas questionados novamente. Assim, neste caso, o efeito de multidão aqui poderia surgir da incorporação de novas informações reais (por exemplo, o observador pode examinar diferentes partes da imagem), em vez de amostragem interna.

Encontramos uma vantagem modesta, mas significativa, em incorporar ambos os julgamentos: a média das respostas dos radiologistas da primeira e segunda vez que viram uma imagem resultou em um desempenho ligeiramente superior na condição de 30-costas (AUC =0,745) em comparação com com desempenho de item único (AUC =0 0,716), t(31)=3 0,46, p=0,002 (ver Fig. 9, à esquerda). O efeito não foi significativo na condição 3-back (AUC conjunta=0,712, AUC única=0,705), t(31)=1 0,15, p {{ 19}} 0,259. Sem surpresa, esse efeito não estava presente em novatos, uma vez que seu desempenho foi muito ruim em ambas as respostas (ver Fig. 9, à direita; todos os ps > 0,10).

Assim, o desempenho dos especialistas pode ser melhorado (embora de forma bastante modesta) calculando-se a média de mais de uma resposta. Resta saber se esse benefício ocorreria se fosse oferecido aos radiologistas tempo ilimitado para processar cada imagem, em vez dos 3 segundos do estudo atual. O tempo limitado de visualização aqui pode ter aumentado particularmente a capacidade dos radiologistas de extrair novas informações na segunda visualização da mamografia.

Discussão geral

No presente estudo, examinamos o desempenho da memória por novatos não especialistas e radiologistas especialistas para imagens de mamografia normais versus anormais como um estudo de caso na compreensão do papel dos esquemas, da distinção e da experiência na memória.

Para fazer isso, contamos com a análise ROC, projetada para medir adequadamente a memória, independentemente das diferenças nos critérios de resposta, e para levar em consideração tanto a memória aprimorada para itens vistos quanto a possibilidade de alarmes falsos.

 Primeiro, analisamos o quão confiantes e competentes eram os observadores novatos e especialistas na classificação de imagens médicas como normais ou anormais. Não é de surpreender que os radiologistas fossem muito melhores que os novatos nessa tarefa. Os novatos demonstraram alguma capacidade de distinguir anormalidades, embora isso parecesse ser em grande parte o resultado de algumas imagens salientes. Em segundo lugar, examinamos nossa principal questão de interesse: a memória para as imagens. No Experimento 1, examinamos a memória em forma de mamografias em novatos, que não possuem nenhum dos conhecimentos ou esquemas necessários para processar essas imagens.

Encontramos um desempenho geral ruim, bem como um pequeno benefício de normalidade na memória dos participantes novatos, o que poderia ser explicado pela maior dissimilaridade de imagens normais. Assim, o Experimento 1 (em novatos) nos deu não apenas uma base para o desempenho da memória, mas também uma compreensão das complexidades do nosso conjunto de imagens, mostrando que algumas imagens anormais eram bastante salientes e que as nossas imagens normais eram mais diferentes umas das outras.

Embora as imagens normais em nosso conjunto fossem mais distintas visualmente, no Experimento 2 descobrimos que os radiologistas tinham melhor memória para imagens anormais e tinham desempenho de memória muito superior aos novatos. Isto dá uma ideia de como a experiência altera a memória: não só melhorando a codificação de itens normais, mas também melhorando a distinção de itens anormais.

Assim, embora os especialistas possam ter acesso a benefícios de codificação perceptiva, distinção e/ou esquemas/fragmentos para lhes permitir superar os novatos, a nossa descoberta de um benefício extra de especialização para imagens anormais é mais consistente com um papel especial de distinção. Para os especialistas, as imagens anormais possuem características únicas que as diferenciam de outros itens da memória; enquanto que para os novatos, esses recursos não são apreciados e, portanto, essas imagens são como qualquer outra imagem.

Por exemplo, uma possibilidade é que, em vez de codificar a imagem inteira, no caso de imagens anormais, os radiologistas codifiquem especificamente a anormalidade e não o resto da imagem na memória. Isso pode reduzir a carga na memória dessa imagem e tornar o rastreamento de memória dessa imagem mais distinto.

Em termos gerais, então, encontramos fortes evidências de um papel dos esquemas e da distinção na memória, mesmo depois de levar em conta a falsa memória e a possibilidade de mudanças nos critérios de resposta: descobrimos que os especialistas superam significativamente os novatos, e que a memória para casos anormais com lesão focal visível é melhor. do que a memória de outras imagens. Não houve evidência de benefício de memória para casos contralaterais “anormais”.

Memória de medição: alarmes falsos e análise ROC

Nos estudos atuais, utilizamos a análise ROC para examinar a memória. Isto porque, em trabalhos anteriores, muitas vezes não ficou claro se os benefícios de informações consistentes com esquemas, como os relatados por especialistas, são, de fato, melhorias na memória, em oposição a mudanças nos critérios de resposta. Para determinar se a memória melhorou, não é adequado simplesmente encontrar um aumento confiável na taxa com a qual os observadores relatam corretamente ter sido expostos a alguma informação (a taxa de verdadeiro positivo, ou taxa de "acerto"). O observador poderia simplesmente dizer “Sim, eu vi” com mais frequência.

Isto produziria um aumento nos erros de falsos positivos (ou falsos alarmes). No contexto da pesquisa da memória, esses erros falso-positivos podem ser vistos como uma forma de falsa memória. Em teoria, modelos de detecção de sinal e medidas como d' podem distinguir entre esses dois, mas na prática, os pré-requisitos para d' ajustar adequadamente o viés de resposta (variância igual; inclinações zROC=1.0) raramente estão presentes em contextos de memória de reconhecimento e não estavam presentes aqui.

Assim, a análise ROC é necessária para distinguir entre a diferença na capacidade de lembrar em oposição às mudanças de critério, o que refletiria uma tendência aumentada dos observadores de dizerem que se lembram (por exemplo, Wixted & Mickes, 2015).

A falsa memória é uma verdadeira preocupação? Trabalhos anteriores descobriram que a organização da informação na memória através de esquemas pode ter consequências positivas e negativas - e, em particular, aumenta frequentemente os alarmes falsos, tornando difícil dizer se a memória está genuinamente melhorada. Em particular, embora uma maior compreensão - como na perícia - possa permitir a codificação apenas dos detalhes relevantes, reduzindo a carga de memória, também pode fazer com que nos lembremos falsamente de informações que não estavam presentes (por exemplo, Owens et al., 1979). Por exemplo, em testes de reconhecimento, as pessoas são mais propensas a emitir alarmes falsos para iscas consistentes com esquema em relação a iscas inconsistentes com esquema.

Seria mais provável que relatassem falsamente ter visto livros no escritório de um estudante de pós-graduação do que objetos inconsistentes, como um pedaço de casca de árvore ou um alicate (Brewer & Treyens, 1981; Lampinen et al., 2001). E embora os participantes sejam mais propensos a lembrar corretamente informações consistentes com o esquema em uma cena brevemente apresentada (Biederman et al., 1982; Brewer & Treyens, 1981), eles também são mais propensos a lembrar falsamente tais informações (por exemplo, Hollingworth & Henderson, 2003). ;

Assim, medir completamente os ROCs - em vez de tentar inferir como o viés de resposta mudaria o desempenho usando medidas como A', d', ou acertos menos alarmes falsos - muitas vezes revela respostas surpreendentes sobre a memória, particularmente em situações como experiência e itens consistentes/inconsistentes onde se sabe que ambos as taxas de acertos e falsos alarmes são afetadas.

Por exemplo, Dougal e Rotello (2007) usaram a análise ROC para mostrar que o efeito bem conhecido de "memória melhorada" para palavras emocionais em comparação com palavras neutras é um efeito de viés de resposta, não uma diferença verdadeira na memória entre as palavras. Da mesma forma, Mickes et al. (2012) mostraram no domínio da memória de testemunhas oculares que as escalações sequenciais, que reduzem os falsos alarmes e as taxas de acerto em relação às escalações simultâneas, são inferiores às escalações simultâneas, ao contrário de uma grande quantidade de literatura que sugere o oposto (por exemplo, Wellset al., 2011). já que o principal “benefício” surge simplesmente de uma mudança no critério de resposta, e não de uma mudança na força da memória.

Assim, as experiências actuais fornecem provas únicas de que a experiência e a distinção que são aparentes apenas para os especialistas melhoram a memória – e que isto não é apenas uma mudança de critério de resposta.

O que explica os radiologistas terem desempenho superior aos novatos

Consistente com uma ampla variedade de trabalhos especializados, descobrimos que os radiologistas especialistas superam os novatos na lembrança de mamografias. Uma possibilidade provável é que isso ocorra devido ao conhecimento dos especialistas sobre essas imagens: eles têm um conhecimento relevante que lhes permite compreender essas imagens de uma forma que os novatos não conseguem e provavelmente têm experiência perceptual incorporada em seu sistema visual a partir de anos de experiência (por exemplo, em a forma de maior processamento holístico; por exemplo, Richler et al., 2011). Em particular, para um especialista, as imagens anormais teriam um atributo adicional (aquela massa, aquela calcificação), aprendido ao longo de anos de experiência, que ajudaria a distinguir o item na memória.

No entanto, no presente estudo, não tentamos combinar diretamente os nossos especialistas com os nossos novatos. Nosso grupo de novatos foi amostrado na Internet, que é muito mais amplamente representativo da demografia dos Estados Unidos do que uma população de graduação (por exemplo, Difallah et al., 2018), mas ainda provavelmente difere em vários aspectos de nossos radiologistas (fatores demográficos e socioeconômicos, bem como motivação para focar em imagens de mamografia).

Assim, o Experimento 1 deve ser tomado apenas como uma linha de base aproximada: ele revelou importantes características de imagem em nosso conjunto de estímulos e aponta para a possibilidade de fortes efeitos de expertise, mas não confirma diretamente que estes são baseados apenas no conhecimento e não em outros fatores.

Julgamentos de memória e anormalidades em radiologistas

Trabalhos anteriores encontraram resultados mistos ao investigar melhorias de memória em radiologistas. Por exemplo, Hardesty et al. (2005) investigaram a memória de longo prazo dos radiologistas para imagens médicas apresentadas meses depois e descobriram que nenhum dos radiologistas se lembrava de casos que haviam lido anteriormente. Evans et al. (2016) encontraram resultados mistos ao investigar se a anormalidade melhora a memória em observadores especialistas, incluindo radiologistas.

ONossos resultados fornecem contexto para essas ambigüidades, pois sugerem que radiologistas especialistas têm memória mais forte para imagens anormais, mesmo em um ambiente de memória de longo prazo e mesmo quando o viés de resposta é devidamente levado em consideração usando a análise ROC. No entanto, os nossos longos atrasos foram apenas da ordem de minutos, e não de meses, e por isso ainda não está claro como essas vantagens durariam por longos períodos. Vale a pena notar que na tarefa de classificação, os radiologistas tiveram, em média, um desempenho muito pior do que seria esperado de radiologistas na clínica com tempo de visualização ilimitado(d'=2.5–3.0, como em D'Orsi et al., 2013). Uma razão para isso pode ser que cada imagem em nosso estudo foi apresentada apenas por 3 segundos.

Por exemplo, Evans et al. (2013) mostrou aos radiologistas apenas um breve vislumbre das mamografias e intervalos variados de 250 ms a 2,000 ms. As respectivas AUCs para radiologistas em seu experimento para tempos de visualização de 500 ms, 1,000 ms e 2,{8}} ms foram de 0,65, 0,66 e 0,72, respectivamente . Em nosso experimento com um tempo de apresentação de 3,{16}} ms, encontramos uma AUC de 0,72. Assim, nossas apresentações de 3,{20}}ms resultaram em um nível de desempenho semelhante às apresentações de 2,{22}}ms de Evans et al. (2013), que, embora bem abaixo do esperado com tempo de visualização ilimitado, é consistente com outros estudos e consistente com o tempo de visualização ser a principal restrição que leva ao menor desempenho.

O efeito "multidão" em radiologistas

Como em nosso estudo os radiologistas responderam várias vezes à mesma pergunta de classificação sobre uma imagem, analisamos se a média das respostas dos radiologistas quando eles julgavam a mesma imagem duas vezes resultava em melhor desempenho (um efeito de “multidão interna”; Vul & Pashler, 2008). Descobrimos que o desempenho do radiologista melhorou quando a média da mesma imagem foi calculada duas vezes em comparação com qualquer uma das respostas isoladamente, mas apenas na condição de 30-costas e apenas modestamente mesmo assim. Isso indica que quando os radiologistas receberam a mesma imagem 30 imagens depois, eles deram uma resposta que foi um tanto independente de sua primeira resposta.

Isto sugere que, nas actuais condições experimentais, pode haver informação que os radiologistas não estão a utilizar na primeira vez que vêem uma imagem - e que a oportunidade de ver a imagem novamente permite ao radiologista recolher informação útil adicional. Estudos futuros poderão determinar se tais benefícios persistem quando os especialistas têm tempo ilimitado para processar as imagens, bem como se este efeito pode ser aumentado com um atraso ainda maior entre a primeira e a segunda apresentação de uma imagem (conforme encontrado por Vul & Pashler, 2008).

A "essência" da anormalidade

Dado Evans et al. (2016) descobrindo que há uma "essência de anormalidade" presente na mama contralateral quando nenhuma anormalidade localizável está presente, estávamos interessados ​​em saber se essas imagens anormais contralaterais tinham alguma vantagem sobre as imagens normais na memória especializada. Não encontramos nenhuma evidência desse tipo. Em nosso experimento, também não encontramos diferença na classificação da anormalidade entre as imagens normais contralaterais em comparação com as normais. ,

Embora à primeira vista isso possa parecer contradizer trabalhos anteriores, diversas diferenças metodológicas tornam difícil comparar nossos resultados diretamente com Evans et al. (2016). É possível que não tenhamos encontrado este resultado porque apresentamos imagens com um tempo de codificação maior (3,000 ms). A exposição típica ao estímulo em estudos de "essência" de mamografia foi inferior a um segundo; 500 ms é típico. É possível que a apresentação de imagens por tempos de codificação mais longos possa obscurecer a informação essencial - substituindo uma impressão "essencial" inicial por informações mais semânticas ou significativas.

Lembre-se, também, de que nossos radiologistas não foram informados sobre a essência e provavelmente reservaram suas classificações de “anormal” para casos em que pudessem localizar uma lesão. É possível que observássemos um efeito anormal contralateral mesmo em longos tempos de codificação se instruíssemos explicitamente os participantes a procurar uma textura ou essência anormal mais geral. Dadas essas diferenças metodológicas, o presente estudo não pode ser facilmente comparado com Evans et al. (2016). No entanto, este parece ser um caminho promissor para trabalhos futuros.

Conclusão

Usando radiologistas como estudo de caso, encontramos uma vantagem para a memória em especialistas, bem como uma vantagem para imagens anormais - mesmo quando se mede adequadamente a memória através da análise ROC. Isto é amplamente consistente com a literatura sobre esquemas. Nossas descobertas têm implicações importantes tanto para os campos aplicados que utilizam inteligência especializada na tomada de decisões inferenciais, quanto para os campos teóricos interessados ​​em como a memória muda com a experiência. Em particular, compreender a estrutura da memória em especialistas é fundamental em situações em que as decisões precisam ser tomadas por pessoas com experiência significativa.

Agradecimentos Todas as pessoas que contribuíram para este projeto são autores do artigo final.

Contribuição dos autores Todos os autores contribuíram com a hipótese original, leram e aprovaram o manuscrito final. HMS contribuiu na coleta de dados, análise dos dados e redação do manuscrito. TFB contribuiu com a coleta de dados, análise de dados e edição do manuscrito. JMW forneceu orientações gerais e contribuiu com a edição do manuscrito.

Financiamento Esta pesquisa foi apoiada pela NSF BCS-1829434 para TFB

Disponibilidade de dados Para dados e materiais, entre em contato com o autor correspondente.

Declarações

Aprovação ética e consentimento para participar Todos os participantes deram consentimento informado. Para todos os experimentos deste estudo, os procedimentos de consentimento informado foram aprovados pelo Conselho de Revisão Institucional da Universidade da Califórnia, San Diego.

O consentimento para publicação não é aplicável.

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