Возрастные различия в зрительной уверенности: роль когнитивного контроля

Возрастные различия в зрительной уверенности: влияние индивидуальных особенностей когнитивного контроля

Зрительное восприятие формируется не только чувствительностью, но и уверенностью — способностью оценивать точность принятого визуального решения. У молодых людей, как правило, имеется надежный механизм оценки собственной неопределенности при принятии визуальных решений. Эта метакогнитивная способность может быть нарушена в процессе старения из-за увеличения сенсорного шума и снижения ресурсов когнитивного контроля. Исследование «Возрастные различия в зрительной уверенности вызваны индивидуальными различиями в возможностях когнитивного контроля» посвящено изучению возрастных эффектов на зрительную уверенность с использованием задачи дискриминации визуального контраста и парадигмы принудительного выбора уверенности.

Молодые взрослые (19–38 лет) продемонстрировали значительно более низкие пороги дискриминации, чем пожилые взрослые (60–78 лет). Для того чтобы сфокусироваться на чувствительности уверенности, выходящей за рамки различий в производительности дискриминации, исследователи оценили эффективность уверенности. Этот показатель отражает способность различать правильные и неправильные перцептивные решения. Эффективность уверенности оценивалась путем сравнения порогов, полученных по всем пробам и пробам, оцененным с относительно более высокой уверенностью, соответственно. В обеих возрастных группах высокая оценка уверенности была связана с лучшей визуальной производительностью, но эффективность уверенности была снижена у пожилых людей. Однако наблюдалась существенная вариабельность между всеми участниками. После контроля возрастной группы, эффективность уверенности была тесно связана с индивидуальными различиями в возможностях когнитивного контроля. Полученные результаты свидетельствуют о возрастных различиях в эффективности уверенности, что представляет собой особую проблему для перцептивной производительности в пожилом возрасте. Авторы предполагают, что эти различия обусловлены возможностями когнитивного контроля, подчеркивая их ключевую роль в метакогнитивной эффективности.

Введение: Метакогниция и старение

Человеческое поведение и его нейронные механизмы зачастую изучаются с акцентом на конкретные функциональные области, такие как восприятие, познание, мотивация или двигательные функции. Хотя такой подход позволил создать детальные модели и теории, сложность поведения может быть полностью понята только при учете взаимодействия между различными областями. Одним из влиятельных и хорошо изученных концептов высшего порядка, формирующих поведение, является метакогниция. Она определяется как способность оценивать качество и последствия собственных мыслей и действий. Метакогниция широко исследовалась в психологии на протяжении последнего десятилетия. Существует консенсус, что она играет ключевую роль в оптимизации производительности, балансируя фактический результат и субъективные оценки его качества. Однако более глубокое понимание индивидуальных различий в метакогнитивных ресурсах и их влияния на поведенческую производительность только начинает формироваться.

Индивидуальные различия особенно выражены в стареющей популяции, предоставляя уникальную возможность для изучения вариабельности в метакогнитивной эффективности. Старение, с поведенческой точки зрения, можно рассматривать как комплексный термин, включающий постепенно изменяющиеся ресурсы во всех функциональных областях и, одновременно, адаптивные механизмы, которые могут стабилизировать производительность. Несмотря на то, что взгляд на старение как на процесс ухудшения и упадка может все еще доминировать, понимание возрастных различий постепенно смещается в сторону более сложной характеристики, включающей стабильность, снижение и компенсацию. Метакогниция может вносить решающий вклад в оптимизацию производительности при снижении ресурсов, связанных с возрастом. Однако имеющиеся до сих пор данные остаются неоднозначными.

Поскольку префронтальная кора последовательно идентифицируется как критический нейронный коррелят метакогниции, предполагаются уязвимости в процессе старения. Префронтальные области подвержены наиболее выраженной возрастной потере объема. Кроме того, в соответствии с вовлеченностью префронтальной коры, метакогниция считается тесно связанной с когнитивными процессами высшего порядка, то есть исполнительными функциями. Исполнительная функция не является единой, а включает ряд компонентов, которые активно обсуждались на протяжении длительного времени. Однако существует консенсус относительно трех основных функциональных компонентов: обновления, переключения и ингибирования, которые критически питают адаптивную обработку информации и, следовательно, эффективный поведенческий контроль. Возрастное снижение исполнительных функций действительно является наиболее заметным аспектом когнитивного старения. Таким образом, можно вывести четкие прогнозы относительно возрастных эффектов на метакогницию, хотя вопрос о чувствительности этой функциональной способности к возрасту до сих пор остается предметом дискуссий.

Большинство исследований, посвященных возрастным различиям в метакогниции, до сих пор фокусировались на производительности памяти, так называемой метапамяти. Метапамять обычно оценивается субъективными мерами — насколько уверенно человек чувствует себя относительно качества своей собственной памяти, например, путем выставления ретроспективной или проспективной оценки по шкале. Ряд исследований показал увеличенное расхождение между фактической производительностью и оценками собственных способностей у пожилых людей. Они склонны быть чрезмерно уверенными в качестве своей памяти. С другой стороны, существует почти столько же исследований, которые обнаружили лишь незначительные или даже нулевые возрастные эффекты на точность метапамяти. Метакогниция в других функциональных областях, например, решение проблем, лингвистика, восприятие, даже кажется, не поддается влиянию возраста. Гетерогенные результаты могут быть связаны с использованием рейтинговых шкал для оценки уверенности. Рейтинги могут смешивать индивидуальные предубеждения в распределении оценок по шкале, поэтому оценка чувствительности метакогниции по рейтингам затруднена. Более того, оценки уверенности в обычно используемых когнитивных задачах делаются на основе довольно сложных решений, включающих несколько критериев, которые могут создавать дополнительные, трудно контролируемые предубеждения.

Метаперцепция: оценка уверенности в зрительном восприятии

Учитывая эти проблемы, исследование метакогниции в перцептивных задачах привлекло повышенное внимание, установив термин метаперцепция как подтип метакогниции. Перцептивные задачи подходят для хорошо структурированной оценки метакогниции, поскольку они обычно характеризуются простыми решениями, основанными на сенсорных данных, например, дискриминации контраста или ориентации. Метакогниция в перцептивной задаче описывает способность наблюдателя отслеживать, оценивать и контролировать собственное восприятие. Зрительная уверенность является прототипичным примером этой способности. Перцептивные решения сопровождаются субъективным чувством (не)определенности, в зависимости от силы сенсорных сигналов. Доступ к надежной мере собственной неопределенности является критическим аспектом зрительной уверенности. Уверенность в собственных решениях фундаментально связана с точностью решений. Наблюдатели сообщают о высокой уверенности, когда их перцептивное решение объективно правильно, и о низкой уверенности, когда оно объективно неправильно. В процессе старения качество оценок уверенности в перцептивных задачах, то есть, насколько хорошо они соответствуют правильности решений, может быть особенно проблематичным из-за выраженного возрастного сенсорного снижения, связанного с периферическими уязвимостями и увеличением шума в нейронных представлениях, которые затрудняют оценку (не)определенности.

Только одно исследование до сих пор рассматривало возрастные эффекты на метакогницию в перцептивной задаче. Палмер и коллеги оценили метакогницию как в области памяти, так и в визуальной области, изучая выборку, охватывающую взрослый возраст от раннего до позднего. Хотя это и дало первые представления о возрастном снижении метакогнитивной эффективности в различных функциональных областях, некоторые выводы остаются неуточненными из-за ряда неясностей в результатах. Метакогнитивная эффективность не снижалась последовательно в восприятии и памяти. В то время как метакогниция в перцептивной задаче снижалась с возрастом, в задаче на память были обнаружены лишь незначительные различия. Учитывая, что доказательства существования доменно-общих против доменно-специфичных метакогнитивных систем остаются спорными, результаты могут указывать на критические смещения, присущие выбранным задачам. Кроме того, сообщенный диссоциативный эффект между метакогнитивной эффективностью и исполнительными функциями требует проверки, поскольку последние оценивались довольно упрощенно с помощью одной меры, предположительно не отражающей все возможности всесторонне.

Методы исследования

Целью данного исследования было изучить, как возраст влияет на метакогнитивные способности в зрительном восприятии, используя парадигму принудительного выбора уверенности. В этой парадигме наблюдателей просят сделать два последовательных перцептивных решения, например, в нашем исследовании, два задания на дискриминацию контраста, а затем указать, относительно какого из двух решений они чувствуют себя более уверенно. Этот метод позволяет точно оценить перцептивную производительность и получить необъективную меру уверенности, избегая смещений, которые могут возникнуть из рейтинговых шкал уверенности. Меры уверенности в этой парадигме не подвержены влиянию возможных индивидуальных предубеждений в оценке уверенности, о которых сообщалось у пожилых людей. Это позволяет проводить анализ на основе структуры теории обнаружения сигналов, контролируя различия в производительности перцептивных задач. Процедура также предоставляет возможность анализировать время обработки, которое значительно изменяется в процессе старения и может влиять на калибровку оценок уверенности в перцептивных задачах. Кроме того, исследователи учитывали исполнительные функции как ключевые когнитивные способности, которые могут играть критическую роль в эффективности уверенности. Была выдвинута гипотеза, что пожилые люди демонстрируют сниженные метакогнитивные способности в перцептивных задачах, и что эти возрастные эффекты в значительной степени обусловлены индивидуальными различиями в возможностях когнитивного контроля, то есть исполнительными функциями.

Участники

В исследовании приняли участие 30 молодых взрослых (18 женщин) и 30 пожилых взрослых (17 женщин). Возраст участников варьировался от 19 до 38 лет со средним значением 24,6 года (SD = 4,4) в молодой группе и от 60 до 78 лет со средним значением 68,8 года (SD = 4,7) в пожилой группе. Набор участников осуществлялся путем объявлений об участии в Университете Гисена и в местных газетах. Пожилые взрослые сообщили о немного меньшем количестве лет школьного образования, чем молодые взрослые: 12,1 года (SD = 1,5) и 12,9 года (SD = 0,5) соответственно. Высшее образование получили 66,7% пожилых взрослых. Все молодые взрослые либо в настоящее время обучались по академической программе, либо уже получили степень (43,3%). Таким образом, выборка характеризовалась перекосом в сторону более высокого уровня образования по сравнению с базовым населением. Более высокий уровень образования, как обсуждалось, замедляет возрастные изменения, поэтому в данной выборке может наблюдаться недооценка возрастных различий. Однако, что наиболее важно, образовательный фон был сопоставим между обеими возрастными группами, что исключает потенциальное смещение относительно запланированных сравнений. Любая история офтальмологических, неврологических или психиатрических расстройств, а также медикаменты, которые могли бы повлиять на зрительное функционирование, были исключены путем детального протокола интервью. Пожилые взрослые были дополнительно проверены на остроту зрения и легкие когнитивные нарушения. Острота зрения измерялась бинокулярно с использованием Теста остроты зрения Фрайбурга и подтверждалась как нормальная или скорректированная до нормальной, то есть десятичная острота > 0,7. Кроме того, использовалась Шкала оценки когнитивных функций Монреаля с пороговым значением ≥ 23, исключая патологическое когнитивное снижение. Таблица 1 содержит обзор основных характеристик участников. Методы и процедуры были одобрены местным комитетом по этике Университета Юстуса Либига в Гиссене и соответствовали принципам Хельсинкской декларации. Все участники предоставили информированное письменное согласие до начала эксперимента. Участники были вознаграждены кредитными баллами за обучение или деньгами.

Оценка индивидуальных различий в когнитивных способностях

Когнитивные способности участников характеризовались с помощью набора установленных мер, которые особенно позволяли оценить исполнительные функции (EF). Таблица 1 суммирует производительность участников в различных когнитивных задачах. Целью было всесторонне оценить EF, охватывая ключевые аспекты процессов когнитивного контроля. Важно отметить, что до сих пор метакогниция не была связана с конкретным кандидатом на фактор EF. Таким образом, оценка была разработана для широкого охвата концепции EF и получения составной меры, которая обеспечивает надежный индикатор возможностей когнитивного контроля, предположительно поддерживающих эффективную обработку информации. Критические единичные меры включали: Тест замены цифр (DSST), измеряющий способность к обновлению; Часть B Теста на следообразование (TMTB), измеряющая способность к переключению; Тест Струпа на цветовое именование (VSTC), измеряющий способность к ингибированию; LPS3, подтест крупной немецкой батареи тестов интеллекта, измеряющий невербальные способности к рассуждению. Для объединения единичных мер они последовательно масштабировались таким образом, чтобы более высокие оценки указывали на лучшие возможности когнитивного контроля. Затем для каждого участника выводился глобальный балл EF путем усреднения z-оценок, полученных по отдельным мерам. Кроме того, оценивался максимальный обратный диапазон цифр для оценки краткосрочной памяти, что могло быть возможным искажающим фактором, учитывая процедурные детали задач.

Настройка и стимулы

Визуальные стимулы предъявлялись на калиброванном 32-дюймовом ЖК-мониторе Display++ (Cambridge Research Systems, Rochester, UK) с пространственным разрешением 1920 × 1080 пикселей и частотой обновления 120 Гц без чересстрочной развертки. Установка располагалась в затемненной комнате, и участники сидели на расстоянии 100 см от монитора, что давало размер дисплея 41° × 23°. Яркость белых и черных пикселей составляла 112,7 и 0,1 кд/м² соответственно, измеренная спектрофотометром CS2000 (Konica Minolta). Предъявление стимулов контролировалось с помощью MATLAB с использованием набора инструментов Psychophysics. В качестве устройства ввода использовался стандартный геймпад (Microsoft SideWinder).

Стимулами были вертикальные Габор-патчи, предъявляемые на среднем сером фоне. Синусоидальные решетки имели пространственную частоту 0,8 цикл/° со случайной фазой, а стандартное отклонение гауссова конверта составляло 1°. Контраст Габор-патчей был выбран из семи различных уровней в диапазоне от 13 до 31% с шагом 3%. Конфигурация стимула состояла из двух Габор-патчей, предъявляемых слева и справа от центральной точки фиксации на эксцентриситете 4,2° по горизонтальному меридиану. Точка фиксации была черной и имела диаметр 0,2°. Один Габор-патч, т.е. стандартный патч, имел фиксированный контраст 22%, в то время как контраст другого Габор-патча, т.е. тестового патча, варьировался. Латеральность стандартных и тестовых патчей, соответственно, была рандомизирована.

Процедура

Метакогнитивные способности в зрительном восприятии оценивались с использованием парадигмы принудительного выбора уверенности. Каждый испытание состояло из двух последовательных перцептивных задач, в частности, задач дискриминации контраста, и финальной задачи на уверенность. Точка фиксации предъявлялась в течение 500 мс, за которой следовали два Габор-патча, предъявляемые одновременно в течение 180 мс. Затем дисплей становился серым, и участники решали, какой из левого или правого патчей имеет более высокий контраст (первое перцептивное решение). Ответы вводились соответствующими указательными пальцами с помощью кнопок-спусковых крючков на задней стороне геймпада. Затем следовала эквивалентная вторая задача, с использованием других патчей и другого решения по контрасту (второе перцептивное решение). После этого участники указывали, какое из двух перцептивных решений они оценивают с большей уверенностью (суждение об уверенности). Ответ давался большим пальцем правой руки с использованием двух вертикально расположенных кнопок на верхней стороне геймпада. Кнопки соответствовали первому или второму перцептивному решению соответственно. Сопоставление визуализировалось на дисплее и было сбалансировано между участниками.

Перед сбором данных подробный инструктаж и достаточные практические испытания гарантировали, что участники знакомы с конфигурацией стимулов, могут комфортно следовать процедуре испытаний и без усилий управляют геймпадом. Впоследствии участники выполнили в общей сложности 420 испытаний, разделенных на 6 блоков по 70 испытаний каждый. Количество испытаний было определено как компромисс между достаточным количеством для надлежащей оценки уверенности и достаточно короткой продолжительностью сеанса для снижения утомления. Уровни контраста тестовых патчей в двух последовательных задачах дискриминации контраста независимо варьировались по методу постоянных стимулов, то есть каждый из 7 уровней контраста предъявлялся в 60 испытаниях для первой и второй задач дискриминации контраста соответственно.

Анализ данных

На основе оценок уверенности участников перцептивные решения были разделены на два набора уверенности: первый набор включал перцептивные решения, которые были выбраны в задаче уверенности, то есть они были связаны с относительно более высокой уверенностью, и этот набор поэтому был помечен как выбранный. Второй набор рассматривал совокупность всех перцептивных решений и был помечен как несортированный. Перцептивная производительность анализировалась для обоих наборов путем подгонки кумулятивных гауссовых функций к проценту ответов, в которых наблюдатели сообщали о контрасте тестового патча как более высоком, чем стандартный патч. Обратная величина стандартного отклонения этих функций является мерой чувствительности к контрасту. Для анализа использовался пакет psignifit 4 в Matlab, который обеспечивает точную байесовскую оценку психофизических функций и показал устойчивость к перераспределению в измеренных данных. Хорошее соответствие психофизических функций оценивалось мерой отклонения D, что подтверждало хорошее соответствие между моделью и данными. Оба набора показали схожие меры соответствия.

Эффективность уверенности, то есть относительное увеличение чувствительности, обусловленное уверенностью, была рассчитана путем вычисления индекса модуляции уверенности (CMI). CMI дает увеличение чувствительности для набора решений, выбранных как уверенные, по сравнению с набором несортированных решений, в процентах от чувствительности, полученной из несортированных решений.

$$CMI=100 imes rac{{Sensitivity}_{chosen}{Sensitivity}_{unsorted}}{{Sensitivity}_{unsorted}}$$

Индивидуальный наблюдатель, который формирует свои оценки уверенности полностью независимо от своих перцептивных решений, будет иметь CMI, близкий к нулю. Однако, чем теснее оценка уверенности связана с фактической точностью перцептивного решения, тем выше будет CMI, указывая на лучшую метакогнитивную чувствительность. Учитывая, что CMI является пропорциональной мерой, значения были преобразованы с помощью арксинуса квадратного корня перед подачей на статистические процедуры. При анализе распределения CMI в выборке был выявлен выброс данных у одного пожилого участника. Его CMI отклонялся более чем в 1,5 раза от межквартильного диапазона от границ диапазона полной выборки. Для повышения достоверности данных и снижения несистематического шума этот участник был исключен из анализа.

Время обработки для перцептивных решений исследовалось с использованием медианного времени ответа (RT). Время ответа менее 100 мс и более 3000 мс исключалось, поскольку оно считалось преждевременным или замедленным соответственно. Коэффициент исключения составил менее 1% для каждого участника. Поскольку время перцептивного решения варьируется в зависимости от интенсивности стимула и уверенности в данной задаче, оба параметра были разделены с использованием модели, представленной в предыдущих исследованиях. Модель разделяет эффекты интенсивности стимула и уверенности на время ответа, позволяя специфически оценивать оба фактора. Сначала нормализовались значения стимулов для каждого индивида с учетом их психофизических функций. Были рассчитаны подписанные расстояния S между 7 использованными уровнями интенсивности стимула и точкой субъективного равенства в единицах стандартного отклонения психофизической функции. Выбранные и несортированные наборы уверенности рассматривались отдельно. Затем экспоненциальная модель с тремя свободными параметрами подгонялась к медианным RT для каждого из 7 уровней интенсивности стимула. Модель определяется следующим уравнением:

$$RTeft(S ight)=lpha eta { e}^{rac{1}{2}{S}^{2}} amma C$$

где RT(S) — время ответа для нормализованного уровня интенсивности стимула S. C — соответствующая средняя уверенность по всем включенным перцептивным решениям. Уверенность кодировалась как 1 для перцептивных решений, выбранных в задаче выбора уверенности, и как 0 для перцептивных решений, не выбранных.

Модель дает три параметра: α — общий RT, β — отражает экспоненциальное изменение RT из-за различий в интенсивности стимула, и γ — отражает линейное изменение RT из-за уверенности.

Чувствительность и данные RT анализировались с помощью смешанных ANOVA с внутрисубъектным фактором набора уверенности (выбранный против несортированного) и межсубъектным фактором возрастной группы (пожилые взрослые против молодых взрослых). T-критерий использовался для сравнений CMI, когнитивных мер и параметров RT по возрастным группам. Если тест Левена указывал на неравные дисперсии, степени свободы соответствующим образом корректировались. Ассоциации между CMI и критическими параметрами исследовались корреляционным анализом. Для сравнений групп и корреляционного анализа рассчитывались 95% доверительные интервалы путем бутстрапа с 2000 выборками. Уровень значимости α = 0,05 применялся для всех статистических анализов, и тесты были двусторонними. Если не указано иное, описательные значения представлены как средние ± 1 SEM.

Результаты

Первоначально исследовались общие паттерны ответов пожилых и молодых взрослых в парадигме принудительного выбора уверенности. Затем детально анализировались возрастные эффекты на зрительную уверенность путем использования функций чувствительности к контрасту, полученных из выбранных и несортированных наборов уверенности соответственно. Различия в метакогнитивной эффективности тщательно изучались с учетом роли скорости обработки и исполнительных функций.

Обзор паттернов ответов

Рисунок 2 иллюстрирует суждения об уверенности для перцептивных решений при различных уровнях сложности задачи, то есть при различных различиях в контрасте между стандартными и тестовыми Габор-патчами. Разделение данных для правильных и неправильных решений дает приблизительный обзор зрительной уверенности в данной парадигме. В целом, участники чаще выражали уверенность в своих перцептивных решениях, когда они были объективно правильными, чем неправильными, что указывает на адекватную оценку производительности. Эта разница в средних оценках уверенности для правильных и неправильных решений увеличивалась при снижении сложности задачи. Таким образом, данные подтверждают, что парадигма позволила зафиксировать метакогнитивные способности в зрительном восприятии у обеих возрастных групп. Однако Рисунок 2 также предполагает возрастные различия, поскольку разделение данных для правильных и неправильных решений у пожилых людей явно менее выражено.

Более детальное описание паттернов суждений об уверенности у пожилых и молодых взрослых представлено на Рисунке 3, где показаны все пары уровней сложности стимулов, которые были подвергнуты выбору уверенности. Для сравнения, на рисунке также показан симулированный идеальный наблюдатель, который формирует свои суждения об уверенности так, как можно было бы ожидать от сенсорного шума, контролирующего перцептивную производительность. Здесь сенсорный шум был выбран как средний для пожилых людей. Вероятности выбора первого перцептивного задания как более уверенного показаны отдельно для каждого уровня сложности стимула и каждой комбинации перцептивных решений соответственно. Панель в последнем столбце представляет собой агрегат всех четырех возможных пар перцептивных решений. Метакогнитивные способности отражаются в каждой карте паттерном вероятностей, варьирующимся в двух измерениях. Вероятности выбора первого перцептивного задания должны постепенно увеличиваться с увеличением значений разницы контраста в первом перцептивном решении. Параллельно они должны постепенно уменьшаться с увеличением значений разницы контраста во втором перцептивном решении. Симулированный идеальный наблюдатель демонстрирует, что сенсорный шум у пожилых людей и выбранные уровни сложности стимула подходят для ожидания соответствующего диапазона суждений об уверенности. Он также предоставляет критический ориентир для оценки эмпирических паттернов. Карты вероятности уверенности для обеих возрастных групп отражают метакогнитивные способности в перцептивной задаче. Однако ожидаемые паттерны выражены у молодых взрослых, тогда как у пожилых людей градиент вероятностей существенно размыт. Важно отметить, что агрегированные паттерны выглядят симметрично, привязанными к минимальным силам стимула, что исключает критические смещения ответов из-за порядка задач.

Таким образом, анализ паттернов ответов в парадигме принудительного выбора уверенности предполагает, что в обеих возрастных группах участники адекватно формировали суждения об уверенности относительно своих перцептивных решений и, следовательно, демонстрировали метакогнитивные способности. Однако проявляются возрастные различия, и далее количественно оценивается, насколько тесно суждения об уверенности связаны с перцептивными решениями.

Психометрический анализ

Первоначально исследовалось, варьируется ли чувствительность к контрасту между двумя наборами уверенности, т.е. выбранным и несортированным, а также между группами пожилых и молодых взрослых. Последовательно наблюдалась более высокая чувствительность к контрасту для выбранного набора уверенности, чем для несортированного, что является признаком метакогнитивной чувствительности. Рисунок 4 показывает примеры психофизических функций дискриминации контраста для репрезентативного пожилого (а) и молодого (б) взрослого соответственно. Функции, полученные из двух наборов уверенности, различаются по наклону, что указывает на более высокую чувствительность к контрасту для выбранного набора уверенности. Точки субъективного равенства находятся близко друг к другу.

Анализ объединенных данных по чувствительности подтвердил данные примеров психофизических функций. Рисунок 5а иллюстрирует чувствительность к контрасту, определенную для каждого набора уверенности в обеих возрастных группах. Данные по чувствительности подверглись двухфакторному ANOVA с возрастной группой в качестве междусубъектного фактора и повторными измерениями по фактору набора уверенности. Анализ выявил значимые главные эффекты возрастной группы, F(1, 57) = 30,30, p < 0,001, ηp² = 0,35, и набора уверенности, F(1, 57) = 114,79, p < 0,001, ηp² = 0,67. Однако эти главные эффекты были модифицированы значительным взаимодействием между обоими факторами, F(1, 57) = 14,67, p < 0,001, ηp² = 0,21. Взаимодействие было уточнено с помощью t-критериев. Они подтвердили более низкую чувствительность у пожилых людей для обоих наборов уверенности (оба p < 0,001). Размеры эффекта были схожими, то есть d = 1,39 для выбранного и d = 1,44 для несортированного набора уверенности. Преимущество в чувствительности для выбранного набора уверенности было значимым для обеих возрастных групп (оба p < 0,001); однако разница была менее выражена у пожилых людей, т.е. d = 0,42 против d = 0,55 соответственно.

Рисунок 5b иллюстрирует эти результаты, показывая диаграмму рассеяния чувствительности для несортированного набора уверенности против чувствительности для выбранного набора уверенности. Данные для пожилых и молодых взрослых представлены разными цветами. В то время как индивидуальные данные для молодых взрослых лежат исключительно выше диагональной линии тождества, данные для пожилых людей в целом лежат ближе к ней, а иногда даже незначительно ниже. Средние значения показывают не только более низкую чувствительность, но и меньшее смещение от линии тождества у пожилых людей. Доверительные интервалы предполагают схожую точность данных в обеих возрастных группах.

Дополнительно исследовалось, отличаются ли точки субъективного равенства (PSE) между выбранным и несортированным наборами уверенности. PSE логически должны находиться близко к нулю, т.е. стандартные и тестовые патчи должны быть неразличимы при отсутствии разницы в контрасте. Смещение PSE для выбранного набора уверенности может указывать на то, что суждения об уверенности основаны на смещенном критерии, и, следовательно, метакогнитивная эффективность inherently ограничена. Сравнение PSE для выбранного и несортированного наборов уверенности дало согласованные результаты. Как для пожилых, так и для молодых взрослых PSE для выбранного и несортированного наборов уверенности не отклонялись друг от друга.

Эффективность уверенности

Для изучения индивидуальных различий в метакогнитивной эффективности анализировалось увеличение чувствительности для набора перцептивных решений, выбранных как уверенные, по сравнению с набором несортированных решений, в процентах от чувствительности, полученной из несортированных решений, т.е. CMI. Рисунок 5c показывает эти эффективности уверенности. Первоначально использовались одновыборочные t-критерии для оценки того, отличаются ли CMI от нуля. Результаты подтвердили положительные CMI у пожилых людей, t(28) = 8,21, p < 0,001, d = 1,52, а также у молодых людей, t(29) = 18,99, p < 0,001, d = 3,47. Таким образом, обе возрастные группы продемонстрировали некоторую способность оценивать достоверность своих перцептивных решений. Однако в среднем метакогнитивная чувствительность была значительно ниже у пожилых по сравнению с молодыми взрослыми, t(45,34) = − 2,51, p = 0,016, d = − 0,66. В то время как связь между суждениями об уверенности и объективной точностью перцептивных решений вызывала относительное увеличение чувствительности более чем на 30% у молодых взрослых, M = 31,21 ± 1,64, это преимущество было ограничено менее чем 25% у пожилых взрослых, M = 23,04 ± 2,81. Следует отметить, что наблюдалась существенная вариабельность CMI в выборке, особенно выраженная в группе пожилых людей.

Далее исследовалась роль возможностей когнитивного контроля, поскольку их снижение является основной характеристикой когнитивного старения. Возможности были охвачены совокупным показателем EF, включающим ключевые аспекты. Рисунок 6a показывает показатели EF в обеих возрастных группах. В среднем пожилые взрослые имели меньше возможностей когнитивного контроля, чем молодые взрослые, t(46,88) = − 9,37, p < 0,001, d = − 2,44.

Исследовалась связь между эффективностью уверенности и возможностями когнитивного контроля, рассматривая всю выборку для всестороннего использования межиндивидуальной вариабельности. Рисунок 6b иллюстрирует связь между CMI и показателем EF. Был определен устойчивый коэффициент корреляции r(59) = 0,40, p = 0,001, 95% CI [0,17, 0,57]. Показатели EF объяснили 16% дисперсии в эффективности уверенности. Отображение принадлежности к возрастной группе для каждой точки данных предполагает, что эта корреляция обусловлена не только групповыми различиями, но и описывает общую связь. Последовательно, анализ частичной корреляции, контролирующий возрастной фактор, хотя и ослабляющий корреляцию, дал соответствующие результаты, r(56) = 0,26, p = 0,045. Полученные результаты свидетельствуют о том, что возрастные различия в метакогнитивной эффективности в значительной степени обусловлены возможностями когнитивного контроля.

Краткосрочная память представляет собой еще один ресурс, подверженный выраженным возрастным изменениям. Учитывая, что процедура парадигмы предположительно требует соответствующих ресурсов памяти, исследователи хотели проверить, можно ли объяснить возрастные эффекты на эффективность уверенности искажающим фактором, присущим требованиям задачи. Показатель диапазона цифр, использованный для оценки краткосрочной памяти, указал на значительно более низкие возможности в группе пожилых взрослых. Однако не было обнаружено свидетельств связи CMI с индивидуальными различиями в емкости памяти. Учитывая этот результат, считается маловероятным, что эффективность уверенности была подорвана требованиями задачи, которые могут быть более сложными для пожилых взрослых с более низкими ресурсами памяти.

Наконец, исследовалось, могут ли возрастные замедления способствовать различиям в метакогнитивной эффективности. Поскольку уверенность масштабируется с временем ответа, т.е. более высокая уверенность связана с более быстрым ответом, а более низкая уверенность — с более медленным, калибровка суждений об уверенности может критически зависеть от временной динамики. Увеличенное время обработки может негативно сказаться на метакогнитивной эффективности. Во-первых, медианное время ответа анализировалось с помощью двухфакторного ANOVA с возрастной группой в качестве межсубъектного фактора и повторными измерениями по фактору набора уверенности. Рисунок 7а показывает среднее время ответа в зависимости от возрастной группы и набора уверенности.

Наблюдался значительный главный эффект возрастной группы, F(1, 57) = 13,38, p = 0,001, ηp² = 0,19, указывающий на более медленное время ответа у пожилых взрослых, чем у молодых. Кроме того, значительный главный эффект набора уверенности подтвердил более быстрое время ответа для выбранного набора уверенности. Не было взаимодействия между обоими главными эффектами. Связь между временем ответа и уверенностью была схожей в обеих возрастных группах.

Поскольку время ответа зависит не только от уверенности, но и от сложности стимула, были дополнительно прояснены потенциальные возрастные вклады. Оба фактора были разделены путем моделирования времени ответа в каждой возрастной группе с тремя свободными параметрами. Результаты подгонки проиллюстрированы на Рисунке 7b. В соответствии с предыдущим анализом, первый параметр α, отражающий общий RT, значительно отличался между двумя возрастными группами, подтверждая возрастное замедление. Для обоих параметров β и γ, отражающих влияние интенсивности стимула и уверенности на RT, были определены значения, которые последовательно отличались от нуля как для пожилых, так и для молодых взрослых. Время ответа становилось медленнее при снижении интенсивности стимула, т.е. при увеличении сложности, и быстрее при увеличении уверенности. Важно отметить, что ни параметр β, ни параметр γ не отличались между возрастными группами. Эти результаты подтверждают, что время перцептивного решения подчиняется схожим механизмам у пожилых и молодых взрослых. В заключение, непосредственно тестировалось, связаны ли различия во времени ответа в выбранном по сравнению с несортированным набором уверенности с эффективностью уверенности. Рисунок 7c показывает различия во времени ответа как функцию CMI. Оба параметра не коррелировали значимо.

В целом, анализ времени ответа предполагает, что индивидуальные различия в метакогнитивной эффективности не возникают из динамики скорости обработки. Время ответа последовательно формируется уверенностью в точности перцептивных решений.

Обсуждение

Наше восприятие опирается на решения о сенсорных данных и субъективную уверенность в точности этих решений. Зрительное восприятие подвержено выраженным возрастным изменениям, однако сложность процессов, способствующих этим изменениям, до сих пор не до конца понятна. В данном исследовании изучались возрастные эффекты на зрительную уверенность, т.е. способность оценивать качество собственных перцептивных решений. Учитывая возрастные уязвимости в нейронных и когнитивных ресурсах, которые оказались критическими для метакогниции, была выдвинута гипотеза, что эффективность уверенности снижается с возрастом.

Исследовалась зрительная уверенность в выборке здоровых пожилых и молодых взрослых с использованием установленной парадигмы принудительного выбора уверенности, которая избегает индивидуальных предубеждений в суждениях. Характеристика исполнительных функций участников осуществлялась с помощью комплексной оценки EF, охватывающей ключевые аспекты когнитивного контроля. Таким образом, была возможность изучить роль индивидуальных различий в ресурсах когнитивного контроля для эффективности уверенности. Результаты показали, что пожилые люди имеют доступ к надежной мере своей неопределенности, лежащей в основе перцептивных решений. Суждения об уверенности последовательно связаны с точностью перцептивных решений в обеих возрастных группах. Однако эффективность этой связи значительно снижается с возрастом. В то время как суждения об уверенности объясняли повышение чувствительности более чем на 30% у молодых взрослых, это преимущество было ограничено менее чем 25% у пожилых взрослых. Во всей выборке наблюдались существенные индивидуальные различия в эффективности уверенности. Было установлено, что 16% дисперсии в эффективности уверенности могут быть объяснены индивидуальными ресурсами когнитивного контроля. Важно отметить, что критическое влияние исполнительных функций не было исключительно определено возрастными различиями, а проявилось как общая функциональная связь, управляющая индивидуальными различиями в метакогниции.

Полученные результаты дают критические доказательства возрастных различий в метакогниции на протяжении всей взрослой жизни и расширяют наше понимание того, как это влияет на зрительное восприятие. В парадигме принудительного выбора уверенности наблюдалось, что пожилые люди могли выборочно выбирать интервал, который приводил к более высокой производительности в некоторых случаях. Это указывает на то, что они могут оценивать качество своих перцептов. Однако по сравнению с молодыми взрослыми эта способность в среднем снижена. Поскольку парадигма была разработана для минимизации влияния предубеждений ответов и уверенности, которые, как было показано, варьируются с возрастом, результаты подтверждают исходные возрастные эффекты на метакогницию в визуальной задаче. Согласуясь с этим, единственное предыдущее исследование, касающееся таких эффектов, показало снижение самоанализа производительности с возрастом. Однако эти выводы остались неоднозначными. У пожилых людей была снижена осведомленность о своей перцептивной производительности, но уверенность оценивалась с помощью рейтинговых шкал, что может сделать оценку чувствительности уверенности подверженной искажающим факторам. Кроме того, несовместимые результаты в различных функциональных областях, выявленные в исследовании, требуют дальнейшего разъяснения.

Результаты могут быть осложнены несколькими факторами, требующими тщательного рассмотрения. Сложность задачи может влиять на качество суждений об уверенности. Для задачи дискриминации контраста использовались синусоидальные решетки с пространственной частотой 0,8 цикл/°, для которых ожидались незначительные возрастные различия в чувствительности к контрасту. Тем не менее, были выявлены явные возрастные эффекты на пороги дискриминации контраста, предположительно вызванные относительно коротким временем предъявления. У пожилых взрослых наблюдались более высокие пороги, и, учитывая, что использовался метод постоянных стимулов для измерения порогов, подразумевается более высокая сложность задачи для группы пожилых взрослых. Различия в сложности задачи, в свою очередь, могут нарушить суждения об уверенности. В то время как довольно сложные задачи нарушают идентификацию проб с высокой уверенностью, довольно простые задачи нарушают идентификацию проб с низкой уверенностью. Однако подгонка психофизических функций предполагает, что примененный диапазон интенсивностей хорошо подходил для оценки производительности в обеих возрастных группах. Качество подгонки в обеих группах не различалось. Таким образом, считается маловероятным, что неизбежные различия в сложности задачи могут объяснить систематические возрастные эффекты на точность суждений об уверенности. Более того, было исключено, что дифференциальные сложности задачи, возникающие из-за возможностей краткосрочной памяти, объясняют возрастные различия в зрительной уверенности. Пожилые и молодые взрослые значительно отличались по ресурсам краткосрочной памяти, но не удалось определить значимое влияние этого параметра на показатель эффективности, полученный из парадигмы.

Также можно предположить, что различия в скорости обработки могут способствовать возрастным эффектам на зрительную уверенность. Снижение скорости обработки, вероятно, является наиболее выраженным и устойчивым возрастным различием. Более высокая уверенность в перцептивных решениях ассоциируется с более быстрым временем ответа. Эта связь может основываться на двух механизмах. Во-первых, наблюдатели могут учитывать время ответа при формировании своих суждений об уверенности, получая более высокую оценку уверенности от более короткого времени ответа. Хотя предполагается, что суждения об уверенности основывались в первую очередь на оценке точности, время ответа, вероятно, в некоторой степени интегрировалось. Во-вторых, неявный опыт уверенности во время перцептивных решений может ускорить ответы. Поскольку детальное определение времени процессов, способствующих формированию суждения об уверенности, затруднительно, оба процесса трудно различить. Однако возрастное замедление может критически нарушить оба механизма и, таким образом, негативно сказаться на метакогнитивной эффективности у пожилых людей. Как и ожидалось, были определены значительно более длительные времена ответа у пожилых взрослых по сравнению с молодыми. Однако, и что важно, время ответа одинаково модулировалось уверенностью в обеих возрастных группах. Было установлено, что, независимо от возраста, ответы ускорялись для перцептивных решений, которые оценивались с более высокой уверенностью. Таким образом, подтверждаются предыдущие результаты, показывающие различия во времени ответа в зависимости от уверенности у молодых взрослых, и эти выводы распространяются на пожилой возраст. Индивидуальные различия в скорости обработки не мешают эффективным суждениям об уверенности. Напротив, время ответа последовательно формируется уверенностью в точности перцептивных решений.

Основное внимание в исследовании уделялось связи между исполнительными функциями и зрительной уверенностью. Учитывая значительное концептуальное совпадение между метакогнициями (мониторинг качества решений) и исполнительными функциями (когнитивный контроль), функциональная связь очевидна. Оба концепта, как было показано, полагаются на общие нейронные ресурсы, особенно в префронтальной коре. Недавние исследования предполагают, что это функциональное совпадение может представлять собой признак доменно-общих процессов, характеризующих метакогницию. Старение предлагает мощный индикатор индивидуальных различий в исполнительных функциях. Например, были описаны критические возрастные различия в мониторинге ошибок, способности, которая может быть правдоподобно связана с суждениями об уверенности. Были оценены индивидуальные ресурсы когнитивного контроля в комплексной оценке исполнительных функций, которая должна была охватывать различные аспекты концепции. Пожилые взрослые в среднем демонстрировали более низкие показатели EF, чем молодые взрослые, что согласуется с установленными данными о возрастных эффектах на исполнительные функции. Таким образом, ресурсы когнитивного контроля могут быть идентифицированы как правдоподобный кандидат, влияющий на возрастные различия в метакогнитивной эффективности. Важно отметить, что было возможно использовать вариативность в показателях EF среди участников обеих возрастных групп для выявления общей функциональной связи между ресурсами когнитивного контроля и зрительной уверенностью. Следует отметить, что меры, которые способствуют нашей оценке EF, исключительно основаны на обработке визуальной информации. Хотя нельзя исключать, что это совпадение с перцептивной задачей может в некоторой степени способствовать сообщаемой связи, предполагается, что значительное влияние маловероятно. Действительно, почти все установленные меры исполнительных функций полагаются на визуальную информацию и считаются индикаторами возможностей когнитивного контроля в различных задачах. Результат согласуется с предыдущими данными, предполагающими, что метакогниция в основном полагается на ресурсы когнитивного контроля. Известны противоречивые результаты, предполагающие, что метакогниция и когнитивный контроль могут лучше рассматриваться как независимые способности. Однако предполагается, что в некоторых исследованиях функциональные связи могут быть ослаблены мерами исполнительных функций, охватывающими только определенные аспекты концепции. Кроме того, ограничение диапазона индивидуальных различий в ресурсах когнитивного контроля из-за очень однородных выборок по возрасту и образованию может привести к сокрытию функциональных связей.

Исследование было посвящено зрительной уверенности; поэтому можно только предполагать, распространяются ли эти выводы на уверенность в других перцептивных областях и даже более широко на другие функциональные области, в частности, метапамять. Хотя поведенческие данные свидетельствуют о некоторых доменно-специфичных вкладах в метакогницию, в целом предлагаются и подтверждаются нейровизуализационными данными общие, доменно-независимые механизмы. Для уверенности в перцептивных задачах выводы последовательно предполагают схожие механизмы в различных задачах и модальностях. Гетерогенность результатов относительно возрастных эффектов на метапамять затрудняет систематическую оценку. Несогласованные результаты могут частично возникать из-за специфических предубеждений, связанных с применяемыми методами измерения метакогнитивных параметров. В итоге, предполагается, что выводы о возрастных эффектах и критическом влиянии ресурсов когнитивного контроля справедливы не только для зрительной уверенности, но и для уверенности в других перцептивных областях и, более широко, для других задач принятия решений.

В заключение, было показано, что пожилые люди имеют доступ к надежной мере своей неопределенности при принятии визуальных решений. Метакогнитивные способности являются ключевыми для поведенческого контроля. Например, сниженный самоанализ производительности может привести к невозможности идентифицировать важные аспекты задачи и неэффективному распределению ресурсов. Однако были обнаружены явные возрастные различия в метакогниции. Результаты предполагают снижение эффективности уверенности у пожилых людей. В принципе, эти возрастные эффекты могут быть вызваны компрометированной надежностью суждений, но также и снижением ресурсов когнитивного контроля. Используя индивидуальные различия во всей выборке, было подтверждено критическое функциональное значение ресурсов когнитивного контроля для метакогниции. Предполагается, что возрастные эффекты на зрительную уверенность в основном опосредуются этой функциональной связью. Этот вывод согласуется с конвергентными данными о том, что возрастные изменения в восприятии и сенсомоторном контроле в значительной степени обусловлены исполнительными вкладами в эффективный контроль ресурсов.