Measuring episodic memory: A novel approach with an indefinite number of alternative forms

Both clinical practice and clinical research settings can require successive administrations of a memory test, particularly when following the trajectory of suspected memory decline in older adults. However, relatively few verbal episodic memory tests have alternative forms. We set out to create a broad based memory test to allow for the use of an essentially unlimited number of alternative forms. Four tasks for inclusion in such a test were developed. These tasks varied the requirement for recall as opposed to recognition, the need to form an association between unrelated words, and the need to discriminate the most recent list from earlier lists, all of which proved useful. A total of 115 participants completed the battery of tests and were used to show that the test could differentiate between older and younger adults; a sub-sample of 73 participants completed alternative forms of the tests to determine test-retest reliability and the amount of learning to learn.

fMRI evidence of word frequency and strength effects during episodic memory encoding

Word frequency (WF) and strength effects are two important phenomena associated with episodic memory. The former refers to the superior hit-rate (HR) for low (LF) compared to high frequency (HF) words in recognition memory, while the latter describes the incremental effect(s) upon HRs associated with repeating an item at study. Using the "subsequent memory" method with event-related fMRI, we tested the attention-at-encoding (AE) [M. Glanzer, J.K. Adams, The mirror effect in recognition memory: data and theory, J. Exp. Psychol.: Learn Mem. Cogn. 16 (1990) 5-16] explanation of the WF effect. In addition to investigating encoding strength, we addressed if study involves accessing prior representations of repeated items via the same mechanism as that at test [J.L. McClelland, M. Chappell, Familiarity breeds differentiation: a subjective-likelihood approach to the effects of experience in recognition memory, Psychol. Rev. 105 (1998) 724-760], entailing recollection [K.J. Malmberg, J.E. Holden, R.M. Shiffrin, Modeling the effects of repetitions, similarity, and normative word frequency on judgments of frequency and recognition memory, J. Exp. Psychol.: Learn Mem. Cogn. 30 (2004) 319-331] and whether less processing effort is entailed for encoding each repetition [M. Cary, L.M. Reder, A dual-process account of the list-length and strength-based mirror effects in recognition, J. Mem. Lang. 49 (2003) 231-248]. The increased BOLD responses observed in the left inferior prefrontal cortex (LIPC) for the WF effect provide support for an AE account. Less effort does appear to be required for encoding each repetition of an item, as reduced BOLD responses were observed in the LIPC and left lateral temporal cortex; both regions demonstrated increased responses in the conventional subsequent memory analysis. At test, a left lateral parietal BOLD response was observed for studied versus unstudied items, while only medial parietal activity was observed for repeated items at study, indicating that accessing prior representations at encoding does not necessarily occur via the same mechanism as that at test, and is unlikely to involve a conscious recall-like process such as recollection. This information may prove useful for constraining cognitive theories of episodic memory.

The Basic-Systems Model of Episodic Memory.

Behavior, neuropsychology, and neuroimaging suggest that episodic memories are constructed from interactions among the following basic systems: vision, audition, olfaction, other senses, spatial imagery, language, emotion, narrative, motor output, explicit memory, and search and retrieval. Each system has its own well-documented functions, neural substrates, processes, structures, and kinds of schemata. However, the systems have not been considered as interacting components of episodic memory, as is proposed here. Autobiographical memory and oral traditions are used to demonstrate the usefulness of the basic-systems model in accounting for existing data and predicting novel findings, and to argue that the model, or one similar to it, is the only way to understand episodic memory for complex stimuli routinely encountered outside the laboratory.

Abnormal Functional Connectivity of Hippocampus During Episodic Memory Retrieval Processing Network in Amnestic Mild Cognitive Impairment.

BACKGROUND: Functional connectivity magnetic resonance imaging technique has revealed the importance of distributed network structures in higher cognitive processes in the human brain. The hippocampus has a key role in a distributed network supporting memory encoding and retrieval. Hippocampal dysfunction is a recurrent finding in memory disorders of aging such as amnestic mild cognitive impairment (aMCI) in which learning- and memory-related cognitive abilities are the predominant impairment. The functional connectivity method provides a novel approach in our attempts to better understand the changes occurring in this structure in aMCI patients. METHODS: Functional connectivity analysis was used to examine episodic memory retrieval networks in vivo in twenty 28 aMCI patients and 23 well-matched control subjects, specifically between the hippocampal structures and other brain regions. RESULTS: Compared with control subjects, aMCI patients showed significantly lower hippocampus functional connectivity in a network involving prefrontal lobe, temporal lobe, parietal lobe, and cerebellum, and higher functional connectivity to more diffuse areas of the brain than normal aging control subjects. In addition, those regions associated with increased functional connectivity with the hippocampus demonstrated a significantly negative correlation to episodic memory performance. CONCLUSIONS: aMCI patients displayed altered patterns of functional connectivity during memory retrieval. The degree of this disturbance appears to be related to level of impairment of processes involved in memory function. Because aMCI is a putative prodromal syndrome to Alzheimer's disease (AD), these early changes in functional connectivity involving the hippocampus may yield important new data to predict whether a patient will eventually develop AD.

Temporal concepts and episodic memory: A response to Hoerl

Hoerl claims that episodic memory is necessary for a concept of the past, and that we should consider some severely amnesic patients as lacking such a concept. I question whether this description of such patients is plausible, and whether it helps us understand lack of insight in amnesia. I finish by arguing that Hoerl's analysis of what constitutes a concept of the past raises interesting developmental issues.

Episodic memory and learning in patients with chronic schizophrenia

This study explored the pattern of memory functioning in 58 patients with chronic schizophrenia and compared their performance with 53 normal controls. Multiple domains of memory were assessed, including verbal and nonverbal memory span, verbal and non-verbal paired associate learning, verbal and visual long-term memory, spatial and non-spatial conditional associative learning, recognition memory and memory for temporal order. Consistent with previous studies, substantial deficits in long-term memory were observed, with relative preservation of memory span. Memory for temporal order and recognition memory was intact, although significant deficits were observed on the conditional associative learning tasks. There was no evidence of lateralized memory impairment. In these respects, the pattern of memory impairment in schizophrenia is more similar in nature to that found in patients with memory dysfunction following mesiotemporal lobe lesions, rather than that associated with focal frontal lobe damage. (C) 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

The role of sleep and dreaming in the processing of episodic memory

La présente thèse examine les liens entre le sommeil, la mémoire épisodique et les rêves. Dans une première étude, nous utilisons les technologies de la réalité virtuelle (RV) en liaison avec un paradigme de privation de sommeil paradoxal et de collecte de rêve en vue d'examiner l'hypothèse que le sommeil paradoxal et le rêve sont impliqués dans la consolidation de la mémoire épisodique. Le sommeil paradoxal a été associé au rappel des aspects spatiaux des éléments émotionnels de la tâche RV. De la même façon, l'incorporation de la tâche RV dans les rêves a été associée au rappel des aspects spatiaux de la tâche. De plus, le rappel des aspects factuels et perceptuels de la mémoire épisodique, formé lors de la tâche VR, a été associé au sommeil aux ondes lentes. Une deuxième étude examine l'hypothèse selon laquelle une fonction possible du rêve pourrait être de créer de nouvelles associations entre les éléments de divers souvenirs épisodiques. Un participant a été réveillé 43 fois lors de l'endormissement pour fournir des rapports détaillés de rêves. Les résultats suggèrent qu'un seul rêve peut comporter, dans un même contexte spatiotemporel, divers éléments appartenant aux multiples souvenirs épisodiques. Une troisième étude aborde la question de la cognition lors du sommeil paradoxal, notamment comment les aspects bizarres des rêves, qui sont formés grâce aux nouvelles combinaisons d'éléments de la mémoire épisodique, sont perçus par le rêveur. Les résultats démontrent une dissociation dans les capacités cognitives en sommeil paradoxal caractérisée par un déficit sélectif dans l'appréciation des éléments bizarres des rêves. Les résultats des quatre études suggèrent que le sommeil aux ondes lentes et le sommeil paradoxal sont différemment impliqués dans le traitement de la mémoire épisodique. Le sommeil aux ondes lentes pourrait être implique dans la consolidation de la mémoire épisodique, et le sommeil paradoxal, par l'entremise du rêve, pourrais avoir le rôle d'introduire de la flexibilité dans ce système mnémonique.

An fMRI study of emotional episodic memory in schizophrenia : effects of diagnosis and sex

La schizophrénie est une psychopathologie largement hétérogène caractérisée entre autres par d’importantes défaillances dans le fonctionnement cognitif et émotionnel. En effet, par rapport à la population générale, forte proportion de ces individus présentent une mémoire déficitaire pour les événements émotionnels. À ce jour, le peu d’études qui se sont penchées sur la mémoire émotionnelle épisodique dans la schizophrénie, ont uniquement mis l’emphase sur l'effet de la valence des stimuli (c’est-à-dire le caractère agréable ou désagréable du stimulus). Toutefois, aucune n’a investigué spécifiquement l’intensité de la réaction aux stimuli (c’est-à-dire une faible par rapport à une forte réaction) malgré quantité de preuves faisant montre, dans la population générale, de différents processus de mémoire émotionnelle pour des stimuli suscitant une forte réaction par rapport à ceux évoquant une faible réponse. Ce manque est d’autant plus flagrant étant donné le nombre d’études ayant rapporté un traitement et un encodage atypiques des émotions spécifiquement au niveau de l’intensité de la réponse subjective chez des patients atteints de schizophrénie. Autre fait important, il est étonnant de constater l’absence de recherches sur les différences de sexe dans la mémoire émotionnelle étant donné l’ensemble des divergences entre hommes et femmes atteints de schizophrénie au niveau de la prévalence, de l’âge de diagnostic, de la manifestation clinique, de l’évolution de la maladie, de la réponse au traitement et des structures cérébrales. Pour pallier à ces lacunes, ce mémoire a évalué : (1) l’effet de la valence des stimuli et de l'intensité de la réaction émotionnelle au niveau des fonctions cérébrales correspondant à la mémoire émotionnelle chez des patients atteints de schizophrénie comparativement à des participants sains; et (2) les possibles différences de sexe dans les processus cérébraux impliqués dans la mémoire émotionnelle chez des patients atteints de schizophrénie par rapport à des volontaires sains. Ainsi, la première étude a comparé les activations cérébrales de patients atteints de schizophrénie par rapport à des participants sains au cours d’une tâche de mémoire émotionnelle dont les stimuli variaient à la fois au niveau de la valence et de l'intensité de la réaction subjective. 37 patients atteints de schizophrénie ainsi que 37 participants en bonne santé ont effectué cette tâche de mémoire émotionnelle lors d’une session d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Pour toutes les conditions étudiées (images négatives, positives, de faible et de forte intensité), le groupe atteint de schizophrénie a performé significativement moins bien que les volontaires sains. Comparativement aux sujets sains, ils ont montré moins d’activations cérébrales dans les régions limbiques et préfrontales lors de la reconnaissance des images négatives, mais ont présenté un patron d'activations similaire à celui des participants sains lors de la reconnaissance des images chargées positivement (activations observées dans le cervelet, le cortex temporal et préfrontal). Enfin, indépendamment de la valence des stimuli, les deux groupes ont démontré une augmentation des activations cérébrales pour les images de forte intensité par rapport à celles de plus faible intensité. La seconde étude a quant à elle exploré les différences de sexe potentielles au niveau des activations cérébrales associées à la mémoire émotionnelle dans la schizophrénie et dans la population en général. Nous avons comparé 41 patients atteints de schizophrénie (20 femmes) à 41 participants en bonne santé (19 femmes) alors qu’ils effectuaient la même tâche de mémoire émotionnelle mentionnée plus haut. Or, pour cette étude, nous nous sommes concentrés sur les conditions suivantes : la reconnaissance d’images positives, négatives et neutres. Nous n'avons pas observé de différences entre les hommes et les femmes au niveau des performances à la tâche de mémoire pour aucune des conditions. En ce qui a trait aux données de neuroimagerie, comparativement aux femmes en bonne santé, celles atteintes de schizophrénie ont montré une diminution des activations cérébrales dans les régions corticales du système limbique (p. ex. cortex cingulaire moyen) et dans les régions sous-corticales (p. ex. amygdale) lors de la reconnaissance d'images négatives. Pour ce qui est de la condition positive, elles ont présenté, comparativement au groupe de femmes saines, des diminutions d’activations spécifiquement dans le cervelet ainsi que dans le gyrus frontal inférieur et moyen. Les hommes atteints de schizophrénie, eux, ont montré une augmentation d’activations par rapport aux hommes sains dans le gyrus préfrontal médian lors de la reconnaissance des stimuli négatifs ; ainsi que dans les régions pariétales, temporales et limbiques lors de la reconnaissance des stimuli positifs. Dans un autre ordre d’idées, notre analyse corrélationnelle a mis en évidence, chez les femmes, un lien significatif entre l’activité cérébrale et les symptômes au cours de la mémoire des stimuli positifs, alors que chez les hommes atteints schizophrénie, ce lien a été observé au cours de la mémoire des stimuli négatifs. Bref, l’ensemble de nos résultats suggère, chez les patients atteints de schizophrénie, un fonctionnement cérébral atypique spécifiquement lors de la reconnaissance d’images négatives, mais un fonctionnement intact lors de la reconnaissance de stimuli positifs. De plus, nous avons mis en évidence la présence de différences de sexe dans les activations cérébrales associées à la mémoire épisodique émotionnelle soulignant ainsi l'importance d’étudier séparément les hommes et les femmes atteints de schizophrénie dans le cadre de recherches sur les plans cognitif et émotionnel.

Distinction between semantic and episodic memory: The underlying mechanisms for autonoetic consciousness

In 1972, episodic and semantic memories were considered to reflect different types of knowledge (Tulving, 1972). However, these early definitions encountered many difficulties. Now, Episodic and semantic memories are discussed in terms of awareness associated with retrieval (Wheeler, Stuss, & Tulving, 1997): Autonoetic consciousness (i.e., feeling of remembering) is considered associated with retrieval from the episodic memory system, while noetic consciousness (i.e., feeling of knowing) is considered characterized by retrieval from the semantic memory system. The present article investigated determinants of autonoetic consciousness in order to clarify characteristics of perceptual knowledge that is being recalled, the more strongly the individual feels autonoetic consciousness during retrieval, and that autonoetic consciousness is based on rich sensory-perceptual knowledge. Furthermore, we suggested that the parietal and frontal lobes mediate the process of generating autonoetic consciousness. This suggested that sensory-perceptual knowledge, the parietal lobe and the frontal lobe are important factors for discriminating episodic memory afrom semantic memory.