title: Flexible updating of visual working memory - The joint roles of attention and action
title: Flexible Aktualisierung des visuellen Arbeitsgedächtnisses - Die Rollen von Aufmerksamkeit und Handlungen
Creators: name: Heuer, Anna
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2016
Subjects: subject: Handlung , Psychologie
subject: Action planning
subject: Arbeitsgedächtnis
subject: Visual working memory
subject: Kognitive Psychologie , Visuelle Aufmerksamkeit
subject: Neurowissenschaften
subject: Attention
subject: Psychology
subject: FOS: Psychology
subject: Psychologie

description: Visual working memory allows us to
      retain information over short periods of time, thereby
      enabling the comparison of objects separated in time or
      space. This ability is critical for various tasks, but it is
      highly limited in capacity (e.g., Luck &amp; Vogel, 2013). As
      visual information constantly gains or loses relevance as we
      interact with our environment, there is a need to update the
      contents of visual working memory in a flexible manner to
      ensure that its limited capacity is used efficiently. In five
      studies, this dissertation examined how this updating is
      accomplished. The first part of this dissertation (Studies
      I-III) investigated updating following so-called retrocues
      presented during visual working memory maintenance,
      indicating some memorized items as more task-relevant than
      others and thereby inducing a strategic internal orienting of
      attention (e.g., Griffin &amp; Nobre, 2003). Results showed
      that this attentional selection of representations yields a
      benefit (i.e., better memory) for task-relevant information
      (Studies I – III), with the magnitude of this benefit being
      related to the attentional efficiency of an individual (Study
      I). The consequence of this attentional selection for the
      other, unselected representations is sensitive to task
      context: When there are graded differences in the relevance
      of maintained information, the contents of visual working
      memory can be weighted to reflect these differences. While
      the most important information is robustly maintained inside
      the focus of attention, less important information can be
      maintained in a more vulnerable state outside the focus of
      attention, from where it can be accessed to be refocused and
      retrieved if need be (Study I). Studies II and III
      established that different visual properties (e.g., location
      or colour) can be used to guide the selection of relevant
      representations. A basic distinction can be drawn between
      mechanisms of spatial and feature-based attentional
      selection, which can be dissociated in terms of behavioural
      signatures (Study II) and involved cortical areas (Study
      III). The second part of the dissertation looked at the
      effects of more natural indicators of the relevance of
      specific aspects of our visual surroundings: actions and
      action-intentions. Instead of presenting retrocues during
      visual working memory maintenance, Studies IV and V used
      dual-task paradigms, in which an action was to be executed or
      prepared. This action rendered some items in a concurrently
      performed memory task more potentially relevant than others.
      Results revealed that selective action-related processing
      continues to influence visual processing beyond the
      perceptual stage, inducing an updating of visual working
      memory that reflects differences in the action-relevance of
      representations. Representations that hold potential
      action-relevance because they spatially correspond to the
      location of an action goal (Study IV) or because they contain
      information that is coded on a feature-dimension that is
      critical for a particular type of action being prepared
      (Study V) are preferentially maintained and recalled with
      higher accuracy than information that is action-irrelevant.
      The effect of actions on maintenance was found to be
      particularly pronounced when memory load corresponded to the
      average visual working memory capacity (Study IV), suggesting
      that information holding potential relevance for an action is
      prioritized when demand on the system is high. Furthermore,
      Study IV provided evidence that action-related enhancement at
      the mnemonic level is spatially not as precise as it has been
      shown to be for perception (e.g., Baldauf et al., 2006).
      Instead, results indicated a graded enhancement spreading out
      from the representation corresponding to the action goal
      location. In sum, the present dissertation demonstrates that
      updating of visual working memory is remarkably flexible.
      Maintained information can be weighted to reflect graded
      differences in relevance (Studies I-V), irrespective of
      whether this relevance is explicitly indicated by external
      cues (Studies I-III) or more implicitly indicated by action
      intentions (Studies IV and V). Different representational
      characteristics can guide the selection of relevant memory
      contents: Updating is induced when some representations are
      more important than others because they correspond to
      relevant locations (Studies I-IV) or because they contain a
      feature, which is more relevant than other features of the
      same dimension (Studies II and III) or coded on a feature
      dimension that is more relevant than other dimensions (Study
      V). This flexibility highlights the versatile nature of
      visual working memory, which allows for an efficient use of
      its highly limited capacity in any given situation.
description: Im visuellen Arbeitsgedächtnis
      kann Information über einen kurzen Zeitraum aufrechterhalten
      werden, was für eine Vielzahl von Aufgaben benötigt wird. Die
      Kapazität des visuellen Arbeitsgedächtnisses ist jedoch nur
      sehr klein. Um sicherzustellen, dass diese begrenzte
      Kapazität effizient genutzt wird, bedarf es einer flexiblen
      Aktualisierung der Arbeitsgedächtnisinhalte, da sich die
      Relevanz visueller Information in der Interaktion mit unserer
      Umwelt permanent verändert. In den fünf Studien der
      vorliegenden Dissertation wurde diese Aktualisierung
      untersucht. Der erste Teil der Dissertation (Studien I – III)
      widmete sich der Aktualisierung von Arbeitsgedächtnisinhalten
      in Folge von Hinweisreizen (Retrocues), die erst in der
      Behaltensphase dargeboten werden und anzeigen, dass einige
      der Gedächtnisinhalte relevanter sind als andere. Das führt
      zu einer strategischen internalen Ausrichtung von
      Aufmerksamkeit (z.B. Griffin &amp; Nobre, 2003). Die
      Ergebnisse zeigten, dass diese attentionale Auswahl von
      Repräsentationen eine verbesserte Gedächtnisleistung für
      aufgabenrelevante Inhalte bewirkt (Studien I-III), und dass
      dieser Leistungsgewinn mit der individuellen Effizienz
      attentionaler Kontrolle zusammenhängt (Studie I). Die Folge
      dieser attentionalen Auswahl für nicht ausgewählte Inhalte
      ist kontextsensitiv: Bei graduellen Unterschieden in der
      Relevanz werden Gedächtnisinhalte entsprechend aktualisiert
      und gewichtet. Besonders wichtige Information wird somit im
      Fokus der Aufmerksamkeit in robuster Weise aufrechterhalten,
      während weniger wichtige Information in einem fragileren
      Zustand außerhalb dieses Fokus bereitgehalten werden kann
      (Studie I). Studien II und III zeigten, dass die attentionale
      Auswahl von Repräsentationen auf unterschiedlichen visuellen
      Merkmalen (z.B. Position, Form oder Farbe) basieren kann.
      Unterschieden werden kann hier zwischen Mechanismen
      räumlicher und merkmalsbezogener Aufmerksamkeit, die sowohl
      auf der Verhaltens- (Studie II) als auch auf der kortikalen
      Ebene (Studie III) voneinander abgegrenzt werden können. Im
      zweiten Teil der Dissertation wurden die Effekte von
      natürlicheren Indikatoren der Relevanz bestimmter Aspekte
      unserer visuellen Umwelt untersucht: Handlungen und
      Handlungsintentionen. Statt Retrocues während der
      Aufrechterhaltung von Informationen im visuellen
      Arbeitsgedächtnis darzubieten, wurde in Studien IV und V eine
      Handlung als Zusatzaufgabe ausgeführt oder vorbereitet. Durch
      diese Handlung wurden bestimmte Arbeitsgedächtnisinhalte
      potentiell (handlungs-)relevanter als andere. Die Ergebnisse
      zeigten, dass selektive handlungsbezogene Verarbeitung eine
      Arbeitsgedächtnisaktualisierung bewirkt, die Unterschiede in
      potentieller Handlungsrelevanz widerspiegelt.
      Repräsentationen, die Handlungsrelevanz aufweisen, weil sie
      räumlich mit einem Handlungsziel korrespondieren (Studie IV)
      oder weil sie durch eine handlungsrelevante Merkmalsdimension
      definiert sind (Studie V) werden bevorzugt aufrechterhalten
      und können mit höherer Genauigkeit abgerufen werden als
      handlungsirrelevante Repräsentationen. Dieser Effekt von
      Handlungen auf Arbeitsgedächtnisaktualisierung zeigte sich
      als besonders ausgeprägt, wenn die Arbeitsgedächtnisbelastung
      an der durchschnittlichen Kapazitätsgrenze lag (Studie IV).
      Gedächtnisinhalte mit potentieller Bedeutsamkeit für eine
      Handlung werden folglich vor allem dann priorisiert, wenn die
      Beanspruchung des Gedächtnisses hoch ist. Studie IV zeigte
      zudem, dass der Einfluss handlungsbezogener
      Aufmerksamkeitsausrichtung auf die Aufrechterhaltung im
      visuellen Arbeitsgedächtnis räumlich nicht auf die Position
      des Handlungsziels begrenzt ist, sondern nur allmählich mit
      zunehmendem Abstand abnimmt. Insgesamt zeigt die vorliegende
      Dissertation eine bemerkenswerte Flexibilität der
      Aktualisierung von Inhalten des visuellen
      Arbeitsgedächtnisses. Aufrechterhaltene Information kann
      unter Berücksichtigung gradueller Unterschiede ihrer Relevanz
      gewichtet werden (Studien I-V), sowohl wenn diese Relevanz
      explizit durch externale Cues definiert wird (Studien I-III)
      als auch wenn sie implizit eine Folge von
      Handlungsintentionen ist (Studien IV und V). Für die Auswahl
      relevanter Gedächtnisinhalte können verschiedene
      Repräsentationsmerkmale genutzt werden: Repräsentationen
      können wichtiger sein als andere, weil sie mit einer
      relevanten Position korrespondieren (Studien I-IV) oder weil
      sie ein Merkmal enthalten, das relevanter ist als andere
      Merkmale der gleichen Dimension (Studien II und III), oder
      das einer Merkmalsdimension angehört, die relevanter ist als
      andere Dimensionen (Studie V). Diese Flexibilität weist auf
      eine besondere Anpassungsfähigkeit des visuellen
      Arbeitsgedächtnisses hin, die eine effiziente Nutzung seiner
      stark begrenzten Kapazität angesichts eines Überschusses an
      visueller Information mit kontinuierlich variierender
      Relevanz möglich macht.