The role of episodic memory in human covariation assessment : behavioral and electrophysiological investigations on the distinctiveness-based illusory correlation

Abstract

Illusory correlations (IC) are subjectively assessed correlations which differ systematically from an actually observed correlation. In stereotyping people form associations between majorities and frequent, desirable behavior and minorities and infrequent, undesirable behavior, although group membership and behavior are actually uncorrelated. The Shared Distinctiveness Account (SDA) explains ICs by differential accessibility of infrequent and distinctive group-behavior combinations in episodic memory. However, this view has been challenged by proponents of an Information Loss Account (ILA), who claim that ICs result from regression to the mean due to noise in memory channels. This noise is supposed to especially affect infrequent group-behavior combinations. A third major account of the IC proposes that category accentuation causes ICs. According to the accentuation account, the focus of attention should lie on both the most frequent and the least frequent category combination in order to maximize the differentiation between the categories. The studies reported in this thesis aimed at determining the role of episodic memory in human covariation assessment and the relative merit of the different accounts of ICs by using behavioral and event-related potential (ERP) methods. According to the ILA, ICs result from greater fading of infrequent group-behavior combinations in memory. Experiment 1 and 2 investigated whether ICs can be observed not only under standard conditions with skewed category frequencies (i.e. 2:1 ratio for positive and negative traits; Experiment 1), but also under conditions with equated category frequencies (i.e. 1:1 ratio for positive and negative traits; Experiment 2). Equated category frequencies preclude regression, but allow differential accessibility due to distinctiveness. We conducted a computer simulation study based on the ILA which showed that ICs are expected under standard conditions with skewed category, but not under conditions with equated category frequencies. Contrary to these simulations, our behavioral experiments revealed an IC under both, the skewed frequency condition and the equated frequency condition. Thus, information loss alone is not sufficient as an explanation for the formation of ICs. These results imply that negative items contribute to ICs not only due to their infrequency, but also due to their emotional significance. Since the results of Experiment 1 and 2 were inconclusive concerning the involvement of episodic memory, we conducted Experiment 3 in order to clarify the role of episodic memory in the generation of ICs. In this online questionnaire study, we improved the methods of prior studies by accounting for primacy and recency effects and by reducing the impact of response bias via the inclusion of novel distracters in the source memory task. Participants overestimated the frequency of negative behaviors in the minority and evaluated the minority less favorable than the majority indicating that the online questionnaire successfully induced an IC. Overall source memory accuracy was equal for the majority and the minority. However, memory for negative behavior was elevated for the minority even after controlling for response bias. This result is consistent with the prediction from the SDA. Experiment 3, thus, implies that heightened availability of distinctive group-behavior combinations underlies the IC. In Experiment 4, we used ERP in order to compare the SDA with the accentuation account. According to the SDA, most attention should be paid to the least frequent category combination at learning, whereas the accentuation account predicts that most attention should be paid to the most frequent and the least frequent category combination. An active oddball task was used to elicit a P300, a marker for subjective probability and attention allocation. The SDA would be consistent with a linear increase of the P300 amplitude from the most frequent to the least frequent category combination, whereas the accentuation account would be consistent with larger P300 amplitudes for the most frequent and the least frequent category combinations than for the moderate frequent category combinations. Consistent with the SDA, we found a linear increase in the P300 as a function of infrequency. Furthermore, a frontal slow wave differentiated between the least frequent category combination and all other category combinations. Together, our results not only support the SDA, but also indicate that a fronto-parietal network is involved in the formation of mental contingency representations. The von Restorff effect refers to the phenomenon that memory is enhanced for physically or semantically distinctive events. Distinctive events typically elicit a P300 and semantically distinctive events additionally elicit an N400. Memory studies with free recall generally report that P300 amplitude predicts subsequent memory performance. Some recent evidence indicates that N400 amplitude at study co-varies with familiarity-based recognition. In Experiment 5, the subsequent memory paradigm was combined with the von Restorff paradigm in order to test whether the N400 and the P300 at encoding predicts recognition based on familiarity and recollection, respectively. We recorded ERPs to physically and semantically distinctive items and control items at encoding and tested whether these items were later recognized on the basis of recollection or familiarity using the remember/know procedure. At encoding, physically and semantically distinctive items elicited a P300 and semantically distinctive items elicited an N400. Whereas the P300 amplitude to physically and semantically distinctive items at encoding was significantly larger for remembered than for known and forgotten items, the N400 did not differ between items subsequently remembered, known or forgotten. Unexpectedly, no von Restorff effect was found for physically and semantically distinctive items. However, high overall memory performance might explain the absence of a von Restorff effect. The ERP results support the view that P300 activity at encoding is linked to subsequent recollection-based recognition. Thus, recollection, but not familiarity, seems to depend crucially on the encoding context. Experiment 6 was an ERP study designed to determine whether perceived item distinctiveness was related to subsequent memory and the IC. We exploited the fact that more distinctive items elicit larger P300 responses than less distinctive items, which also predicts subsequent memory performance differences for such items. Distinctiveness at encoding was created by presenting words that infrequently differed either in color or valence from frequently presented, positive words. Shared distinctive items deviated in both color and valence. We hypothesized that shared distinctiveness would lead to an enhanced P300 subsequent memory effect (SME), better source memory performance, and an overestimation of the frequency of shared distinctive items. Behavioral results indicated the presence of a shared distinctiveness effect in source memory and an overestimation of the frequency of shared distinctive items. In addition, memory was enhanced for positive items in the frequent color. This pattern was also reflected in the P300 for highly positive and negative items. However, shared distinctiveness did not modulate the P300 SME indicating that the processing of distinctive features might be only indirectly related to better encoding. This study shows that shared distinctiveness indeed leads to better source memory and ICs. In contrast to predictions based on the SDA, source memory did not predict the extent of IC. Since effects were observed for the most frequent and the least frequent category combination, our results imply that the processing of distinctiveness might lead to attention allocation to diametrical category combinations, thereby accentuating the differences between the categories. Together, the results from the studies presented in this thesis provided little support for the ILA. In contrast, both, the SDA and the accentuation account, can account for parts of the results, but neither account provides a sufficient explanation for all results obtained in our studies. Furthermore, the studies in the present thesis were able to substantiate the effect of shared distinctiveness on memory in the IC paradigm. However, the results imply that episodic memory is predictive for the extent of IC, when participants deal with small samples as in Experiment 1, 2, and 3, but not when participants deal with large samples as in Experiment 6.

Illusorische Korrelationen (IC) sind subjektiv bewertete Korrelationen, die sich systematisch von einer tatsächlich beobachteten Korrelation unterscheiden. Bei der Stereotypisierung bilden Menschen Assoziationen zwischen Mehrheiten und häufigen, erstrebenswerten Verhaltensweisen und Minderheiten und seltenen, unerwünschten Verhaltensweisen, obwohl Gruppenzugehörigkeit und Verhalten tatsächlich unkorreliert sind. Der Shared-Distinctiveness-Ansatz (SDA) erklärt ICs durch differenziellen Zugriff auf seltene und somit distinkte Gruppen-Verhaltenskombinationen im episodischen Gedächtnis. Diese Ansicht wurde jedoch von Befürwortern eines Information-Loss-Ansatzes (ILA) in Frage gestellt, die behaupten, dass ICs durch Regression zur Mitte aufgrund von Rauschen in Speicherkanälen entstehen. Dieses Rauschen soll vor allem selten auftretende Gruppen-Verhaltenskombinationen betreffen. Ein dritter Ansatz der IC schlägt vor, dass Kategorieakzentuierung ICs verursacht. Laut des Akzentuierungsansatzes sollte der Fokus sowohl auf der häufigsten als auch auf der seltensten Kategorienkombination liegen, um die Differenzierung zwischen den Kategorien zu maximieren. Die in dieser Arbeit berichteten Studien zielten darauf ab, die Rolle des episodischen Gedächtnisses bei der subjektiven Kovariationsbeurteilung zu identifizieren und den relativen Nutzen der verschiedenen Ansätze zur Erklärung der IC mithilfe von behavioralen Methoden und ereigniskorrelierter Potentiale (EKPs) zu ermitteln. Laut dem ILA resultieren ICs aus einem stärkeren Informationsverlust von seltenen Gruppen-Verhaltenskombinationen im Gedächtnis. In Experiment 1 und 2 wurde untersucht, ob ICs nicht nur unter Standardbedingungen mit schiefen Kategorienhäufigkeiten (d.h. Verhältnis von 2:1 für positive und negative Merkmale; Experiment 1), sondern auch unter Bedingungen mit angeglichenen Kategorienhäufigkeiten (d.h. Verhältnis von 1:1 für positive und negative Eigenschaften; Experiment 2) beobachtet werden können. Angeglichene Kategorienhäufigkeiten schließen eine Regression zur Mitte aus, ermöglichen jedoch eine unterschiedliche Zugänglichkeit aufgrund von Distinktheit. Wir führten auf der Grundlage des ILA eine Computersimulationsstudie durch, die zeigte, dass ICs unter der Standardbedingung mit schiefen Kategorienhäufigkeiten erwartet werden, nicht jedoch unter Bedingungen mit angeglichenen Kategorienhäufigkeiten. Im Gegensatz zu den Ergebnissen der Simulationen zeigten unsere Verhaltensexperimente eine IC sowohl unter der schiefen Häufigkeitsbedingung als auch unter der Bedingung mit angeglichenen Häufigkeiten. Informationsverlust allein reicht daher nicht aus, um die Bildung von ICs unter beiden Bedingungen zu erklären. Diese Ergebnisse implizieren, dass negative Stimuli nicht nur aufgrund ihrer Häufigkeit, sondern auch aufgrund ihrer emotionalen Bedeutsamkeit zu ICs beitragen. Da die Ergebnisse von Experiment 1 und 2 hinsichtlich der Beteiligung des episodischen Gedächtnisses nicht eindeutig waren, führten wir Experiment 3 durch, um die Rolle des episodischen Gedächtnisses bei der Entstehung von ICs zu klären. In dieser Online-Fragebogenstudie haben wir die Methoden früherer Studien verbessert, indem Primacy- und Recency-Effekte berücksichtigt und die Auswirkung von Antwortverzerrungen durch die Einbeziehung neuartiger Distraktoren in die Quellengedächtnisaufgabe reduziert wurden. Die Teilnehmer überschätzten die Häufigkeit des negativen Verhaltens in der Minderheit und bewerteten die Minderheit weniger positiv als die Mehrheit, was darauf hinweist, dass der Online-Fragebogen erfolgreich eine IC induzierte. Die Quellengedächtnisleistung war für die Mehrheit und die Minderheit gleich. Das Gedächtnis für negative Verhaltensweisen war jedoch für die Minderheit erhöht, selbst wenn für Antwortverzerrungen kontrolliert wurde. Dieses Ergebnis stimmt mit der Vorhersage der SDA überein. Experiment 3 impliziert somit, dass der IC eine erhöhte Verfügbarkeit von unterschiedlichen Gruppen-Verhaltenskombinationen zugrunde liegt. In Experiment 4 haben wir EKPs verwendet, um den SDA mit dem Akzentuierungsansatz zu vergleichen. Laut dem SDA sollte der seltensten Kategorienkombination beim Lernen größte Aufmerksamkeit geschenkt werden, wohingegen der Akzentuierungsansatz vorhersagt, dass der häufigsten und der seltensten Kategorienkombination die größte Aufmerksamkeit gewidmet werden sollte. Ein aktiver Oddball wurde verwendet, um eine P300, ein Marker für die subjektive Wahrscheinlichkeit und die Zuweisung von Aufmerksamkeit, auszulösen. Der SDA wäre konsistent mit einer linearen Erhöhung der P300-Amplitude von der häufigsten zur seltensten Kategorienkombination, wohingegen der Akzentuierungsansatz mit größeren P300-Amplituden für die häufigsten und die seltensten Kategorienkombinationen im Vergleich zu moderat häufigen Kategorienkombinationen vereinbar wäre. In Übereinstimmung mit dem SDA fanden wir eine lineare Zunahme der P300 als Funktion der Seltenheit. Außerdem differenzierte eine Frontal-Slow-Wave zwischen der seltensten Kategorienkombination und allen anderen Kategorienkombinationen. Zusammengenommen unterstützen unsere Ergebnisse nicht nur den SDA, sondern zeigen auch, dass ein frontoparietales Netzwerk an der Bildung von mentalen Kontingenzrepräsentationen beteiligt ist. Der Von-Restorff-Effekt bezieht sich auf das Phänomen, dass das Gedächtnis für physisch oder semantisch distinkte Ereignisse verbessert ist. Distinkte Ereignisse rufen normalerweise eine P300 hervor, und semantisch distinkte Ereignisse lösen zusätzlich eine N400 aus. Gedächtnisstudien mit freiem Abruf berichten im Allgemeinen, dass die P300-Amplitude die nachfolgende Gedächtnisleistung vorhersagt. Einige neuere Befunde weisen darauf hin, dass die Amplitude der N400 bei der Enkodierung mit vertrautheitsbasiertem Wiedererkennung zusammenhängen könnte. In Experiment 5 wurde das Subsequent-Memory-Paradigma mit dem Von-Restorff-Paradigma kombiniert, um zu testen, ob die N400 und die P300 beim Enkodieren die Wiedererkennung anhand von Vertrautheit bzw. Rekollektion vorhersagen. Wir haben EKPs zu physisch und semantisch distinkte Wörter und Kontrollwörter bei der Enkodierung aufgezeichnet und mit dem Remember/Know-Verfahren getestet, ob diese Wörter später aufgrund von Rekollektion oder Vertrautheit wiedererkannt wurden. Bei der Enkodierung lösten physisch und semantisch distinkte Wörter eine P300 aus und semantisch distinkte Wörter lösten eine N400 aus. Während die P300-Amplitude für physisch und semantisch distinkte Wörter beim Enkodieren für per Rekollektion erinnerte Wörter signifikant größer war als für vertraute und vergessene Wörter, unterschied die N400 nicht zwischen Wörtern, die später erinnert, gewusst oder vergessen wurden. Wider Erwarten wurde kein Von-Restorff-Effekt für physikalisch und semantisch distinkte Wörter gefunden. Eine hohe allgemeine Wiedererkennensleistung könnte jedoch das Fehlen eines Von-Restorff-Effekts erklären. Die EKP-Ergebnisse unterstützen die Ansicht, dass die P300-Aktivität bei der Enkodierung mit der nachfolgenden rekollektionsbasierten Wiedererkennung verknüpft ist. Daher scheint Rekollektion, aber nicht die Vertrautheit, entscheidend vom Enkodierungskontext abzuhängen. Mit der EKP-Studie in Experiment 6 sollte festgestellt werden, ob die wahrgenommene Distinktheit mit der nachfolgenden Gedächtnisleistung und der IC zusammenhängt. Wir nutzten die Tatsache, dass distinkte Stimuli größere P300-Amplituden hervorrufen als weniger distinkte Stimuli und dass die P300 auch spätere Unterschiede in der Gedächtnisleistung für solche Stimuli vorhersagt. Distinktheit bei der Enkodierung wurde dadurch erzeugt, dass in manchen Durchgängen Wörter präsentiert wurden, die sich in Farbe oder Valenz von den häufig präsentierten, positiven Wörtern unterschieden. Stimuli mit geteilter Distinktheit (shared distinctiveness) unterschieden sich sowohl in Farbe als auch in Valenz von der Mehrheit. Wir testeten die Hypothese, dass die geteilte Distinktheit zu einem stärkeren P300-Subsequent-Memory-Effekt (SME), einer besseren Quellengedächtnisleistung und einer Überschätzung der Häufigkeit der Stimuli mit geteilter Distinktheit führen würde. Die behavioralen Ergebnisse zeigten einen Effekt für geteilte Distinktheit im Quellengedächtnis und eine Überschätzung der Häufigkeit von Stimuli mit geteilter Distinktheit. Darüber hinaus war das Gedächtnis für positive Stimuli in der häufigen Farbe verbessert. Dieses Muster spiegelt sich auch in der P300 für sehr positive und negative Stimuli wider. Die geteilte Distinktheit hatte keinen Einfluss auf den P300-SME, was darauf hindeutet, dass die Verarbeitung von distinkten Merkmalen möglicherweise nur indirekt mit einer besseren Enkodierung einhergeht. Diese Studie zeigt, dass die geteilte Distinktheit tatsächlich zu besserer Quellengedächtnisleistung und ICs führt. Im Gegensatz zu den auf SDA basierenden Vorhersagen sagte das Quellengedächtnis das Ausmaß an IC nicht vorher. Da Effekte für die häufigste und die seltenste Kategorienkombination beobachtet wurden, deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die Verarbeitung der Distinktheit zu einer Aufmerksamkeitsallokation auf diametralen gegenüberliegenden Kategorienkombinationen führen kann, wodurch die Unterschiede zwischen den Kategorien verstärkt werden. Insgesamt stützen die Ergebnisse der in dieser Arbeit vorgestellten Studien den ILA nicht. Im Gegensatz dazu können sowohl der SDA als auch der Akzentuierungsansatz Teile der Ergebnisse erklären, aber keiner der beiden Ansätze liefert eine hinreichende Erklärung für alle Ergebnisse unserer Studien. Darüber hinaus konnten die Studien der vorliegenden Arbeit die Wirkung der geteilten Distinktheit auf das Gedächtnis im IC-Paradigma belegen. Die Ergebnisse implizieren jedoch, dass das episodische Gedächtnis das Ausmaß an IC vorhersagt, wenn Personen es lediglich mit kleinen Stichproben wie in Experiment 1, 2 und 3 zu tun haben, nicht jedoch, wenn Personen mit großen Stichproben wie in Experiment 6 umgehen müssen.