Dynamika reprezentačních změn podmiňujících vybavování

U každého subjektu budou provedeny dvě fMRI relace. V lokalizační relaci výzkumníci získají anatomické snímky a fMRI data nezbytná pro definici vizuálních oblastí v nativním mozkovém prostoru každého jedince. Kromě dvou anatomických snímků s vysokým rozlišením budou od každého účastníka pořízeny dvě krátké funkční úlohy: 1) mapování populačních receptivních polí (pRF); 2) lokalizátor vizuálních kategorií. Úloha mapování pRF bude sestávat z několika běhů, během nichž se bude přes centrálních 8 stupňů zorného pole pohybovat clonka. To nám umožní odhadnout retinotopickou citlivost jednotlivých voxelů ve vizuálním kortexu a stanovit hranice mezi různými retinotopickými mapami. Lokalizátor vizuálních kategorií bude blokový design s různými kategoriemi obrázků. To nám umožní definovat vyšší kategoricky selektivní mozkové oblasti.

V experimentální relaci výzkumníci získají fMRI data, zatímco subjekty vnímají a vybavují si stejné podněty. Abychom vyhodnotili, zda se naše zjištění zobecňují na jednoduché i složité vizuální podněty, budou použity dvě třídy podnětů: jednoduché vzory v diskrétních prostorových polohách, v souladu s předchozí prací, a přirozené obrázky. Ve studijních blocích si budou subjekty osvojovat dvojice podnět-klíč. Jako klíče budou použity barevné fixační tečky. Podněty budou z jedné z výše uvedených tříd. Ve vybavovacích blocích budou účastníci požádáni, aby si na základě klíče vybavili podnět. Vybavování bude probíhat za jedné ze dvou podmínek: opakované a kontrolní. Opakovaná podmínka nám umožní zkoumat, jak se paměťové reprezentace vyvíjejí s opakovaným vybavováním, zatímco kontrolní podmínka poskytne odpovídající základní linii pro posouzení změn ve stejném skutečném časovém intervalu. Pro dvojice v opakované podmínce si účastníci vybaví každý podnět 5krát, přičemž vybavování jednotlivých dvojic bude prokládáno. Pro dvojice v kontrolní podmínce si účastníci vybaví každý podnět 2krát. Klíčové je, že vybavování v této podmínce bude načasováno tak, aby odpovídalo vybavování 1 a 5 v opakované podmínce, což poskytne kontrolu pro uplynulý čas. Studijní a vybavovací bloky budou prováděny v prokládaném pořadí.

Analýzy budou porovnávat vzorce BOLD aktivity z opakovaného vybavování, kontrolního vybavování a studijních podmínek. Data ze studijních pokusů budou zprůměrována, aby vytvořila jeden vzor pro každý podnět. Data z vybavování budou analyzována samostatně pro každý podnět a každý pokus o vybavování v obou podmínkách. U prostorových podnětů i přirozených obrázků se výzkumníci zaměří na porovnání změn reprezentace mezi opakovanými a kontrolními podmínkami. Ačkoli se konkrétní modely používané k charakterizaci mozkových reprezentací liší podle typu podnětu, analýzy budou jinak následovat paralelní postupy. U prostorových podnětů použijí výzkumníci dříve publikovaný přístup, který kombinuje odhady pRF s úlohovými BOLD daty, aby kvantifikovali prostorové ladění ve vizuálních oblastech. Tato metoda hodnotí amplitudu úlohou vyvolané BOLD odezvy v každém voxelu jako funkci vzdálenosti mezi pRF voxelu a prostorovou polohou podnětu. Výzkumníci porovnají prostorové ladění v opakovaných a kontrolních vybavovacích podmínkách, stejně jako se studijní podmínkou, aby určili, zda se změny v prostorovém ladění kumulují s opakovaným vybavováním. U přirozených obrázků porovnají výzkumníci reprezentační strukturu vzorců BOLD aktivity se strukturou modelu konvoluční neuronové sítě (CNN). Pomocí analýzy reprezentační podobnosti (RSA) výzkumníci posoudí podobnost mezi vektory odvozenými z CNN a vzorci BOLD aktivity během studia i vybavování. Vyšší korelace s ranými vrstvami CNN naznačují, že jsou reprezentovány nízkoúrovňové vizuální rysy, zatímco vyšší korelace s hlubšími vrstvami naznačují reprezentaci vysokoúrovňových vizuálních rysů. Výzkumníci použijí tento přístup k porovnání korelací z opakovaných a kontrolních podmínek a otestují, zda se reprezentační změny posilují s opakovaným vybavováním.