Edustuksen muutoksen dynamiikka muistin taustalla

Jokaiselle osallistujalle suoritetaan kaksi fMRI-sessiota. Paikallistajasisässä tutkijat keräävät anatomiset kuvat ja fMRI-dataa, joka tarvitaan visuaalisten alueiden määrittämiseen kunkin yksilön omassa aivoavaruudessa. Kahden korkean resoluution anatomisen kuvan lisäksi jokaiselta osallistujalta kerätään kaksi lyhyttä toiminnallista tehtävää: 1) populaation reseptiivisen kentän (pRF) kartoitus; 2) visuaalisten kategorioiden paikallistaja. pRF-kartoitus tehtävä koostuu useista ajoista, joissa palkkiaukko liikkuu näkökentän keskustan 8 asteen alueella. Tämän avulla voimme arvioida yksittäisten vokselien retinotooppista herkkyyttä visuaalisessa aivokuorella ja piirtää rajat eri retinotooppisten kenttäkarttojen välille. Visuaalisten kategorioiden paikallistaja on lohkomalli, jossa on erilaisia kuvakategorioita. Tämän avulla voimme määrittää korkeamman tason kategoriavalikoivia aivoalueita.

Kokeellisessa sessiossa tutkijat keräävät fMRI-dataa, kun osallistujat kokevat samojen ärsykkeiden havaitsemista ja muistamista. Arvioidaksemme, yleistyvätkö löydöksemme yksinkertaisten ja monimutkaisten visuaalisten ärsykkeiden välillä, käytetään kahta ärsykeluokkaa: yksinkertaisia kuvioita diskreeteissä spatiaalisissa sijainneissa, aiemman työn mukaisesti, ja luonnollisia kuvia. Opintolohkoissa osallistujat opiskelevat vihje-ärsyke-pareja. Väritetyt kiinnityspisteet käytetään vihjeinä. Ärsykkeet kuuluvat johonkin edellä mainituista luokista. Muistolohkoissa osallistujia pyydetään muistamaan ärsyke annetun vihjeen perusteella. Muistaminen tapahtuu jommassa kummassa kahdesta tilanteesta: toistuvassa ja kontrollitilanteessa. Toistuva tilanne mahdollistaa sen tutkimisen, kuinka muistiesitykset kehittyvät toistuvan noutamisen myötä, kun taas kontrollitilanne tarjoaa vastaavan perustason arvioida muutoksia saman todellisen aikavälin aikana. Pareille toistuvassa tilanteessa osallistujat muistavat kunkin ärsykkeen 5 kertaa, vuorotellen muiden parien muistojen kanssa. Pareille kontrollitilanteessa osallistujat muistavat kunkin ärsykkeen 2 kertaa. Kriittisesti, tämän tilanteen muistot ajoitetaan siten, että ne vastaavat toistuvan tilanteen muistoja 1 ja 5, tarjoten kontrollin kuluneelle ajalle. Opinto- ja muistolohkot suoritetaan vuorotellen.

Analyysit vertailevat BOLD-aktiivisuuskuvioita toistuvasta noutamisesta, kontrollinoutamisesta ja opintotilanteista. Opintokokeiden data keskiarvoidaan muodostaen yksi kuvio jokaiselle ärsykkeelle. Noutodata analysoidaan erikseen jokaiselle ärsykkeelle ja noutoyritykselle molemmissa tilanteissa. Sekä spatiaalisille ärsykkeille että luonnollisille kuville tutkijat keskittyvät vertailemaan esitysmuutoksia toistuvan ja kontrollitilanteiden välillä. Vaikka aivoesitysten kuvaamiseen käytetyt erityismallit vaihtelevat ärsyketyypin mukaan, analyysit muuten noudattavat rinnakkaisia menettelytapoja. Spatiaalisille ärsykkeille tutkijat käyttävät aiemmin julkaistua lähestymistapaa, joka yhdistää pRF-arvioita tehtävään perustuvaan BOLD-dataan spatiaalisen virityksen mittaamiseksi visuaalisilla alueilla. Tämä menetelmä arvioi tehtävän herättämän BOLD-vasteen amplitudia kussakin vokselissa funktiona vokselin pRF:n ja ärsykkeen spatiaalisen sijainnin välisestä etäisyydestä. Tutkijat vertailevat spatiaalista viritystä toistuvan ja kontrollinoutotilanteiden välillä sekä opintotilanteen kanssa määrittääkseen, kertyykö spatiaalisen virityksen muutoksia toistuvan noutamisen myötä. Luonnollisille kuville tutkijat vertailevat BOLD-aktiivisuuskuvioiden esitysrakennetta konvoluutioneuroverkko (CNN) -malliin. Käyttäen esityssamanlaisuusanalyysiä (RSA) tutkijat arvioivat samankaltaisuutta CNN-pohjaisten upotusten ja BOLD-aktiivisuuskuvioiden välillä sekä opinto- että muistotilanteissa. Korkeammat korrelaatiot varhaisten CNN-kerrosten kanssa viittaavat siihen, että matalan tason visuaalisia piirteitä edustetaan, kun taas korkeammat korrelaatiot syvempien kerrosten kanssa osoittavat korkeamman tason visuaalisten piirteiden esitystä. Tutkijat käyttävät tätä lähestymistapaa vertaillakseen korrelaatioita toistuvasta ja kontrollitilanteista testatakseen, vahvistuvatko esitysmuutokset toistuvan noutamisen myötä.