La dinamica del cambiamento rappresentazionale alla base del ricordo

Verranno condotte due sessioni fMRI per ogni soggetto. Nella sessione di localizzazione, i ricercatori raccoglieranno immagini anatomiche e dati fMRI necessari per definire le aree visive nello spazio cerebrale nativo di ciascun individuo. Oltre a due immagini anatomiche ad alta risoluzione, verranno acquisiti due brevi compiti funzionali da ogni partecipante: 1) mappatura del campo recettivo popolazionale (pRF); 2) localizzatore di categorie visive. Il compito di mappatura pRF consisterà in diverse esecuzioni di un'apertura a barra che si sposta attraverso i centrali 8 gradi del campo visivo. Ciò ci permetterà di stimare la sensibilità retinotopica di singoli voxel nella corteccia visiva e tracciare i confini tra diverse mappe di campo retinotopico. Il localizzatore di categorie visive sarà un design a blocchi con diverse categorie di immagini. Ciò ci permetterà di definire aree cerebrali di livello superiore selettive per categoria.

Nella sessione sperimentale, i ricercatori raccoglieranno dati fMRI mentre i soggetti sono sottoposti a percezione e rievocazione degli stessi stimoli. Per valutare se i nostri risultati siano generalizzabili a stimoli visivi semplici e complessi, verranno utilizzate due classi di stimoli: modelli semplici in posizioni spaziali discrete, seguendo lavori precedenti, e immagini naturali. Nei blocchi di studio, i soggetti studieranno coppie cue-stimolo. Punti di fissazione colorati verranno utilizzati come cue. Gli stimoli apparterranno a una delle classi sopra menzionate. Nei blocchi di rievocazione, ai partecipanti verrà chiesto di rievocare lo stimolo dato il cue. La rievocazione avverrà in una delle due condizioni: ripetuta e controllo. La condizione ripetuta ci permette di esaminare come le rappresentazioni della memoria si evolvono con la rievocazione ripetuta, mentre la condizione di controllo fornirà una linea di base corrispondente per valutare i cambiamenti nello stesso intervallo di tempo reale. Per le coppie nella condizione ripetuta, i partecipanti rievocheranno ogni stimolo 5 volte, intervallate da rievocazioni di altre coppie. Per le coppie nella condizione di controllo, i partecipanti rievocheranno ogni stimolo 2 volte. In modo cruciale, le rievocazioni di questa condizione saranno distanziate in modo da corrispondere alle rievocazioni 1 e 5 della condizione ripetuta, fornendo un controllo per il tempo trascorso. I blocchi di studio e rievocazione verranno eseguiti in ordine intervallato.

Le analisi confronteranno i pattern di attività BOLD della rievocazione ripetuta, della rievocazione di controllo e delle condizioni di studio. I dati delle prove di studio verranno mediati per formare un singolo pattern per ogni stimolo. I dati di rievocazione verranno analizzati separatamente per ogni stimolo e tentativo di rievocazione in entrambe le condizioni. Per entrambi gli stimoli spaziali e le immagini naturali, i ricercatori si concentreranno sul confronto dei cambiamenti rappresentativi tra le condizioni ripetuta e di controllo. Sebbene i modelli specifici utilizzati per caratterizzare le rappresentazioni cerebrali differiscano per tipo di stimolo, le analisi seguiranno altrimenti procedure parallele. Per gli stimoli spaziali, i ricercatori utilizzeranno un approccio precedentemente pubblicato che combina le stime pRF con i dati BOLD basati sul compito per quantificare la sintonizzazione spaziale nelle aree visive. Questo metodo valuta l'ampiezza della risposta BOLD evocata dal compito in ogni voxel in funzione della distanza tra il pRF del voxel e la posizione spaziale dello stimolo. I ricercatori confronteranno la sintonizzazione spaziale tra le condizioni di rievocazione ripetuta e di controllo, nonché con la condizione di studio, per determinare se i cambiamenti nella sintonizzazione spaziale si accumulino con la rievocazione ripetuta. Per le immagini naturali, i ricercatori confronteranno la struttura rappresentativa dei pattern di attività BOLD con quella di un modello di rete neurale convoluzionale (CNN). Utilizzando l'analisi di similarità rappresentazionale (RSA), i ricercatori valuteranno la similarità tra gli embedding derivati dalla CNN e i pattern di attività BOLD durante sia lo studio che la rievocazione. Correlazioni più elevate con i primi strati della CNN suggeriscono che sono rappresentate caratteristiche visive di basso livello, mentre correlazioni più elevate con strati più profondi indicano la rappresentazione di caratteristiche visive di livello superiore. I ricercatori utilizzeranno questo approccio per confrontare le correlazioni dalle condizioni ripetuta e di controllo, testando se i cambiamenti rappresentativi si rafforzino con la rievocazione ripetuta.