Dynamika Zmian Reprezentacji Podstawowych w Procesie Przywoływania

Dla każdego uczestnika zostaną przeprowadzone dwie sesje fMRI. W sesji lokalizacyjnej badacze zbierą obrazy anatomiczne i dane fMRI niezbędne do określenia obszarów wzrokowych w indywidualnej przestrzeni mózgu każdej osoby. Oprócz dwóch wysokorozdzielczych obrazów anatomicznych, od każdego uczestnika zostaną pozyskane dwa krótkie zadania funkcjonalne: 1) mapowanie populacyjnego pola recepcyjnego (pRF); 2) lokalizator kategorii wizualnych. Zadanie mapowania pRF będzie obejmować kilka przebiegów, w których apertura w postaci paska będzie przemieszczać się przez centralne 8 stopni pola widzenia. Pozwoli to oszacować retinotopową wrażliwość poszczególnych wokseli w korze wzrokowej i wyznaczyć granice między różnymi mapami pól retinotopowych. Lokalizator kategorii wizualnych będzie miał projekt blokowy z różnymi kategoriami obrazów. Pozwoli to zdefiniować obszary mózgu selektywne dla wyższych kategorii.

W sesji eksperymentalnej badacze będą zbierać dane fMRI podczas gdy uczestnicy będą poddawani percepcji i przypominaniu tych samych bodźców. Aby ocenić, czy nasze wyniki są ogólne dla prostych i złożonych bodźców wzrokowych, zostaną użyte dwie klasy bodźców: proste wzory w dyskretnych lokalizacjach przestrzennych, zgodnie z wcześniejszymi pracami, oraz obrazy naturalne. W blokach nauki uczestnicy będą uczyć się par wskazówka-bodziec. Jako wskazówki zostaną użyte kolorowe kropki fiksacji. Bodźce będą pochodzić z jednej z wymienionych klas. W blokach przypominania uczestnicy będą proszeni o przypomnienie bodźca na podstawie wskazówki. Przypominanie będzie odbywać się w jednym z dwóch warunków: powtarzanym i kontrolnym. Warunek powtarzany pozwala zbadać, jak reprezentacje pamięciowe ewoluują wraz z powtarzanym przypominaniem, podczas gdy warunek kontrolny zapewni dopasowaną linię bazową do oceny zmian w tym samym rzeczywistym przedziale czasu. Dla par w warunku powtarzanym uczestnicy będą przypominać każdy bodziec 5 razy, przeplatając to z przypominaniem innych par. Dla par w warunku kontrolnym uczestnicy będą przypominać każdy bodziec 2 razy. Kluczowe jest, że przypominania w tym warunku będą rozłożone tak, aby odpowiadały przypominaniom 1 i 5 z warunku powtarzanego, co zapewnia kontrolę dla upływającego czasu. Bloki nauki i przypominania będą wykonywane w kolejności przeplatanej.

Analizy będą porównywać wzorce aktywności BOLD z warunków powtarzanego przypominania, kontrolnego przypominania i nauki. Dane z prób nauki zostaną uśrednione, aby utworzyć pojedynczy wzór dla każdego bodźca. Dane z przypominania będą analizowane oddzielnie dla każdego bodźca i próby przypominania w obu warunkach. Dla zarówno bodźców przestrzennych, jak i obrazów naturalnych, badacze skupią się na porównaniu zmian reprezentacyjnych między warunkami powtarzanym i kontrolnym. Chociaż konkretne modele używane do charakteryzowania reprezentacji mózgowych różnią się w zależności od typu bodźca, analizy będą poza tym przebiegać równoległymi procedurami. Dla bodźców przestrzennych badacze użyją wcześniej opublikowanego podejścia, które łączy estymaty pRF z danymi BOLD opartymi na zadaniu, aby kwantyfikować dostrajanie przestrzenne w obszarach wzrokowych. Ta metoda ocenia amplitudę wywołanej zadaniem odpowiedzi BOLD w każdym wokselu jako funkcję odległości między pRF woksela a lokalizacją przestrzenną bodźca. Badacze porównają dostrajanie przestrzenne między warunkami powtarzanego i kontrolnego przypominania, a także z warunkiem nauki, aby określić, czy zmiany w dostrajaniu przestrzennym kumulują się podczas powtarzanego przypominania. Dla obrazów naturalnych badacze porównają strukturę reprezentacyjną wzorców aktywności BOLD ze strukturą modelu konwolucyjnej sieci neuronowej (CNN). Używając analizy podobieństwa reprezentacyjnego (RSA), badacze ocenią podobieństwo między osadzeniami pochodzącymi z CNN a wzorcami aktywności BOLD podczas nauki i przypominania. Wyższe korelacje z wczesnymi warstwami CNN sugerują reprezentację niskopoziomowych cech wizualnych, podczas gdy wyższe korelacje z głębszymi warstwami wskazują na reprezentację cech wizualnych wyższego poziomu. Badacze użyją tego podejścia do porównania korelacji z warunków powtarzanego i kontrolnego, testując, czy zmiany reprezentacyjne nasilają się wraz z powtarzanym przypominaniem.