A Dinâmica da Mudança Representacional Subjacente à Recuperação da Memória

Serão realizadas duas sessões de fMRI por participante. Na sessão de localização, os investigadores recolherão imagens anatómicas e dados de fMRI necessários para definir as áreas visuais no espaço cerebral nativo de cada indivíduo. Além de duas imagens anatómicas de alta resolução, serão adquiridas duas tarefas funcionais curtas de cada participante: 1) mapeamento do campo recetivo populacional (pRF); 2) localizador de categorias visuais. A tarefa de mapeamento pRF consistirá em várias sequências de uma abertura de barra a deslocar-se pelos 8 graus centrais do campo visual. Isto permitir-nos-á estimar a sensibilidade retinotópica de voxels individuais no córtex visual e traçar limites entre diferentes mapas de campo retinotópico. O localizador de categorias visuais será um desenho em blocos com diferentes categorias de imagem. Isto permitir-nos-á definir áreas cerebrais seletivas de categorias de nível superior.

Na sessão experimental, os investigadores recolherão dados de fMRI enquanto os participantes estão a realizar a perceção e a recordação dos mesmos estímulos. Para avaliar se as nossas descobertas se generalizam a estímulos visuais simples e complexos, serão utilizadas duas classes de estímulos: padrões simples em localizações espaciais discretas, seguindo trabalhos anteriores, e imagens naturais. Nos blocos de estudo, os participantes estudarão pares de estímulo-indício. Pontos de fixação coloridos serão utilizados como indícios. Os estímulos serão de uma das classes mencionadas anteriormente. Nos blocos de recordação, será pedido aos participantes que recordem o estímulo dado o indício. A recordação ocorrerá numa de duas condições: repetida e de controlo. A condição repetida permite-nos examinar como as representações de memória evoluem com a recuperação repetida, enquanto a condição de controlo fornecerá uma linha de base correspondente para avaliar alterações ao longo do mesmo intervalo de tempo real. Para os pares na condição repetida, os participantes recordarão cada estímulo 5 vezes, intercalados com recordações de outros pares. Para os pares na condição de controlo, os participantes recordarão cada estímulo 2 vezes. Crucialmente, as recordações desta condição serão espaçadas de modo a corresponderem às recordações 1 e 5 da condição repetida, fornecendo um controlo para o tempo decorrido. Os blocos de estudo e recordação serão realizados por ordem intercalada.

As análises compararão padrões de atividade BOLD da recuperação repetida, recuperação de controlo e condições de estudo. Os dados dos ensaios de estudo serão calculados para formar um único padrão para cada estímulo. Os dados de recuperação serão analisados separadamente para cada estímulo e tentativa de recuperação em ambas as condições. Tanto para estímulos espaciais como para imagens naturais, os investigadores concentrar-se-ão em comparar alterações representacionais entre as condições repetida e de controlo. Embora os modelos específicos utilizados para caracterizar as representações cerebrais difiram consoante o tipo de estímulo, as análises seguirão de outra forma procedimentos paralelos. Para estímulos espaciais, os investigadores utilizarão uma abordagem publicada anteriormente que combina estimativas pRF com dados BOLD baseados em tarefas para quantificar a sintonização espacial em áreas visuais. Este método avalia a amplitude da resposta BOLD evocada pela tarefa em cada voxel em função da distância entre o pRF do voxel e a localização espacial do estímulo. Os investigadores compararão a sintonização espacial entre as condições de recuperação repetida e de controlo, bem como com a condição de estudo, para determinar se as alterações na sintonização espacial se acumulam ao longo da recuperação repetida. Para imagens naturais, os investigadores compararão a estrutura representacional dos padrões de atividade BOLD com a de um modelo de rede neural convolucional (CNN). Utilizando análise de similaridade representacional (RSA), os investigadores avaliarão a similaridade entre incorporações derivadas da CNN e padrões de atividade BOLD durante o estudo e a recordação. Correlações mais elevadas com as camadas iniciais da CNN sugerem que são representadas características visuais de baixo nível, enquanto correlações mais elevadas com camadas mais profundas indicam a representação de características visuais de nível superior. Os investigadores utilizarão esta abordagem para comparar correlações das condições repetida e de controlo, testando se as alterações representacionais se fortalecem com a recuperação repetida.