学习与记忆：再认-知晓任务

我们的记忆体验多种多样且十分复杂。有时我们能清晰地回忆起事件的生动细节，而有时可能只有一种模糊的熟悉感。

第一种类型是回忆性记忆，指能够清晰记得学习或经历该事件时的具体细节，例如前一天晚上的用餐经历，不仅能够回忆起所吃的龙虾大餐，还能记起墙上的画作以及为你服务的餐厅工作人员。

另一方面，熟悉性记忆与回忆性记忆的相似之处在于它也是已知的，但不同之处在于它在缺乏事件相关具体细节的情况下被唤起。也就是说，熟悉性记忆缺少关于情境的具体信息，例如为晚餐服务的服务员是谁，或餐厅的装潢如何。

本视频演示了如何将功能磁共振成像（fMRI）与“再认-知晓”任务相结合，以研究大脑——特别是海马体——对重复或新颖图像的判断反应，该方法基于Gimbel和Brewer先前开展的研究工作。

在本实验中，参与者需要完成两个阶段：初始编码和功能性磁共振成像（fMRI）测试。在第一部分编码阶段，他们将看到一些可命名物体的彩色图片（例如苹果），并需要记住这些图片。

在呈现每个项目后，都会提出一个问题，以促进参与者在此过程中的注意力。

随后，在第二阶段——fMRI 测试中——将受试者置于扫描仪内，通过投影系统向其展示图像：包括先前观察过的图像以及全新的图像。

每张图片前均呈现一个注视点，以优化不同刺激呈现期间大脑血流动力学反应的分离。

观察每张图像后，参与者需以以下三种方式之一作出回应：若能回忆起该项目及其呈现时的具体细节，则选择“记得”；若感觉该项目熟悉，但无法回忆起此前见过它的具体细节，则选择“知道”；若认为该项目完全未曾见过，则选择“新”。

在此情况下，因变量是每种反应类型后测得的血流动力学信号强度。随后，激活程度可被可视化为解剖脑扫描图像上的体素簇。

海马体——位于内侧颞叶的一个区域，在学习与记忆研究中备受关注——预计在“记得”试验中的激活程度会高于“知道”和“新”试验。

这些发现支持记忆提取的双过程理论，即海马支持回想，而另一个位于海马以外的神经区域则产生熟悉感。

出于实验控制和安全考虑，招募右利手、视力正常或矫正后视力正常、无心理疾病史、无幽闭恐惧症且体内无任何金属的受试者。

让他们填写一份磁共振筛查表，其中包含与扫描过程相关的健康和安全方面的附加问题。

在将受试者送入扫描仪之前，让其坐在笔记本电脑前，向其展示一些需要在下一次实验中记住的物体。告知他们接下来将观看256张彩色图片，每张图片显示3秒。为确保他们保持注意力集中，请指示他们如果看到的物体是生物，则按“F”键；如果是非生物，则按“J”键。

在参与者观看完所有图像后，进一步说明这些图片以及另外256个新项目将在扫描仪内再次呈现。同时向他们介绍将在屏幕上显示项目时用于将其分类为“记得”、“知道”或“新项目”的磁共振兼容按钮盒。

在准备进入扫描室之前，由于强磁场的存在，要求参与者取下身上所有的金属物品，包括手机、手表或珠宝、钱包、钥匙、腰带和硬币。使用金属探测器确认没有残留金属物品。

接下来，引导受试者靠近扫描仪。提供耳塞以保护其耳朵免受噪音影响，并提供耳机以便在扫描过程中能够听到您的指示。让受试者平躺在检查床上，头部置于线圈内，并使用泡沫垫固定头部，以避免扫描过程中产生过度移动和图像模糊。

在受试者眼睛上方放置一面镜子，以反射扫描仪孔后方的屏幕。确保他们配备有紧急情况下使用的挤压球以及按钮反应盒。同时提醒他们，在整个实验过程中，尽可能保持头部静止不动非常重要。

升高扫描仪床后，对受试者进行定位并将其送入磁共振成像仪的孔径中。在相邻的控制室内，开始事件相关功能成像阶段之前，先采集高分辨率的解剖学图像。将刺激呈现的开始时间与功能扫描的开始时间同步，并让受试者完成 512 次试验。

结束扫描后，将他们带出扫描室。通过向其说明研究内容并提供参与报酬，进行事后讲解。

开始分析时，首先对数据进行预处理，包括进行校正以减少运动伪影，进行时间滤波以消除信号漂移，以及进行空间平滑以提高信噪比。

然后，为每种任务条件创建预期的血流动力学反应模型。将数据拟合到该模型中，从而得到每个受试者的统计图，其中每个体素的值表示该体素参与该任务条件的程度。

将参与者的脑部图像配准至标准图谱，以整合不同受试者的数据。为了进行组水平分析，需对统计图进行阈值处理，并校正多重比较。只有当显著体素出现在特定大小的簇内时，才予以接受，以尽量减少假阳性结果。

利用这些提取出的脑区簇，将其叠加到平均解剖脑图像上。请注意，此处“知道”试验中的激活信号已从“记住”试验的激活信号中减去。以黄色轮廓标出的海马体在“记住”试验中表现出显著高于“知道”试验的激活水平。

为了更详细地分析海马体的激活情况，绘制刺激开始后随时间变化的信号变化百分比曲线。

对这一活动时间进程的观察显示，当参与者明确报告记得刺激内容以及识别新刺激时，海马体均表现出积极反应——此处以正向偏转表示。

相比之下，当参与者报告感到熟悉或完全不记得图像时，其反应呈阴性或极弱。

这些结果支持记忆提取的双过程理论，即海马体参与记忆的回忆过程，但不参与熟悉性识别。

现在您已经熟悉了如何设计一项功能性磁共振成像（fMRI）实验，以研究典型成年人在回忆与熟悉性判断过程中大脑的激活情况，接下来让我们看看其他一些应用“再认-知晓”范式的研究。

如果海马体在回忆过程中起着核心作用，那么它的缺失可能会揭示记忆提取中的分离现象。这一情况可通过比较双侧海马体损伤患者与未受此类损伤的对照个体来进行研究。

有趣的是，与对照组相比，脑区受损的患者在回忆记忆任务中表现较差，而在熟悉性识别任务中，两组的表现则无差异。综上所述，这些结果支持海马体在回忆过程中具有特定作用。

相反，如果个体表现出海马体体积增加，我们预测他们也会表现出增强的回忆能力。

一个典型的例子是伦敦的出租车司机，他们因多年记忆城市中大量而复杂的行车路线，被发现海马体的灰质体积有所增加。凭借更大的海马体和出色的记忆力，他们能够及时将乘客送往正确的目的地。

研究人员还希望进一步深入了解负责记忆提取的机制，以通过其他方式增强记忆提取能力。例如，在大学心理学讲座中会呈现大量信息。仅仅知道材料似曾相识对于考试并无帮助。

相反，学生需要一些其他方法——而不仅仅是喝一杯咖啡——来帮助记忆。也许，服用一种增强记忆的化合物可以改善回忆效果，从而在重要的考试中取得优异成绩。

您刚刚观看了 JoVE 关于再认记忆任务（Remember-Know 任务）的简介。现在，您应该已经很好地掌握了如何设计并实施结合功能性神经影像的记忆回忆实验，如何分析和解释大脑差异性激活的结果，以及最终如何将该范式应用于现实生活情境中。

感谢观看！