Aprendizaje y la memoria: la tarea de recordar-sabe
1. participante reclutamiento
- Reclutar a 20 participantes.
- Los participantes deben ser diestros y no tienen antecedentes de trastornos neurológicos o psicológicos.
- Los participantes deben tener visión normal o corregida a normal para que sean capaces de ver los indicios visuales correctamente.
- Los participantes no deben tener metal en su cuerpo. Se trata de un requisito de seguridad debido al alto campo magnético en fMRI.
- Participantes no debe sufrir de claustrofobia, ya que el fMRI requiere tumbado en el pequeño espacio del escáner del alesaje.
2. analizar los procedimientos
- Llenar papeleo de exploración previa.
- Cuando los participantes su análisis de fMRI, indíqueles que primero llene una forma metálica para asegurarse de que no tienen ninguna contra indicación para MRI, forma hallazgos INCIDENTALES, dar su consentimiento para su exploración a ser analizado por un radiólogo y un formulario de consentimiento que detalla los riesgos y beneficios del estudio.
- Tener el participante sentarse delante de un ordenador portátil y mostrar los 256 color cuadros de destacados objetos (p. ej., ventilador, apple, béisbol), cada una para 3 s.
- Para cada objeto, los participantes Pulse un botón para indicar si es un objeto vivo o no vivo. Esta tarea asegura su atención a los estímulos.
- Preparar a los participantes a ir en el explorador al quitar todo el metal de su cuerpo, incluyendo cinturones, carteras, teléfonos, hebillas, monedas y todas las joyas.
3. proporcionar instrucciones para el participante.
- En el explorador, mostrar al participante todas las 256 imágenes que se estudiaron antes de la exploración y un adicional 256 fotos novela.
- Los participantes juzgan cada cuadro con "recordar", "saber" o "novela" respuestas a través de una botón de Señor caja.
- Instruir a los participantes a responder a "recordar" Si vieron la imagen durante la sesión de estudio y podía recordar detalles específicos sobre su presentación.
- Instruir a los participantes a responder "sabe" si la imagen era familiar pero no recuerdan detalles específicos acerca de verlo antes.
- Instruir a los participantes a responder "nuevo" si no habían visto la imagen antes.
- Estrés al participante la importancia de mantener su cabeza todavía a lo largo de la exploración.
4. poner al participante en el escáner.
- Dar al participante tapones para proteger sus oídos del ruido de los teléfonos escáner y oído usar para que puedan escuchar al experimentador durante la exploración y tenerlas tumbadas en la cama con su cabeza en la bobina.
- Dar al participante la bola del apretón emergencia e instruirlos para apretar en caso de emergencia durante la exploración.
- Use almohadillas de espuma para garantizar a los participantes la cabeza en la bobina para evitar exceso de movimiento durante la exploración y recordar al participante que es muy importante que permanezca todavía como posible durante la exploración, como incluso el más pequeño desenfoque de movimientos las imágenes.
5. recolección de datos
- Recoger la exploración anatómica de alta resolución.
- Comenzar la exploración funcional.
- Sincronizar el inicio de la presentación del estímulo con el inicio del escáner.
- Imágenes presentes a través de un ordenador portátil conexión a un proyector. El participante tiene un espejo por encima de sus ojos, lo que refleja que una pantalla en la parte posterior del escáner del alesaje.
- Presente cada cuadro 3 s.
- Presentación de la imagen se entremezcla con los 1.5-4.5 s de una fijación cruzar la línea de base, como ésta es una tarea relacionada con el evento. Diferencial superposición en la respuesta hemodinámica a cada juicio hace que las señales más separables.
6. analizar los procedimientos
- Traer al participante fuera el escáner.
- Debrief el participante.
7. Análisis de datos
- Preprocesar los datos.
- Realizar corrección de movimiento para reducir artefactos de movimiento.
- Realizar el filtrado temporal para quitar señal derivas.
- Suavizar los datos para aumentar la relación señal a ruido.
- Modelo de los datos para cada participante.
- Crear un modelo de lo que debería ser la respuesta hemodinámica esperada para cada condición de trabajo.
- Ajustar los datos a este modelo, dando como resultado un mapa estadístico, donde el valor en cada voxel representa la medida en que ese voxel estuvo implicado en la condición de la tarea.
- Registro de cerebro de los participantes de un atlas estándar para combinar datos entre los participantes.
- Combinar mapas estadísticos en sujetos de un nivel de grupo de análisis de los datos.
- Umbral de los mapas estadísticos, teniendo en cuenta la corrección para comparaciones múltiples. Puesto que las pruebas estadísticas se realizan en cada voxel en el cerebro, se espera un número considerable de resultados falsos positivos con umbrales estadísticos estándar. Una manera de abordarlo es sólo aceptar voxels significativos si también ocurren dentro de un grupo de un tamaño determinado.
Fuente: Laboratorios de Jonas T. Kaplan y Sarah I. Gimbel, University of Southern California
Nuestra experiencia de la memoria es variado y complejo.…
1. participante reclutamiento
- Reclutar a 20 participantes.
- Los participantes deben ser diestros y no tienen antecedentes de trastornos neurológicos o psicológicos.
- Los participantes deben tener visión normal o corregida a normal para que sean capaces de ver los indicios visuales correctamente.
- Los participantes no deben tener metal en su cuerpo. Se trata de un requisito de seguridad debido al alto campo magnético en fMRI.
- Participantes no debe sufrir de claustrofobia, ya que el fMRI requiere tumbado en el pequeño espacio del escáner del alesaje.
2. analizar los procedimientos
- Llenar papeleo de exploración previa.
- Cuando los participantes su análisis de fMRI, indíqueles que primero llene una forma metálica para asegurarse de que no tienen ninguna contra indicación para MRI, forma hallazgos INCIDENTALES, dar su consentimiento para su exploración a ser analizado por un radiólogo y un formulario de consentimiento que detalla los riesgos y beneficios del estudio.
- Tener el participante sentarse delante de un ordenador portátil y mostrar los 256 color cuadros de destacados objetos (p. ej., ventilador, apple, béisbol), cada una para 3 s.
- Para cada objeto, los participantes Pulse un botón para indicar si es un objeto vivo o no vivo. Esta tarea asegura su atención a los estímulos.
- Preparar a los participantes a ir en el explorador al quitar todo el metal de su cuerpo, incluyendo cinturones, carteras, teléfonos, hebillas, monedas y todas las joyas.
3. proporcionar instrucciones para el participante.
- En el explorador, mostrar al participante todas las 256 imágenes que se estudiaron antes de la exploración y un adicional 256 fotos novela.
- Los participantes juzgan cada cuadro con "recordar", "saber" o "novela" respuestas a través de una botón de Señor caja.
- Instruir a los participantes a responder a "recordar" Si vieron la imagen durante la sesión de estudio y podía recordar detalles específicos sobre su presentación.
- Instruir a los participantes a responder "sabe" si la imagen era familiar pero no recuerdan detalles específicos acerca de verlo antes.
- Instruir a los participantes a responder "nuevo" si no habían visto la imagen antes.
- Estrés al participante la importancia de mantener su cabeza todavía a lo largo de la exploración.
4. poner al participante en el escáner.
- Dar al participante tapones para proteger sus oídos del ruido de los teléfonos escáner y oído usar para que puedan escuchar al experimentador durante la exploración y tenerlas tumbadas en la cama con su cabeza en la bobina.
- Dar al participante la bola del apretón emergencia e instruirlos para apretar en caso de emergencia durante la exploración.
- Use almohadillas de espuma para garantizar a los participantes la cabeza en la bobina para evitar exceso de movimiento durante la exploración y recordar al participante que es muy importante que permanezca todavía como posible durante la exploración, como incluso el más pequeño desenfoque de movimientos las imágenes.
5. recolección de datos
- Recoger la exploración anatómica de alta resolución.
- Comenzar la exploración funcional.
- Sincronizar el inicio de la presentación del estímulo con el inicio del escáner.
- Imágenes presentes a través de un ordenador portátil conexión a un proyector. El participante tiene un espejo por encima de sus ojos, lo que refleja que una pantalla en la parte posterior del escáner del alesaje.
- Presente cada cuadro 3 s.
- Presentación de la imagen se entremezcla con los 1.5-4.5 s de una fijación cruzar la línea de base, como ésta es una tarea relacionada con el evento. Diferencial superposición en la respuesta hemodinámica a cada juicio hace que las señales más separables.
6. analizar los procedimientos
- Traer al participante fuera el escáner.
- Debrief el participante.
7. Análisis de datos
- Preprocesar los datos.
- Realizar corrección de movimiento para reducir artefactos de movimiento.
- Realizar el filtrado temporal para quitar señal derivas.
- Suavizar los datos para aumentar la relación señal a ruido.
- Modelo de los datos para cada participante.
- Crear un modelo de lo que debería ser la respuesta hemodinámica esperada para cada condición de trabajo.
- Ajustar los datos a este modelo, dando como resultado un mapa estadístico, donde el valor en cada voxel representa la medida en que ese voxel estuvo implicado en la condición de la tarea.
- Registro de cerebro de los participantes de un atlas estándar para combinar datos entre los participantes.
- Combinar mapas estadísticos en sujetos de un nivel de grupo de análisis de los datos.
- Umbral de los mapas estadísticos, teniendo en cuenta la corrección para comparaciones múltiples. Puesto que las pruebas estadísticas se realizan en cada voxel en el cerebro, se espera un número considerable de resultados falsos positivos con umbrales estadísticos estándar. Una manera de abordarlo es sólo aceptar voxels significativos si también ocurren dentro de un grupo de un tamaño determinado.
Nuestra experiencia de la memoria es variada y compleja. A veces podemos recordar eventos con detalles vívidos, mientras que otras veces solo podemos tener una vaga sensación de familiaridad.
El primer tipo, un recuerdo recordado, es aquel que se recuerda con fuertes detalles sobre el momento en que se aprendió, como una experiencia gastronómica la noche anterior, donde no solo se recordó la cena de langosta, sino también las pinturas en la pared y el personal del restaurante que te sirvió.
Por otro lado, un recuerdo familiar es similar a uno recordado en que es conocido, pero difiere en que se recuerda sin ningún detalle explícito en torno al evento. Es decir, un recuerdo familiar carece de detalles sobre el entorno, como el camarero que sirvió la cena o cuál era el d?cor.
Este video demuestra cómo combinar imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) con una tarea llamada Recordar-Saber para investigar cómo el cerebro, especialmente el hipocampo, responde a los juicios hechos hacia imágenes repetidas o novedosas basadas en trabajos previos realizados por Gimbel y Brewer.
En este experimento, se les pide a los participantes que completen dos fases: codificación inicial y pruebas de resonancia magnética funcional. En la primera parte, la codificación, se les expone a imágenes coloreadas de objetos nombrables, como una manzana, que deben recordar.
Después de la presentación de cada artículo, se hace una pregunta, ¿promover a los participantes? atención durante este proceso.
Posteriormente, en la segunda fase (prueba de resonancia magnética funcional), los participantes se colocan dentro de un escáner y, a través de un sistema de proyección, se les muestran imágenes: las observadas anteriormente junto con otras nuevas.
Una cruz de fijación precede a cada imagen para optimizar la separación de las respuestas hemodinámicas del cerebro en las diferentes presentaciones.
Al ver cada imagen, se les pide a los participantes que respondan de una de tres maneras: "recordar" si el artículo se puede recordar junto con detalles específicos sobre su presentación; 'sabe', si es familiar pero no pueden recordar detalles específicos sobre haberlo visto antes; o 'nuevo', si el objeto no se vio en absoluto.
En este caso, la variable dependiente es la intensidad de la señal hemodinámica medida después de cada tipo de respuesta. El grado de activación se puede visualizar en grupos de vóxeles en un escáner anatómico del cerebro.
Se espera que el hipocampo, una región del lóbulo temporal medial estudiada notablemente en los estudios de aprendizaje y memoria, muestre una mayor activación durante las pruebas de "recordar" que durante las pruebas de "conocer" y "nuevo".
Estos hallazgos apoyarían una teoría de proceso dual del recuerdo de la memoria, donde el hipocampo apoya el recuerdo y una región neuronal diferente, una fuera del hipocampo, genera familiaridad.
Por motivos experimentales de control y seguridad, reclute participantes que sean diestros, con visión normal o corregida a normal, sin antecedentes de trastornos psicológicos o que sufran de claustrofobia, y sin ningún metal en su cuerpo.
Pídales que completen un formulario de detección por resonancia magnética, con preguntas adicionales relacionadas con su salud y seguridad que abarquen la sesión de exploración.
Antes de enviar al participante al escáner, siéntese frente a una computadora portátil y expóngalo a objetos que necesite recordar para la próxima sesión. Explique que ahora verán 256 imágenes en color, cada una durante 3 s. Para asegurarse de que están prestando atención, indíqueles que presionen la tecla 'F' para indicar que un objeto está vivo o 'J' si el objeto no está vivo.
Después de que el participante vea todas las imágenes, explique que esas imágenes, junto con 256 artículos nuevos adicionales, se mostrarán dentro del escáner. También presénteles la caja de botones segura para resonancia magnética que usarán para clasificar los artículos como 'recordar', 'saber' o 'novela', cuando aparezcan en la pantalla.
En preparación para ingresar a la sala de escaneo, pida al participante que se quite todos los objetos metálicos de su cuerpo, incluidos teléfonos celulares, relojes o joyas, billeteras, llaves, cinturones y monedas, debido al fuerte campo magnético. Use un detector de metales para verificar que no queden objetos metálicos.
A continuación, acompañe al participante cerca del escáner. Proporcione tapones para los oídos para proteger sus oídos de los ruidos fuertes y auriculares para que puedan escucharlo durante la exploración. Pídales que se acuesten en la cama con la cabeza en la bobina y asegúrenla con almohadillas de espuma para evitar movimientos excesivos y borrosidad durante la exploración.
Coloque un espejo sobre los ojos del participante para reflejar una pantalla en la parte posterior del orificio del escáner. Asegúrese de que estén equipados con una bola de compresión en caso de emergencia durante el escaneo y la caja de respuesta del botón. Además, recuérdeles que es muy importante mantener la cabeza lo más quieta posible durante todo el experimento.
Después de levantar la cama del escáner, alinee al participante y envíelo al orificio. En la sala adyacente, recopile imágenes anatómicas de alta resolución antes de comenzar la fase funcional relacionada con el evento. Sincronice el inicio de la presentación del estímulo con el inicio de la exploración funcional y permita que el participante complete 512 ensayos.
Para concluir la sesión, sáquelos de la sala de exploración. Hábleles una explicación del estudio y una compensación por su participación.
Para comenzar el análisis, primero preprocese los datos realizando una corrección para reducir los artefactos de movimiento, un filtrado temporal para eliminar las derivas de la señal y un suavizado espacial para aumentar la relación señal-ruido.
A continuación, cree un modelo de la respuesta hemodinámica esperada para cada condición de la tarea. Ajuste los datos a este modelo, lo que da como resultado un mapa estadístico para cada sujeto, donde el valor de cada vóxel representa el grado en que ese vóxel estuvo involucrado en la condición de la tarea.
Registre el cerebro del participante en un atlas estándar para combinar datos entre sujetos. Para realizar un análisis a nivel de grupo, establezca un umbral en los mapas estadísticos, teniendo en cuenta la corrección de comparaciones múltiples. Solo acepte vóxeles significativos si también se producen dentro de un clúster de un tamaño determinado para minimizar los resultados falsos positivos.
Usando estos grupos extraídos, superpóngalos en un cerebro anatómico promedio. Obsérvese que la activación medida durante los ensayos de "conocimiento" se restó de la de los ensayos de "recordar". El hipocampo, delineado aquí en amarillo, mostró una activación significativamente mayor para las pruebas de "recordar" en comparación con las pruebas de "conocimiento".
Para examinar la activación del hipocampo con más detalle, trace el porcentaje de cambio de señal a lo largo del tiempo después del inicio del estímulo.
La inspección de este curso temporal de la actividad reveló que el hipocampo respondía positivamente cuando los participantes informaron explícitamente que recordaban los estímulos y cuando identificaban nuevos estímulos, anotados aquí con una desviación positiva.
Por el contrario, respondió negativamente o muy poco cuando los participantes informaron sentimientos de familiaridad o no recordaban imágenes en absoluto.
Estos resultados apoyan una teoría de proceso dual del recuerdo de la memoria, donde el hipocampo está involucrado con el recuerdo de la memoria pero no con la familiaridad.
Ahora que está familiarizado con el diseño de un experimento de resonancia magnética funcional para comprender la activación cerebral durante los juicios de recuerdo y familiaridad en adultos típicos, echemos un vistazo a estudios adicionales que aplican el paradigma Recordar-Saber.
Si el hipocampo juega un papel central en la memoria, su ausencia podría revelar disociaciones en la recuperación de la memoria. Este escenario se puede abordar comparando pacientes con daño bilateral en el hipocampo frente a individuos de control sin dicho daño.
Curiosamente, los pacientes con daño mostraron un deterioro de la memoria en comparación con los controles, mientras que ambos grupos se desempeñaron igual de bien durante los ensayos de familiaridad. Tomados en conjunto, estos resultados apoyan un papel específico del hipocampo en los procesos de recolección.
Por el contrario, si los individuos mostraran un aumento en el volumen del hipocampo, predeciríamos que también mostrarían una mayor memoria.
Un ejemplo de ello es el de los taxistas londinenses, que han demostrado aumentar la materia gris de su hipocampo después de años de memorizar extensas y complejas rutas por la ciudad. Con sus hipocampos más grandes y su excelente memoria, transportan a los pasajeros a su destino correcto de manera oportuna.
Los investigadores también están interesados en obtener más información sobre los mecanismos responsables de la recuperación de la memoria con el fin de mejorarla de otras maneras. Tomemos, por ejemplo, una conferencia de psicología en una universidad, donde se presentan grandes cantidades de información. Saber que el material es familiar no es útil para un examen.
En cambio, un estudiante necesita algo más, más allá de tomar esa taza de café, para ayudar a recordar. Tal vez, tomar un compuesto que mejore la memoria permitiría recordar mejor toda la discusión para superar esa importante prueba.
Acabas de ver la introducción de JoVE a la tarea Recordar-Saber. Ahora debería tener una buena comprensión de cómo diseñar y llevar a cabo el experimento de recuperación de memoria junto con la neuroimagen funcional, cómo analizar e interpretar los resultados de activación cerebral diferencial y, finalmente, cómo aplicar el paradigma a escenarios de la vida real.
¡Gracias por mirar!
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Q1: What is the difference between recollection and familiarity in memory?
Recollection is a memory recalled with vivid, specific details about when and where you learned it, such as remembering a restaurant dinner along with the paintings and staff. Familiarity, by contrast, is knowing something occurred but lacking those contextual details—you recognize the item without remembering the circumstances of encountering it.
Q2: How does the Remember-Know task measure different types of memory?
Participants view images inside an fMRI scanner and respond 'remember' for recollected items with specific details, 'know' for familiar items without details, or 'new' for unseen items. Brain activation patterns during each response type reveal which neural regions support recollection versus familiarity, helping researchers understand dual-process memory theory.
Q3: Why is the hippocampus important in memory research?
The hippocampus, located in the medial temporal lobe, is well-known for its role in memory encoding, consolidation, and retrieval. Research shows it activates more strongly during recollection trials than familiarity trials, supporting the theory that the hippocampus specifically supports recollection while other brain regions generate familiarity.
Q4: What happens during the encoding phase of a Remember-Know experiment?
Participants view 256 colored images of nameable objects for 3 seconds each while seated at a laptop. To ensure attention, they press the 'F' key if an object is living or 'J' if non-living. This initial encoding phase prepares participants to later distinguish between remembered and familiar items during the fMRI scanning session.
Q5: What safety precautions are necessary before fMRI scanning?
Participants must remove all metal objects including phones, watches, jewelry, wallets, keys, belts, and coins due to the scanner's strong magnetic field. A metal detector verifies removal. Participants also receive earplugs for hearing protection and are positioned with their head secured in foam pads to prevent movement artifacts during scanning.
Q6: How does data analysis reveal hippocampal activation patterns?
Researchers pre-process fMRI data by correcting motion artifacts, filtering temporal noise, and applying spatial smoothing. They create statistical maps for each subject, register brains to a standard atlas, and perform group-level analysis. Activation clusters during 'remember' trials are compared to 'know' trials, showing the hippocampus responds positively during recollection but negatively during familiarity.
Q7: What do studies of hippocampal damage reveal about memory processes?
Patients with bilateral hippocampal damage show impaired recollection compared to controls but perform equally well on familiarity trials. Conversely, London taxicab drivers with enlarged hippocampi from memorizing complex routes display enhanced recollection abilities. These findings support the specific role of the hippocampus in recollection, not familiarity, and demonstrate how measuring grey matter differences with voxel based morphometry can reveal structure-function relationships.
Chapters in this video
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Overview
1:21
Experimental Design
3:24
Running the Experiment
6:25
Data Analysis and Representative Results
8:38
Applications
10:42
Summary