学習と記憶: 覚えて知っているタスク

私たちの記憶の経験は多様で複雑です。出来事を鮮明に覚えているときもあれば、漠然とした親しみやすさしか持っていないときもあります。

最初のタイプである回想記憶は、ロブスターディナーだけでなく、壁に描かれた絵やあなたにサービスを提供したレストランのスタッフも思い出された前夜の食事体験など、それが学習された時間についての詳細で記憶されているものです。

一方、身近な記憶は、知られているという点では回想された記憶と似ていますが、出来事を取り巻く明確な詳細なしに思い出されるという点で異なります。つまり、馴染み深い記憶には、夕食を出したウェイターや、その料理が何であったかなど、その設定についての詳細が欠けているのです。

このビデオでは、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)とRemember-Knowというタスクを組み合わせて、Gimbel氏とBrewer氏が以前に行った研究に基づいて、脳、特に海馬が反復画像や新規画像に対する判断にどのように反応するかを調査する方法を示します。

この実験では、参加者は初期符号化とfMRIテストの2つのフェーズを完了するよう求められます。パート 1 のエンコードでは、リンゴなどの名前の付く可能性のあるオブジェクトの色付きの画像にさらされます。そのため、覚えておく必要があります。

各アイテムのプレゼンテーションに続いて、参加者を促す質問が投げかけられますか?このプロセス中の注意。

その後、第2段階のfMRI検査では、参加者はスキャナーの中に置かれ、プロジェクションシステムを介して、以前に観察された画像と新しい画像が表示されます。

各画像の前には、さまざまなプレゼンテーション間での脳の血行動態反応の分離を最適化するための固定クロスがあります。

各画像を見ると、参加者は次の3つの方法のいずれかで応答するよう求められます:アイテムがそのプレゼンテーションに関する特定の詳細とともに思い出せるかどうかを「覚えておいてください」。「知っている」、それが馴染み深い場合、しかし彼らは以前にそれを見たことについての具体的な詳細を思い出すことができません。または、オブジェクトがまったく見えなかった場合は 'new'。

この場合、従属変数は、各応答タイプの後に測定された血行動態信号の強度です。

海馬は、学習や記憶の研究で特に研究されている内側側頭葉の領域であり、「知っている」試験や「新しい」試験よりも「記憶」試験中に大きな活性化を示すと予想されています。

これらの知見は、海馬が記憶をサポートし、海馬の外側にある別の神経領域が親しみやすさを生み出すという、記憶想起の二重過程理論を支持するものである。

実験的制御と安全性の懸念から、右利きで、視力が正常または正常に矯正され、精神障害の病歴や閉所恐怖症の病歴がなく、体内に金属がない参加者を募集します。

磁気共鳴スクリーニングフォームに記入し、スキャンセッションを含む健康と安全に関連する追加の質問を記入してもらいます。

参加者をスキャナーに送り込む前に、ラップトップの前に座って、次のセッションで覚えておく必要のあるオブジェクトに参加者をさらします。次に、256 枚のカラー画像をそれぞれ 3 秒間表示することを説明します。彼らが注意を払っていることを確認するために、オブジェクトが生きていることを示すために「F」キーを押すか、アイテムが生きていない場合は「J」を押すように指示します。

参加者がすべての画像を表示した後、それらの画像と追加の256個の新しいアイテムがスキャナー内に表示されることをさらに説明します。また、画面に表示されるアイテムを「覚えている」、「知っている」、「小説」として分類するために使用するMRセーフボタンボックスも紹介します。

スキャンルームに入る準備として、強い磁場のため、携帯電話、時計、宝石、財布、鍵、ベルト、コインなど、すべての金属物体を体から取り除くように参加者に依頼してください。金属探知機を使用して、金属物が残っていないことを確認します。

次に、スキャナーの近くに参加者をエスコートします。大きな音から耳を保護するための耳栓と、スキャン中にあなたの声が聞こえるようにイヤホンを用意します。頭をコイルに乗せてベッドに横たわらせ、スキャン中に過度の動きやぼやけを避けるためにフォームパッドで固定します。

参加者の目の上に鏡を置き、スキャナーボアの背面にある画面を反射させます。スキャン中に緊急時に備えてスクイーズボールとボタン応答ボックスが装備されていることを確認してください。また、実験中はできるだけ頭を動かさないようにすることが非常に重要であることを思い出させてください。

スキャナーベッドを上げた後、参加者を位置合わせしてボアに送ります。隣接する部屋で、イベント関連の機能フェーズを開始する前に、高解像度の解剖学的画像を収集します。刺激提示の開始を機能スキャンの開始と同期させ、参加者が 512 回の試行を完了できるようにします。

セッションを終了するには、スキャンルームから彼らを連れ出します。研究の説明と彼らの参加に対する報酬を提供することにより、彼らに報告します。

解析を開始するには、まず、モーション アーティファクトを減らすための補正、信号ドリフトを除去するための時間的フィルタリング、信号対雑音比を高めるための空間的平滑化を実行して、データを前処理します。

次に、各タスク条件で予想される血行動態反応のモデルを作成します。このモデルにデータを当てはめると、各被験者の統計マップが作成され、各ボクセルの値は、そのボクセルがタスク条件に関与した範囲を表します。

参加者の脳を標準アトラスに登録して、被験者間のデータを組み合わせます。グループ・レベルの分析を実行するには、多重比較の補正を考慮して、統計マップにしきい値を設定します。重要なボクセルは、特定のサイズのクラスター内でも発生する場合にのみ受け入れ、誤検出の結果を最小限に抑えます。

これらの抽出されたクラスターを使用して、平均的な解剖学的脳にそれらをオーバーレイします。「know」試行中に測定された活性化は、「remember」試行の活性化から差し引かれていることに注意してください。海馬(ここでは黄色で囲)は、「知っている」試験と比較して、「記憶する」試験の方が有意に活性化されていることを示しました。

海馬の活性化をより詳細に調べるには、刺激の開始後の時間の経過に伴う信号の変化の割合をプロットします。

この活動の時間経過の調査により、海馬は、参加者が刺激を覚えていることを明示的に報告したとき、および新しい刺激を特定したときに肯定的な反応を示したことが明らかになりました。

対照的に、参加者が親しみやすさを感じたり、画像をまったく覚えていないと報告した場合、否定的な反応を示したり、ほとんど反応しなかった。

これらの結果は、海馬が記憶想起に関与しているが、親しみやすさには関与していないという、記憶想起の二重過程理論を支持しています。

さて、一般的な成人の記憶と親しみやすさの判断における脳の活性化を理解するためのfMRI実験の設計に慣れてきたところで、Remember-Knowパラダイムを適用する追加の研究を見てみましょう。

海馬が記憶において中心的な役割を果たしているとすれば、海馬が存在しないと記憶想起の解離が明らかになるかもしれない。このシナリオは、両側の海馬に損傷のある患者と、そのような損傷を受けていない対照患者を比較することで対処できます。

興味深いことに、損傷を受けた患者は対照群と比較して記憶記憶障害を示したのに対し、親族試験では両群とも同等に良好な成績を収めました。まとめると、これらの結果は、回想プロセスにおける海馬の特定の役割を支持しています。

それどころか、個人が海馬の体積の増加を示した場合、彼らもまた記憶の増加を示すと予測します。

そのような例の1つが存在し、ロンドンのタクシー運転手が関与しており、彼らは市内の広範で複雑なルートを何年にもわたって記憶した後、海馬の灰白質を増強することが示されました。より大きな海馬と優れた記憶力により、乗客をタイムリーに正しい目的地に運びます。

研究者は、記憶検索を他の方法で強化するために、記憶検索に関与するメカニズムについてさらに洞察を得ることにも関心があります。例えば、大学の心理学の講義では、大量の情報が提示されます。資料が馴染み深いことを知っていると、試験には役立ちません。

それどころか、学生は一杯のコーヒーを飲むだけでなく、記憶を助けるために何か他のものを必要としています。おそらく、記憶力を高める化合物を摂取することで、その重要なテストを成功に導くための議論全体の想起を向上させることができるでしょう。

JoVEのRemember-Knowタスクの紹介をご覧になりました。これで、機能的ニューロイメージングと組み合わせた記憶想起実験の設計と実施方法、脳の活性化結果の差分分析と解釈の方法、そして最後にパラダイムを実際のシナリオに適用する方法について十分に理解できたはずです。

ご覧いただきありがとうございます!