Aprendizado e Memória: A Tarefa de Lembrar-Saber

Nossa experiência de memória é variada e complexa. Às vezes, podemos nos lembrar de eventos em detalhes vívidos, enquanto outras vezes podemos ter apenas uma vaga sensação de familiaridade.

O primeiro tipo, uma memória relembrada, é aquela que é lembrada com fortes detalhes sobre a época em que foi aprendida - como uma experiência gastronômica na noite anterior, onde não apenas o jantar de lagosta foi lembrado, mas também as pinturas na parede e os funcionários do restaurante que o serviram.

Por outro lado, uma memória familiar é semelhante a uma memória lembrada por ser conhecida, mas difere por ser lembrada sem nenhum detalhe explícito em torno do evento. Ou seja, uma memória familiar carece de detalhes sobre o cenário, como o garçom que serviu o jantar ou qual era a decoração.

Este vídeo demonstra como combinar a ressonância magnética funcional com uma tarefa chamada Remember-Know para investigar como o cérebro - especialmente o hipocampo - responde a julgamentos feitos em relação a imagens repetidas ou novas com base em trabalhos anteriores realizados por Gimbel e Brewer.

Neste experimento, os participantes são solicitados a completar duas fases: codificação inicial e teste de fMRI. Na primeira parte, codificação, eles são expostos a imagens coloridas de objetos nomeáveis, como uma maçã, que eles devem lembrar.

Após a apresentação de cada item, é feita uma pergunta, promovendo os participantes? atenção durante este processo.

Depois, na segunda fase – teste de ressonância magnética – os participantes são colocados dentro de um scanner e, por meio de um sistema de projeção, são mostradas imagens: as observadas anteriormente junto com as novas.

Uma cruz de fixação precede cada imagem para otimizar a separação das respostas hemodinâmicas do cérebro nas diferentes apresentações.

Ao ver cada imagem, os participantes são solicitados a responder de uma das três maneiras: 'lembre-se' se o item pode ser lembrado junto com detalhes específicos sobre sua apresentação; 'sabem', se é familiar, mas não conseguem se lembrar de detalhes específicos sobre como vê-lo antes; ou 'novo', se o objeto não foi visto.

Nesse caso, a variável dependente é a intensidade do sinal hemodinâmico medido após cada tipo de resposta. A extensão da ativação pode então ser visualizada em grupos de voxels em uma varredura anatômica do cérebro.

Espera-se que o hipocampo - uma região no lobo temporal medial notavelmente estudada em estudos de aprendizagem e memória - mostre maior ativação durante os testes de 'lembrar' do que durante os testes de 'saber' e 'novo'.

Essas descobertas apoiariam uma teoria de processo duplo de recuperação de memória, onde o hipocampo suporta a lembrança e uma região neural diferente - uma fora do hipocampo - gera familiaridade.

Para controle experimental e questões de segurança, recrute participantes destros, com visão normal ou corrigida para normal, sem histórico de distúrbios psicológicos ou sofrendo de claustrofobia e sem nenhum metal em seu corpo.

Peça-lhes que preencham um formulário de triagem de ressonância magnética, com perguntas adicionais relacionadas à sua saúde e segurança abrangendo a sessão de varredura.

Antes de enviar o participante para o scanner, sente-se em frente a um laptop e exponha-o a objetos que ele precisa lembrar para a próxima sessão. Explique-lhes que agora eles visualizarão 256 imagens coloridas, cada uma por 3 s. Para garantir que eles estejam prestando atenção, instrua-os a pressionar a tecla 'F' para indicar que um objeto está vivo ou 'J' se o item não estiver vivo.

Depois que o participante visualizar todas as imagens, explique ainda que essas fotos, juntamente com 256 novos itens adicionais, serão mostradas dentro do scanner. Apresente-os também à caixa de botões segura para RM que eles usarão para classificar os itens como 'lembrar', 'saber' ou 'novo' - quando aparecerem na tela.

Em preparação para entrar na sala de digitalização, peça ao participante que remova todos os objetos de metal de seu corpo, incluindo telefones celulares, relógios ou joias, carteiras, chaves, cintos e moedas, devido ao forte campo magnético. Use um detector de metais para verificar se não restam itens de metal.

Em seguida, acompanhe o participante até o scanner. Forneça tampões de ouvido para proteger seus ouvidos de ruídos altos e fones de ouvido para que eles possam ouvi-lo durante a varredura. Peça-lhes que se deitem na cama com a cabeça na bobina e prenda-a com almofadas de espuma para evitar movimentos excessivos e desfoque durante a digitalização.

Coloque um espelho acima dos olhos do participante para refletir uma tela na parte de trás do orifício do scanner. Certifique-se de que eles estejam equipados com uma bola de aperto em caso de emergência durante a varredura e a caixa de resposta do botão. Além disso, lembre-os de que é muito importante manter a cabeça o mais imóvel possível durante todo o experimento.

Depois de levantar a base do scanner, alinhe o participante e envie-o para o furo. Na sala adjacente, colete imagens anatômicas de alta resolução antes de iniciar a fase funcional relacionada ao evento. Sincronize o início da apresentação do estímulo com o início da varredura funcional e permita que o participante conclua 512 tentativas.

Para concluir a sessão, tire-os da sala de digitalização. Informe-os fornecendo uma explicação do estudo e uma compensação por sua participação.

Para iniciar a análise, primeiro pré-processe os dados executando a correção para reduzir os artefatos de movimento, a filtragem temporal para remover desvios de sinal e a suavização espacial para aumentar a relação sinal-ruído.

Em seguida, crie um modelo da resposta hemodinâmica esperada para cada condição de tarefa. Ajuste os dados a esse modelo, resultando em um mapa estatístico para cada sujeito, onde o valor em cada voxel representa até que ponto esse voxel estava envolvido na condição da tarefa.

Registre o cérebro do participante em um atlas padrão para combinar dados entre os sujeitos. Para realizar uma análise em nível de grupo, limite os mapas estatísticos, levando em consideração a correção para comparações múltiplas. Aceite voxels significativos apenas se eles também ocorrerem em um cluster de um determinado tamanho para minimizar resultados falso-positivos.

Usando esses clusters extraídos, sobreponha-os em um cérebro anatômico médio. Observe que a ativação medida durante os testes de 'saber' foi subtraída daquela nos testes de 'lembrar'. O hipocampo, delineado aqui em amarelo, mostrou significativamente mais ativação para testes de 'lembrar' em comparação com testes de 'saber'.

Para examinar a ativação do hipocampo com mais detalhes, plote a porcentagem de mudança de sinal ao longo do tempo após o início do estímulo.

A inspeção desse curso de atividade revelou que o hipocampo respondeu positivamente quando os participantes relataram explicitamente a lembrança dos estímulos e ao identificar novos estímulos - observados aqui com uma deflexão positiva.

Em contraste, respondeu negativamente ou muito pouco quando os participantes relataram sentimentos de familiaridade ou não se lembravam das imagens.

Esses resultados apóiam uma teoria de processo duplo de recuperação de memória, onde o hipocampo está envolvido com a lembrança da memória, mas não com a familiaridade.

Agora que você está familiarizado com o projeto de um experimento de fMRI para entender a ativação cerebral durante julgamentos de lembrança e familiaridade em adultos típicos, vejamos estudos adicionais que aplicam o paradigma Remember-Know.

Se o hipocampo desempenha um papel central na lembrança, sua ausência pode revelar dissociações na recuperação da memória. Este cenário pode ser abordado comparando pacientes com danos bilaterais no hipocampo versus indivíduos controles sem tais danos.

Curiosamente, os pacientes com danos apresentaram memória prejudicada em comparação com os controles, enquanto ambos os grupos tiveram um desempenho igualmente bom durante os testes de familiaridade. Em conjunto, esses resultados apóiam um papel específico do hipocampo nos processos de lembrança.

Pelo contrário, se os indivíduos apresentassem volumes hipocampais aumentados, preveríamos que eles também exibiriam uma lembrança aprimorada.

Um desses exemplos existe e envolve motoristas de táxi de Londres, que demonstraram aumentar sua massa cinzenta do hipocampo após anos memorizando rotas extensas e complexas pela cidade. Com seus hipocampos maiores e excelente memória, eles transportam os passageiros para o destino correto em tempo hábil.

Os pesquisadores também estão interessados em obter mais informações sobre os mecanismos responsáveis pela recuperação da memória, a fim de aprimorá-la de outras maneiras. Tomemos, por exemplo, uma palestra de psicologia na faculdade, onde grandes quantidades de informações são apresentadas. Saber que o material é familiar não é útil para um exame.

Em vez disso, um aluno precisa de outra coisa - além de tomar aquela xícara de café - para ajudar na lembrança. Talvez, tomar um composto que melhore a memória permitiria uma melhor lembrança de toda a discussão para se sair bem nesse importante teste.

Você acabou de assistir a introdução de JoVE à tarefa Lembrar-Saber. Agora você deve ter uma boa compreensão de como projetar e conduzir o experimento de recuperação de memória em conjunto com a neuroimagem funcional, como analisar e interpretar os resultados da ativação cerebral diferencial e, finalmente, como aplicar o paradigma a cenários da vida real.

Obrigado por assistir!