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学习和记忆: 记得知道任务
 
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学习和记忆: 记得知道任务

Overview

资料来源: 乔纳斯 · 卡普兰和莎拉一、 贝尔实验室 — — 南加利福尼亚大学

我们的经验是记忆的复杂多变。有时我们记得的事情在生动的细节,而其他时候我们可能只有含糊不清的熟悉感。记忆研究者们已经作了区分与熟悉的那些回忆的回忆。回忆一下的项是不只记住的但带的时间,它是学习或编码的详细信息。像回忆一下项目,熟悉项目还记得,但无效的任何详细信息围绕其编码的情况。回忆、 熟悉的很多研究集中于内侧颞叶 (MTL),特别是海马,自记忆编码,整合,其参与和检索是知名并得到充分研究。1-3

该视频演示如何管理记住知道任务4来比较这两种类型的记忆提取的脑激活。在这方面,记住是回忆,另一种叫法,而知道指的是熟悉但不是显式忆旧的回忆。在此版本的记住知道任务,与会者都暴露于一系列的彩色图像,并要求记住他们看到了什么。里面的功能磁共振成像扫描仪,他们将会面临向这两个图像进行了研究和新型图像,便会"记住""知道"新"判断每个图像,表明他们对该项目有什么样的内存。后扫描时,将检查全脑及海马的活动,以确定有关的回忆和熟悉程度的差异活动。这项研究基于吉伯尔和布鲁尔所进行的研究。5

Procedure

1.参与者招聘

  1. 招聘 20 名学员。
    1. 参与者应是右手坐标系和没有的神经或精神疾病史。
    2. 与会者应该有正常或更正正常的视觉,以确保能够正确地看到的视觉线索。
    3. 与会者应该没有金属,他们的身体。这是由于所涉及的功能磁共振成像在高磁场中重要的安全要求。
    4. 参与者应不患上幽闭恐惧症,因为功能磁共振成像需要躺在扫描仪的小空间孔。

2.预扫描程序

  1. 填写预扫描的文书工作。
  2. 当参与者对其功能磁共振成像扫描进来时,指示他们到金属屏幕窗体,以确保他们有没有反适应症磁共振成像,附带结果给予同意,由放射科医生,看他们扫描的窗体和同意详述的风险和益处的研究第一次填写。
  3. 有参赛者坐在一台笔记本电脑,并显示他们 256 彩色图片的命名对象 (例如,风扇,苹果,棒球),每个 3 s。
    1. 对于每个对象,与会者按下按钮以指示是否它是一个生物或非生物的对象。此任务可确保他们对刺激的注意。
  4. 准备去在扫描仪通过从他们的身体,包括皮带、 钱包、 手机、 发夹、 硬币和所有珠宝中删除所有金属的参与者。

3.提供指令的参与者。

  1. 在扫描仪中,研究了在扫描前的所有 256 图片和额外的 256 新颖的图片显示参与者。
  2. 与会者判断每个图片的"记住"、"知道",或"小说"答复通过先生安全按钮框。
    1. 指示与会者作出回应"记住"是否他们研究会议期间看到的图像,并能回忆起有关其演示文稿的特定详细信息。
    2. 指示与会者作出回应"知道"是否图像很熟悉,但他们不记得以前看过有关的特定详细信息。
    3. 指示与会者应付"新",如果他们没有看到之前的形象。
  3. 强调对参与者把他们的头仍在扫描整个的重要性。

4.把放在扫描仪中的参与者。

  1. 给参与者的耳塞来保护他们的耳朵从扫描仪和耳朵的电话,要穿,所以他们可以扫描期间,听到实验者,让他们躺在床上,他们的头线圈中的噪音。
  2. 给参与者紧急挤压球并指导他们挤它在紧急情况下在扫描期间。
  3. 使用泡沫垫,确保与会者头线圈扫描期间,避免过量运动,并提醒参与者,它是非常重要的逗留尽可能保持扫描期间,作为最小的运动模糊图像。

5.数据收集

  1. 收集高分辨率解剖扫描。
  2. 开始扫描功能。
    1. 扫描仪的开头同步刺激演示文稿的开始。
    2. 本图片通过一台笔记本电脑连接到投影仪。参与者有一面镜子上面他们眼中,反映在扫描仪屏幕孔。
    3. 目前每幅图片 3 s。
      1. 图片展示穿插的固定 1.5-4.5 s 交叉基线,因为这是事件相关的任务。在对每个审判的血流动力学反应的微分重叠使信号更容易相分离。

6.后扫描程序

  1. 带出扫描仪参与者。
  2. 听取汇报的参与者。

7.数据分析

  1. 数据进行预处理。
    1. 执行运动校正,以减少运动伪影。
    2. 执行时间的筛选,以删除信号漂移。
    3. 平滑的数据来提高信号的信噪比。
  2. 每个参与者模型数据。
    1. 创建一个模型的预期血流动力学响应应该为每个任务的条件。
    2. 适合这种模式,使得统计地图,其中每个像素的值表示的程度,那素参与了任务条件的数据。
    3. 结合数据跨参与者注册标准图集参与者的大脑。
  3. 横跨主题组级分析的数据结合统计地图。
    1. 阈值统计地图,考虑到考虑多重比较校正。因为在每一个体素在大脑中进行统计试验,我们期望为数可观的假阳性结果与标准统计阈值。一种方法来处理这是只接受显著的体素,如果他们也出现在给定大小的群集内。

我们的经验是记忆的复杂多变。有时我们可以记住事件在生动的细节,而其他时候我们可能只有含糊不清的熟悉感。

第一种类型,回忆一下的记忆,是一个被记住的强详细信息时,它获悉 — — 如用餐体验前一天晚上,不只是回忆,但也被画在墙上和餐厅工作人员担任你的龙虾大餐。

另一方面,一个熟悉的记忆是类似于一种回忆一下,它已知的但不同之处在于它回顾没有任何明确的细则,围绕这件事。那就是,一个熟悉的记忆缺乏有关的设置,像服务员服役晚餐或装饰的是细节。

该视频演示了如何将功能磁共振成像相结合 — — 功能磁共振成像 — — 叫做记住知道调查任务如何大脑 — — 尤其是海马 — — 响应判断取得重复或由吉伯尔和布鲁尔的以往工作的基础的新型图像。

在这个实验中,参与者被要求完成两个阶段: 初始编码和功能磁共振成像测试。在第一部分,编码,他们都暴露的命名对象,例如一个苹果,他们必须记住的彩色图片。

每个项目的介绍之后, 的问题被问,在此过程中促进参与者的注意力。

之后,在第二阶段 — — 功能磁共振成像测试 — — 与会者放在扫描仪内,并通过投影系统,显示图像: 那些以前同时全新的观察。

交叉固定之前,每一幅图片优化大脑的血流动力学反应分离跨不同的演示稿。

看到每个图像,受访者被要求作出反应的三种方式之一: '记住' 是否项目可以召回相关具体详细信息其演示文稿;' 知道 ',如果它是熟悉,但他们无法回忆起具体细节以前看过;或者 '新',如果该对象不见。

在这种情况下,因变量是以后每个响应类型测量血流信号的强度。然后可以为体素解剖大脑扫描上的集群可视化的激活程度。

海马 — — 内侧颞叶中的区域特别是研究学习和记忆的研究 — — 预计将显示更大的激活 '记住' 审判比期间 '知道' 和 '新' 的审判。

这些发现会支持双重过程理论的记忆,在海马支持回忆和不同的神经区域 — — 海马人 — — 生成熟悉。

对于实验控制和安全的担忧,招募参与者人都惯用右手,与正常或矫正到正常视力,没有历史的心理障碍或幽闭恐惧症,并无任何金属在他们身体的痛苦。

让他们填写筛选窗体中,与他们的健康和安全包括扫描会话有关的额外问题磁共振。

前参与者送入扫描仪,坐在笔记本电脑前和他们暴露在他们需要记住下一届会议的对象。解释他们将现在查看 256 彩色图像,每个 3 s。为了确保他们正在关注,如果该项目是非生活指导他们按指示对象生活 'F' 键或 'J'。

在参与者的视图之后的所有图像,进一步解释在扫描器器内显示这些图片,以及额外的 256 种新型项目。此外把他们介绍给先生安全按钮,他们将使用分类的项目 — — 作为 '记住'、 '知道',或 '小说' — — 当他们出现在屏幕上。

在准备进入扫描室,要求参与者要从自己的身体,删除所有的金属物品包括手机、 手表或珠宝、 钱包、 钥匙、 皮带和硬币,由于强磁场。使用金属探测器来验证,没有金属的项目保留。

接下来,护送扫描仪附近参与者。提供耳塞来保护他们的耳朵从噪音和耳机,以便他们能听到你在扫描期间。让他们和他们的头线圈,在床上,躺下来安全与泡沫垫,以避免过度运动和模糊扫描过程中。

参与者的眼睛上方镜子的地方反映屏幕后面扫描仪孔。请确保他们都在扫描和按钮响应框期间配备在紧急情况下的挤压球。此外,提醒他们,它是保持他们的头很重要尽可能保持整个试验。

后提高扫描仪床,对齐的参与者,把他们送到孔。在相邻的房间里,在开始的与事件相关的功能的阶段之前收集解剖的高分辨率图像。与功能扫描,开始同步开始的刺激计划介绍并允许参与者完成 512 审判。

结束会议,领他们出了扫描室。汇报他们提供解释的研究和赔偿他们的参与。

要开始分析,第一次预先处理的数据进行校正,以减少运动伪影,筛选,以删除信号漂移,时空分布平滑,提高信号的信噪比。

然后,创建一个模型的预期的血流动力学响应的每个任务的条件。适合数据到此模型中,使得统计地图的每个主题,其中每个像素的值表示的那素参与的任务条件的程度。

注册参与者的大脑到标准图集横跨主题合并的数据。若要执行组级分析,阈值统计地图,考虑到占了校正多个比较。他们还在一个给定的尺寸,以尽量减少假阳性结果群集内发生时,只接受显著的体素。

使用这些提取的群集,加铺层他们平均的解剖大脑。注意激活测量 '知道' 审判期间被减去,'记住' 试验中。海马,这里边框为黄色,表明更多激活 '记住' 比较 '知道' 试验的试验。

要检查海马激活在更多的细节,穿过时间的刺激发病后密谋信号变化的百分比。

这次课程的活动检查发现海马积极回应时与会者明确的报道记住刺激和标识新的刺激时 — — 这里指出积极的挠度。

相比之下,它反应消极或很少当与会者报告熟悉感或不记得在所有图像。

这些结果支持双重过程理论的记忆,海马涉及与记忆回忆但是不熟悉。

既然你已经熟悉设计功能磁共振成像实验,了解大脑激活期间判断的回忆和典型的成人中的熟悉程度,让我们看看更多适用记住知道范式的研究。

如果海马在回忆中发挥中心作用,它的缺失可能会揭示记忆检索中的疏离。这种情况下可以通过比较与对照的双边海马损伤患者解决 — — 没有任何此种损害的个人。

有趣的是,患者损害表明记忆受损的回忆对照相比,而这两个组的表现同样好熟悉审判期间。两者合计,这些结果在回忆过程中支持海马的特殊作用。

相反地,如果个人表明海马量增加,我们所预料的他们也会显示增强的记忆。

一个这样的例子存在,并且涉及到伦敦出租车司机,被证明之后多年的记忆广泛和复杂的路线,在城市附近,增大其海马的灰质。与他们更大的海马体和惊人的记忆力,他们把旅客运送到目的地正确及时。

研究人员感兴趣提高它在其他方面获得进一步洞察负责记忆的机制。举个例子,大学心理学的讲座,在那里提出了大量的信息。知道,物质熟悉不是对考试有帮助的。

相反,学生需要别的东西 — — 超越喝那杯咖啡 — — 以帮助记忆。也许,以增强记忆的化合物会允许改进的收回的整个讨论以高分通过那个重要的考试。

你刚看了朱庇特的简介记住知道任务。现在你应该有好的理解如何设计和进行功能性神经影像结合记忆回忆实验、 如何分析和解释鉴别脑激活结果和最后如何将模式应用到现实生活中的场景。

谢谢观赏 !

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Results

地区更积极为知道反应比记住响应如图 1所示。值得注意的是,海马、 结构位于 mtl 系统与已知要参与很多的记忆的形成和检索,显示更大的活动,为记住阶段相比,知道审判。

Figure 1
图 1:群集记住减去知道地图。海马被边框为黄色。集群叠加在该项研究的参与者平均解剖大脑 (p < 0.01,纠正多个比较)。请点击这里查看此图的大版本。

检查时间进程的活动中,海马 (图 2) 所示,这种结构有选择性地响应时与会者报告明确记忆的刺激,而不是响应当他们只有感情的熟悉,或者当他们根本不记得的刺激。

Figure 2
图 2。随着时间的推移海马活动。每行显示海马在审判过程中的每个类型的活动。"记住"和"知道"的试验中,参与者正确报告记住刺激。"小姐"试验是指前面介绍的但不能正确记住由参与者的刺激。"正确拒绝"都是新的刺激,参与者正确识别像新的一样。Y-轴是百分比的信号变化从基线;X-轴是时间 (s) 后发病的刺激。

这些结果表明海马参与记忆,但它并不有助于感情的熟悉程度,支持双重过程理论。这种观点认为,第二次的认知过程,一种不依赖于海马体,生成熟悉。然而,在记住知道任务中,记忆的强度可能迷惑与内存类型。换句话说,它是可能海马活动记得试验越大,因为这些回忆就更强,并不是因为他们知道审判在性质上有所不同。要区分这些解释,记忆的强度必须跨审判类型等同。

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Applications and Summary

本实验演示如何认知神经学家试图梳理到认知任务的大脑区域的具体贡献。孤立认知域内微妙的变化,在这种情况下不同的主观体验与记忆,可以揭示的疏离中支持这些功能的神经系统。了解大脑在不同类型的记忆提取过程中的作用是重要的是理解记忆障碍如那些导致从创伤性脑损伤或退行性疾病。此外,理解记忆的认知神经科学也可以通知提高记忆的策略。

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References

  1. Bayley, P.J. & Squire, L.R. Failure to acquire new semantic knowledge in patients with large medial temporal lobe lesions. Hippocampus 15, 273-280 (2005).
  2. Cohen, N.J. & Squire, L.R. Preserved learning and retention of pattern-analyzing skill in amnesia: dissociation of knowing how and knowing that. Science 210, 207-210 (1980).
  3. Scoville, W.B. & Milner, B. Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions. J Neurol Neurosurg Psychiatry 20, 11-21 (1957).
  4. Yonelinas, A.P. Components of episodic memory: the contribution of recollection and familiarity. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 356, 1363-1374 (2001).
  5. Gimbel, S.I. & Brewer, J.B. Reaction time, memory strength, and fMRI activity during memory retrieval: Hippocampus and default network are differentially responsive during recollection and familiarity judgments. Cogn Neurosci 2, 19-23 (2011).

Transcript

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