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학습과 기억: 기억-알기 과제

Overview

출처: 조나스 T. 카플란과 사라 I. 짐벨의 연구소 - 서던 캘리포니아 대학

우리의 기억 경험은 다양하고 복잡합니다. 때때로 우리는 사건을 생생하게 기억하고, 다른 때에는 모호한 친숙함만 있을 수 있습니다. 메모리 연구원은 익숙한 기억 대 회수 기억 사이 구별을 만들었습니다. 회수된 항목은 기억될 뿐만 아니라 학습또는 인코딩된 시간의 세부 정보를 담고 있습니다. 회수된 항목과 마찬가지로 친숙한 항목도 기억되지만 인코딩을 둘러싼 상황에 대한 세부 사항도 없습니다. 기억과 친숙함의 많은 연구는 기억 인코딩, 통합 및 검색에 관여하기 때문에 내측 측두엽 (MTL) 특히 해마에 초점을 맞추고 있습니다. 1-3

이 비디오는 기억-알고 작업을 관리 하는 방법을 보여줍니다4 메모리 검색의이 두 가지 유형에서 뇌 활성화를 비교. 이러한 맥락에서 기억은 기억에 남는 또 다른 용어이지만, 아는 것은 친숙하지만 명시적으로 회수되지 않은 기억을 가리킵니다. 기억-알고 있는 작업의 이 버전에서는 참가자들이 일련의 컬러 이미지에 노출되어 표시되는 내용을 기억하도록 요청합니다. fMRI 스캐너 내부에서는 연구된 이미지와 새로운 이미지모두에 노출되며 각 이미지에 대해 "기억", "알고" 또는 "새로운" 판단을 내릴 것이며, 이는 해당 항목에 대해 어떤 종류의 메모리가 있는지 를 나타냅니다. 검사 후, 전체 뇌 및 해마 활동은 기억과 친숙함과 관련된 차동 활성을 결정하기 위해 검사될 것입니다. 이 연구는 김벨과 브루어가 수행한 연구를 기반으로 합니다. 5

Procedure

1. 참가자 모집

  1. 20명의 참가자를 모집합니다.
    1. 참가자는 오른손잡이여야 하며 신경학적 또는 심리적 장애의 병력이 없어야 합니다.
    2. 참가자는 시각적 신호를 제대로 볼 수 있도록 정상 또는 수정된 투 정상 시야를 가져야 합니다.
    3. 참가자는 몸에 금속이 없어야 합니다. 이것은 fMRI에 관련된 높은 자기장 때문에 중요한 안전 요구 사항입니다.
    4. fMRI는 스캐너 보어의 작은 공간에 누워 필요하기 때문에 참가자는 밀실 공포증때문에 손해를 입어서는 안됩니다.

2. 사전 스캔 절차

  1. 사전 스캔 서류를 작성합니다.
  2. 참가자가 fMRI 스캔을 위해 들어올 때, 먼저 MRI에 대한 반대 표시가 없는지 확인하기 위해 금속 스크린 양식을 작성하도록 지시하고, 방사선 전문의가 스캔을 검토하는 데 동의하는 부수적 인 연구 결과 양식및 연구의 위험과 이점을 자세히 설명하는 동의서를 작성하도록 지시하십시오.
  3. 참가자가 노트북 컴퓨터 앞에 앉아서 3 s에 대해 각각 남출 가능한 물체(예 :팬, 사과, 야구)의 256 컬러 사진을 보여 주세요.
    1. 각 개체에 대해 참가자는 버튼을 눌러 살아있는 개체인지 비거주 객체인지 를 나타냅니다. 이 작업은 자극에 주의를 기울입니다.
  4. 벨트, 지갑, 휴대폰, 헤어 클립, 동전 및 모든 보석을 포함하여 몸에서 모든 금속을 제거하여 참가자가 스캐너에 들어갈 준비를하십시오.

3. 참가자에 대한 지침을 제공합니다.

  1. 스캐너에서, 참가자에게 스캔 전에 연구 된 모든 256 사진과 추가 256 개의 새로운 사진을 보여줍니다.
  2. 참가자들은 MR 안전 버튼 박스를 통해 "기억", "알고"또는 "소설"응답으로 각 사진을 판단합니다.
    1. 참가자들에게 연구 세션 중에 이미지를 보고 프레젠테이션에 대한 구체적인 세부 사항을 기억할 수 있다면 "기억"에 응답하도록 지시합니다.
    2. 참가자들에게 이미지가 익숙한지 "알고"라고 지시하지만 이전에 는 이미지 보고에 대한 구체적인 세부 사항을 기억하지 못했습니다.
    3. 참가자들에게 이전에 이미지를 본 적이 없는 경우 "새"라고 응답하도록 지시합니다.
  3. 참가자에게 스캔 을 통해 머리를 가만히 유지하는 것이 중요하다고 강조합니다.

4. 참가자를 스캐너에 넣습니다.

  1. 참가자에게 스캐너와 이어폰의 소음으로부터 귀를 보호하여 스캔 중에 실험자의 소리를 들을 수 있도록 하고 코일에 머리를 대고 침대에 눕히도록 하십시오.
  2. 참가자에게 비상 압착 공을 주고 스캔 중에 비상 시 압박하도록 지시하십시오.
  3. 폼 패드를 사용하여 코일에 참가자가 머리를 고정하여 스캔 중에 과도한 움직임을 피하고, 가장 작은 움직임조차도 이미지를 흐리게하기 때문에 스캔 중에 가능한 한 가만히 있는 것이 매우 중요하다는 것을 참가자에게 상기시킵니다.

5. 데이터 수집

  1. 고해상도 해부학 검사를 수집합니다.
  2. 기능 적 스캐닝을 시작합니다.
    1. 자극 프레젠테이션의 시작을 스캐너의 시작과 동기화합니다.
    2. 프로젝터에 연결된 랩톱을 통해 사진을 제시합니다. 참가자는 스캐너 보어 의 뒷면에 화면을 반사, 자신의 눈 위에 거울이있다.
    3. 각 그림을 3s에 대해 제시합니다.
      1. 사진 프레젠테이션은 이벤트 관련 작업이기 때문에 고정 교차 기준의 1.5-4.5s로 산재됩니다. 각 시험에 대한 혈역학 적 반응의 차등 중복은 신호를 더 분리 할 수 있게합니다.

6. 스캔 후 절차

  1. 참가자를 스캐너에서 꺼내십시오.
  2. 참가자를 브리핑합니다.

7. 데이터 분석

  1. 데이터를 미리 처리합니다.
    1. 모션 보정을 수행하여 모션 아티팩트를 줄입니다.
    2. 시간적 필터링을 수행하여 신호 드리프트를 제거합니다.
    3. 데이터를 부드럽게 하여 신호 대 잡음 비율을 높입니다.
  2. 각 참가자에 대한 데이터를 모델링합니다.
    1. 각 작업 조건에 대해 예상되는 혈역학 적 응답이 있어야 하는 모델을 만듭니다.
    2. 이 모델에 데이터를 맞게 하면 각 복셀의 값이 작업 조건에 해당 복셀이 관련된 정도를 나타내는 통계 맵이 생성됩니다.
    3. 참가자의 뇌를 참가자에게 데이터를 결합하기 위해 표준 아틀라스에 등록하십시오.
  3. 데이터의 그룹 수준 분석을 위해 피험자 간에 통계 맵을 결합합니다.
    1. 여러 비교에 대한 고려 수정을 고려하여 통계 맵을 임계값을 설정합니다. 통계 테스트는 뇌의 모든 복셀에서 수행되기 때문에 표준 통계 적 임계 값으로 상당한 수의 거짓 양성 결과를 기대합니다. 이 문제를 처리하는 한 가지 방법은 지정된 크기의 클러스터 내에서도 발생하는 경우에만 중요한 복셀을 받아들이는 것입니다.

Results

참조 응답보다 기억 응답에 대해 더 활성화된 영역은 그림 1에표시됩니다. 특히, 해마, MTL에 위치한 구조와 메모리 형성 및 검색의 많은 단계에 관여하는 것으로 알려진, 아는 시험에 비해 기억에 대한 더 큰 활동을 보였다.

Figure 1
그림 1: 마이너스 알고 기억의 클러스터 맵. 해마는 노란색으로 설명되어 있습니다. 클러스터는 연구 참가자의 평균 해부학 적 뇌에 오버레이된다(p < 0.01, 여러 비교를 위해 수정). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

해마의 활동 시간 과정을검사(도 2)는참가자가 자극을 명시적으로 기억하고, 친숙함만 있을 때, 또는 자극을 전혀 기억하지 못하는 경우 반응하지 않을 때 이러한 구조가 선택적으로 반응하고 있음을 보여준다.

Figure 2
그림 2. 시간이 지남에 따라 해마 활동. 각 라인은 각 유형의 시험 과정을 통해 해마에서의 활동을 보여줍니다. "기억"과 "알고"는 참가자들이 자극을 정확하게 기억하는 시험입니다. "미스" 시험은 참가자가 올바르게 기억하지 전에 제시되었지만 올바르게 기억되지 않은 자극을 나타냅니다. "올바른 거부"는 참가자가 새로 올바르게 식별한 새로운 자극입니다. Y축은기준선으로부터 백분율 신호 변화; X-축은자극이 개시된 후 시간(들)입니다.

이러한 결과 해 마 메모리 검색의 과정에 관여 제안, 하지만 그것은 친숙의 감정에 기여 하지 않습니다., 이중 프로세스 이론을 지원. 이 보기에 따르면, 두 번째 인지 과정, 해 마에 의존 하지 않는 하나, 친숙을 생성. 그러나 Remember-Know 작업에서는 메모리 강도가 메모리 유형으로 혼동될 수 있습니다. 즉, 해마 활동이 기억력이 강하기 때문에 시험 기억이 더 클 수 있으며, 시험 알고 있는 것과 질적으로 다르기 때문이 아닙니다. 이러한 설명을 구별하려면 메모리 강도가 평가판 유형에 걸쳐 동일시되어야 합니다.

Application and Summary

이 실험은 인지 신경 과학자가 인지 작업에 뇌 영역의 특정 기여를 따로 애타게하려고 하는 방법을 보여줍니다. 인지 영역 내에서 미묘한 변화를 격리, 이 경우 메모리 검색과 관련된 다른 주관적인 경험, 이러한 기능을 지탱 하는 신경 시스템에 해리를 공개할 수 있습니다. 뇌가 다양한 유형의 메모리 검색 중에 어떻게 기능하는지 이해하는 것은 외상성 뇌 손상이나 퇴행성 질환으로 인한 기억 장애이해에 중요합니다. 또한, 메모리 검색의 인지 신경 과학의 이해 또한 메모리 개선에 대 한 전략을 알 릴 수 있습니다.

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).

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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

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