Effetti delle esperienze passate sulla percezione attuale
La ricerca mostra come gli stimoli visivi precedenti influenzano le percezioni attuali nel cervello.
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Indice
- Comprendere i meccanismi cerebrali dietro la dipendenza seriale
- Lo studio attuale: indagare le firme neurali della dipendenza seriale
- Risultati comportamentali dell'esperimento
- Approfondimenti dai risultati MEG
- Spostamenti attrattivi come firma della dipendenza seriale
- Correlazione tra attività neurale e risposte comportamentali
- Riattivazione delle direzioni obiettivo precedenti
- Conclusione: L'importanza delle distorsioni neurali
- Fonte originale
Il nostro ambiente è spesso in uno stato di cambiamento costante, soprattutto visivamente. Nonostante ciò, riusciamo a percepire il nostro ambiente come stabile e coerente per brevi periodi. Questa stabilità è legata a un concetto noto come Dipendenza Seriale. La dipendenza seriale significa che la nostra percezione attuale di un oggetto è influenzata dalla nostra esperienza precedente con oggetti simili. In termini semplici, quando vediamo qualcosa adesso, potremmo ricordarlo come più simile a una cosa che abbiamo visto poco prima, anche se in realtà erano piuttosto diversi. Questo effetto è più forte tra oggetti visti vicini nel tempo e nello spazio, su cui ci concentriamo, e che condividono caratteristiche simili.
La dipendenza seriale opera in diverse fasi di come elaboriamo gli oggetti, comprese le modalità con cui raccogliamo informazioni, le ricordiamo e poi prendiamo decisioni basate su di esse. Gli scienziati hanno studiato a fondo il punto di vista della mente su questo argomento, ma l'attività cerebrale collegata alla dipendenza seriale non è ancora del tutto chiara ed è un'area di ricerca in corso.
Comprendere i meccanismi cerebrali dietro la dipendenza seriale
Un aspetto importante della ricerca attuale è capire come le tracce di memoria degli eventi passati influenzino i nostri pensieri e le nostre azioni attuali. Alcuni studi su scimmie e umani utilizzando registrazioni cerebrali hanno mostrato che poco prima di incontrare un nuovo Stimolo visivo, il nostro cervello potrebbe richiamare informazioni da uno stimolo precedente. Questa riattivazione sembra aiutare a modificare come rispondiamo a nuove informazioni.
Inoltre, i ricercatori hanno osservato che stimolare alcune aree del cervello può aumentare l'impatto delle esperienze precedenti sulle nostre percezioni attuali, suggerendo un collegamento diretto tra l'attività cerebrale durante la riattivazione e i nostri bias percettivi.
In altri studi, gli scienziati hanno misurato le risposte cerebrali agli stimoli attuali per vedere quanto siano influenzate da quelli precedenti. Questo metodo offre una visione più chiara di come i processi mentali in corso siano influenzati da esperienze recenti. Ricerche iniziali hanno suggerito che quando un nuovo stimolo visivo è simile ma non identico a quello vecchio, il nostro cervello potrebbe mostrare segni sia di attrazione che di repulsione verso le informazioni passate, complicando la nostra comprensione di come funziona la memoria.
Lo studio attuale: indagare le firme neurali della dipendenza seriale
La ricerca attuale mira a trovare un indicatore diretto della dipendenza seriale attraverso segnali neurali. Utilizzando tecniche avanzate di imaging cerebrale, gli scienziati si aspettavano di trovare che la rappresentazione cerebrale degli stimoli attualmente ricordati riflettesse questo bias attrattivo verso stimoli precedentemente incontrati.
I ricercatori hanno progettato un esperimento in cui i partecipanti dovevano ricordare due direzioni di movimento presentate una dopo l'altra. Dopo una breve pausa, ricevevano un'indicazione su quale movimento dovevano richiamare. Questa impostazione ha permesso agli scienziati di monitorare l'attività cerebrale nel tempo e valutare quando la rappresentazione attuale ha cominciato a mostrare segni di attrazione verso il passato.
Risultati comportamentali dell'esperimento
Dieci partecipanti hanno preso parte allo studio, memorizzando due oggetti visivi durante ogni prova mentre la loro attività cerebrale veniva registrata. Ogni partecipante ha completato più prove, dove doveva ricordare la direzione dei punti in movimento mostrati sullo schermo. Lo studio ha trovato che i partecipanti mostrano una chiara attrazione verso la direzione obiettivo della prova precedente quando rispondevano. Questa attrazione seguiva uno schema specifico che indica come i loro ricordi di oggetti precedenti influenzano le loro risposte attuali.
Inoltre, i ricercatori hanno notato che questa attrazione era più forte quando i colori degli oggetti corrispondevano, il che ha rafforzato l'idea che il contesto e la rilevanza delle informazioni svolgono un ruolo critico nel funzionamento della dipendenza seriale.
Approfondimenti dai risultati MEG
Per studiare la base Neurale del bias attrattivo nelle risposte, i ricercatori hanno utilizzato un metodo chiamato analisi del modello di codifica invertita sui dati di attività cerebrale raccolti. Il loro obiettivo era ricostruire le direzioni di movimento ricordate basandosi sui segnali neurali osservati durante il compito.
I risultati hanno mostrato che l'attività cerebrale rifletteva informazioni chiare sulle direzioni di movimento che i partecipanti stavano cercando di richiamare. Le ricostruzioni riuscite indicavano che i partecipanti mantenessero Rappresentazioni degli stimoli attuali durante tutto il compito. Quando venivano presentati i segnali, le informazioni sulla direzione obiettivo diventavano influenti, causando spostamenti nella rappresentazione neurale coerenti con i modelli comportamentali osservati.
Spostamenti attrattivi come firma della dipendenza seriale
L'obiettivo principale era determinare se i segnali ricostruiti riflettessero un bias attrattivo verso le direzioni obiettivo precedenti. I ricercatori hanno scoperto che le rappresentazioni neurali mostrano chiari spostamenti verso l'obiettivo precedente, soprattutto durante periodi critici del compito, come quando venivano presentati i segnali.
Questi risultati hanno dimostrato che la rappresentazione cerebrale delle informazioni attuali è infatti attratta verso informazioni passate, stabilendo forti prove per una firma neurale diretta della dipendenza seriale nella memoria di lavoro.
Correlazione tra attività neurale e risposte comportamentali
Per comprendere ulteriormente la relazione tra segnali neurali e risultati comportamentali, i ricercatori hanno eseguito ulteriori analisi. Hanno esaminato se gli spostamenti nelle rappresentazioni neurali fossero in linea con il comportamento dei partecipanti nel richiamare la direzione obiettivo. L'analisi ha rivelato correlazioni positive, indicando che quando le rappresentazioni neurali deviano in una direzione particolare, simili deviazioni vengono osservate nelle risposte dei partecipanti.
Questa parte dello studio sottolinea l'importanza di comprendere come i processi neurali siano collegati al comportamento reale, confermando che i bias nel cervello influenzano come ricordiamo e rispondiamo agli stimoli visivi.
Riattivazione delle direzioni obiettivo precedenti
Un altro aspetto critico dello studio riguardava l'esame della riattivazione delle informazioni sugli obiettivi precedenti. I ricercatori volevano vedere se la rappresentazione cerebrale dell'obiettivo precedente potesse essere rilevata mentre i partecipanti si preparavano a richiamare nuove informazioni. Coerente con studi precedenti, i ricercatori hanno scoperto che le informazioni sul target precedente venivano riattivate poco prima che venisse mostrato il nuovo stimolo.
Inoltre, hanno scoperto che questa riattivazione si verificava non solo all'inizio della prova, ma anche più avanti, quando i partecipanti ricevevano i segnali riguardo quale elemento riportare. Questo suggerisce che le tracce di memoria della prova precedente persistono e influenzano attivamente come elaboriamo nuove informazioni.
Conclusione: L'importanza delle distorsioni neurali
I risultati complessivi di questo studio offrono un quadro più chiaro di come opera la dipendenza seriale a livello neurale. Utilizzando design sperimentali innovativi, i ricercatori sono riusciti a dimostrare una firma neurale diretta della dipendenza seriale, mostrando che le nostre rappresentazioni di memoria di lavoro non sono solo informate dagli stimoli attuali, ma sono anche significativamente influenzate dalle esperienze passate.
In conclusione, le prove supportano l'idea che i nostri ricordi di eventi passati possano plasmare come percepiamo e rispondiamo a nuove informazioni, enfatizzando l'interazione continua tra memoria e percezione nei nostri processi cognitivi. Questa ricerca potrebbe contribuire ad approfondire la nostra comprensione dei sistemi di memoria nel cervello e migliorare gli approcci per affrontare le sfide cognitive in vari contesti.
Titolo: A direct neural signature of serial dependence in working memory
Estratto: Significance StatementOur perception is biased towards sensory input from the recent past. While this "serial dependence" has been well established in behavior, a direct neural correlate of the phenomenon has not been determined. Applying multivariate analyses to magnetoencephalographic data during a visual working memory task, we found an attraction of neural representations to previous stimuli, which was consistent with behavioral responses. This is the first evidence for a direct neural signature of serial dependence. In addition, the present task, together with the high temporal resolution of magnetoencephalography, allowed us to identify the timing of serial dependence. In line with current theoretical models, we found serial dependence to emerge at late, post-encoding stages of information processing in working memory. Serial dependence describes the phenomenon that current object representations are attracted to previously encoded and reported representations. While attractive biases have been observed reliably and across various modalities in behavioral reports, a direct neural correlate has not been established. Previous studies have either shown a reactivation of past information without observing a neural signal related to the bias of the current information, or a repulsive distortion of current neural representations contrasting the behavioral bias. The present study recorded neural signals with magnetoencephalography during a working memory task to identify neural correlates of serial dependence. Participants encoded and memorized two sequentially presented motion directions per trial, one of which was later retro-cued for report. Multivariate analyses provided reliable reconstructions of both motion directions. Importantly, the reconstructed directions in the current trial were attractively shifted towards the target direction of the previous trial. This neural bias mirrored the behavioral attractive bias, thus reflecting a direct neural signature of serial dependence. The use of a retro-cue task in combination with magnetoencephalography allowed us to determine that this neural bias emerged at later, post-encoding time points. This timing suggests that serial dependence in working memory affects memorized information during read-out and reactivation processes that happen after the initial encoding. Taken together, we identified a direct neural signature of serial dependence, which occurs during later processing stages of working memory representations.
Autori: Christoph Bledowski, C. Fischer, J. Kaiser
Ultimo aggiornamento: 2024-05-14 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.13.593912
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.13.593912.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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