Publicação
The role of object similarity in the organization of information about manipulable objects in the brain
| Resumo: | Introdução: Compreender como é que o cérebro reconhece e distingue entre objetos semelhantes continua a ser uma das principais questões por resolver na neurociência cognitiva. Para responder a esta questão, é crucial explorar a organização sobre o conhecimento de objetos no cérebro. Numerosos estudos têm se focado em como o cérebro distingue entre categorias mais amplas de objetos tais como faces, animais, lugares e ferramentas (ou seja, objetos manipuláveis). No entanto, a investigação é limitada sobre como o cérebro consegue discriminar entre objetos similares dentro da mesma categoria, tais como um copo e uma chávena. Portanto, nesta tese, selecionei a categoria de objetos manipuláveis, como estudo de caso, para aumentar o conhecimento de como a informação está organizada dentro destas categorias. O meu objetivo principal é investigar se a similaridade entre objetos desempenha um papel importante em como a informação sobre objetos manipuláveis está representada no cérebro, especificamente ao testar se existe uma resposta comportamental e neuronal progressiva em função da similaridade entre eles. Metodologia: Comecei a tese por pedir aos participantes para gerarem livremente características de objetos manipuláveis, o que levou a duas bases de dados abrangentes para esta categoria. Estas características foram subsequentemente usadas para quantificar a similaridade entre objetos. Especificamente, a similaridade foi avaliada ao considerar todas as características mencionadas na base de dados (Estudo 2) e por independentemente examinar as características relativas a visão, manipulação, e função (Estudo 3). Para investigar o impacto da similaridade entre objetos nos níveis comportamental e neuronal, apliquei um paradigma de liberação após adaptação em que apresentei sequências de diferentes exemplares do mesmo objeto (por exemplo, várias tesouras) seguidas por um objeto desviante (por exemplo, uma faca). A similaridade de objetos entre os pares de adaptadores e desviantes foi manipulada, e analisei o desempenho dos participantes ao detetar a presença do objeto desviante e a variação na atividade cerebral desencadeada por este.Resultados Principais: Nos estudos 2 e 3, consistentemente obtive respostas comportamentais e neuronais progressivas em função da similaridade entre os objetos adaptadores e desviantes. Especificamente, descobri que à medida que a semelhança entre os objetos aumentava, os participantes exibiam tempos de reação progressivamente mais lentos na deteção do objeto desviante e uma liberação de adaptação mais fraca. No estudo 2, as áreas do cérebro que mostraram uma liberação gradual após adaptação com base na similaridade entre objetos (medido pela partilha geral de características) abrangeram a via ventral, ao longo do eixo posterior para anterior, e o córtex occipito-parietal. Estas áreas são cruciais para o reconhecimento visual de objetos, para processar propriedades motoras, conhecimento semântico relacionado à função e ao contexto em que normalmente encontramos os objetos. No estudo 3, as áreas que apresentaram um efeito de liberação diferiram conforme o tipo de conhecimento investigado (ou seja, visão, manipulação, ou função). Para a visão, encontrei liberação gradual principalmente na via ventral, abrangendo regiões essenciais para o processamento de várias características visuais, incluindo forma, textura e superfície/material. Em relação à condição de manipulação, a liberação progressiva foi observada na via dorsal, sobretudo no córtex dorsal occipital e no sulco intraparietal posterior, que desempenham um papel crucial nos movimentos de agarrar, o agarrar funcional e os movimentos envolvidos no uso de objetos. Também encontrei uma liberação gradual no giro medial fusiforme, que é uma área importante para o agarrar funcional e para a percepção de peso e tem conexões próximas com outras áreas cerebrais relacionadas à ação. Finalmente, para a função, foi evidente uma liberação gradual no córtex lateral occipitotemporal, importante para a representação de ação a um nível mais elevado. Além disso, também observei um efeito de liberação nas áreas da via ventral, no lobo parietal inferior, e no giro frontal inferior.Conclusão: No geral, os estudos aqui apresentados realçam a importância de mudar a perspectiva e explorar como a informação está organizada dentro das categorias, em vez do foco ser apenas as distinções mais amplas entre domínios. Além disso, estas descobertas sugerem que as representações cognitivas e neuronais de objetos incorporam a similaridade de objetos num espetro contínuo para diferentes tipos de conhecimento. |
|---|---|
| Autores principais: | Valério, Daniela Filipa Codinha |
| Assunto: | Experiências comportamentais Imagem por Ressonância Magnética Funcional (fMRI) Liberação progressiva após adaptação Objetos manipuláveis Similaridade entre objetos Behavioral experiments Graded release from adaptation Manipulable objects Object similarity functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso embargado |
| Instituição associada: | Universidade de Coimbra |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Estudo Geral - Universidade de Coimbra |
| Resumo: | Introdução: Compreender como é que o cérebro reconhece e distingue entre objetos semelhantes continua a ser uma das principais questões por resolver na neurociência cognitiva. Para responder a esta questão, é crucial explorar a organização sobre o conhecimento de objetos no cérebro. Numerosos estudos têm se focado em como o cérebro distingue entre categorias mais amplas de objetos tais como faces, animais, lugares e ferramentas (ou seja, objetos manipuláveis). No entanto, a investigação é limitada sobre como o cérebro consegue discriminar entre objetos similares dentro da mesma categoria, tais como um copo e uma chávena. Portanto, nesta tese, selecionei a categoria de objetos manipuláveis, como estudo de caso, para aumentar o conhecimento de como a informação está organizada dentro destas categorias. O meu objetivo principal é investigar se a similaridade entre objetos desempenha um papel importante em como a informação sobre objetos manipuláveis está representada no cérebro, especificamente ao testar se existe uma resposta comportamental e neuronal progressiva em função da similaridade entre eles. Metodologia: Comecei a tese por pedir aos participantes para gerarem livremente características de objetos manipuláveis, o que levou a duas bases de dados abrangentes para esta categoria. Estas características foram subsequentemente usadas para quantificar a similaridade entre objetos. Especificamente, a similaridade foi avaliada ao considerar todas as características mencionadas na base de dados (Estudo 2) e por independentemente examinar as características relativas a visão, manipulação, e função (Estudo 3). Para investigar o impacto da similaridade entre objetos nos níveis comportamental e neuronal, apliquei um paradigma de liberação após adaptação em que apresentei sequências de diferentes exemplares do mesmo objeto (por exemplo, várias tesouras) seguidas por um objeto desviante (por exemplo, uma faca). A similaridade de objetos entre os pares de adaptadores e desviantes foi manipulada, e analisei o desempenho dos participantes ao detetar a presença do objeto desviante e a variação na atividade cerebral desencadeada por este.Resultados Principais: Nos estudos 2 e 3, consistentemente obtive respostas comportamentais e neuronais progressivas em função da similaridade entre os objetos adaptadores e desviantes. Especificamente, descobri que à medida que a semelhança entre os objetos aumentava, os participantes exibiam tempos de reação progressivamente mais lentos na deteção do objeto desviante e uma liberação de adaptação mais fraca. No estudo 2, as áreas do cérebro que mostraram uma liberação gradual após adaptação com base na similaridade entre objetos (medido pela partilha geral de características) abrangeram a via ventral, ao longo do eixo posterior para anterior, e o córtex occipito-parietal. Estas áreas são cruciais para o reconhecimento visual de objetos, para processar propriedades motoras, conhecimento semântico relacionado à função e ao contexto em que normalmente encontramos os objetos. No estudo 3, as áreas que apresentaram um efeito de liberação diferiram conforme o tipo de conhecimento investigado (ou seja, visão, manipulação, ou função). Para a visão, encontrei liberação gradual principalmente na via ventral, abrangendo regiões essenciais para o processamento de várias características visuais, incluindo forma, textura e superfície/material. Em relação à condição de manipulação, a liberação progressiva foi observada na via dorsal, sobretudo no córtex dorsal occipital e no sulco intraparietal posterior, que desempenham um papel crucial nos movimentos de agarrar, o agarrar funcional e os movimentos envolvidos no uso de objetos. Também encontrei uma liberação gradual no giro medial fusiforme, que é uma área importante para o agarrar funcional e para a percepção de peso e tem conexões próximas com outras áreas cerebrais relacionadas à ação. Finalmente, para a função, foi evidente uma liberação gradual no córtex lateral occipitotemporal, importante para a representação de ação a um nível mais elevado. Além disso, também observei um efeito de liberação nas áreas da via ventral, no lobo parietal inferior, e no giro frontal inferior.Conclusão: No geral, os estudos aqui apresentados realçam a importância de mudar a perspectiva e explorar como a informação está organizada dentro das categorias, em vez do foco ser apenas as distinções mais amplas entre domínios. Além disso, estas descobertas sugerem que as representações cognitivas e neuronais de objetos incorporam a similaridade de objetos num espetro contínuo para diferentes tipos de conhecimento. |
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