腹側側頭皮質のオブジェクト表現の学習

人間の腹側側頭皮質（VTC）は、オブジェクト認識において重要な役割を果たします。視覚体験がVTCオブジェクト表現を形成することは十分に確立されていますが、セマンティックおよびコンテキスト学習の影響は不明です。この研究では、各オブジェクトに関する意味のある情報を学習した後に出現した新しい視覚オブジェクトの表現の変化を追跡しました。複数のトレーニングセッションで、参加者はセマンティックの機能（「木で作られた」、「フロート」など）と空間的文脈的関連（「庭園で見つかった」など）を新しいオブジェクトと関連付けることを学びました。fMRIは、学習前後のオブジェクトのVTCアクティビティを調べるために使用されました。多変量パターンの類似性分析により、学習後、VTCアクティビティパターンは、オブジェクトの学習コンテキスト関連に関する情報を運び、コンテキスト関連のオブジェクトが学習後に高いパターンの類似性を示したことが明らかになりました。さらに、コンテキスト関連に関するこれらの学習誘発性パターン情報の増加は、オブジェクトの視覚的特徴に関するパターン情報の削減と相関していました。2番目の実験では、これらのコンテキスト効果が実際のオブジェクトに翻訳されることを検証しました。私たちの調査結果は、VTCの視覚オブジェクト表現は、オブジェクトに関する知識によって形作られていることを示しており、特定の種類の新たに獲得した情報に関連する変更を学習した結果として、オブジェクト表現が柔軟に適応できることを示しています。

The human ventral temporal cortex (VTC) plays a critical role in object recognition. Although it is well established that visual experience shapes VTC object representations, the impact of semantic and contextual learning is unclear. In this study, we tracked changes in representations of novel visual objects that emerged after learning meaningful information about each object. Over multiple training sessions, participants learned to associate semantic features (e.g., "made of wood," "floats") and spatial contextual associations (e.g., "found in gardens") with novel objects. fMRI was used to examine VTC activity for objects before and after learning. Multivariate pattern similarity analyses revealed that, after learning, VTC activity patterns carried information about the learned contextual associations of the objects, such that objects with contextual associations exhibited higher pattern similarity after learning. Furthermore, these learning-induced increases in pattern information about contextual associations were correlated with reductions in pattern information about the object's visual features. In a second experiment, we validated that these contextual effects translated to real-life objects. Our findings demonstrate that visual object representations in VTC are shaped by the knowledge we have about objects and show that object representations can flexibly adapt as a consequence of learning with the changes related to the specific kind of newly acquired information.