Что такое оперативная память человека: Оперативная память и число семь

Содержание

Оперативная память и число семь

Сеть из пяти нейронных групп, каждая из которых кодирует один информационный элемент, то есть цифру, слово или мысль.

Нейронные группы связаны ингибиторными синапсами. Параметры связи между ними определяются заданной последовательностью цифр, слов или мыслей в процессе запоминания.

Если число элементов увеличивается, то процесс воспроизведения становится неустойчивым и вместо правильной последовательности воспроизводится одна из искажённых.

Семь дней недели и семь цветов радуги, семь нот и семь чудес цвета. Почему число семь встречается так часто? Учёные, исследующие механизмы памяти, предположили, что оно связано с механизмами оперативной памяти.

Как человек запоминает информацию? Почему короткую стихотворную строчку мы запоминаем легко, а чтобы выучить несколько предложений прозы, нам требуются серьёзные усилия? При исследовании когнитивных (познавательных) процессов в мозгу человека психологи обычно выделяют три вида систем хранения информации, поступающей извне или вырабатываемой самим мозгом: сенсорную память, кратковременную, или оперативную, память и долговременную, или пожизненную, память.

Ёмкость сенсорной памяти, то есть количество единиц информации, которое она в состоянии запечатлеть, практически не ограничена. Но сохраняет эта память копии того, что человек увидел, услышал или ощутил, очень недолго — от 0,5 до 2 с. С помощью фокусирования внимания часть информации из сенсорной памяти может быть переведена в оперативную, где время жизни уже порядка минуты. Туда же попадает и новая информация, вырабатываемая в процессе размышлений самим мозгом. Если мозг сочтёт какую-то информацию, хранящуюся в кратковременной памяти, важной, она переходит в долговременную память. Эта память статическая, то есть информация раз и навсегда «вырубается на камне». Оперативная же память — феномен динамический. Информация представляется меняющейся во времени формой волн, очерёдностью возбуждения тех или иных нейронных групп и т.д. Хранится такая «временнáя» информация в нейронных цепочках с обратной связью, что обеспечивает её реверберацию (то есть циклическое воспроизведение). Биологические механизмы, ответственные за хранение динамической информации, очень интересны, однако они не связаны с механизмами, ответственными за предельную ёмкость оперативной памяти, и их рассмотрение выходит за рамки данной статьи.

Обычно ёмкости оперативной памяти нaм не хватает. С каждым случалось, спросив в незнакомом городе дорогу к гостинице, где-то на полпути забыть, куда двигаться дальше — налево или направо. Также мы не успеваем донести до записной книжки цифры телефонного номера, не нарушив порядок их следования, и т.п. В 1956 году американский психолог Дж. Миллер обнаружил в экспериментаx со звуковыми сигналами, что ёмкость оперативной памяти у человека составляет порядка семи информационных единиц. Вот как эмоционально он начал свою статью об этом открытии: «Это число буквально следует за мной по пятам, я непрерывно сталкиваюсь с ним в своих делах, оно встаёт передо мной со страниц самых популярных журналов. Оно принимает множество обличий. Иногда оно немного больше, иногда меньше, но оно никогда не меняется настолько, чтобы его нельзя было узнать…»

Число семь появлялось в опытах с запоминанием зрительныx последовательностей. Оно же возникaло и при попытке воcпроизвести услышанную фразу, которая содержит более семи лингвистических единиц, и во многих других экспериментах и жизненных ситуациях.

Действительно магия.

Попытаемся дать рациональное объяснение избранности этого числа, имея в виду оперативную память. Прежде всего, договоримся о том, что ёмкость памяти — это не то число информационных единиц, которое было послано в память, а число единиц информации, которое из памяти извлекается, причём в правильной временнóй последовательности (что принципиально и для воспроизведения маршрута, и для сохранения телефонного номера). Другими словами, при кооперации оперативной памяти с центрами мозга, которым необходимо последовательно использовать хранимую информацию для выполнения каких-то когнитивных или поведенческих функций, единицы этой информации должны поступать «потребителю», соблюдая очередь. Причём реализовать такую очерёдность они должны самостоятельно благодаря взаимодействию друг с другом. В ноябре 2009 года Кристан Бик (аспирант из Гёттингена, Германия) и автор этих строк опубликовали в журнале «Physical Review Letters» статью, где построена теория того, как это может происходить.

Суть теории такова. Предположим, что мы хотим произнести только что придуманную нами фразу: «Желания наши есть судьба, намерения важнее, чем удача». Здесь восемь слов и смысл фразы определяется их порядковым номером в цепочке. При воспроизведении одного слова в мозгу активизируется определённая группа нейронов (кластер), отвечающая за его хранение. Чтобы другие слова фразы не всплыли раньше, нарушив порядок, активность соответствуюших им кластеров должна на данный момент подавляться за счёт ингибирующих связей между кластерами. Только тогда воспроизведение фразы будет устойчивым и смысл высказывания сохранится. Математический анализ условий устойчивости подобных динамических цепочек с конкурирующими друг с другом элементами (это конкуренция «без победителя»), показал, что воспроизведение не нарушается, если сила ингибиторных (тормозящих) связей между кластерами растёт экспоненциально (!) с ростом числа информационных элементов оперативной памяти. Другими словами: если воспроизведение последовательности числом информационных единиц семь или восемь требует силы ингибиторной связи порядка 15 (в относительных единицах), то для воспроизведения 10 элементов связь должна быть уже порядка 50, а для 13 единиц — около 200, что с биологической точки зрения абсолютно нереально.

Правда, с одним исключением: если предположить, что плотность связей в мозгу значительно выше нормальной, то многие из них будут дублировать друг друга, тем самым многократно усиливая последовательное взаимное подавление очередных кластеров. Тогда ёмкость оперативной памяти может быть много выше «магической» (см. ниже). Психологам и психиатрам хорошо известно, что ёмкость кратковременной, то есть оперативной, памяти связана с уровнем интеллекта. Чтобы доказать это, Л. Д. Матзел и сотрудники из Университета Ратгерса (США) провели эксперименты с большой грyппой мышей (60 грызунов). Оказалось, что мыши, имеющие недавний опыт прохождения одного лабиринта, проходили другой лабиринт с похожими фрагментами гораздо быстрее, чем нетрeнированныe. Были проверены и другие стороны интеллекта. Результаты подтвердили, что интеллектуальные упражнения, повышающие ёмкость оперативной памяти (не требующие подключения долговременной памяти), приводят к усилению когнитивных способностей.

Важно подчеркнуть, это отмечал ещё Миллер, что магическое число семь появляется, только когда мы работаем с односторонней, или одномерной, информацией.

Например, или со звуковой, или сo зрительной, или с осязательной. Если же подключаются факторы, связанные с взаимодействием или тем более с ассоциацией, скажем текста и музыки, хранящейся в долговременной памяти, ёмкость оперативной памяти может быть много выше. Так, например, если сочинённую выше фразу связать с мелодией песни (подойдёт одна из песен Окуджавы), то оперативная память вполне способна воспроизвести и полную строфу: «Желанья наши есть судьба. Намерения важнее, чем удача, как по мишеням мчащимся стрельба, oтмечена случайности печатью с самим собой неравная борьба». Здесь уже не семь слов, а 21.

Ёмкость оперативной памяти варьируется и для людей с различными заболеваниями мозга. Так, при дислексии (неспособности читать) связи между различными группами мозга ослаблены и ёмкость оперативной памяти оказывается существенно ниже средней.

При аутизме (расстройство, возникающее вследствие нарушения развития мозга и характеризующееся отклонениями в социальном взаимодействии и общении), наоборот, сила связей и их число могут быть значительно больше, поэтому некоторые люди, страдающие аутизмом, в состоянии воспроизвести в заданной последовательности и сотню случайных чисел.

Удивительный феномен продемонстрировал в октябре 2009 года аутист художник Стефан Вилтмер. Он в течение 20 минут рассматривал панораму Нью-Йорка с вертолёта и затем воссоздал в карандаше на пятиметровом панно здание за зданием Рокфеллеровский центр, Эмпайр-стейт-билдинг и близлежащие небоскрёбы, стадионы и гавани Манхэттена. Интересно, что и при запоминании панорамы, и при её последовательном воспроизведении он слушал одну и ту же знакомую музыку.

В этой заметке мы затронули лишь вeрхушку айсберга, называемого «оперативная память человека». Современные методы наблюдения за функционирующим мозгом обещают множество магических открытий.

Рабочая память — Когнитивная способность

Что такое рабочая память

Рабочая память (РП), также известная как оперативная, — это совокупность процессов, позволяющих нам хранить и временно использовать информацию с целью осуществления таких комплексных когнитивных задач, как понимание речи, чтение, применение математических способностей, обучение или рассуждение. Рабочая память является одним из видов кратковременной памяти.

Определение рабочей памяти по модели Бэддели и Хитча

Согласно модели Бэддели и Хитча, рабочая память состоит из трёх систем и включает компоненты как хранения, так и обработки информации:

Центральный управляющий элемент: работает как система наблюдения за вниманием, которая решает, на что нам обращать внимание, а на что нет, а также организовывает последовательность действий, которые необходимо произвести для осуществления вида деятельности.

Фонологическая петля: позволяет нам удерживать в памяти письменный и устный материал.

Зрительно-пространственный набросок: помогает нам управлять визуальной информацией и сохранять её.

Эпизодический буфер: используется для объединения информации из фонологической петли и визуально-пространственного наброска, построения целостного эпизода и для связи с долговременной памятью.

Характеристики рабочей памяти:

  • Её ёмкость ограничена. Мы храним только 7 ±2 элементов.
  • Она активна. Оперативная память не только хранит информацию, но и управляет ей, а также трансформирует её.
  • Её содержимое постоянно обновляется.
  • За рабочую память отвечает дорсолатеральная префронтальная кора.

Примеры рабочей памяти

Рабочая (или оперативная) память представляет собой способность, с помощью которой мы сохраняем в уме элементы, необходимые нам для выполнения задачи. Благодаря рабочей или оперативной памяти мы можем:

  • объединять два или более действия, происходящие примерно в одно и то же время, например, вспоминать и отвечать на вопросы, которые нам задали во время разговора.
  • Соотносить новые знания с полученными ранее. Это позволяет нам обучаться.
  • Сохранять в уме информацию, в то время как наше внимание сосредоточено на других вещах, например, мы можем готовить обед, разговаривая по телефону.

Мы ежедневно используем рабочую (или оперативную) память при выполнении различного рода задач. Когда пытаемся вспомнить номер телефона до того, как записать его. Когда мы участвуем в разговоре, нам нужно удержать в памяти то, что только что сказали, чтобы обработать эту информацию и высказать свою точку зрения. Когда в школе или университете мы конспектируем лекции, нам необходимо запомнить, что сказал преподаватель, чтобы потом записать это своими словами. Когда пересчитываем в уме стоимость наших покупок в супермаркете, чтобы понять, хватит ли нам денег.

Расстройства, при которых нарушена рабочая память

Рабочая память необходима для принятии решений и корректной работы исполнительных функций. Поэтому её нарушение связано с дерегуляторным синдромом и разнообразными расстройствами обучения, такими как СДВГ и дислексия или дискалькулия. Многие специалисты психолого-педагогической диагностики нуждаются в инструментах нейропсихологического тестирования, с помощью которых можно точно измерить исполнительные функции. Также рабочая память страдает при таких заболеваниях, как шизофрения или деменции.

Как измерить и оценить рабочую память?

Рабочая память — это когнитивная способность, которую мы используем повседневно, выполняя практически любые виды действий. Таким образом, оценка рабочей памяти и понимание её состояния может помочь в различных сферах жизни: в учёбе (позволит нам узнать, будут ли у ребёнка трудности с математическими вычислениями или чтением), в медицинской сфере (чтобы знать, могут ли пациенты вести самостоятельный образ жизни или нуждаются в помощи) или в профессиональной сфере (рабочая память позволят нам вспомнить и ответить собеседнику, что существенно важно на собрании или в споре).

Различные когнитивные функции, такие, как рабочая память, можно надёжно и эффективно измерить с помощью комплексного нейропсихологического тестирования. Тесты, которые предлагает CogniFit («КогниФит») для оценки рабочей памяти, основаны на Шкале Памяти Векслера (WMS), СРТ (Тесте на Длительное Поддержание Функции), ТОММ (Тесте на Симуляцию Нарушений Памяти), Задаче Визуальной Организации Хупера (VOT) и Тесте Переменных Внимания (TOVA). Кроме рабочей памяти, с помощью этих тестов можно измерить кратковременную фонологическую память, кратковременную память, время реакции, скорость обработки информации, распознавание, визуальное сканирование и пространственное восприятие.

  • Последовательный Тест WOM-ASM: на экране появятся несколько шаров с различными номерами. Вам нужно запомнить серию этих чисел, чтобы воспроизвести их в дальнейшем. Сначала серия будет состоять всего из одного числа, затем количество шаров будет постепенно увеличиваться до тех пор, пока пользователь не допустит ошибку. После появления каждой последовательности чисел нужно будет её воспроизвести.
  • Тест на Распознавание WOM-REST: на экране появятся три предмета. Сначала нужно будет как можно быстрее вспомнить очередность появления предметов. Далее будут появляться четыре серии из трёх предметов, некоторые из которых будут отличаться от ранее представленных. Необходимо найти ту серию, последовательность предметов в которой соответствует представленной изначально.

Как восстановить или улучшить рабочую память?

Рабочую память, как и другие когнитивные способности, можно тренировать и улучшать. CogniFit («КогниФит») даёт возможность делать это профессионально.

Восстановление рабочей памяти базируется на пластичности мозга. CogniFit («КогниФит») предлагает батарею упражнений, разработанных для реабилитации рабочей памяти и других когнитивных функций. При использовании рабочей памяти во время когнитивной тренировки CogniFit («КогниФит») укрепляется мозг и нейронные связи, отвечающие за эту способность. В результате нейронные соединения будет более быстрыми и эффективными, и рабочая память улучшится.

CogniFit («КогниФит») состоит из опытной команды профессионалов, специализирующихся на изучении вопросов синаптической пластичности и нейрогенеза. Это сделало возможным создание персонализированной программы когнитивной стимуляции, адаптирующейся к потребностям каждого пользователя. Эта программа начинается с комплексной оценки рабочей памяти и других основных когнитивных функций. На основе полученных результатов тестирования программа когнитивной стимуляции CogniFit («КогниФит») автоматически предлагает персонализированную программу когнитивной тренировки для укрепления рабочей памяти и других когнитивных функций, которые в этом нуждаются согласно результатам теста.

Рабочую память можно улучшить с помощью регулярной и правильной тренировки. Для корректной стимуляции тренировкам необходимо уделять 15 минут в день, два или три раза в неделю. Программа когнитивной стимуляции CogniFit («КогниФит») доступна онлайн. Разнообразные интерактивные задания, представленные в форме увлекательных умных игр, можно выполнять с помощью компьютера. По итогам каждой сессии CogniFit («КогниФит») представит детальный график улучшений когнитивного состояния.

Оперативная память компьютеров и ноутбуков — Intel

Как работает оперативная память компьютеров и ноутбуков
Что такое оперативная память (ОЗУ)? ОЗУ — это краткосрочная память компьютера, где хранятся данные, которые использует процессор. Не следует путать эти данные с данными из долговременной памяти, которые хранятся на жестком диске и остаются там даже при выключении компьютера. Каждый раз, когда вы играете в игру с жесткого диска компьютера или смотрите фильм в Интернете, все данные, необходимые процессору для этой игры или фильма, хранятся в оперативной памяти. Это необходимо для того, что процессор мог быстро получить к ним доступ. Когда вы заканчиваете играть или смотреть фильм, эти данные становятся ненужными для процессора и заменяются другими при появлении следующей задачи. Оперативная память может влиять на работу компьютера, если ее объема не достаточно для того, чтобы процессор мог выполнять необходимые задачи. Если процессор пытается загрузить больше данных, чем может поместиться в оперативной памяти, ему приходится возвращаться к жесткому диску или в сеть для того, чтобы получать информацию повторно. Это похоже на попытки взять больше теннисных мячей, чем можно унести, что приводит к тому, что вы тратите время на собирание мячей, а не на игру!

Как работает процессор компьютера
Процессор отвечает за способность компьютера думать, напоминая наш головной мозг. Чем быстрее вы можете решить математическую задачу, прочитать и понять текст, уловить смысл шутки и безошибочно управлять своим телом во время занятий спортом, тем лучше работает ваш мозг. Процессор компьютера работает таким же образом. Чем выше его производительность, тем быстрее он может выполнять операции с данными (играми, фильмами, приложениями и т.д.), расположенными на вашем жестком диске и в сети. Процессор вашего компьютера работает с оперативной памятью в целом. Оперативная память подобна кратковременной памяти человека. Если человек ударился головой и потерял кратковременную память (свою оперативную память), он будет забывать все, что происходило несколько секунд назад. Однако способность мыслить у него сохранится. Подумайте, с какими трудностями этому человеку (или процессору) придется столкнуться при полном отсутствии этой способности.

Больше производительности за меньшую стоимость
Посмотрите сами и убедитесь, что представленные сегодня на рынке моноблоки, ноутбуки и устройства 2 в 1 предлагают исключительную производительность по такой низкой цене, о которой вы даже не могли мечтать. Если вы никак не можете определиться с выбором нового компьютера, ознакомьтесь с невероятными возможностями современных компьютеров. Вы будете приятно удивлены тем, что увидите.

Оперативная память

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ (англ. working memory)вид памяти, включающий процессы запоминания, сохранения и воспроизведения информации, перерабатываемой в ходе выполнения действия и необходимой только для достижения цели данного действия. Син. рабочая память. В П. о. поступает материал как из долговременной, так и из кратковременной памяти. Характеристики П. о.: объем, точность, скорость запоминания, длительность хранения, лабильность и помехоустойчивость — являются функциями от содержания, особенностей задач и способов деятельности. См. Оперативная единица восприятия, Памяти помехоустойчивость. (Т. П. Зинченко.)

Добавление ред.: Вопрос о самостоятельном статусе П. о. является дискуссионным; П. о. может рассматриваться и как форма, аналог, вид (и даже синоним) кратковременной памяти.

 

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ — вид памяти, рассчитанный на хранение информации в течение определенного времени, нужного для выполнения некоего действия или операции. От памяти краткосрочной отличается тем, что непосредственно включена в регулирование деятельности для удержания ее промежуточных результатов. Предполагает восприятие объектов в момент совершения действий, краткосрочного удержания в памяти образа и всей ситуации, а также их изменений. При этом данные памяти, идущие от восприятия, соответственно решаемой задаче дополняются данными, хранимыми в памяти долговременной.

 

Оперативная память (working memory)

 

Фактически все виды психич. деятельности требуют координации нескольких порций информ., нескольких идей, или нескольких сенсорных входов. Людям часто приходится начинать работать над идеями или входными сигналами по одному и лишь затем интегрировать их в целый пакет. Рассмотрим процесс чтения к.-н. длинного предложения: сначала необходимо расшифровать более ранние слова предложения, затем удерживать эти слова в памяти во время работы над следующими словами. Далее, как только распознаны несколько слов, необходимо объединить эти слова для того, чтобы понять целую фразу. Аналогичным образом можно рассмотреть простой план: необходимо сначала определить свою цель, а затем удерживать этот выбор, чтобы сосредоточиться на предшествующих шагах, необходимых для достижения этой цели. Тогда, если эти предшествующие шаги предприняты, нужно обдумать цель снова, чтобы выбрать следующие шаги.

Эти примеры наводят на мысль о взаимодействии мышления и памяти: чтобы уделить внимание одному аспекту проблемы, необходимо отставить в сторону др. аспекты, однако последние должны оставаться доступными, чтобы можно было объединить их в полный пакет. Память, делающая это возможным, называется рабочей, или О. п. Когда информ. используется в текущий момент или может вскоре понадобиться, она сохраняется в О. п. В сущности, О. п. функционирует как внутренний электронный блокнот, хотя эта метафора отводит О. п. слишком пассивную роль. Информ. в О. п. должна быстро поступать в распоряжение пользователя, чтобы облегчить легкий доступ к необходимой информ. Но для того чтобы сделать легкий доступ возможным, объем О. п. должен быть ограниченным (чтобы поиск в этой памяти не составлял труда).

Вторичная память может удерживать огромное количество информ. (а именно все приобретенные чел. знания). Однако, как следствие этого, необходимы значительное время и усилие, чтобы определить местонахождение информ. в этом огромном складе. Предположительно, вторичная память удерживает материал очень долгое время и поэтому в некоторых работах ее называют долговременной памятью (ДП). О. п. необходима для сохранения материала лишь на протяжении времени работы с ним и поэтому в более ранних работах, она описывается как кратковременная память (КП).

Во мн. ранних исслед. О. п. особо подчеркивается ее роль в усвоении нового материала. Несколько принципов яв-ся решающими для понимания этого. Мы склонны обдумывать материал, к-рый только что заметили, и таким образом вновь поступающий материал, несомненно, получает доступ в О. п. Информ. в О. п. легко отыскивается и поэтому, вероятно, сообщается в любом виде тестов памяти. Кроме того, процесс запоминания (т. е. помещения материала во вторичную память) обычно облегчается, если мы понимаем и активно обдумываем подлежащий запоминанию материал (ПЗМ). Эта работа с ПЗМ скорее всего потребует времени и усилий и потому также потребует поддержки О. п. Следовательно, материал, к-рый просто быстро проходит через О. п., вряд ли запомнится, тогда как материал, к-рый находится в О. п. в течение более длительного времени, скорее всего сохранится в памяти, если это время будет потрачено соответствующим образом (т. е. на активную обработку ПЗМ).

Только что услышанный или увиденный материал обычно запоминается достаточно хорошо — явление, названное эффектом новизны. Он отражает тот факт, что этот свежий материал может быть легко извлечен из О. п. Однако если между предъявлением ПЗМ и проверкой запоминания вводится др. задание, эффект новизны разрушается, потому что это промежуточное задание потребует места в О. п., вытесняя ранее поступившие в нее новые элементы. Кроме того, время, в течение к-рого элемент находился в О. п., служит удовлетворительным предиктором вероятности его последующего воспроизведения из вторичной памяти, что согласуется с утверждениями, что помещение материала во вторичную память требует умственной работы и что сама эта работа использует О. п.

Более современные исслед. посвящены выяснению роли О. п. в др. задачах. Мн. из этих исслед. разрабатывали тот известный факт, что объем О. п. несколько варьирует от индивида к индивиду. Поэтому можно получить информ. о функции О. п., задавая вопросы о том, какие задачи или какие процессы облегчаются несколько большим объемом О.п. и какие задачи обходятся меньшим объемом О. п. Напр., исслед. чтения установили решающую роль О. п., о чем свидетельствуют сильные положительные корреляции, наблюдаемые между объемом О. п. (т. е. ее совокупным ресурсом) и различными мерами понимания прочитанного и скорости чтения. Т. о., индивидуум с большим объемом О.п., вероятно, также проявит себя как более эффективный читатель. Сходные результаты были получены при оценке навыков рассуждения.

Эти исслед. привлекают внимание к важности измерения объема О. п. Считается, что, в общем, О. п. удерживает (в среднем) 7 ± 2 единиц информ. О. п., похоже, действительно имеет около 7 ячеек, в к-рых можно разместить информ., но существует гибкость в том, как информ. упакована в этих ячейках. Объем О. п. часто измеряют с помощью задач на объем памяти, в которых испытуемым зачитывают ряд букв или цифр, и они должны сразу же его повторить. Когда ряд состоит из 6 или 7 элементов, задача обычно выполняется безошибочно. При использовании более длинных рядов встречаются ошибки, свидетельствуя о том, что был превышен объем О. п. Тем не менее испытуемые могут избежать этого явного ограничения своей памяти, применяя следующую стратегию. Рассмотрим задачу, в к-рой испытуемому зачитывают ряд букв: «X, О, П, У, Р, А, И, Л…». Вместо того чтобы воспринимать ряд как последовательность букв, испытуемый может представить себе этот ряд как последовательность слогов или, в данном случае, даже осмысленных слов («хоп», «ура», «ил»…). При таком подходе испытуемые будут без особого труда запоминать 21 букву или около того. Организуя ПЗМ в виде более крупных блоков, испытуемые могут весьма эффективно использовать 7 ячеек О. п.

В действительности, объем О. п. отражает объединенный вклад различных компонентов О. п., ибо накопленные данные указывают на то, что О. п. не яв-ся единой и неделимой вещью. Наоборот, О. п. может быть разделена на несколько частей: центральную исполняющую систему, способную выполнять широкий спектр сложных функций, а также многочисленные подчиненные компоненты системы, обеспечивающие кратковременное, довольно механическое хранение информ. Используя подчиненные компоненты как простые хранилища, более мощная исполняющая система освобождается для др., более ответственных аспектов задачи.

Наиболее хорошо понятой из подчиненных компонентов, или подсистем О. п., является фонологическая петля. При использовании этой петли центральная исполняющая система инициирует внутреннее проговаривание ПЗМ. Эта активность посредством внутреннего голоса вызывает запись данной фонетической транскрипции, к-рая загружается в фонологический буфер (внутреннее ухо). Эта запись постепенно затухает, и тогда этот цикл должен быть запущен заново, причем от исполняющей системы опять требуется инициировать действия во внутреннем голосе. Однако внутри каждого цикла функции внутреннего голоса и внутреннего уха выполняются более-менее автоматически, освобождая исполняющую систему для работы с другими функциями.

С этим представлением хорошо сочетается широкий круг данных. Напр., эффективность КП снижается, если ПЗМ фонологически схожи друг с другом. Это отражает смешиваемость этих элементов внутри фонологического буфера, и этот эффект фонологического сходства на самом деле устраняется, если испытуемым не разрешено использовать петлю повторения. (Использование этой петли может быть блокировано, напр., если испытуемых заставляют произносить вслух «та, та, та…» при выполнении основного задания. Такое использование речи занимает контрольные механизмы, необходимые для внутреннего голоса, делая этот ресурс недоступным при использовании в повторении.) Подобным же образом измеренный объем несколько больше для коротких слов, чем для длинных. Это происходит оттого, что внутренний голос способен быстрее произносить короткие слова, позволяя тем самым более эффективно использовать этот ресурс.

Опять же, этот эффект устраняется при запрете использования петли повторения.

Несмотря на впечатляющий прогресс в понимании петель повторения О. п., меньше известно о центральной исполняющей системе О. п. Обычно предполагается, что эта система тесно связан с системами, осуществляющими мониторинг и контроль внимания, а также играет решающую роль в инициировании и координировании действий. Эти функции ясно показывают, что центральная исполняющая система не является памятью в обычном смысле (т. е. это не просто средство хранения информ.). Вместо того чтобы быть хранилищем, центральная исполняющая система осуществляет более активную обработку информ., акцентируя работу, выполненную в О. п.

См. также Устойчивость внимания, Коннекционизм, Память, Процессы поиска и извлечения информации из памяти, Объем памяти, Мнемоника

Д. Райзберг

 

< Предыдущая   Следующая >

Похожие материалы:

Следующие материалы:

Предыдущие материалы:



Оперативная память. Психология критического мышления

Оперативная память

Ученые, изучающие свойства памяти, сходятся во мнении, что объем человеческой памяти ограничен; иначе говоря, мы неспособны запомнить все, что нам хотелось бы. Не можем мы и удерживать в памяти слишком много разных «кусков» информации, с тем чтобы можно было пользоваться всеми ими одновременно. Если я попрошу вас повторить алфавит в обратном порядке, в то время когда вы будете решать математические задачи, вы откажетесь это сделать, потому что в вашей памяти просто не хватит для этого «места» или потому что вам потребуется затратить слишком много «умственных усилий», чтобы выполнить два задания одновременно, хотя-справиться с каждым из них в отдельности вам вполне по силам. Мы можем использовать лишь часть когнитивных ресурсов, необходимых для выполнения мыслительных операций и запоминания их результатов. Гипотетическое «место», где осуществляется сознательное мышление, называют оперативной памятью. Одна из задач эффективной системы обработки информации — облегчить процесс мышления или, говоря образно, сократить пространство или объем усилий, необходимых для работы памяти.

Бэддли (Baddeley, 1986, 1992) предложил рассматривать оперативную память как состоящую из «направляющего центра», или «босса», который руководит операциями, выполняемыми в процессе мышления, и прочих систем, осуществляющих визуальные и вербальные формы мышления. Часто совершенно не сознавая того, мы принимаем решения, позволяющие лучше воспользоваться ограниченными ресурсами оперативной памяти. Одно из таких решений — воспользоваться каким-то внешним средством помощи памяти. Например, вместо того чтобы запоминать все те вещи, которые мне нужно купить, я составляю их список. Я знаю, что поступлю неразумно, если передоверю выполнение этой задачи своей памяти. Кроме того, чтобы уменьшить нагрузку на память, мы классифицируем информацию. Я могу запомнить, что мне нужно купить что-то для собаки (мясные консервы, печенье, сухой корм) и что-то детям в школу на завтрак (сандвичи, яблоки, пирожки) и т. д. Тем самым я сокращу количество предметов, которые мне нужно будет вспомнить, и, следовательно, уменьшу вероятность того, что какой-то из них будет забыт.

Еще один способ заставить нашу память работать более эффективно — определить, какая именно информация нам потребуется и сколько умственной энергии необходимо «затратить» на выполнение конкретной задачи. Например, предположим, что вам нужно принять решение по сложному вопросу. Вы можете решить оставить без внимания техническую информацию, в которой вам трудно разобраться, и тем самым в вашем распоряжении окажется значительно больший объем оперативной памяти. Если вам нужно определить, представляет ли для вас угрозу захоронение ядерных отходов рядом с вашим домом, вы можете решить рассмотреть только часть информации, упрощая себе трудную задачу оценки всех аспектов ядерной опасности. К сожалению, вы можете также попытаться избавить себя от лишних умственных усилий и иным путем: стараясь найти простые ответы на сложные вопросы, такие как проблема преступности (во всем виновата безработица), прогулы учениками занятий (все дело в плохих родителях) или спады в экономике (их виновники — различные меньшинства, представители которых отличаются от вас). Такие простые объяснения запутанных вопросов, конечно, помогут сократить объем информации, необходимой для того, чтобы прийти к какому-то выводу, но они одновременно помешают продуктивному мышлению, поскольку сложные проблемы не могут быть вызваны простыми единичными причинами.

Группировка информации

Как вы можете видеть, стратегии, которыми мы пользуемся с целью уменьшить нагрузку на свой ум и память, могут стать причиной неточностей и ошибок. Необходим такой эффективный способ экономного использования оперативной памяти, который бы не отразился негативным образом на наших мыслительных способностях. Многочисленные наблюдения за работой людей, компетентных в какой-то сфере знаний, показали, что одно из основных различий между такими людьми и теми, кто не является специалистом в данной области, заключается в том, как они упорядочивают и восстанавливают в памяти информацию, являющуюся специфичной для этой отрасли знаний. Специалисты в состоянии воспринимать большие смысловые блоки информации, что свидетельствует о высоком уровне организации информации в их памяти. Они также знают, когда при поиске ответов на вопросы воспользоваться какой-то внешней информацией, а когда — теми знаниями, которые хранятся в их памяти. Специалисты всегда помнят о стоящей перед ними цели и умеют вносить коррективы в свой процесс мышления (Glaser, 1992). За счет компактного, упорядоченного размещения информации в памяти и эффективности поисковых приемов, им удается снизить нагрузку на оперативную память. Интересно, что эти преимущества специалисты получают лишь в своей сфере знаний; в других областях они подходят к выполнению когнитивных задач так же, как большинство из нас, — факт, который наводит на мысль, что подлинная причина успеха кроется не в превосходстве ума или памяти, а в хорошей организации структуры знаний и соответствии поисковых процедур конкретному полю деятельности (Chi, Glaser, Farr, 1988).

Осведомленностью человека и его возможностью ориентироваться в материале можно объяснить некоторые индивидуальные различия в способности людей использовать компактные блоки памяти. Вас никогда не удивляло, как хорошему игроку в покер или сильному шахматисту удается запомнить, какие карты уже сыграли или какие ходы были сделаны? Изучая способность шахматистов помнить ходы, А. Д. де Гроот (de Groot A. D., 1966) обнаружил, что мастерам достаточно пяти секунд, чтобы запомнить положение фигур на доске. Начинающим шахматистам требуется для этого гораздо больше времени. Означает ли это, что по-настоящему сильные шахматисты обладают феноменальной памятью? Чтобы ответить на этот вопрос, де Гроот расставил фигуры в хаотичном порядке, а затем попросил мастеров и начинающих запомнить положение фигур на доске, дав им на оценку позиции только 5 секунд. И те и другие показали примерно одинаковый результат. Это доказывает, что опытные игроки запоминают позицию лучше начинающих лишь тогда, когда улавливают в положении фигур значимый смысл, а потому точнее фиксируют их расстановку в своей памяти.

Вероятно, и опытные игроки в карты помнят, какие карты уже сыграли, потому, что каждая комбинация карт, находящихся на руках у игроков, значит для них очень многое. Например, Джон Мосс (Moss, 1950, псевдоним автора How to Win at Poker— «Как выиграть в покер») привел ряд возможных комбинаций карт, которые могут встретиться в игре, когда какие-то карты уже отыграли. Опытному игроку в покер легко запомнить, что «четыре бубны на руках, а четыре червы, шесть бубен и туз пик сыграли». Он может запомнить находящиеся на руках карты как единую, знакомую комбинацию, в то время как новичку придется запоминать каждую из четырех карт в отдельности. У сильного игрока этот набор карт отложится в памяти в виде единого блока. Сведение большого числа элементов к одному, с целью облегчения их запоминания, называется группировкой информации. Это позволяет нам помнить целые фразы, а не отдельные слова, и целые слова, а не отдельные буквы. По мере того как материал становится все более содержательным и значимым, мы можем сокращать число элементов, которые нам необходимо запомнить. Опытные шахматисты и карточные игроки, по всей видимости, используют именно это преимущество своей памяти.

Быстро посмотрите на приведенные ниже ряды букв и чисел, а затем прикройте их чем-нибудь и попытайтесь вспомнить как можно больше:

ФС БФ БР ОО НН ЛО

168 44 93 62 51 69 41

Если это задание вызвало у вас трудность, причина этого может быть в том, что представленная информация не была укрупнена или сгруппирована в виде смысловых блоков. Предположим, я расположу буквы иначе, изменив расстановку пробелов между ними, но не меняя порядок букв. Теперь они превратились в ФСБ, ФБР, ООН и НЛО. Сейчас вы должны запомнить все буквы без труда. Объем информации не изменился — изменилась ее подача. Намного проще восстановить в памяти информацию, представленную в виде смысловых блоков. Рассмотрим теперь ряд чисел. Предположим, я говорю вам, что, перегруппировав числа, мы получим такую последовательность: 92, 82, 72 и т. д. И снова, благодаря тому что представленная цифровая информация приобрела определенный смысл, трудная задача становится тривиальной.

Вопрос о том, насколько важна для запоминания содержательность информации, будет поднят в этой главе еще раз, когда мы займемся рассмотрением приемов, позволяющих улучшить память.

Виды памяти часть 1

По характеру психической активности

Образная

Подразделяется на зрительную, слуховую, обонятельную, вкусовую и осязательную.

Эмоциональная

Запоминает следы чувств, эмоций.

Словесно – логическая

Основой этого вида памяти служат мысли, идеи, знания и т.д.

По продолжительности закрепления и сохранения материала

Мгновенная

Отражает полученную информацию органами чувств.
 Представляет собой память – образ и длится до 0,5 секунд. За это время мозг решает, нужна ему данная информация или нет.
 Если материал осознается, представляет собой интерес, то далее он переходит в кратковременную.

Кратковременная

Способность хранить информацию без повторения до 20 сек. В кратковременной памяти хранится только обобщенный образ.

Объем запоминания информации равен от 7 до 9 единиц. При больших объемах мозг группирует информацию в блоки, но не более 9. Из кратковременной памяти полученные сведения переходит в долговременную.

Кратковременная память улучшается с 5 до 11 лет, до 30 лет стабильна. Изменение начинаются с 30 лет. Нетренированная память ухудшается, при регулярных занятиях происходит её улучшение.

Оперативная память человека

Оперативная память человека сохраняет полученный материл в течение определенного промежутка времени. Срок хранения зависит от поставленной задачи и длится от несколько секунд до несколько дней. После этого данная информация стирается.

Оперативная память человека по своим свойствам и времени хранения занимает промежуточное положение между кратковременной и долговременной памятью.

Долговременная

Долговременная память может хранить заученные данные от нескольких часов до десятилетий, при этом не ограничена по объему.

В долговременную память информации попадает из кратковременной. Для лучшего перехода необходимо осмыслить и структурировать полученную информацию, что поможет в последствии быстро её припомнить.

 

 

Оперативная память. Долговременная память

Что же такое компьютерная память?

Само понятие «память» ассоциируется у нас с памятью человека. Так и есть - память компьютера похожа на нашу память.

Мы способны помнить какие-то события всю жизнь, например, такие как дата рождения, порода любимой собаки, таблица умножения, а есть такие события, которые мы помним всего лишь некоторое время, например, когда звоним в справочную службу, чтобы узнать нужный номер телефона.

Так же и у компьютера есть две памяти:

Долговременная память — это память, где информация хранится долго. И только сам пользователь, если решит, что эта информация ему больше не нужна — может удалить.

И оперативная память, где информация хранится только до тех пор, пока компьютер включен.

Но все же понятия «память человека» и «память компьютера» отличаются между собой. Потому что работа компьютера зависит от заложенной в нем программы, а человек — сам управляет своими действиями.

Давайте разберемся с этими видами памяти более подробно, и начнем мы с оперативной памяти.

Данная память представляет собой последовательность ячеек, в которых может находиться (храниться) двоичный код, состоящий из восьми знаков.

Что касается нумерации ячеек, то она начинается с нуля.

Если же мы хотим, вычислить объем оперативной памяти компьютера, то для этого нам нужно количество информации, которая хранится в каждой ячейке, умножить на количество ячеек.

Количество информации, которая хранится в одной ячейке, равно. Если мы будем знать количество ячеек оперативной памяти, то с легкость можем рассчитать объем оперативной памяти компьютера. Например:

Тогда объем оперативной памяти компьютера равен количество информации, хранящейся в каждой ячейке, умноженное на количество ячеек, т.е.:

Оперативную память строят на модулях памяти. Эти модули представляют собой плоские пластины, на которых расположены электрические контакты. По бокам пластины размещаются большие интегральные схемы памяти, которые еще называют БИС.

Модули такой памяти устанавливаются в специальные разъемы, которые располагаются на системной плате.

Современные модули памяти имеют информационную емкость 2 или 4 Гигабайта.

С оперативной памятью мы немного разобрались, теперь давайте поговорим о долговременной памяти.

Как уже говорилось, долговременная память — это такая память, где информация хранится до тех пор, пока пользователь сам ее не удалит. Иногда эту память называют внешней.

Такая память может храниться на различных устройствах. К таким устройствам относятся:

- винчестер, еще его называют жесткий магнитный диск;

- оптические диски, например DVD;

- Flash-память, flash-диски;

- а также дискеты, которые иначе называют гибкие магнитные диски. Но они уже не используются в современных технологиях, т.к. у них маленькая информационная емкость.

Винчестер представляет собой несколько десятков тонких металлических дисков, которые помещены в металлический корпус и вращаются вокруг одной оси, и притом очень быстро.

Что касается информации, то она хранится в сегментах дисковой памяти, так называемых дорожках. Они состоят из нескольких участков, которые либо намагниченные, либо не намагниченные.

Если сравнить эти участки с компьютерным двоичным кодом, то намагниченному участку соответствует компьютерная единица, а не намагниченному — компьютерный ноль.

Если же мы записываем или считываем информацию с винчестера, то сверхминиатюрная магнитная головка устанавливается на определенную дорожку и начинает запись или считывание нужной нам информации. Такие головки могут считывать или записывать информацию более чем с сотни тысяч концентрических дорожек. Именно поэтому, емкость жестких дисков может достигать нескольких терабайт.

Так в процессе считывания информации с оптического диска луч лазера, который находится в дисководе, попадает на поверхность вращающегося диска и отражается.

Следовательно, поверхность диска на каждом участке отражается по-разному, если отражает — то это у нас намагниченный участок и ему соответствует компьютерная единица, и если не отражает — то это не намагниченный участок и ему соответствует компьютерный ноль.

И как вы уже поняли, то на диске информация хранится на одной дорожке, которая начинается от центра и идет к периферии, если внимательно посмотреть, то можно заметить, что дорожка по своей форме похожа на раковину улитки.

Рассмотрим устройство оптических дисков.

Оптические диски бывают различных типов, например, СD, CD-RW, DVD, DVD-RW и Blu-ray.

Как вы уже знаете, информационная емкость СD и CD-RW дисков небольшая, всего лишь 700 Мегабайт. А вот DVD и DVD-RW имеют гораздо больше памяти для записи, чем СD и CD-RW диски. Их информационный объем достигает до 4,7 Гигабайт.

На СD-RW и DVD-RW информацию можно перезаписывать, а на CD-R и DVD-R - нельзя.

Но что касается Blu-ray дисков, то у них информационная емкость огромная, по сравнению с предыдущими дисками. Информационная емкость Blu-ray диска зависит от количества слоев на диске. Он может быть однослойный, двухслойным, трехслойном и т.д.

Например, если же у нас Blu-ray диск — однослойный, то его память равна 25 Гигибайт, если же двухслойный, то 50 Гигабайт, трехслойный — 100 Гигабайт и т.д.

Это мы рассмотрели устройства, относящиеся к магнитной долговременной памяти и к оптической долговременной памяти, Но существует еще одна память — это энергонезависимая долговременная память. К такой памяти относятся карты flash-памяти и flash-диски.

Карты flash-памяти и flash-диски называют энергонезависимыми, потому что они используют энергию только для записи и считывания информации, а для хранения — нет.

Также данные устройства по своему строению немного проще, чем предыдущие, они не имеют никаких движущихся частей, поэтому они более надежны и компактны.

За счет своей компактности и низкому потреблению энергии flash-память используется в цифровых фото- и видеокамерах, MP3-плеерах, мобильных телефонах и т.д.

Т.к. современные технологии развиваются, то на смену дискетам и CD дискам пришли USB-диски, именно поэтому некоторые фирмы перестали выпускать компьютеры с дисководом гибких дисков.

На данный момент ассортимент USB flash-накопителей очень велик. Они отличаются между собой формой, емкостью и быстродействием.

Рабочая память лежит в основе когнитивного развития, обучения и образования

Рабочая память — это небольшой объем информации, который можно удерживать в памяти и использовать при выполнении когнитивных задач, в отличие от долговременной памяти, огромного количества информация, сохраненная в жизни. Рабочая память — один из наиболее широко используемых терминов в психологии. Это часто связано или связано с интеллектом, обработкой информации, исполнительной функцией, пониманием, решением проблем и обучением у людей от младенчества до старости и у всех видов животных.Эта концепция настолько вездесуща в этой области, что требует тщательного изучения как с исторической точки зрения, так и с точки зрения определения, чтобы установить ее ключевые характеристики и границы. Объединив воедино историю, немного философии и эмпирическую работу по психологии, в этом вводном разделе я надеюсь нарисовать четкую картину концепции рабочей памяти. В следующих разделах будет по очереди обсуждаться значение рабочей памяти для когнитивного развития, обучения и образования, хотя для этих широких областей возможно коснуться только определенных примеров.

Некоторые исследователи подчеркивают возможность тренировки рабочей памяти для улучшения обучения и воспитания. В этой главе я придерживаюсь дополнительного мнения о том, что мы должны научиться корректировать материалы, чтобы облегчить обучение и обучение с учетом способностей рабочей памяти, которыми обладает учащийся. Например, систематизация знаний снижает нагрузку на память, потому что не нужно запоминать части независимо друг от друга.

Возьмем, к примеру, возможность провести предварительную разведку, чтобы вы знали, о чем эта статья, и облегчили себе задачу чтения.Если вы попытались прочитать заголовки этой статьи, у вас могут возникнуть проблемы с их запоминанием (помещением всех в рабочую память), чтобы предвидеть, как они сочетаются друг с другом. Однако если вы читаете, это попытка помочь вам организовать информацию. Если это поможет вам связать идеи друг с другом для построения согласованной структуры, это должно помочь вам в чтении, уменьшив нагрузку на рабочую память, которую вы испытываете при чтении. Поступая таким образом, вы создаете богатую структуру, чтобы связать заголовки друг с другом в долговременной памяти (например,g., Ericsson & Kintsch, 1995), что уменьшает количество идей, которые должны были бы независимо храниться в рабочей памяти, чтобы запомнить организацию.

Ранняя история исследований рабочей памяти

В 1690 году Джон Локк различал созерцание, или удержание идеи в уме, и память, или способность возродить идею после того, как она исчезла из ума (Logie, 1996). Сохранение в уме ограничивается сразу несколькими концепциями и отражает то, что сейчас называется рабочей памятью, в отличие от, возможно, неограниченного накопления знаний за всю жизнь, которое теперь называется долговременной памятью.Рабочую память можно определить как небольшой объем информации, который может храниться в особенно доступном состоянии и использоваться в когнитивных задачах.

Философы давно интересовались пределами того, что можно созерцать, как отмечает ведущий британский экономист и логик Уильям Стэнли Джевонс. В статье в Science в 1871 году он размышлял (стр. 281): «Хорошо известно, что разум не может через глаз оценивать любое большое количество объектов, не считая их последовательно.Небольшое количество, например три или четыре, он определенно может понять и сосчитать с помощью мгновенного и, по-видимому, единственного акта ментального внимания ». Затем он разработал небольшой эксперимент, чтобы проверить эту гипотезу на себе. На каждом испытании он небрежно залезал в банку, полную бобов, бросал несколько бобов на стол и пытался оценить их количество, не считая. После 1027 испытаний он не сделал ошибок для наборов из 3 или 4 бобов, с небольшими ошибками для наборов из 5 бобов, а затем с увеличением величины ошибки в зависимости от размера набора до 15 бобов.Несмотря на проблемный характер метода (в том смысле, что метатель фасоли также был судьей по фасоли), вывод о том, что нормальные взрослые обычно могут помнить только около 3 или 4 элементов, многократно воспроизводился в современных исследованиях с использованием методов, аналогичных методам Джевонса. (например, Mandler & Shebo, 1982) и с использованием многих других методов (Cowan, 2001). Ограниченное количество, которое можно было сразу запомнить, сыграло важную роль в ранней экспериментальной психологии, например, в ранних экспериментальных работах Германа Эббингауза (1885/1913) и Вильгельма Вундта (1894/1998).На американском фронте Уильям Джеймс (1890) писал о различии между первичной памятью, объектами в сознании и последним краем того, что воспринимается в мире, и вторичной памятью, объектами, хранящимися, но не находящимися в настоящее время в сознании. Недавние исследователи рассмотрели несколько возможных причин, по которым первичная память может быть ограничена всего несколькими объектами одновременно, включая биологические отчеты, основанные на необходимости избежать путаницы между параллельными объектами в памяти, и эволюционные и телеологические отчеты, основанные на представлениях о том, какой объем может быть. идеально подходит для обучения и восстановления памяти (Cowan, 2010; Sweller, 2011), но пока причина неизвестна.

Повсеместность концепции рабочей памяти

Когда мы говорим, что рабочая память содержит небольшой объем информации , этим термином мы можем иметь в виду нечто столь же абстрактное, как идеи, которые можно созерцать, или что-то столь же конкретное, как объекты, которые можно посчитать (например, фасоль). Суть информации заключается в том, что это выбор некоторых вещей из большего набора возможных вещей. Один из захватывающих аспектов рабочей памяти заключается в том, что она может быть важна на очень многих разных уровнях и в самых разных ситуациях.Когда вы слушаете язык, вам нужно запоминать информацию о начале предложения, пока вы не сможете понять его смысл. Если вы услышите , Жан хотел бы посетить третье здание слева , вам нужно вспомнить, что актер в предложении — Жан. Затем вам нужно сохранить глагол до тех пор, пока вы не узнаете, что она хотела бы посетить, и вам нужно сохранить прилагательное «третий», пока вы не узнаете, третий что; и все части должны быть правильно соединены. Без достаточной рабочей памяти информация будет потеряна до того, как вы сможете объединить ее в связную, законченную мысль.В качестве еще одного примера того, как используется рабочая память, при выполнении простых арифметических операций в голове, если вы хотите сложить 24 и 18, вам может потребоваться найти, что 4 + 8 = 12, сохраните 2, перенося 1 в столбец десятков. чтобы сделать 2 + 1 + 1 = 4 в столбце десятков и объединить с столбцами единиц, чтобы получить ответ, 42. В качестве третьего примера, если вы ищете свою машину на парковке, вы должны помнить расположение автомобилей в регионе, который вы только что искали, чтобы не тратить время на повторный поиск того же региона.В джунглях хищник, который отворачивается от сцены и повторно посещает ее через несколько мгновений, может использовать рабочую память, чтобы обнаружить, что что-то в этой сцене сместилось; это обнаружение изменений может указывать на присутствие добычи.

Таким образом, информация в рабочей памяти может варьироваться от произнесенных слов и печатных цифр до автомобилей и будущих блюд. Он может даже включать абстрактные идеи. Подумайте, может ли маленький ребенок получить хорошее представление о том, что является тигром, а что нет (вопрос понятий категории слов, например.г., Нельсон, 1974; Saltz, Soller, & Sigel, 1972). С точки зрения непрофессионала, это большая кошка в полоску. Он исключает львов, у которых нет полос, и исключает зебр, которые не являются большими кошками. Ребенок должен уметь запоминать понятие кошки и понятие полос одновременно, чтобы правильно усвоить понятие тигра. Если ребенок думает только о полосах, он может неправильно назвать зебру тигром. Предполагается, что концепция зарождается в рабочей памяти и, как только она усвоена, переносится в долговременную память.Сначала неполная концепция может храниться в долговременной памяти, что приводит к неправильным представлениям, которые позже исправляются, когда обнаруживаются несоответствия с дальнейшим вводом, и рабочая память используется для исправления концепции в долговременной памяти. В более абстрактном плане есть более семантические проблемы, которые решаются несколько позже, в детстве (например, Clark & ​​Garnica, 1974). Концепция , приносящая чего-то, похоже, требует нескольких условий: человек, который приносит что-то, должен иметь что-то в месте, отличном от местоположения говорящего (или будущего запланированного местоположения), и должен сопровождать этот предмет до местоположения говорящего.Вы можете попросить человека по номеру принести салата к вам домой, но, вероятно, не в номер , который принесет салата к вам домой (если вас там нет), и не по номеру , чтобы отправить салата к вам домой (если они не не идет). Эти условия могут вызвать нагрузку на рабочую память. Опять же, первоначальная концепция ребенка, перенесенная из рабочей памяти в долговременную память, может быть неполной и исправляться позже, когда будут замечены расхождения с дальнейшим вводом.

Рабочая память: последние 64 года

Есть несколько современных истоков концепции рабочей памяти.Хебб (1949) имел взгляд на временную память, который был более неврологически обоснованным, чем более ранняя концепция первичной памяти Джеймса (1890). Он говорил об идеях как опосредованных совокупностями клеток, запускаемых по определенному образцу для каждой идеи или концепции, и только несколько клеточных сборок будут активны с текущим возбуждением нейронов в любой момент. Это видение сыграло важную роль в этой области. Проблема, которая поднимается в этой работе, заключается в том, следует ли отождествлять рабочую память со всей активной информацией, которая может быть использована в немедленных тестах памяти, независимо от того, является ли она сознательной или нет, или ее следует зарезервировать для описания только осознанной информации, подробнее в аромат Джеймса.Учитывая, что рабочая память — это термин, обычно используемый для объяснения поведенческих результатов, а не субъективных отчетов, она обычно не ограничивается сознательной первичной памятью (например, см. Baddeley, 1986; Baddeley & Hitch, 1974; Cowan, 1988). Коуэн явно предположил, что существует два аспекта хранения рабочей памяти: (1) активированная часть долговременной памяти, возможно, соответствующая активным клеточным сборкам Хебба, и (2) внутри этой активированной части меньшее подмножество элементов в фокусе. внимания.Активированная память будет состоять из фрагментированного супа всех видов активированных функций (сенсорных, фонологических, орфографических, пространственных и семантических), тогда как фокус внимания будет содержать всего несколько хорошо интегрированных элементов или фрагментов.

Вклад Джорджа Миллера

Миллер (1956) обсуждал ограничение количества элементов, которые могут храниться в непосредственной памяти. В соответствующей процедуре тестирования список элементов виден или слышен, и сразу после этого (то есть без установленного интервала хранения) список должен быть повторен дословно.Было сказано, что возможность сделать это ограничена примерно семью фрагментами, где фрагмент является значимой единицей. Например, список случайных цифр 582931 , возможно, придется изначально закодировать как шесть фрагментов, по одному на цифру, тогда как последовательность 123654 , вероятно, может быть закодирована большинством взрослых только как два фрагмента (восходящая тройка, за которой следует убывающая тройка). ). Последующая работа показала, что число семь — это практический результат, который возникает на основе стратегий, которые используют участники, и что, когда невозможно использовать фрагменты или скрытую словесную репетицию для повышения производительности, взрослые обычно могут сохранить только 3 или 4 предварительных упражнения. -существующие фрагменты (Chen & Cowan, 2009; Cowan, 2001; Cowan, Rouder, Blume, & Saults, 2012; Luck & Vogel, 1997; Rouder et al., 2008).

Первое упоминание термина рабочая память, которое я нашел, происходит из книги Миллера, Галантера и Прибрама (1960), Планы и структура поведения . Само название и концепция организации напоминают более раннюю работу Хебба (1949), Организация поведения . Miller et al. заметил, что повседневное функционирование в мире требует иерархии планов. Например, ваш план преуспевания на работе требует наличия дополнительного плана утром, что, в свою очередь, может потребовать дополнительных планов на завтрак, принятие душа, одевание, сбор рабочих материалов и т. Д.У каждого из этих планов также могут быть дополнительные планы, и у вас могут быть конкурирующие планы (например, выбор занятия после работы, звонок матери или приобретение еды на ужин). Говорят, что наша рабочая память — это умственная способность, с помощью которой мы запоминаем планы и подпланы. Мы не можем думать обо всех сразу, но мы могли бы, например, иметь в виду, что сковорода горячая, когда вынимаете нож из ящика, и мы можем постоянно вспоминать приблизительное время, чтобы не опоздать. Было сказано, что рабочая память — это средство, которое используется для выполнения одного подплана с учетом необходимых связанных подпланов и генерального плана.

Вклад Дональда Бродбента

В Великобритании книга Бродбента (1958) помогла вывести разговор из эпохи бихевиоризма в эпоху когнитивной психологии. В сноске в книге он набросал грубую диаграмму обработки информации, которая показывала, как информация поступает из хранилища сенсорного типа, кратковременно содержащего большой объем информации, через фильтр внимания, по сути, в рабочую память, в которой хранится только несколько элементов, в долговременная память, которая является хранилищем знаний, накопленных за всю жизнь.Эмпирическая основа модели во многом была получена из его работы с избирательным вниманием, включая множество дихотических исследований слушания, в которых задача заключалась в том, чтобы выслушать сообщение одним ухом и игнорировать сообщение другим ухом или сообщить оба сообщения в некотором порядке. Мотивация для такого рода исследований возникла в значительной степени из практических вопросов, спровоцированных Второй мировой войной, например, как помочь пилоту прослушать его собственное сообщение управления воздушным движением, игнорируя сообщения, предназначенные для других пилотов, но представленные в том же канале.Однако важным теоретическим результатом стало открытие разницы между сенсорной памятью большой емкости, но недолговечной, которая формировалась независимо от внимания, и более долговечной, но малой абстрактной рабочей памятью, требующей внимания.

Вклад Алана Баддели и Грэма Хитча

Миллер и др. (1960), возможно, придумали термин «рабочая память», но они не были главным инициатором работы, которая впоследствии проводилась в этой области. Google Scholar показывает это с более чем 5600 цитированием.Тем не менее, глава Баддели и Хитча (1974) имеет более 7 400 цитирований, а статья в Science 1992 г., в которой резюмируется этот подход, имеет более 14 500 цитирований. В главе 1974 года термин рабочая память использовался для обозначения системы временной памяти, которая многогранна, в отличие от единственного хранилища, такого как первичная память Джеймса, или соответствующего блока в модели Бродбента (1958), или ее усовершенствованной версии. как в модели Аткинсона и Шиффрина (1968), ни одна из которых не годится. Фактически, многие исследователи в 1960-х годах предлагали варианты моделей обработки информации, которые включали единственное хранилище краткосрочной памяти, и Баддели часто называл их вместе, с юмором, «модальной моделью», давая ее набросок с помощью Ящики сенсорной памяти, кратковременной памяти и долговременной памяти, как в моделях Бродбента и Аткинсона / Шиффрина.(Когда юмор и происхождение фразы «модальная модель» забываются, но эта фраза все еще широко используется, это почему-то кажется печальным.) это, казалось, связано с кратковременной памятью, но не сводится к единственному компоненту. Фонологическая обработка больше всего мешала фонологическому хранению, визуально-пространственная обработка мешала визуально-пространственному хранению, а нагрузка на рабочую память, похоже, не сильно мешала превосходной памяти для конца списка или эффекту новизны.Концептуальное обучение не сильно зависело от типа памяти, которая была восприимчива к эффектам фонологического сходства, и пациент с очень низким объемом памяти все еще был в состоянии узнавать новые факты. Чтобы объяснить все диссоциации, они пришли к выводу, что существует система контроля, связанная с вниманием, и различные системы хранения. Они включали фонологическую систему, которая также включала скрытый вербальный репетиционный процесс, и визуально-пространственную систему хранения, которая могла иметь свой собственный тип невербальной репетиции.В версии теории 1974 г. были ограничения внимания как на хранение информации, так и на ее обработку. В книге 1986 года Баддели исключил зависимое от внимания хранилище, но в статье 2000 года был добавлен новый компонент в виде эпизодического буфера. Этот буфер может зависеть или не зависеть от внимания и отвечает за краткосрочное хранение семантической информации, а также за специфическое связывание или ассоциацию между фонологической и визуально-пространственной информацией. Бэддели и Хитч назвали сборку или систему хранения и обработки информации в доступной форме рабочей памятью, памятью, которую используют при выполнении различных когнитивных задач (т.э., познавательная работа).

Модель Коуэна (1988)

На протяжении многих лет было несколько других предложений, которые меняют вкус предложения о рабочей памяти. Коуэн (1988) интересовался тем, как мы представляем то, что знаем и не знаем об обработке информации. «Модальные модели», о которых говорил Баддели, начались с модели Бродбента (1958), в которой было показано, что доступ к ящикам осуществляется в последовательности, сравнимой с компьютерной блок-схемой: сначала сенсорная память, затем фильтр внимания, затем кратковременная память. , а затем долговременная память.Аткинсон и Шиффрин (1968) сохранили структуру блок-схемы, но добавили рекурсивный ввод в поля в форме процессов управления. Баддели и Хитч (1974) и Баддели (1986) вместо этого использовали диаграмму обработки, в которой к ящикам можно было обращаться параллельно. Предположительно, можно было бы ввести некоторую информацию в фонологическое хранилище, одновременно вводя другую информацию в визуально-пространственное хранилище, с взаимодействующими модулями и одновременным исполнительным управлением.

Коуэн (1988, 1995, 1999, 2001, 2005) немного отшатнулся от модулей и отдельных ящиков, отчасти потому, что они вполне могут образовывать произвольно неполную таксономию систем мозга.(Куда пойдет пространственная информация о звуке? Куда пойдет информация о прикосновении? Эти типы вопросов без ответа также, возможно, помогли мотивировать эпизодический буфер Baddeley, 2000.) Может быть несколько модулей, но поскольку мы не знаем таксономию, они все были брошены в суп активированной долговременной памяти. Вместо отдельных ящиков я попытался смоделировать на более высоком уровне, на котором неполные различия не были явно включены в модель, а механизмы могли быть встроены в другие механизмы.Таким образом, говорилось, что существует долговременная память, часть которой находилась в активированном состоянии (см. Hebb, 1949), а внутри нее меньшая часть которой находилась в фокусе внимания (см. James, 1890 г.). Диссоциации все еще могут происходить на основе сходства черт; два элемента с фонологическими характеристиками будут мешать друг другу, например, более одного элемента с фонологическими характеристиками и другой элемент только с визуально-пространственными характеристиками. Модель по-прежнему включала центральные исполнительные процессы.

По сравнению с Baddeley и Hitch (1974), Cowan (1988) также уделял больше внимания сенсорной памяти. Верно, что печатные буквы, как и разговорные, закодированы с речевыми фонологическими особенностями, которые можно спутать друг с другом в рабочей памяти (например, Conrad, 1964). Тем не менее, существует множество других доказательств того, что списки, представленные в устной форме, запоминаются намного лучше, особенно в конце списка, чем устные списки, представленные в печатной форме (например, Murdock & Walker, 1969; Penney, 1989).

Фильтр внимания также был усвоен в модели Коуэна (1988). Вместо того, чтобы информация должна проходить через фильтр, предполагалось, что вся информация в той или иной степени активирует долговременную память. Разум формирует нейронную модель того, что он обработал. Это будет включать сенсорную информацию для всех стимулов, но в фокусе внимания гораздо больше семантической информации, чем можно найти для автоматической информации. Поступающая информация, которая соответствует текущей нейронной модели, становится привычной, но воспринимаемые изменения вызывают дезорганизацию в виде ориентировочных реакций внимания на лишенные привычки стимулы (см.Соколов, 1963). Такая система имеет свойства, аналогичные модели ослабленной фильтрации Трейсмана (1960) или модели релевантности Норма (1968). С этой точки зрения внимание контролируется двояко, часто с борьбой между произвольным исполнительным контролем и непроизвольными ориентировочными реакциями.

Насколько согласуется Коуэн (1988) с моделью Баддели и Хитча? Вклад Роберта Логи

С добавлением эпизодического буфера модель Баддели и Хитча делает прогнозы, часто похожие на предсказания Коуэна (1988).Тем не менее, могут быть важные различия. Открытый вопрос заключается в том, служит ли активированная часть долговременной памяти Коуэна (1988) функционально той же цели, что и фонологические и зрительно-пространственные буферы Баддели и Хитча (1974) и Баддели (1986). Роберт Логи и его коллеги утверждают, что этого не может быть, поскольку зрительные образы и кратковременная визуальная память диссоциированы (Borst, Niven, & Logie, 2012; Logie & van der Meulen, 2009; van der Meulen, Logie, & Della Sala, 2009 г.).Нерелевантные визуальные материалы мешают формированию визуальных образов, но не мешают визуальному хранению, тогда как нажатие на пространственный образец мешает визуальному хранению, но не создает визуальные образы. Согласно модели, предложенной этими источниками, визуальные образы включают активацию репрезентаций долговременной памяти, тогда как кратковременное визуальное хранилище представляет собой отдельный буфер. Хотя это возможность требует дальнейших исследований, я еще не уверен. Могли быть и другие причины разобщения.Например, в исследовании van der Meulen et al. Задача визуального образа включала определение качеств представленных букв (изогнутая линия или нет, замкнутое пространство или нет и т. Д.), И эти качества могли больше перекрываться с интерференцией изображения; тогда как задача визуальной памяти заключалась в том, чтобы визуально запоминать буквы в верхнем и нижнем регистре в правильном последовательном порядке, а свойство последовательного порядка может испытывать больше помех от нажатия в последовательном пространственном шаблоне. Требуется проверка общности эффектов для задач с разными функциями.

Другие модели междоменной общности

Одно различие между каркасами Баддели (1986) и Коуэном (1988) состояло в том, что Коуэн уделял больше внимания возможности интерференции между доменами. Продолжаются споры о том, в какой степени вербальные и невербальные коды в рабочей памяти мешают друг другу (например, Cocchini, Logie, Della Sala, MacPherson, & Baddeley, 2002; Cowan & Morey, 2007; Fougnie & Marois, 2011 ; Morey & Bieler, 2013).Общий взгляд на предметную область распространился на другие типы исследований. Данеман и Карпентер (1980) показали, что чтение и запоминание слов — это задачи, которые мешают друг другу, причем успех запоминания при чтении сильно коррелирует со способностью понимания прочитанного. Энгл и его коллеги (например, Engle, Tuholski, Laughlin, & Conway, 1999; Kane et al., 2004) показали, что такого рода эффект возникает не только со словесными материалами, но даже с хранением и обработкой в ​​отдельных областях, таких как как пространственное воспоминание с вербальной памятью.Они объясняли индивидуальные различия, прежде всего, задачами обработки и необходимостью держать в уме инструкции и цели задач, подавляя при этом ненужные отвлекающие факторы.

Барруйе и его коллеги (например, Barrouillet, Portrat, & Camos, 2011; Vergauwe, Barrouillet, & Camos, 2010) подчеркнули, что процесс использования внимания для обновления элементов, независимо от того, является ли он вербальным или невербальным по своей природе, требует времени и противодействует разлагаться. Они обеспечивали сложные задачи, связанные с одновременным хранением и обработкой данных, как Дейнеман и Карпентер и как Энгл и его коллеги.Ключевым показателем является когнитивная нагрузка, доля времени, которая занята задачей обработки, вместо того, чтобы участник мог использовать его для обновления представлений о запоминаемых элементах. Открытие Барруйе и его коллег заключалось в том, что влияние когнитивной нагрузки на длину списка, который можно вспомнить, или объем памяти, является отрицательным линейным (т. Е. Пагубным) эффектом. Они также признают, что существует процесс вербальной репетиции, который отличается от обновления внимания, с возможностью использования любого режима поддержания памяти в зависимости от требований задачи (Camos, Mora, & Oberauer, 2011), но больше внимания уделяется освежает внимание, чем в случае Баддели и его коллег, и поэтому подход кажется более соответствующим Коуэну (1988) с его фокусом внимания (относительно освежения см. также Cowan, 1992).

Продолжающиеся споры о природе ограничений рабочей памяти

Теоретически существует два основных способа, которыми рабочая память может быть более ограниченной, чем долговременная память. Во-первых, это может быть ограничено с точки зрения того, сколько предметов можно держать одновременно, предел вместимости, который Коуэн (1998, 2001) предварительно приписывает фокусу внимания. Во-вторых, он может быть ограничен количеством времени, в течение которого элемент остается в рабочей памяти, когда он больше не репетируется или не обновляется, предел распада, который Коуэн (1988) приписал активированной части долговременной памяти, практический предел. до 30 секунд в зависимости от задачи.

Оба эти ограничения в настоящее время спорны. Что касается предела емкости, не так много аргументов в пользу того, что в рамках определенного типа кодирования стимула (фонологического, визуально-пространственного и т. Д.) Нормальные взрослые ограничиваются примерно 3 или 4 значимыми единицами или фрагментами. Спор заключается в том, возникает ли предел в фокусе внимания или из-за того, что материалы одного вида мешают друг другу (например, Оберауэр, Левандовски, Фаррелл, Джарролд и Гривз, 2012). В моей недавней, еще не опубликованной работе, я предлагаю ограничить фокус внимания несколькими фрагментами информации, но эти фрагменты можно выгружать в долговременную память и удерживать там с помощью некоторого освежения внимания. в то время как фокус внимания в первую очередь используется для кодирования дополнительной информации.

Что касается предела потери или распада памяти, то некоторые исследования показали отсутствие потери информации для списков печатных словесных материалов в периоды, когда репетиция и обновление явно не допускались (Lewandowsky, Duncan, & Brown, 2004; Oberauer & Lewandowsky, 2008 ). Тем не менее, для массивов незнакомых символов, за которыми следует маска для устранения сенсорной памяти, Рикер и Коуэн (2010) обнаружили потерю или распад памяти (см. Zhang & Luck, 2009). В дальнейшей работе Ricker et al.(в печати) предположил, что степень распада зависит от того, насколько хорошо информация консолидируется в рабочей памяти (см. Jolicoeur & Dell’Acqua, 1998). Учитывая, что время, доступное для обновления, оказалось обратно пропорционально когнитивной нагрузке, процесс консолидации, который кажется критическим, не прерывается маской, а продолжается после нее. Этот процесс консолидации может быть своего рода усилением следа эпизодической памяти, основанным на обновлении внимания в духе Барруйе и др.(2011). Если это так, то наиболее важным эффектом этого освежения будет не временное устранение эффектов распада, как Barrouillet et al. предложено, а скорее изменить скорость самого распада. В наши планы на будущее входит изучение этих возможностей.

Долговременная рабочая память

Совершенно очевидно, что люди достаточно хорошо функционируют в сложных средах, в которых подробные знания должны использоваться экспертным образом, несмотря на жесткие ограничения в рабочей памяти до нескольких идей или элементов одновременно.Что важно для понимания этого парадокса человеческой деятельности, так это то, что каждый слот в рабочей памяти может быть заполнен концепцией большой сложности при условии, что у человека есть необходимые знания в долговременной памяти. Этот момент был отмечен Миллером (1956) в его концепции объединения элементов для формирования более крупных фрагментов информации с ограничением в рабочей памяти, определяемым количеством фрагментов, а не количеством отдельных элементов, представленных для запоминания. Эрикссон и Кинч (1995) развили эту концепцию дальше, расширив определение рабочей памяти, включив в нее релевантную информацию в долговременной памяти.

Хотя мы можем спорить о лучшем определении рабочей памяти, кажется бесспорным, что долговременная память часто используется, как предлагают Эрикссон и Кинч (1995). Примером может служить то, что происходит, когда разговор с посетителем прерывается телефонным звонком. Во время разговора личный разговор с посетителем обычно выходит за рамки сознательной рабочей памяти. Однако после звонка, когда посетитель служит яркой репликой, часто можно восстановить воспоминания о разговоре как о недавнем эпизоде ​​и вспомнить, где этот разговор остановился.Через несколько дней это может стать невозможным. Такое использование долговременной памяти для выполнения функций, аналогичных традиционной рабочей памяти, таким образом расширяя возможности человека, было названо Эрикссоном и Кинчем долговременной рабочей памятью. Коуэн (1995) намекал на аналогичное использование долговременной памяти для этой цели, но, не желая расширять определение рабочей памяти, назвал функцию виртуальной кратковременной памятью, что означает использование долговременной памяти таким образом, чтобы обычно используется кратковременная память.Это очень похоже на использование памяти компьютера, которое позволяет выключить компьютер в режиме гибернации, а затем вернуть его в прежнее состояние при извлечении памяти.

Учитывая способность людей так умело использовать долговременную память, можно спросить, почему мы вообще заботимся о серьезном ограничении объема рабочей памяти. Ответ заключается в том, что это очень важно, когда есть ограниченные долгосрочные знания по теме. В таких обстоятельствах объем рабочей памяти может определять, сколько элементов можно удерживать в памяти одновременно, чтобы использовать элементы вместе, или связать их, чтобы сформировать новую концепцию в долговременной памяти.Так бывает во многих ситуациях, которые важны для обучения и понимания. Одним из простых примеров совместного использования предметов является выполнение набора инструкций, например, ребенку дошкольного возраста положите свой рисунок в свой уголок, а затем сядьте в круг . Часть этого наставления можно забыть до того, как оно будет выполнено, и учителя должны учитывать такую ​​возможность. Простой пример связывания элементов вместе — это чтение романа, когда человек слушает описание персонажа и объединяет части описания, чтобы получить общий набросок личности, который может быть сформирован в долговременной памяти.Неадекватное использование рабочей памяти во время чтения может привести к тому, что набросок будет неполным, так как некоторые описательные черты случайно игнорируются. Знание этого предела рабочей памяти можно использовать для улучшения письма, облегчая его запоминание и понимание.

Паас и Свеллер (2012) подчеркивают различие между биологически первичными и вторичными знаниями (Geary, 2008) и предполагают (стр. 29), что «люди легко могут приобретать огромное количество первичных биологических знаний вне образовательного контекста и без заметная нагрузка на рабочую память.«Примерами, которые они предложили, были изучение лиц и умение говорить. Вполне может быть, что отдельные лица или произнесенные слова быстро становятся интегрированными фрагментами долговременной памяти (и, я бы добавил, то же самое, кажется, верно для объектов в областях усвоенных знаний, например, письменных слов у взрослых). Тем не менее, биологически первичные компоненты используются во многих ситуациях, когда действительно применяются жесткие ограничения производительности. В этих ситуациях потребность в дополнительной памяти считается биологически вторичной.Примером может служить определение лица, с которым должно ассоциироваться имя. Если на экране отображаются четыре новых лица и их имена озвучиваются голосом, эти пары имя-лицо не могут храниться в рабочей памяти одновременно, поэтому сложно сохранить информацию, и часто требуется дополнительное изучение одной пары за раз. чтобы запомнить сочетание имени и лица.

Конкретные математические модели

Здесь я выборочно исследовал модели рабочей памяти, которые являются довольно всеобъемлющими и конкретизируются устно.Ограничивая область применимости и добавляя некоторые допущения при обработке, другие исследователи на протяжении многих лет смогли сформулировать модели, которые делают математические прогнозы производительности в конкретных ситуациях. Мы многому у них научились, но они, по сути, выходят за рамки этого обзора, учитывая ограниченное пространство и мои собственные ограничения. Примеры таких моделей см. В Brown, Neath, & Chater, 2007; Берджесс и Хитч, 1999; Cowan et al., 2012; Фаррелл и Левандовски, 2002; Hensen, 1998; Мердок, 1982; Оберауэр и Левандовски, 2011).Важность этих моделей состоит в том, что они проясняют последствия наших теоретических предположений. Чтобы делать количественные прогнозы, каждое математическое предположение должно быть явным. Иногда обнаруживается, что эффекты некоторых предложенных механизмов, взятых вместе, не соответствуют тому, что можно было бы предположить из чисто словесной теории. Конечно, некоторые из допущений, которые необходимо сделать для получения количественных прогнозов, могут быть неподтвержденными, поэтому я считаю, что лучший способ продвинуться в этой области — это иногда использовать общее вербальное, пропозициональное мышление, а в других случаях — конкретное количественное моделирование. работает над сближением этих методов к общей теории.

Рабочая память: как держать вещи «в памяти» в краткосрочной перспективе

Следующее эссе перепечатано с разрешения The Conversation, онлайн-публикации, посвященной последним исследованиям.

Когда вам нужно запомнить номер телефона, список покупок или набор инструкций, вы полагаетесь на то, что психологи и нейробиологи называют рабочей памятью. Это способность удерживать информацию и манипулировать ею в течение коротких промежутков времени. Это касается вещей, которые важны для вас в настоящий момент, но не через 20 лет.

Исследователи считают, что рабочая память играет центральную роль в работе мозга. Он коррелирует со многими более общими способностями и результатами, такими как интеллект и учебные достижения, и связан с основными сенсорными процессами.

Учитывая ее центральную роль в нашей ментальной жизни и тот факт, что мы осознаем по крайней мере часть его содержания, рабочая память может стать важной в нашем стремлении понять само сознание. Психологи и нейробиологи сосредотачиваются на различных аспектах, исследуя рабочую память: психологи пытаются составить карту функций системы, в то время как нейробиологи больше сосредотачиваются на ее нейронной основе.Вот снимок текущего состояния исследований.

Сколько у нас оперативной памяти?

Емкость ограничена — мы можем держать «в памяти» только определенный объем информации одновременно. Но исследователи спорят о природе этого ограничения.

Многие полагают, что рабочая память может хранить ограниченное количество «элементов» или «блоков» информации. Это могут быть цифры, буквы, слова или другие единицы. Исследования показали, что количество битов, которые могут храниться в памяти, может зависеть от типа товара — вкуса предлагаемого мороженого по сравнению с цифрами числа Пи.

Альтернативная теория предполагает, что рабочая память действует как непрерывный ресурс, который используется для всей запоминаемой информации. В зависимости от ваших целей разные части запоминаемой информации могут получать разное количество ресурсов. Нейробиологи предположили, что этим ресурсом может быть нейронная активность, при которой разные части запоминаемой информации имеют разное количество активности, посвященной им, в зависимости от текущих приоритетов.

Другой теоретический подход вместо этого утверждает, что ограничение емкости возникает из-за того, что разные элементы будут мешать друг другу в памяти.

И, конечно, воспоминания со временем распадаются, хотя репетиция информации, которая хранится в рабочей памяти, кажется, смягчает этот процесс. То, что исследователи называют поддерживающей репетицией, включает мысленное повторение информации безотносительно к ее значению — например, просмотр списка продуктов и запоминание предметов как слов безотносительно к обеду, которым они станут.

Напротив, детальная репетиция включает в себя придание информации значения и связывание его с другой информацией.Например, мнемоника облегчает детальную репетицию, связывая первую букву каждого из списка элементов с некоторой другой информацией, которая уже хранится в памяти. Кажется, только тщательная репетиция может помочь консолидировать информацию из рабочей памяти в более прочную форму, называемую долговременной памятью.

В визуальной области репетиция может включать движения глаз, при этом визуальная информация привязана к пространственному местоположению. Другими словами, люди могут смотреть на местоположение запомненной информации после того, как она ушла, чтобы напомнить им о том, где она была.

Рабочая память в сравнении с долговременной памятью

Долговременная память отличается гораздо большей емкостью. Информация, которую он хранит, также более надежна и стабильна. Долговременные воспоминания могут содержать информацию об эпизодах жизни человека, семантике или знаниях, а также более неявные типы информации, например, как использовать предметы или перемещать тело определенным образом (двигательные навыки).

Исследователи давно рассматривают рабочую память как шлюз в долгосрочное хранилище.Достаточно отрепетируйте информацию в рабочей памяти, и она станет более постоянной.

Неврология проводит четкое различие между ними. Считается, что рабочая память связана с временной активацией нейронов мозга. Напротив, считается, что долговременная память связана с физическими изменениями нейронов и их связей. Этим можно объяснить кратковременный характер рабочей памяти, а также ее большую подверженность прерываниям или физическим потрясениям.

Как рабочая память меняется в течение жизни?

Успеваемость на тестах рабочей памяти улучшается в детстве.Его способность — главная движущая сила когнитивного развития. Успеваемость по оценочным тестам неуклонно растет в младенчестве, детстве и подростковом возрасте. Затем производительность достигает пика в юном возрасте. С другой стороны, рабочая память — одна из когнитивных способностей, наиболее чувствительных к старению, и результативность этих тестов снижается в пожилом возрасте.

Считается, что увеличение и уменьшение объема рабочей памяти на протяжении жизни связано с нормальным развитием и деградацией префронтальной коры головного мозга, области, ответственной за высшие когнитивные функции.

Мы знаем, что повреждение префронтальной коры вызывает дефицит рабочей памяти (наряду со многими другими изменениями). А записи нейронной активности в префронтальной коре показывают, что эта область активна в течение «периода задержки» между тем, когда стимул предъявляется наблюдателю, и тем, когда он должен ответить, то есть время, в течение которого он пытается вспомнить Информация.

Некоторые психические заболевания, включая шизофрению и депрессию, связаны со снижением функции префронтальной коры, что можно выявить с помощью нейровизуализации.По той же причине эти заболевания также связаны со снижением способности к рабочей памяти. Интересно, что у больных шизофренией этот дефицит более выражен в задачах на визуальную, а не вербальную рабочую память. В детстве дефицит рабочей памяти связан с проблемами внимания, чтения и речи.

Рабочая память и другие когнитивные функции

Префронтальная кора связана с широким спектром других важных функций, включая личность, планирование и принятие решений.Любое снижение функционирования этой области может повлиять на множество различных аспектов познания, эмоций и поведения.

Критически важно, что многие из этих префронтальных функций, как полагают, тесно связаны с рабочей памятью и, возможно, зависят от нее. Например, планирование и принятие решений требуют, чтобы мы уже «имели в виду» соответствующую информацию, чтобы сформулировать план действий.

Теория когнитивной архитектуры, называемая теорией глобального рабочего пространства, основывается на рабочей памяти.Он предполагает, что информация, временно удерживаемая «в памяти», является частью «глобального рабочего пространства» в разуме, которое связано со многими другими когнитивными процессами, а также определяет, что мы осознаем в любой данный момент. Учитывая, что эта теория предполагает, что рабочая память определяет то, что мы осознаем, более глубокое понимание этого может стать важной частью разгадки тайны сознания.

Улучшение рабочей памяти

Есть некоторые свидетельства того, что можно тренировать рабочую память с помощью интерактивных заданий, таких как простые игры для детей, которые задействуют память.Было высказано предположение, что это обучение может помочь улучшить результаты по другим типам задач, например, по лексике и математике. Есть также некоторые свидетельства того, что тренировки для улучшения рабочей памяти могут улучшить производительность детей с определенными заболеваниями, такими как СДВГ. Тем не менее, в обзорах исследований часто делается вывод о том, что преимущества недолговечны и специфичны для обучаемой задачи.

Кроме того, улучшения, обнаруженные в некоторых из этих исследований, могут быть связаны с изучением того, как более эффективно использовать ресурсы рабочей памяти, а не увеличивать ее емкость.Надежда на такой вид обучения заключается в том, что мы сможем найти относительно простые задачи, которые улучшат производительность не только самой задачи, но и перенесут их в ряд других приложений.

Эта статья изначально была опубликована на сайте The Conversation. Прочтите оригинальную статью.

Рабочая память — Scholarpedia

Рабочая память — это часть системы памяти человека с ограниченными возможностями, которая сочетает в себе временное хранение и манипулирование информацией в целях познания.Кратковременная память относится к хранению информации без манипуляций и, следовательно, является компонентом рабочей памяти. Рабочая память отличается от долговременной памяти, отдельной части системы памяти с огромной емкостью для хранения информации в относительно более стабильной форме. Согласно многокомпонентной модели, рабочая память включает исполнительный контроллер, который взаимодействует с отдельными краткосрочными хранилищами слухово-вербальной и зрительно-пространственной информации. Концепция рабочей памяти оказалась полезной во многих областях применения, включая индивидуальные различия в когнитивных способностях, нейропсихологию, нормальное и ненормальное развитие ребенка и нейровизуализацию.

Термин «рабочая память» чаще всего используется для обозначения системы с ограниченной емкостью, которая способна кратковременно хранить и манипулировать информацией, участвующей в выполнении сложных когнитивных задач, таких как рассуждение, понимание и определенные типы обучения. Рабочая память отличается от кратковременной памяти (STM) тем, что предполагает как хранение, так и манипулирование информацией, а также акцент на ее функциональной роли в комплексном познании. Был разработан ряд различных подходов к изучению рабочей памяти, различия в которых отражают интересы исследователя, будь то нейропсихологические (Vallar, 2006) или нейробиологические (O’Reilly et al., 1999), психометрические (Engle et al., 1999) или ориентированные на предоставление практических рекомендаций по человеческим факторам (Kieras et al., 1999). Несмотря на очень разные теоретические методы и стили, все согласны с необходимостью допустить роль исполнительного контроллера, вероятно, с ограниченной способностью внимания, которому помогают системы временной памяти, с визуальной и вербальной памятью, вероятно, работающей отдельно (Miyake & Shah, 1999). Такая структура была фактически предложена Баддели и Хитчем (1974).Признавая, что это одна из моделей, многокомпонентная модель Баддели и Хитча обеспечивает удобную структуру для обобщения исследований рабочей памяти за 30 лет, прошедших с момента ее первого предложения.

Прежде чем двигаться дальше, важно отметить, что термин рабочая память был разработан независимо при изучении обучения животных, где он относится к типу обучения или памяти, которые, как считается, лежат в основе таких задач, как лабиринт с лучевыми руками, в котором животное запомнить, какое из нескольких рук уже было посещено в тот день — задача, которую мы считаем зависимой от долговременной памяти (Olton, Becker & Handelmann, 1979).

Многокомпонентная модель рабочей памяти

В 1960-х годах исследователи пришли к единому мнению, что человеческая память представляет собой систему, которую можно разделить на два основных компонента. Одно было краткосрочным хранилищем, способным хранить небольшие объемы информации в течение нескольких секунд. Это поступало в отдельное долговременное хранилище, в котором хранятся огромные объемы информации за более длительные промежутки времени. Эта так называемая модальная модель могла учитывать ряд экспериментальных данных и могла учитывать избирательные эффекты различных типов повреждения мозга на краткосрочные и долгосрочные воспоминания.

Баддели и Хитч (1974) решили проверить гипотезу о том, что краткосрочное хранилище также функционирует как рабочая память. Они сделали это, потребовав от участников выполнения задач по рассуждению, пониманию или обучению в то же время, когда они держали в STM от 0 до 8 цифр для немедленного вызова. Если STM действительно функционирует как рабочая память, то загрузка ее до предела должна привести к серьезному нарушению когнитивной обработки. Это действительно вызывало некоторые сбои, время для выполнения задачи рассуждения увеличивалось с нагрузкой, но эффект был невелик и не влиял на частоту ошибок.Поэтому Баддели и Хитч (1974) отказались от модальной модели, согласно которой STM является унитарным хранилищем, предлагая взамен многокомпонентную модель, предполагающую контроллер внимания, центральный исполнитель, которому помогают две подсистемы, визуально-пространственный блокнот, связанный с визуальным хранением и обработкой, и его акустический / вербальный эквивалент — фонологическая петля.

Фонологическая петля

Предполагается, что эта подсистема хранит последовательности цифр для немедленного вызова. Тот факт, что рассуждение замедлялось по мере увеличения числа цифр, предполагает, что оно действительно играет роль в рассуждении, но неизменная частота ошибок указывает на то, что это несущественно.Предполагается, что он состоит из двух основных компонентов: временного речевого / акустического хранилища и субвокального артикуляционного репетиционного процесса.

На фонологическое хранилище указывает наличие эффекта фонологического сходства, при котором люди гораздо менее точно повторяют последовательности похожих по звучанию слов, таких как MAN CAP CAT MAT CAN, чем несходные слова, такие как PIT DAY COW PEN TOP. Сходство значений (ОГРОМНЫЙ БОЛЬШОЙ БОЛЬШОЙ ШИРОКИЙ ВЫСОКИЙ) мало влияет на немедленное вспоминание. С другой стороны, если дается несколько попыток выучить более длинный список, скажем, из 10 слов, значение приобретает первостепенное значение, а звук теряет свою силу, что согласуется с различными системами для краткосрочного и долгосрочного хранения (Baddeley, 1966a; 1966b). .

Свидетельством важности репетиции является эффект длины слова, при котором немедленное воспроизведение длинных слов (например, ХИППОПОТАМУС ВОЗМОЖНОСТИ ТУБЕРКУЛЕЗА ХОЛОДИЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА) гораздо более подвержено ошибкам, чем короткие слова (Baddeley, Thomson & Buchanan, 1975).

Баддели и Хитч предположили, что следы памяти предметов в краткосрочном магазине быстро исчезнут, но их можно сохранить, произнеся их про себя. Длинные слова произносятся дольше, что приводит к большему затуханию и, следовательно, большему забвению.В соответствии с этой интерпретацией, предотвращение того, чтобы субъекты произносили слова про себя, требуя непрерывного произнесения элемента, такого как слово «the», устраняет эффект длины слова. С момента первоначальной демонстрации эффекта длины слова (Baddeley, Thomson and Buchanan, 1975) были предложены другие интерпретации, принципиально отличающиеся от влияния эффекта на то, забываются ли предметы в краткосрочном магазине в результате спонтанного распада след в памяти или нарушение из-за более позднего материала (см. обсуждение в Baddeley, 2007, глава 3).

Концепция фонологического цикла повлияла на ряд попыток смоделировать действия человека в вербальных задачах STM с использованием более подробных вычислительных моделей. Первый транш таких моделей был направлен на определение механизмов обработки информации о серийном порядке товаров, аспект, который не был указан в исходном описании цикла. Эти модели склонны соглашаться с тем, что последовательный заказ включает в себя «конкурентную организацию очереди» (Grossberg, 1987), процесс, при котором элементы одновременно активны и конкурируют за последовательный отбор.Модели различаются в основном по природе сигналов упорядочивания, которые определяют эти уровни активации (Burgess & Hitch, 1992; Page & Norris, 1998; Brown, Preece & Hulme, 2000). Недавние попытки компьютерного моделирования пошли дальше, указав, как система краткосрочной фонологической памяти взаимодействует с долговременной памятью (Burgess & Hitch, 2006; см. Также Botvinick & Plaut, 2006), что является важным шагом к пониманию роли петли. в долгосрочном обучении.

Функция фонологической петли

Принимая во внимание свидетельства существования временной вербальной или фонологической системы памяти, возникает вопрос об ее эволюционном значении. Одна из возможностей состоит в том, что фонологическая петля поддерживает усвоение языка, предоставляя временные средства для хранения новых слов, в то время как они консолидируются в фонологической LTM (Baddeley, Gathercole & Papagno, 1998). Доказательства этого исходят из исследования пациентки с очень чистым фонологическим дефицитом STM, которой было чрезвычайно трудно научиться связывать новые иностранные слова с их значением, в то же время нормально выполняя упражнения, когда училась связывать пары слов на своем родном языке (Baddeley , Папаньо и Валлар, 1988).

Ряд исследований подтвердили эту гипотезу. В одном исследовании тестировались восьмилетние дети с определенными языковыми нарушениями (SLI), у которых был нормальный общий интеллект, но язык шестилетних детей. Им было очень трудно повторять не слова, такие как SKITICULT. Поскольку у них не было признаков нарушения слуха или речи, их дефицит был связан с нарушением фонологического STM (Gathercole & Baddeley, 1990). Исследования близнецов показали, что дефицит повторения несловесных слов в SLI является наследственным, но другие дефициты также вносят свой вклад в нарушение (Pennington & Bishop, 2009).Успеваемость по повторению несловесных слов также сильно коррелирует с уровнем развития словарного запаса у маленьких нормальных детей, хотя по мере взросления детей все большее значение приобретают другие факторы, такие как интеллект и владение языком (Baddeley, Gathercole & Papagno, 1998). В последнее время все больше внимания уделяется роли фонологической петли в управлении поведением посредством самообучения (Emerson & Miyake, 2003) — функции, на которую первоначально обращали внимание российские психологи Лурия (1959) и Выготский (1962).

Визуально-пространственный блокнот

Изучение визуально-пространственного СТМ чрезвычайно развилось в последние годы и очень хорошо описано в статье Лака, который предполагает, что его основная функция состоит в создании и поддержании визуально-пространственного представления, которое сохраняется в нерегулярном паттерне движений глаз, характерном для нашего сканирования. визуального мира.

Еще одна функция блокнота — создание и поддержание визуальных образов того типа, который мы могли бы, например, использовать, пытаясь ответить на такие вопросы, как гибкие или уколотые уши колли при описании маршрута от станции. в дом, или что архитектор может использовать, чтобы представить себе здание, которое он проектирует.Было показано, что пространственные задачи могут мешать пространственным навыкам, таким как вождение автомобиля, в то время как более чисто визуальная деятельность, такая как просмотр последовательности изображений или цветных пятен, может мешать способности запоминать объекты или формы (Logie, 1986, Klauer & Чжао, 2004). Такие результаты, вместе с появлением пациентов с повреждением головного мозга, у которых наблюдается один недостаток, а не другой (Della Sala & Logie, 2002), предполагают, что информация о пространстве, а также об объектах и ​​их визуальных характеристиках может храниться отдельно (см. Luck’s запись для дальнейших подробностей).Кажется вероятным, что блокнот также может быть задействован в хранении последовательностей движений, что предполагает способность хранить кинестетическую информацию, а также зрительно-пространственную информацию (Smyth & Pendleton, 1990, Smyth & Scholey, 1992). Присутствие сходства между хранением последовательного порядка в зрительной и вербальной памяти предполагает аналогичный процесс, хотя и не обязательно в рамках одной системы (Smyth et al. 2005).

Центральная исполнительная власть

Предполагается, что это система управления вниманием с ограниченной производительностью обработки, которая выполняет роль управляющего действия.Баддели (1986) принял модель, первоначально предложенную Норманом и Шаллисом (1986), которая предполагала, что действиями можно управлять двумя способами. Поведение, которое является рутинным и привычным, автоматически контролируется рядом схем, хорошо изученных процессов, которые позволяют нам надлежащим образом реагировать на окружающую среду. Хорошим примером может служить опытный водитель в обычной поездке, который иногда прибывает в пункт назначения, не помня о поездке. Когда такие процедуры перестают быть адекватными, например, обнаружение нормального маршрута, заблокированного аварией, в действие вступает вторая система, система наблюдения и внимания (SAS).Это позволяет использовать многолетние знания для создания возможных решений и размышлений над ними, прежде чем выбрать лучшее. В случае нашего прерванного путешествия это могло бы быть связано с центральным исполнителем рабочей памяти, вероятно, в связи с LTM, зрительно-пространственным блокнотом и, возможно, фонологической петлей. В своей первоначальной версии центральная исполнительная власть рассматривалась как общая система, способная как обрабатывать, так и хранить. В интересах экономии Баддели и Логи (1999) предположили, что он обладает исключительно способностью к вниманию.Однако последующие исследования показали необходимость дополнения исполнительной власти отдельной системой хранения, эпизодическим буфером (Baddeley, 2000).

Хотя термин «центральный исполнитель» может означать единый монолитный контроллер, более вероятно, что он представляет собой интегрированный альянс процессов исполнительного контроля, который, вероятно, включает способность фокусировать внимание, разделять внимание между двумя или более задачами и контролировать доступ к долговременной памяти (Baddeley, 2007; Baddeley et al., 1991; Logie et al., 2004), возможно, на основе одного или нескольких типов ингибирования (Engle et al., 1999; Miyake et al., 2000).

Исполнительное функционирование было тщательно исследовано Shallice (2002), в частности, в связи с его нарушением в результате повреждения лобных долей мозга, дефицитом, называемым дизэ-исполнительным синдромом. Это может привести к серьезным проблемам с контролем внимания, включая иногда многократное упорство в одном действии, в то время как в других случаях не удается поддерживать цель, не отвлекаясь.В случае памяти это может привести к конфабуляции, когда при попытке восстановить воспоминание воспоминание захватывается несоответствующими ассоциациями, что иногда приводит к полностью ложным воспоминаниям (Baddeley & Wilson, 1986).

Эпизодический буфер

Первоначальная трехкомпонентная модель рабочей памяти столкнулась с проблемами при учете того, как различные подсистемы могут работать вместе и, в частности, как они могут взаимодействовать с долговременной памятью. Для решения этой проблемы Баддели (2000) предложил четвертый компонент — эпизодический буфер (см. Рисунок 1).Предполагалось, что это временное хранилище ограниченной емкости, которое было способно объединить ряд различных размеров хранилища, что позволило сопоставить информацию от восприятия, от зрительно-пространственной и вербальной подсистем и LTM. Предполагалось, что это будет сделано путем представления их в виде многомерных фрагментов или эпизодов, которые, как предполагалось, были доступны сознательному осознанию. Способность связывать ряд отдельных сенсорных каналов с восприятием интегрированных объектов часто рассматривается как важная функция сознания (например,грамм. Баарс, 2002). Наше исследование этой функции связывания в последние годы (Allen et al., 2006; Baddeley et al., 2009) заставило нас модифицировать модель Baddeley (2000), которая предсказывает, что нарушение центрального исполнительного органа будет мешать связыванию. Это не тот случай, предполагающий, что эпизодический буфер следует рассматривать как пассивное хранилище, и что процессы связывания не зависят решающим образом от исполнительного контроля. В этом отношении текущая модель отличается от предложения Баарса (1997) о том, что сознание действует как сцена, на которой действуют акторы, заменяя ее концепцией, более похожей на экран, на котором могут быть отображены результаты связывающих процессов, действующих где-либо еще. проектируется и используется центральной исполнительной властью.По поводу аналогичной концепции см. Идею Поттера (1993) о концептуальной кратковременной памяти.

Альтернативный взгляд на рабочую память представлен Коуэном, который постулирует систему внимания с емкостью около четырех частей как центральную особенность рабочей памяти (Cowan, 1988; 1995; 1999; 2001). Предполагается, что вне этого центрального фокуса краткосрочное хранение зависит от активированной долговременной памяти. Модель Коуэна можно рассматривать как один из способов определения взаимодействия между центральной исполнительной властью и эпизодическим буфером.Может показаться, что акцент Коуэна на рабочей памяти как активированной долговременной памяти резко контрастирует с многокомпонентной моделью. Однако разница более очевидна, чем реальна. Оба предполагают, что взаимодействие с LTM играет важную роль, а многокомпонентная модель предполагает, что такие ссылки работают на нескольких разных уровнях способами, которые простая концепция «активации» не может уловить (Baddeley, 2009).

Однако работа Коуэна подняла ряд важных и пока нерешенных вопросов, в том числе:

  1. Модульность : можно ли объяснить очевидное разделение зрительно-пространственной и вербальной рабочей памяти на основе более общего принципа интерференции на основе сходства в активированной долговременной памяти?
  2. Емкость : Используются ли хранение и обработка одной ограниченной емкости, как предложено в первоначальной модели Баддели и Хитча, или они разделены, как в версии с эпизодическим буфером?
  3. Распад или помеха: потеряна ли информация из-за временного распада следа памяти, или она смещена или перезаписана другим материалом?

Это не новые вопросы, но они стали предметами значительно обновленной активности, в значительной степени в результате идей Коуэна и его обширной экспериментальной программы.

Рисунок 1: Модель рабочей памяти

Индивидуальные различия в рабочей памяти

Данеман и Карпентер (1980) интересовались ролью рабочей памяти в понимании. Они разработали задачу, которая включала одновременную обработку предложений и запоминание последнего слова каждого из них, что они назвали объемом рабочей памяти. Они обнаружили удивительно высокую корреляцию между успеваемостью по этому заданию и показателями понимания прочитанного у учащихся их колледжей.Эта прогностическая способность многократно воспроизводилась и, как было показано, применима к широкому кругу задач, сочетающих временное хранение с обработкой. Некоторые из этих задач довольно сложны, например, запоминание слов, зажатых между арифметическими вычислениями (Turner & Engle, 1989), но даже задачи, включающие довольно простые операции, могут коррелировать с такими показателями, как учебные достижения, при условии, что они включают сочетание памяти и быстрой обработки. (Лепин и др., 2005).Кроме того, существует очень высокая корреляция между задачами этого типа и результатами обычных тестов интеллекта, основанных на способности рассуждать (Kyllonen & Christal, 1990). Это привело к тому, что ряд групп занялся поиском ключевой способности, которая позволяет этим, казалось бы, простым задачам предсказывать такой широкий спектр когнитивных навыков. Краткое изложение текущего состояния дел в этой области дается в книге под редакцией Conway et al. (2008).

Вероятно, наиболее устойчивая попытка решить проблему того, почему объем рабочей памяти предсказывает так много когнитивных задач, была предпринята Энглом и его коллегами, которые показали, что способность предсказывать когнитивные функции не ограничивается задачами памяти, но также может можно найти в парадигмах контроля внимания, таких как парадигмы антисаккадного задания (см. Kane et al.2008 г.). В этом задании участники как можно быстрее переводят взгляд с точки фиксации на цель. Работа может быть улучшена за счет включения периферийного светового сигнала в точке, где появится цель, поскольку существует сильная тенденция к автоматическому перемещению глаза к новому стимулу. Однако во втором состоянии вместо прямого указания местоположения цели предупреждающий свет сигнализирует участникам, чтобы они переместили глаза в противоположную сторону. Эта информация по-прежнему оказывается полезной для участников с большим, но не с низким объемом рабочей памяти.Основываясь на этом и ряде других исследований, Энгл и его коллеги утверждают, что важнейшей особенностью рабочей памяти является способность удерживать внимание, не отвлекаясь, независимо от того, связано ли это с восприятием или исходит из других источников, таких как более ранние воспоминания.

Однако, хотя Энгл приводит веские доводы в пользу связи между работоспособностью и способностью подавлять отвлекающие стимулы, неясно, является ли это единственной характеристикой, характеризующей объем рабочей памяти; это действительно может быть лишь одним из примеров ряда функций более общей, многогранной системы контроля внимания.Более того, сама концепция торможения открыта для ряда интерпретаций как на психологическом, так и на физиологическом уровне.

Тот факт, что мы до сих пор не до конца понимаем, как работают эти сложные задачи, связанные с объемом оперативной памяти, конечно, не означает, что мы не можем использовать их с прибылью. Сьюзан Гатеркол и его коллеги использовали модель многокомпонентной рабочей памяти для разработки батареи рабочей памяти, подходящей для детей школьного возраста, используя сложные задачи на объем рабочей памяти в качестве меры центральной исполнительной способности и другие задачи для оценки фонологических и зрительно-пространственных подсистем.Факторный анализ поддержал многокомпонентную модель и показал, что структура системы рабочей памяти остается удивительно стабильной по мере развития детей (Gathercole, Pickering, Ambridge & Wearing, 2004). Хотя ее емкость увеличивается с возрастом (Case, Kurland & Goldberg, 1982), тем не менее наблюдаются заметные изменения в способах использования рабочей памяти. Например, прогресс в развитии, когда ребенок осваивает все более сложные интеллектуальные операции, был связан с ростом центральной исполнительной способности (Halford, 1993).Также наблюдаются значительные изменения в развитии подсистем рабочей памяти, наиболее известными из которых является расширение диапазона действия фонологической петли, начиная от развития способности к внутренней речи и репетиционных стратегий у детей (Hitch, 2006) до вовлечение более широкого круга аспектов исполнительного контроля у взрослых (Saeki & Saito, 2004).

Набор тестов Gathercole позволяет выявить детей, которые рискуют столкнуться с трудностями в учебе, с различными моделями дефицита рабочей памяти, связанными с проблемами в разных предметных областях.Тщательное наблюдение за детьми в школе показало, что дети с плохими навыками рабочей памяти, как правило, испытывают трудности из-за трудностей в выполнении иногда удивительно сложных инструкций учителей. У них также есть проблемы с освоением многих техник и стратегий, которые призваны помочь детям справиться с ситуацией, поскольку они часто требуют дополнительной рабочей памяти. Такие дети похожи на детей, страдающих от компонента дефицита внимания синдрома СДВГ.Была разработана программа, которая помогает учителям выявлять таких детей и оптимизировать методы обучения (Gathercole & Alloway, 2008).

Нейронные подложки рабочей памяти

По этой теме было проведено много исследований, сначала путем изучения пациентов с локализованными поражениями, а затем с использованием методов нейровизуализации. Вообще говоря, результаты соответствуют трехкомпонентной модели, в которой фонологическая петля представлена ​​в левом полушарии, где накопление связано с областью височно-теменного соединения (область Бродмана 40), а репетиция — с более передней областью Бродмана (44). это, как известно, связано с производством речи (Paulesu, Frith & Frackowiak, 1993).Визуально-пространственный блокнот, по-видимому, включает ряд областей преимущественно правого полушария: одна визуальная, предположительно отражающая обработку и удержание объектов и их визуальные особенности, вторая область более теменная, предположительно включающая пространственные аспекты, в то время как две лобные области активации были задействованы. связанные с функциями управления (Henson, 2001). Общепризнано, что лобные доли играют важную роль в исполнительном контроле, хотя мнения расходятся относительно того, в какой степени различные исполнительные функции могут быть локализованы по отдельности (Duncan & Owen, 2000; Shallice, 2002).Пока существует мало свидетельств о локализации эпизодического буфера, который, вероятно, отражает широко распределенную систему, которая, возможно, не может вызвать активацию в какой-либо одной конкретной области.

Список литературы

Андерсон, Дж. Р. (1983). Архитектура познания. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

Баарс, Б. Дж. (1997). В Театре Сознания . Нью-Йорк: University Press.

Баарс, Б. Дж.(2002). Гипотеза сознательного доступа: истоки и недавние доказательства. Тенденции в когнитивных науках, 6 (1), 47-52.

Баддели, А. Д. (1966a). Кратковременная память на последовательности слов как функция акустического, семантического и формального сходства. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 18 , 362-365.

Баддели, А. Д. (1966b). Влияние акустического и семантического сходства на долговременную память последовательностей слов. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 18 , 302-309.

Баддели, А. Д. (1986). Рабочая память . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.

Баддели, А. Д. (2000). Эпизодический буфер: новый компонент рабочей памяти? Тенденции в когнитивных науках, 4 (11), 417-423.

Баддели, А. Д. (2007). Рабочая память, мысль и действие. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.

Баддели, А. Д. (2010). Долговременная и рабочая память: как они взаимодействуют? В Ларсе Бекмане и Ларсе Ниберге (ред.), Память, старение и мозг: праздничный сборник в честь Ларса-Гэндрана Нильссона. (стр. 18-30). Хоув, Великобритания: Psychology Press.

Баддели, А. Д., Гатеркол, С. Э., и Папаньо, К. (1998). Фонологическая петля как средство изучения языка. Психологический обзор, 105 (1), 158-173.

Баддели, А. Д., & Хитч, Г. Дж. (1974). Рабочая память. В Г. А. Бауэре (ред.), Психология обучения и мотивации: достижения в исследованиях и теории. (том 8, с. 47-89). Нью-Йорк: Academic Press.

Баддели, А.Д., Папаньо, К., & Валлар, Г. (1988). Когда долгосрочное обучение зависит от кратковременного хранения. Журнал памяти и языка, 27 , 586-595.

Баддели, А. Д., Томсон, Н., и Бьюкенен, М. (1975). Длина слова и структура кратковременной памяти. Журнал вербального обучения и вербального поведения, 14 , 575-589.

Baddeley, A. D., & Wilson, B. (1986). Амнезия, автобиографическая память и конфабуляция. В Д. Рубине (ред.), Автобиографическая память (стр.225-252). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Ботвиник М. и Плаут Д. К. (2006). Кратковременная память для последовательного порядка: модель рекуррентной нейронной сети. Психологический обзор, 113 , 201-233.

Браун, Г. Д. А., Прис, Т., и Халм, К. (2000). Осцилляторная память для серийного заказа. Психологический обзор, 107 , 127-181.

Берджесс, Н., и Хитч, Г. Дж. (1992). К сетевой модели артикуляционной петли. Журнал памяти и языка, 31 , 429-460.

Берджесс, Н., и Хитч, Г. Дж. (2006). Пересмотренная модель кратковременной памяти и долговременного обучения вербальным последовательностям. Журнал памяти и языка, 55 , 627-652.

Дело, Р. Д., Курланд, Д. М., и Голдберг, Дж. (1982). Операционная эффективность и рост кратковременной памяти. Журнал экспериментальной детской психологии, 33 , 386-404.

Конвей, А. Р., Джарролд, К., Кейн, М. Дж., Мияке, А., и Тоуз, Дж. Н. (2008). Изменения в оперативной памяти .Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Коуэн, Н. (1988). Развитие представлений о хранении в памяти, избирательном внимании и их взаимных ограничениях в системе обработки информации человеком. Психологический бюллетень, 104, 163-191.

Коуэн, Н. (1995). Внимание и память: интегрированный фреймворк. Oxford Psychology Series, No. 26. Нью-Йорк: Oxford University Press. (Издание в мягкой обложке: 1997 г.)

Коуэн, Н. (1999). Модель встроенных процессов рабочей памяти. В.Мияке и П. Шах (ред.), Модели рабочей памяти: механизмы активного обслуживания и исполнительного контроля. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. (стр. 62-101)

Коуэн, Н. (2001). Магическое число 4 в кратковременной памяти: переосмысление емкости умственной памяти. Поведенческие и мозговые науки, 24, 87-185.

Данеман М. и Карпентер П. А. (1980). Индивидуальные различия в рабочей памяти и чтении. Журнал вербального обучения и вербального поведения, 19, , 450-466.

Дункан Дж. И Оуэн А. М. (2000). Общие области лобной доли человека задействованы различными когнитивными потребностями. Тенденции в неврологии, 23 , 475-483.

Энгл, Р. В., Кейн, М. Дж., И Тухольски, С. В. (1999). Индивидуальные различия в объеме рабочей памяти и в том, что они говорят нам о контролируемом внимании, общем жидком интеллекте и функциях префронтальной коры. В A. Miyake & P. ​​Shah (Eds.), Models of Working Memory (pp.102-134). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Gathercole, S., & Baddeley, A. (1990). Нарушение фонологической памяти у детей с языковыми расстройствами: есть ли причинно-следственная связь? Журнал памяти и языка, 29 , 336-360.

Gathercole, S. E., & Alloway, T. P. (2008). Рабочая память и обучение: Практическое руководство. Лондон: Sage Press.

Гатеркол, С. Э., Пикеринг, С. Дж., Эмбридж, Б., & Уеринг, Х. (2004). Структура рабочей памяти от 4 до 15 лет. Психология развития, 40 , 177-190.

Гроссберг, С. (1987). Конкурентное обучение: от интерактивной активации до адаптивного резонанса. Когнитивная наука, 11 , 23-63.

Хэлфорд, Г. С. (1993). Понимание детей: развитие ментальных моделей. Хиллсдейл, Нью-Джерси: Лоуренс Эрлбаум.

Хенсон Р. (2001). Нейронная рабочая память. В Дж. Андраде (ред.), Рабочая память в перспективе. (стр. 151-174.). Хоув: Psychology Press.

Хитч, Дж. Дж. (2006). Рабочая память у детей: познавательный подход. В E. Bialystock & F. I. M. Craik (Eds.), Познание продолжительности жизни: механизмы изменения. (стр. 112-127). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Кейн, М. Дж., Конвей, А. Р. А., Хамбрик, Д. З., и Энгл, Р. У. (2008). Изменение объема рабочей памяти как изменение исполнительного внимания и контроля. В А. Р. А. Конвей, К. Джарролд, М. Дж. Кейн, А. Мияке и Дж. Н. Тоуз (ред.), Вариация рабочей памяти (стр. 22-48). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Киерас Д. Э., Мейер Д. Э., Мюллер С. и Сеймур Т. (1999). Понимание рабочей памяти с точки зрения архитектуры EPIC для моделирования квалифицированных перцептивно-моторных и когнитивных функций человека. В A. Miyake & P. ​​Shah (Eds.), Модели рабочей памяти (стр. 183-223). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Клауэр, К. К., и Чжао, З. (2004). Двойная диссоциация в зрительной и пространственной кратковременной памяти. Журнал экспериментальной психологии: Общие, 133 , 355-381.

Киллонен П. К. и Кристал Р. Э. (1990). Способность к рассуждению — это (немногим больше) объем рабочей памяти. Разведка, 14 , 389-433.

Логи, Р. Х. (1986). Визуально-пространственная обработка в рабочей памяти. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 38A , 229-247.

Лепин, Р., Барруйе, П., и Камос, В. (2005). Что делает диапазон рабочей памяти таким предсказательным для познания высокого уровня? Psychonomic Bulletin & Review, 12 , 165-170.

Мияке, А., и Шах, П. (ред.). (1999). Модели рабочей памяти: механизмы активного обслуживания и исполнительного управления . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета.

Ньюэлл, А. (1990). Единые теории познания . Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

Ньюэлл А. и Саймон Х. А. (1972). Решение человеческих проблем . Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл.

Норман Д. А. и Шаллис Т. (1986). Внимание к действию: Волевой и автоматический контроль поведения.В Р. Дж. Дэвидсон и Г. Э. Шварц и Д. Шапиро (ред.), Сознание и саморегуляция. Успехи исследований и теории (Том 4, стр. 1-18). Нью-Йорк: Пленум Пресс.

О’Рейли, Р. К., Бравер, Т. С., и Коэн, Дж. Д. (1999). Биологически обоснованная вычислительная модель рабочей памяти. В A. Miyake & P. ​​Shah (Eds.), Models of Working Memory (pp. 375-411). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Олтон, Д. С., Беккер, Дж. Т., и Хендельманн, Г.Э. (1979). Гиппокамп, пространство и память. Behavioral and Brain Science, 2 , 313-365.

Пейдж, М. П. А., и Норрис, Д. (1998). Модель первенства: новая модель немедленного серийного отзыва. Психологический обзор, 105 , 761-781.

Паулесу Э., Фрит К. Д. и Фраковяк Р. С. Дж. (1993). Нейронные корреляты вербального компонента рабочей памяти. Nature, 362 , 342-345.

Пеннингтон, Б. Ф., и Бишоп, Д. В. М. (2009).Отношения между нарушениями речи, языка и чтения. Annual Review of Psychology, 60 , 283-306.

Саэки Э. и Сайто С. (2004). Влияние артикуляционного подавления на производительность переключения задач: последствия для моделей рабочей памяти. Память, 12 , 257-271.

Шаллис, Т. (2002). Фракционирование надзорной системы. В D. T. Stuss & R. T. Knight (Eds.), Принципы функции лобной доли. (стр. 261-277). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Тернер, М. Л., и Энгл, Р. У. (1989). Зависит ли объем оперативной памяти от задачи? Журнал памяти и языка, 28 , 127-154.

Валлар, Г. (2006). Системы памяти: случай фонологической кратковременной памяти. Сборник по когнитивной нейропсихологии. Когнитивная нейропсихология, 23 (1), 135-155.

Внутренние ссылки

  • Валентино Брайтенберг (2007) Мозг. Академия наук, 2 (11): 2918.
  • Кейт Рейнер и Моника Кастельхано (2007) Движения глаз.Академия наук, 2 (10): 3649.
  • Генри Л. Рёдигер III и Элизабет Дж. Марш (2009) Ложная память. Академия наук, 4 (8): 3858.
  • Говард Эйхенбаум (2008) Память. Scholarpedia, 3 (3): 1747.
  • Филип Холмс и Эрик Т. Ши-Браун (2006) Стабильность. Академия наук, 1 (10): 1838.

См. Также

Память

Рабочая память — Scholarpedia

Рабочая память — это часть системы памяти человека с ограниченными возможностями, которая сочетает в себе временное хранение и манипулирование информацией в целях познания.Кратковременная память относится к хранению информации без манипуляций и, следовательно, является компонентом рабочей памяти. Рабочая память отличается от долговременной памяти, отдельной части системы памяти с огромной емкостью для хранения информации в относительно более стабильной форме. Согласно многокомпонентной модели, рабочая память включает исполнительный контроллер, который взаимодействует с отдельными краткосрочными хранилищами слухово-вербальной и зрительно-пространственной информации. Концепция рабочей памяти оказалась полезной во многих областях применения, включая индивидуальные различия в когнитивных способностях, нейропсихологию, нормальное и ненормальное развитие ребенка и нейровизуализацию.

Термин «рабочая память» чаще всего используется для обозначения системы с ограниченной емкостью, которая способна кратковременно хранить и манипулировать информацией, участвующей в выполнении сложных когнитивных задач, таких как рассуждение, понимание и определенные типы обучения. Рабочая память отличается от кратковременной памяти (STM) тем, что предполагает как хранение, так и манипулирование информацией, а также акцент на ее функциональной роли в комплексном познании. Был разработан ряд различных подходов к изучению рабочей памяти, различия в которых отражают интересы исследователя, будь то нейропсихологические (Vallar, 2006) или нейробиологические (O’Reilly et al., 1999), психометрические (Engle et al., 1999) или ориентированные на предоставление практических рекомендаций по человеческим факторам (Kieras et al., 1999). Несмотря на очень разные теоретические методы и стили, все согласны с необходимостью допустить роль исполнительного контроллера, вероятно, с ограниченной способностью внимания, которому помогают системы временной памяти, с визуальной и вербальной памятью, вероятно, работающей отдельно (Miyake & Shah, 1999). Такая структура была фактически предложена Баддели и Хитчем (1974).Признавая, что это одна из моделей, многокомпонентная модель Баддели и Хитча обеспечивает удобную структуру для обобщения исследований рабочей памяти за 30 лет, прошедших с момента ее первого предложения.

Прежде чем двигаться дальше, важно отметить, что термин рабочая память был разработан независимо при изучении обучения животных, где он относится к типу обучения или памяти, которые, как считается, лежат в основе таких задач, как лабиринт с лучевыми руками, в котором животное запомнить, какое из нескольких рук уже было посещено в тот день — задача, которую мы считаем зависимой от долговременной памяти (Olton, Becker & Handelmann, 1979).

Многокомпонентная модель рабочей памяти

В 1960-х годах исследователи пришли к единому мнению, что человеческая память представляет собой систему, которую можно разделить на два основных компонента. Одно было краткосрочным хранилищем, способным хранить небольшие объемы информации в течение нескольких секунд. Это поступало в отдельное долговременное хранилище, в котором хранятся огромные объемы информации за более длительные промежутки времени. Эта так называемая модальная модель могла учитывать ряд экспериментальных данных и могла учитывать избирательные эффекты различных типов повреждения мозга на краткосрочные и долгосрочные воспоминания.

Баддели и Хитч (1974) решили проверить гипотезу о том, что краткосрочное хранилище также функционирует как рабочая память. Они сделали это, потребовав от участников выполнения задач по рассуждению, пониманию или обучению в то же время, когда они держали в STM от 0 до 8 цифр для немедленного вызова. Если STM действительно функционирует как рабочая память, то загрузка ее до предела должна привести к серьезному нарушению когнитивной обработки. Это действительно вызывало некоторые сбои, время для выполнения задачи рассуждения увеличивалось с нагрузкой, но эффект был невелик и не влиял на частоту ошибок.Поэтому Баддели и Хитч (1974) отказались от модальной модели, согласно которой STM является унитарным хранилищем, предлагая взамен многокомпонентную модель, предполагающую контроллер внимания, центральный исполнитель, которому помогают две подсистемы, визуально-пространственный блокнот, связанный с визуальным хранением и обработкой, и его акустический / вербальный эквивалент — фонологическая петля.

Фонологическая петля

Предполагается, что эта подсистема хранит последовательности цифр для немедленного вызова. Тот факт, что рассуждение замедлялось по мере увеличения числа цифр, предполагает, что оно действительно играет роль в рассуждении, но неизменная частота ошибок указывает на то, что это несущественно.Предполагается, что он состоит из двух основных компонентов: временного речевого / акустического хранилища и субвокального артикуляционного репетиционного процесса.

На фонологическое хранилище указывает наличие эффекта фонологического сходства, при котором люди гораздо менее точно повторяют последовательности похожих по звучанию слов, таких как MAN CAP CAT MAT CAN, чем несходные слова, такие как PIT DAY COW PEN TOP. Сходство значений (ОГРОМНЫЙ БОЛЬШОЙ БОЛЬШОЙ ШИРОКИЙ ВЫСОКИЙ) мало влияет на немедленное вспоминание. С другой стороны, если дается несколько попыток выучить более длинный список, скажем, из 10 слов, значение приобретает первостепенное значение, а звук теряет свою силу, что согласуется с различными системами для краткосрочного и долгосрочного хранения (Baddeley, 1966a; 1966b). .

Свидетельством важности репетиции является эффект длины слова, при котором немедленное воспроизведение длинных слов (например, ХИППОПОТАМУС ВОЗМОЖНОСТИ ТУБЕРКУЛЕЗА ХОЛОДИЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА) гораздо более подвержено ошибкам, чем короткие слова (Baddeley, Thomson & Buchanan, 1975).

Баддели и Хитч предположили, что следы памяти предметов в краткосрочном магазине быстро исчезнут, но их можно сохранить, произнеся их про себя. Длинные слова произносятся дольше, что приводит к большему затуханию и, следовательно, большему забвению.В соответствии с этой интерпретацией, предотвращение того, чтобы субъекты произносили слова про себя, требуя непрерывного произнесения элемента, такого как слово «the», устраняет эффект длины слова. С момента первоначальной демонстрации эффекта длины слова (Baddeley, Thomson and Buchanan, 1975) были предложены другие интерпретации, принципиально отличающиеся от влияния эффекта на то, забываются ли предметы в краткосрочном магазине в результате спонтанного распада след в памяти или нарушение из-за более позднего материала (см. обсуждение в Baddeley, 2007, глава 3).

Концепция фонологического цикла повлияла на ряд попыток смоделировать действия человека в вербальных задачах STM с использованием более подробных вычислительных моделей. Первый транш таких моделей был направлен на определение механизмов обработки информации о серийном порядке товаров, аспект, который не был указан в исходном описании цикла. Эти модели склонны соглашаться с тем, что последовательный заказ включает в себя «конкурентную организацию очереди» (Grossberg, 1987), процесс, при котором элементы одновременно активны и конкурируют за последовательный отбор.Модели различаются в основном по природе сигналов упорядочивания, которые определяют эти уровни активации (Burgess & Hitch, 1992; Page & Norris, 1998; Brown, Preece & Hulme, 2000). Недавние попытки компьютерного моделирования пошли дальше, указав, как система краткосрочной фонологической памяти взаимодействует с долговременной памятью (Burgess & Hitch, 2006; см. Также Botvinick & Plaut, 2006), что является важным шагом к пониманию роли петли. в долгосрочном обучении.

Функция фонологической петли

Принимая во внимание свидетельства существования временной вербальной или фонологической системы памяти, возникает вопрос об ее эволюционном значении. Одна из возможностей состоит в том, что фонологическая петля поддерживает усвоение языка, предоставляя временные средства для хранения новых слов, в то время как они консолидируются в фонологической LTM (Baddeley, Gathercole & Papagno, 1998). Доказательства этого исходят из исследования пациентки с очень чистым фонологическим дефицитом STM, которой было чрезвычайно трудно научиться связывать новые иностранные слова с их значением, в то же время нормально выполняя упражнения, когда училась связывать пары слов на своем родном языке (Baddeley , Папаньо и Валлар, 1988).

Ряд исследований подтвердили эту гипотезу. В одном исследовании тестировались восьмилетние дети с определенными языковыми нарушениями (SLI), у которых был нормальный общий интеллект, но язык шестилетних детей. Им было очень трудно повторять не слова, такие как SKITICULT. Поскольку у них не было признаков нарушения слуха или речи, их дефицит был связан с нарушением фонологического STM (Gathercole & Baddeley, 1990). Исследования близнецов показали, что дефицит повторения несловесных слов в SLI является наследственным, но другие дефициты также вносят свой вклад в нарушение (Pennington & Bishop, 2009).Успеваемость по повторению несловесных слов также сильно коррелирует с уровнем развития словарного запаса у маленьких нормальных детей, хотя по мере взросления детей все большее значение приобретают другие факторы, такие как интеллект и владение языком (Baddeley, Gathercole & Papagno, 1998). В последнее время все больше внимания уделяется роли фонологической петли в управлении поведением посредством самообучения (Emerson & Miyake, 2003) — функции, на которую первоначально обращали внимание российские психологи Лурия (1959) и Выготский (1962).

Визуально-пространственный блокнот

Изучение визуально-пространственного СТМ чрезвычайно развилось в последние годы и очень хорошо описано в статье Лака, который предполагает, что его основная функция состоит в создании и поддержании визуально-пространственного представления, которое сохраняется в нерегулярном паттерне движений глаз, характерном для нашего сканирования. визуального мира.

Еще одна функция блокнота — создание и поддержание визуальных образов того типа, который мы могли бы, например, использовать, пытаясь ответить на такие вопросы, как гибкие или уколотые уши колли при описании маршрута от станции. в дом, или что архитектор может использовать, чтобы представить себе здание, которое он проектирует.Было показано, что пространственные задачи могут мешать пространственным навыкам, таким как вождение автомобиля, в то время как более чисто визуальная деятельность, такая как просмотр последовательности изображений или цветных пятен, может мешать способности запоминать объекты или формы (Logie, 1986, Klauer & Чжао, 2004). Такие результаты, вместе с появлением пациентов с повреждением головного мозга, у которых наблюдается один недостаток, а не другой (Della Sala & Logie, 2002), предполагают, что информация о пространстве, а также об объектах и ​​их визуальных характеристиках может храниться отдельно (см. Luck’s запись для дальнейших подробностей).Кажется вероятным, что блокнот также может быть задействован в хранении последовательностей движений, что предполагает способность хранить кинестетическую информацию, а также зрительно-пространственную информацию (Smyth & Pendleton, 1990, Smyth & Scholey, 1992). Присутствие сходства между хранением последовательного порядка в зрительной и вербальной памяти предполагает аналогичный процесс, хотя и не обязательно в рамках одной системы (Smyth et al. 2005).

Центральная исполнительная власть

Предполагается, что это система управления вниманием с ограниченной производительностью обработки, которая выполняет роль управляющего действия.Баддели (1986) принял модель, первоначально предложенную Норманом и Шаллисом (1986), которая предполагала, что действиями можно управлять двумя способами. Поведение, которое является рутинным и привычным, автоматически контролируется рядом схем, хорошо изученных процессов, которые позволяют нам надлежащим образом реагировать на окружающую среду. Хорошим примером может служить опытный водитель в обычной поездке, который иногда прибывает в пункт назначения, не помня о поездке. Когда такие процедуры перестают быть адекватными, например, обнаружение нормального маршрута, заблокированного аварией, в действие вступает вторая система, система наблюдения и внимания (SAS).Это позволяет использовать многолетние знания для создания возможных решений и размышлений над ними, прежде чем выбрать лучшее. В случае нашего прерванного путешествия это могло бы быть связано с центральным исполнителем рабочей памяти, вероятно, в связи с LTM, зрительно-пространственным блокнотом и, возможно, фонологической петлей. В своей первоначальной версии центральная исполнительная власть рассматривалась как общая система, способная как обрабатывать, так и хранить. В интересах экономии Баддели и Логи (1999) предположили, что он обладает исключительно способностью к вниманию.Однако последующие исследования показали необходимость дополнения исполнительной власти отдельной системой хранения, эпизодическим буфером (Baddeley, 2000).

Хотя термин «центральный исполнитель» может означать единый монолитный контроллер, более вероятно, что он представляет собой интегрированный альянс процессов исполнительного контроля, который, вероятно, включает способность фокусировать внимание, разделять внимание между двумя или более задачами и контролировать доступ к долговременной памяти (Baddeley, 2007; Baddeley et al., 1991; Logie et al., 2004), возможно, на основе одного или нескольких типов ингибирования (Engle et al., 1999; Miyake et al., 2000).

Исполнительное функционирование было тщательно исследовано Shallice (2002), в частности, в связи с его нарушением в результате повреждения лобных долей мозга, дефицитом, называемым дизэ-исполнительным синдромом. Это может привести к серьезным проблемам с контролем внимания, включая иногда многократное упорство в одном действии, в то время как в других случаях не удается поддерживать цель, не отвлекаясь.В случае памяти это может привести к конфабуляции, когда при попытке восстановить воспоминание воспоминание захватывается несоответствующими ассоциациями, что иногда приводит к полностью ложным воспоминаниям (Baddeley & Wilson, 1986).

Эпизодический буфер

Первоначальная трехкомпонентная модель рабочей памяти столкнулась с проблемами при учете того, как различные подсистемы могут работать вместе и, в частности, как они могут взаимодействовать с долговременной памятью. Для решения этой проблемы Баддели (2000) предложил четвертый компонент — эпизодический буфер (см. Рисунок 1).Предполагалось, что это временное хранилище ограниченной емкости, которое было способно объединить ряд различных размеров хранилища, что позволило сопоставить информацию от восприятия, от зрительно-пространственной и вербальной подсистем и LTM. Предполагалось, что это будет сделано путем представления их в виде многомерных фрагментов или эпизодов, которые, как предполагалось, были доступны сознательному осознанию. Способность связывать ряд отдельных сенсорных каналов с восприятием интегрированных объектов часто рассматривается как важная функция сознания (например,грамм. Баарс, 2002). Наше исследование этой функции связывания в последние годы (Allen et al., 2006; Baddeley et al., 2009) заставило нас модифицировать модель Baddeley (2000), которая предсказывает, что нарушение центрального исполнительного органа будет мешать связыванию. Это не тот случай, предполагающий, что эпизодический буфер следует рассматривать как пассивное хранилище, и что процессы связывания не зависят решающим образом от исполнительного контроля. В этом отношении текущая модель отличается от предложения Баарса (1997) о том, что сознание действует как сцена, на которой действуют акторы, заменяя ее концепцией, более похожей на экран, на котором могут быть отображены результаты связывающих процессов, действующих где-либо еще. проектируется и используется центральной исполнительной властью.По поводу аналогичной концепции см. Идею Поттера (1993) о концептуальной кратковременной памяти.

Альтернативный взгляд на рабочую память представлен Коуэном, который постулирует систему внимания с емкостью около четырех частей как центральную особенность рабочей памяти (Cowan, 1988; 1995; 1999; 2001). Предполагается, что вне этого центрального фокуса краткосрочное хранение зависит от активированной долговременной памяти. Модель Коуэна можно рассматривать как один из способов определения взаимодействия между центральной исполнительной властью и эпизодическим буфером.Может показаться, что акцент Коуэна на рабочей памяти как активированной долговременной памяти резко контрастирует с многокомпонентной моделью. Однако разница более очевидна, чем реальна. Оба предполагают, что взаимодействие с LTM играет важную роль, а многокомпонентная модель предполагает, что такие ссылки работают на нескольких разных уровнях способами, которые простая концепция «активации» не может уловить (Baddeley, 2009).

Однако работа Коуэна подняла ряд важных и пока нерешенных вопросов, в том числе:

  1. Модульность : можно ли объяснить очевидное разделение зрительно-пространственной и вербальной рабочей памяти на основе более общего принципа интерференции на основе сходства в активированной долговременной памяти?
  2. Емкость : Используются ли хранение и обработка одной ограниченной емкости, как предложено в первоначальной модели Баддели и Хитча, или они разделены, как в версии с эпизодическим буфером?
  3. Распад или помеха: потеряна ли информация из-за временного распада следа памяти, или она смещена или перезаписана другим материалом?

Это не новые вопросы, но они стали предметами значительно обновленной активности, в значительной степени в результате идей Коуэна и его обширной экспериментальной программы.

Рисунок 1: Модель рабочей памяти

Индивидуальные различия в рабочей памяти

Данеман и Карпентер (1980) интересовались ролью рабочей памяти в понимании. Они разработали задачу, которая включала одновременную обработку предложений и запоминание последнего слова каждого из них, что они назвали объемом рабочей памяти. Они обнаружили удивительно высокую корреляцию между успеваемостью по этому заданию и показателями понимания прочитанного у учащихся их колледжей.Эта прогностическая способность многократно воспроизводилась и, как было показано, применима к широкому кругу задач, сочетающих временное хранение с обработкой. Некоторые из этих задач довольно сложны, например, запоминание слов, зажатых между арифметическими вычислениями (Turner & Engle, 1989), но даже задачи, включающие довольно простые операции, могут коррелировать с такими показателями, как учебные достижения, при условии, что они включают сочетание памяти и быстрой обработки. (Лепин и др., 2005).Кроме того, существует очень высокая корреляция между задачами этого типа и результатами обычных тестов интеллекта, основанных на способности рассуждать (Kyllonen & Christal, 1990). Это привело к тому, что ряд групп занялся поиском ключевой способности, которая позволяет этим, казалось бы, простым задачам предсказывать такой широкий спектр когнитивных навыков. Краткое изложение текущего состояния дел в этой области дается в книге под редакцией Conway et al. (2008).

Вероятно, наиболее устойчивая попытка решить проблему того, почему объем рабочей памяти предсказывает так много когнитивных задач, была предпринята Энглом и его коллегами, которые показали, что способность предсказывать когнитивные функции не ограничивается задачами памяти, но также может можно найти в парадигмах контроля внимания, таких как парадигмы антисаккадного задания (см. Kane et al.2008 г.). В этом задании участники как можно быстрее переводят взгляд с точки фиксации на цель. Работа может быть улучшена за счет включения периферийного светового сигнала в точке, где появится цель, поскольку существует сильная тенденция к автоматическому перемещению глаза к новому стимулу. Однако во втором состоянии вместо прямого указания местоположения цели предупреждающий свет сигнализирует участникам, чтобы они переместили глаза в противоположную сторону. Эта информация по-прежнему оказывается полезной для участников с большим, но не с низким объемом рабочей памяти.Основываясь на этом и ряде других исследований, Энгл и его коллеги утверждают, что важнейшей особенностью рабочей памяти является способность удерживать внимание, не отвлекаясь, независимо от того, связано ли это с восприятием или исходит из других источников, таких как более ранние воспоминания.

Однако, хотя Энгл приводит веские доводы в пользу связи между работоспособностью и способностью подавлять отвлекающие стимулы, неясно, является ли это единственной характеристикой, характеризующей объем рабочей памяти; это действительно может быть лишь одним из примеров ряда функций более общей, многогранной системы контроля внимания.Более того, сама концепция торможения открыта для ряда интерпретаций как на психологическом, так и на физиологическом уровне.

Тот факт, что мы до сих пор не до конца понимаем, как работают эти сложные задачи, связанные с объемом оперативной памяти, конечно, не означает, что мы не можем использовать их с прибылью. Сьюзан Гатеркол и его коллеги использовали модель многокомпонентной рабочей памяти для разработки батареи рабочей памяти, подходящей для детей школьного возраста, используя сложные задачи на объем рабочей памяти в качестве меры центральной исполнительной способности и другие задачи для оценки фонологических и зрительно-пространственных подсистем.Факторный анализ поддержал многокомпонентную модель и показал, что структура системы рабочей памяти остается удивительно стабильной по мере развития детей (Gathercole, Pickering, Ambridge & Wearing, 2004). Хотя ее емкость увеличивается с возрастом (Case, Kurland & Goldberg, 1982), тем не менее наблюдаются заметные изменения в способах использования рабочей памяти. Например, прогресс в развитии, когда ребенок осваивает все более сложные интеллектуальные операции, был связан с ростом центральной исполнительной способности (Halford, 1993).Также наблюдаются значительные изменения в развитии подсистем рабочей памяти, наиболее известными из которых является расширение диапазона действия фонологической петли, начиная от развития способности к внутренней речи и репетиционных стратегий у детей (Hitch, 2006) до вовлечение более широкого круга аспектов исполнительного контроля у взрослых (Saeki & Saito, 2004).

Набор тестов Gathercole позволяет выявить детей, которые рискуют столкнуться с трудностями в учебе, с различными моделями дефицита рабочей памяти, связанными с проблемами в разных предметных областях.Тщательное наблюдение за детьми в школе показало, что дети с плохими навыками рабочей памяти, как правило, испытывают трудности из-за трудностей в выполнении иногда удивительно сложных инструкций учителей. У них также есть проблемы с освоением многих техник и стратегий, которые призваны помочь детям справиться с ситуацией, поскольку они часто требуют дополнительной рабочей памяти. Такие дети похожи на детей, страдающих от компонента дефицита внимания синдрома СДВГ.Была разработана программа, которая помогает учителям выявлять таких детей и оптимизировать методы обучения (Gathercole & Alloway, 2008).

Нейронные подложки рабочей памяти

По этой теме было проведено много исследований, сначала путем изучения пациентов с локализованными поражениями, а затем с использованием методов нейровизуализации. Вообще говоря, результаты соответствуют трехкомпонентной модели, в которой фонологическая петля представлена ​​в левом полушарии, где накопление связано с областью височно-теменного соединения (область Бродмана 40), а репетиция — с более передней областью Бродмана (44). это, как известно, связано с производством речи (Paulesu, Frith & Frackowiak, 1993).Визуально-пространственный блокнот, по-видимому, включает ряд областей преимущественно правого полушария: одна визуальная, предположительно отражающая обработку и удержание объектов и их визуальные особенности, вторая область более теменная, предположительно включающая пространственные аспекты, в то время как две лобные области активации были задействованы. связанные с функциями управления (Henson, 2001). Общепризнано, что лобные доли играют важную роль в исполнительном контроле, хотя мнения расходятся относительно того, в какой степени различные исполнительные функции могут быть локализованы по отдельности (Duncan & Owen, 2000; Shallice, 2002).Пока существует мало свидетельств о локализации эпизодического буфера, который, вероятно, отражает широко распределенную систему, которая, возможно, не может вызвать активацию в какой-либо одной конкретной области.

Список литературы

Андерсон, Дж. Р. (1983). Архитектура познания. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

Баарс, Б. Дж. (1997). В Театре Сознания . Нью-Йорк: University Press.

Баарс, Б. Дж.(2002). Гипотеза сознательного доступа: истоки и недавние доказательства. Тенденции в когнитивных науках, 6 (1), 47-52.

Баддели, А. Д. (1966a). Кратковременная память на последовательности слов как функция акустического, семантического и формального сходства. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 18 , 362-365.

Баддели, А. Д. (1966b). Влияние акустического и семантического сходства на долговременную память последовательностей слов. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 18 , 302-309.

Баддели, А. Д. (1986). Рабочая память . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.

Баддели, А. Д. (2000). Эпизодический буфер: новый компонент рабочей памяти? Тенденции в когнитивных науках, 4 (11), 417-423.

Баддели, А. Д. (2007). Рабочая память, мысль и действие. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.

Баддели, А. Д. (2010). Долговременная и рабочая память: как они взаимодействуют? В Ларсе Бекмане и Ларсе Ниберге (ред.), Память, старение и мозг: праздничный сборник в честь Ларса-Гэндрана Нильссона. (стр. 18-30). Хоув, Великобритания: Psychology Press.

Баддели, А. Д., Гатеркол, С. Э., и Папаньо, К. (1998). Фонологическая петля как средство изучения языка. Психологический обзор, 105 (1), 158-173.

Баддели, А. Д., & Хитч, Г. Дж. (1974). Рабочая память. В Г. А. Бауэре (ред.), Психология обучения и мотивации: достижения в исследованиях и теории. (том 8, с. 47-89). Нью-Йорк: Academic Press.

Баддели, А.Д., Папаньо, К., & Валлар, Г. (1988). Когда долгосрочное обучение зависит от кратковременного хранения. Журнал памяти и языка, 27 , 586-595.

Баддели, А. Д., Томсон, Н., и Бьюкенен, М. (1975). Длина слова и структура кратковременной памяти. Журнал вербального обучения и вербального поведения, 14 , 575-589.

Baddeley, A. D., & Wilson, B. (1986). Амнезия, автобиографическая память и конфабуляция. В Д. Рубине (ред.), Автобиографическая память (стр.225-252). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Ботвиник М. и Плаут Д. К. (2006). Кратковременная память для последовательного порядка: модель рекуррентной нейронной сети. Психологический обзор, 113 , 201-233.

Браун, Г. Д. А., Прис, Т., и Халм, К. (2000). Осцилляторная память для серийного заказа. Психологический обзор, 107 , 127-181.

Берджесс, Н., и Хитч, Г. Дж. (1992). К сетевой модели артикуляционной петли. Журнал памяти и языка, 31 , 429-460.

Берджесс, Н., и Хитч, Г. Дж. (2006). Пересмотренная модель кратковременной памяти и долговременного обучения вербальным последовательностям. Журнал памяти и языка, 55 , 627-652.

Дело, Р. Д., Курланд, Д. М., и Голдберг, Дж. (1982). Операционная эффективность и рост кратковременной памяти. Журнал экспериментальной детской психологии, 33 , 386-404.

Конвей, А. Р., Джарролд, К., Кейн, М. Дж., Мияке, А., и Тоуз, Дж. Н. (2008). Изменения в оперативной памяти .Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Коуэн, Н. (1988). Развитие представлений о хранении в памяти, избирательном внимании и их взаимных ограничениях в системе обработки информации человеком. Психологический бюллетень, 104, 163-191.

Коуэн, Н. (1995). Внимание и память: интегрированный фреймворк. Oxford Psychology Series, No. 26. Нью-Йорк: Oxford University Press. (Издание в мягкой обложке: 1997 г.)

Коуэн, Н. (1999). Модель встроенных процессов рабочей памяти. В.Мияке и П. Шах (ред.), Модели рабочей памяти: механизмы активного обслуживания и исполнительного контроля. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. (стр. 62-101)

Коуэн, Н. (2001). Магическое число 4 в кратковременной памяти: переосмысление емкости умственной памяти. Поведенческие и мозговые науки, 24, 87-185.

Данеман М. и Карпентер П. А. (1980). Индивидуальные различия в рабочей памяти и чтении. Журнал вербального обучения и вербального поведения, 19, , 450-466.

Дункан Дж. И Оуэн А. М. (2000). Общие области лобной доли человека задействованы различными когнитивными потребностями. Тенденции в неврологии, 23 , 475-483.

Энгл, Р. В., Кейн, М. Дж., И Тухольски, С. В. (1999). Индивидуальные различия в объеме рабочей памяти и в том, что они говорят нам о контролируемом внимании, общем жидком интеллекте и функциях префронтальной коры. В A. Miyake & P. ​​Shah (Eds.), Models of Working Memory (pp.102-134). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Gathercole, S., & Baddeley, A. (1990). Нарушение фонологической памяти у детей с языковыми расстройствами: есть ли причинно-следственная связь? Журнал памяти и языка, 29 , 336-360.

Gathercole, S. E., & Alloway, T. P. (2008). Рабочая память и обучение: Практическое руководство. Лондон: Sage Press.

Гатеркол, С. Э., Пикеринг, С. Дж., Эмбридж, Б., & Уеринг, Х. (2004). Структура рабочей памяти от 4 до 15 лет. Психология развития, 40 , 177-190.

Гроссберг, С. (1987). Конкурентное обучение: от интерактивной активации до адаптивного резонанса. Когнитивная наука, 11 , 23-63.

Хэлфорд, Г. С. (1993). Понимание детей: развитие ментальных моделей. Хиллсдейл, Нью-Джерси: Лоуренс Эрлбаум.

Хенсон Р. (2001). Нейронная рабочая память. В Дж. Андраде (ред.), Рабочая память в перспективе. (стр. 151-174.). Хоув: Psychology Press.

Хитч, Дж. Дж. (2006). Рабочая память у детей: познавательный подход. В E. Bialystock & F. I. M. Craik (Eds.), Познание продолжительности жизни: механизмы изменения. (стр. 112-127). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Кейн, М. Дж., Конвей, А. Р. А., Хамбрик, Д. З., и Энгл, Р. У. (2008). Изменение объема рабочей памяти как изменение исполнительного внимания и контроля. В А. Р. А. Конвей, К. Джарролд, М. Дж. Кейн, А. Мияке и Дж. Н. Тоуз (ред.), Вариация рабочей памяти (стр. 22-48). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Киерас Д. Э., Мейер Д. Э., Мюллер С. и Сеймур Т. (1999). Понимание рабочей памяти с точки зрения архитектуры EPIC для моделирования квалифицированных перцептивно-моторных и когнитивных функций человека. В A. Miyake & P. ​​Shah (Eds.), Модели рабочей памяти (стр. 183-223). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Клауэр, К. К., и Чжао, З. (2004). Двойная диссоциация в зрительной и пространственной кратковременной памяти. Журнал экспериментальной психологии: Общие, 133 , 355-381.

Киллонен П. К. и Кристал Р. Э. (1990). Способность к рассуждению — это (немногим больше) объем рабочей памяти. Разведка, 14 , 389-433.

Логи, Р. Х. (1986). Визуально-пространственная обработка в рабочей памяти. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 38A , 229-247.

Лепин, Р., Барруйе, П., и Камос, В. (2005). Что делает диапазон рабочей памяти таким предсказательным для познания высокого уровня? Psychonomic Bulletin & Review, 12 , 165-170.

Мияке, А., и Шах, П. (ред.). (1999). Модели рабочей памяти: механизмы активного обслуживания и исполнительного управления . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета.

Ньюэлл, А. (1990). Единые теории познания . Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

Ньюэлл А. и Саймон Х. А. (1972). Решение человеческих проблем . Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл.

Норман Д. А. и Шаллис Т. (1986). Внимание к действию: Волевой и автоматический контроль поведения.В Р. Дж. Дэвидсон и Г. Э. Шварц и Д. Шапиро (ред.), Сознание и саморегуляция. Успехи исследований и теории (Том 4, стр. 1-18). Нью-Йорк: Пленум Пресс.

О’Рейли, Р. К., Бравер, Т. С., и Коэн, Дж. Д. (1999). Биологически обоснованная вычислительная модель рабочей памяти. В A. Miyake & P. ​​Shah (Eds.), Models of Working Memory (pp. 375-411). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Олтон, Д. С., Беккер, Дж. Т., и Хендельманн, Г.Э. (1979). Гиппокамп, пространство и память. Behavioral and Brain Science, 2 , 313-365.

Пейдж, М. П. А., и Норрис, Д. (1998). Модель первенства: новая модель немедленного серийного отзыва. Психологический обзор, 105 , 761-781.

Паулесу Э., Фрит К. Д. и Фраковяк Р. С. Дж. (1993). Нейронные корреляты вербального компонента рабочей памяти. Nature, 362 , 342-345.

Пеннингтон, Б. Ф., и Бишоп, Д. В. М. (2009).Отношения между нарушениями речи, языка и чтения. Annual Review of Psychology, 60 , 283-306.

Саэки Э. и Сайто С. (2004). Влияние артикуляционного подавления на производительность переключения задач: последствия для моделей рабочей памяти. Память, 12 , 257-271.

Шаллис, Т. (2002). Фракционирование надзорной системы. В D. T. Stuss & R. T. Knight (Eds.), Принципы функции лобной доли. (стр. 261-277). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Тернер, М. Л., и Энгл, Р. У. (1989). Зависит ли объем оперативной памяти от задачи? Журнал памяти и языка, 28 , 127-154.

Валлар, Г. (2006). Системы памяти: случай фонологической кратковременной памяти. Сборник по когнитивной нейропсихологии. Когнитивная нейропсихология, 23 (1), 135-155.

Внутренние ссылки

  • Валентино Брайтенберг (2007) Мозг. Академия наук, 2 (11): 2918.
  • Кейт Рейнер и Моника Кастельхано (2007) Движения глаз.Академия наук, 2 (10): 3649.
  • Генри Л. Рёдигер III и Элизабет Дж. Марш (2009) Ложная память. Академия наук, 4 (8): 3858.
  • Говард Эйхенбаум (2008) Память. Scholarpedia, 3 (3): 1747.
  • Филип Холмс и Эрик Т. Ши-Браун (2006) Стабильность. Академия наук, 1 (10): 1838.

См. Также

Память

Рабочая память — Scholarpedia

Рабочая память — это часть системы памяти человека с ограниченными возможностями, которая сочетает в себе временное хранение и манипулирование информацией в целях познания.Кратковременная память относится к хранению информации без манипуляций и, следовательно, является компонентом рабочей памяти. Рабочая память отличается от долговременной памяти, отдельной части системы памяти с огромной емкостью для хранения информации в относительно более стабильной форме. Согласно многокомпонентной модели, рабочая память включает исполнительный контроллер, который взаимодействует с отдельными краткосрочными хранилищами слухово-вербальной и зрительно-пространственной информации. Концепция рабочей памяти оказалась полезной во многих областях применения, включая индивидуальные различия в когнитивных способностях, нейропсихологию, нормальное и ненормальное развитие ребенка и нейровизуализацию.

Термин «рабочая память» чаще всего используется для обозначения системы с ограниченной емкостью, которая способна кратковременно хранить и манипулировать информацией, участвующей в выполнении сложных когнитивных задач, таких как рассуждение, понимание и определенные типы обучения. Рабочая память отличается от кратковременной памяти (STM) тем, что предполагает как хранение, так и манипулирование информацией, а также акцент на ее функциональной роли в комплексном познании. Был разработан ряд различных подходов к изучению рабочей памяти, различия в которых отражают интересы исследователя, будь то нейропсихологические (Vallar, 2006) или нейробиологические (O’Reilly et al., 1999), психометрические (Engle et al., 1999) или ориентированные на предоставление практических рекомендаций по человеческим факторам (Kieras et al., 1999). Несмотря на очень разные теоретические методы и стили, все согласны с необходимостью допустить роль исполнительного контроллера, вероятно, с ограниченной способностью внимания, которому помогают системы временной памяти, с визуальной и вербальной памятью, вероятно, работающей отдельно (Miyake & Shah, 1999). Такая структура была фактически предложена Баддели и Хитчем (1974).Признавая, что это одна из моделей, многокомпонентная модель Баддели и Хитча обеспечивает удобную структуру для обобщения исследований рабочей памяти за 30 лет, прошедших с момента ее первого предложения.

Прежде чем двигаться дальше, важно отметить, что термин рабочая память был разработан независимо при изучении обучения животных, где он относится к типу обучения или памяти, которые, как считается, лежат в основе таких задач, как лабиринт с лучевыми руками, в котором животное запомнить, какое из нескольких рук уже было посещено в тот день — задача, которую мы считаем зависимой от долговременной памяти (Olton, Becker & Handelmann, 1979).

Многокомпонентная модель рабочей памяти

В 1960-х годах исследователи пришли к единому мнению, что человеческая память представляет собой систему, которую можно разделить на два основных компонента. Одно было краткосрочным хранилищем, способным хранить небольшие объемы информации в течение нескольких секунд. Это поступало в отдельное долговременное хранилище, в котором хранятся огромные объемы информации за более длительные промежутки времени. Эта так называемая модальная модель могла учитывать ряд экспериментальных данных и могла учитывать избирательные эффекты различных типов повреждения мозга на краткосрочные и долгосрочные воспоминания.

Баддели и Хитч (1974) решили проверить гипотезу о том, что краткосрочное хранилище также функционирует как рабочая память. Они сделали это, потребовав от участников выполнения задач по рассуждению, пониманию или обучению в то же время, когда они держали в STM от 0 до 8 цифр для немедленного вызова. Если STM действительно функционирует как рабочая память, то загрузка ее до предела должна привести к серьезному нарушению когнитивной обработки. Это действительно вызывало некоторые сбои, время для выполнения задачи рассуждения увеличивалось с нагрузкой, но эффект был невелик и не влиял на частоту ошибок.Поэтому Баддели и Хитч (1974) отказались от модальной модели, согласно которой STM является унитарным хранилищем, предлагая взамен многокомпонентную модель, предполагающую контроллер внимания, центральный исполнитель, которому помогают две подсистемы, визуально-пространственный блокнот, связанный с визуальным хранением и обработкой, и его акустический / вербальный эквивалент — фонологическая петля.

Фонологическая петля

Предполагается, что эта подсистема хранит последовательности цифр для немедленного вызова. Тот факт, что рассуждение замедлялось по мере увеличения числа цифр, предполагает, что оно действительно играет роль в рассуждении, но неизменная частота ошибок указывает на то, что это несущественно.Предполагается, что он состоит из двух основных компонентов: временного речевого / акустического хранилища и субвокального артикуляционного репетиционного процесса.

На фонологическое хранилище указывает наличие эффекта фонологического сходства, при котором люди гораздо менее точно повторяют последовательности похожих по звучанию слов, таких как MAN CAP CAT MAT CAN, чем несходные слова, такие как PIT DAY COW PEN TOP. Сходство значений (ОГРОМНЫЙ БОЛЬШОЙ БОЛЬШОЙ ШИРОКИЙ ВЫСОКИЙ) мало влияет на немедленное вспоминание. С другой стороны, если дается несколько попыток выучить более длинный список, скажем, из 10 слов, значение приобретает первостепенное значение, а звук теряет свою силу, что согласуется с различными системами для краткосрочного и долгосрочного хранения (Baddeley, 1966a; 1966b). .

Свидетельством важности репетиции является эффект длины слова, при котором немедленное воспроизведение длинных слов (например, ХИППОПОТАМУС ВОЗМОЖНОСТИ ТУБЕРКУЛЕЗА ХОЛОДИЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА) гораздо более подвержено ошибкам, чем короткие слова (Baddeley, Thomson & Buchanan, 1975).

Баддели и Хитч предположили, что следы памяти предметов в краткосрочном магазине быстро исчезнут, но их можно сохранить, произнеся их про себя. Длинные слова произносятся дольше, что приводит к большему затуханию и, следовательно, большему забвению.В соответствии с этой интерпретацией, предотвращение того, чтобы субъекты произносили слова про себя, требуя непрерывного произнесения элемента, такого как слово «the», устраняет эффект длины слова. С момента первоначальной демонстрации эффекта длины слова (Baddeley, Thomson and Buchanan, 1975) были предложены другие интерпретации, принципиально отличающиеся от влияния эффекта на то, забываются ли предметы в краткосрочном магазине в результате спонтанного распада след в памяти или нарушение из-за более позднего материала (см. обсуждение в Baddeley, 2007, глава 3).

Концепция фонологического цикла повлияла на ряд попыток смоделировать действия человека в вербальных задачах STM с использованием более подробных вычислительных моделей. Первый транш таких моделей был направлен на определение механизмов обработки информации о серийном порядке товаров, аспект, который не был указан в исходном описании цикла. Эти модели склонны соглашаться с тем, что последовательный заказ включает в себя «конкурентную организацию очереди» (Grossberg, 1987), процесс, при котором элементы одновременно активны и конкурируют за последовательный отбор.Модели различаются в основном по природе сигналов упорядочивания, которые определяют эти уровни активации (Burgess & Hitch, 1992; Page & Norris, 1998; Brown, Preece & Hulme, 2000). Недавние попытки компьютерного моделирования пошли дальше, указав, как система краткосрочной фонологической памяти взаимодействует с долговременной памятью (Burgess & Hitch, 2006; см. Также Botvinick & Plaut, 2006), что является важным шагом к пониманию роли петли. в долгосрочном обучении.

Функция фонологической петли

Принимая во внимание свидетельства существования временной вербальной или фонологической системы памяти, возникает вопрос об ее эволюционном значении. Одна из возможностей состоит в том, что фонологическая петля поддерживает усвоение языка, предоставляя временные средства для хранения новых слов, в то время как они консолидируются в фонологической LTM (Baddeley, Gathercole & Papagno, 1998). Доказательства этого исходят из исследования пациентки с очень чистым фонологическим дефицитом STM, которой было чрезвычайно трудно научиться связывать новые иностранные слова с их значением, в то же время нормально выполняя упражнения, когда училась связывать пары слов на своем родном языке (Baddeley , Папаньо и Валлар, 1988).

Ряд исследований подтвердили эту гипотезу. В одном исследовании тестировались восьмилетние дети с определенными языковыми нарушениями (SLI), у которых был нормальный общий интеллект, но язык шестилетних детей. Им было очень трудно повторять не слова, такие как SKITICULT. Поскольку у них не было признаков нарушения слуха или речи, их дефицит был связан с нарушением фонологического STM (Gathercole & Baddeley, 1990). Исследования близнецов показали, что дефицит повторения несловесных слов в SLI является наследственным, но другие дефициты также вносят свой вклад в нарушение (Pennington & Bishop, 2009).Успеваемость по повторению несловесных слов также сильно коррелирует с уровнем развития словарного запаса у маленьких нормальных детей, хотя по мере взросления детей все большее значение приобретают другие факторы, такие как интеллект и владение языком (Baddeley, Gathercole & Papagno, 1998). В последнее время все больше внимания уделяется роли фонологической петли в управлении поведением посредством самообучения (Emerson & Miyake, 2003) — функции, на которую первоначально обращали внимание российские психологи Лурия (1959) и Выготский (1962).

Визуально-пространственный блокнот

Изучение визуально-пространственного СТМ чрезвычайно развилось в последние годы и очень хорошо описано в статье Лака, который предполагает, что его основная функция состоит в создании и поддержании визуально-пространственного представления, которое сохраняется в нерегулярном паттерне движений глаз, характерном для нашего сканирования. визуального мира.

Еще одна функция блокнота — создание и поддержание визуальных образов того типа, который мы могли бы, например, использовать, пытаясь ответить на такие вопросы, как гибкие или уколотые уши колли при описании маршрута от станции. в дом, или что архитектор может использовать, чтобы представить себе здание, которое он проектирует.Было показано, что пространственные задачи могут мешать пространственным навыкам, таким как вождение автомобиля, в то время как более чисто визуальная деятельность, такая как просмотр последовательности изображений или цветных пятен, может мешать способности запоминать объекты или формы (Logie, 1986, Klauer & Чжао, 2004). Такие результаты, вместе с появлением пациентов с повреждением головного мозга, у которых наблюдается один недостаток, а не другой (Della Sala & Logie, 2002), предполагают, что информация о пространстве, а также об объектах и ​​их визуальных характеристиках может храниться отдельно (см. Luck’s запись для дальнейших подробностей).Кажется вероятным, что блокнот также может быть задействован в хранении последовательностей движений, что предполагает способность хранить кинестетическую информацию, а также зрительно-пространственную информацию (Smyth & Pendleton, 1990, Smyth & Scholey, 1992). Присутствие сходства между хранением последовательного порядка в зрительной и вербальной памяти предполагает аналогичный процесс, хотя и не обязательно в рамках одной системы (Smyth et al. 2005).

Центральная исполнительная власть

Предполагается, что это система управления вниманием с ограниченной производительностью обработки, которая выполняет роль управляющего действия.Баддели (1986) принял модель, первоначально предложенную Норманом и Шаллисом (1986), которая предполагала, что действиями можно управлять двумя способами. Поведение, которое является рутинным и привычным, автоматически контролируется рядом схем, хорошо изученных процессов, которые позволяют нам надлежащим образом реагировать на окружающую среду. Хорошим примером может служить опытный водитель в обычной поездке, который иногда прибывает в пункт назначения, не помня о поездке. Когда такие процедуры перестают быть адекватными, например, обнаружение нормального маршрута, заблокированного аварией, в действие вступает вторая система, система наблюдения и внимания (SAS).Это позволяет использовать многолетние знания для создания возможных решений и размышлений над ними, прежде чем выбрать лучшее. В случае нашего прерванного путешествия это могло бы быть связано с центральным исполнителем рабочей памяти, вероятно, в связи с LTM, зрительно-пространственным блокнотом и, возможно, фонологической петлей. В своей первоначальной версии центральная исполнительная власть рассматривалась как общая система, способная как обрабатывать, так и хранить. В интересах экономии Баддели и Логи (1999) предположили, что он обладает исключительно способностью к вниманию.Однако последующие исследования показали необходимость дополнения исполнительной власти отдельной системой хранения, эпизодическим буфером (Baddeley, 2000).

Хотя термин «центральный исполнитель» может означать единый монолитный контроллер, более вероятно, что он представляет собой интегрированный альянс процессов исполнительного контроля, который, вероятно, включает способность фокусировать внимание, разделять внимание между двумя или более задачами и контролировать доступ к долговременной памяти (Baddeley, 2007; Baddeley et al., 1991; Logie et al., 2004), возможно, на основе одного или нескольких типов ингибирования (Engle et al., 1999; Miyake et al., 2000).

Исполнительное функционирование было тщательно исследовано Shallice (2002), в частности, в связи с его нарушением в результате повреждения лобных долей мозга, дефицитом, называемым дизэ-исполнительным синдромом. Это может привести к серьезным проблемам с контролем внимания, включая иногда многократное упорство в одном действии, в то время как в других случаях не удается поддерживать цель, не отвлекаясь.В случае памяти это может привести к конфабуляции, когда при попытке восстановить воспоминание воспоминание захватывается несоответствующими ассоциациями, что иногда приводит к полностью ложным воспоминаниям (Baddeley & Wilson, 1986).

Эпизодический буфер

Первоначальная трехкомпонентная модель рабочей памяти столкнулась с проблемами при учете того, как различные подсистемы могут работать вместе и, в частности, как они могут взаимодействовать с долговременной памятью. Для решения этой проблемы Баддели (2000) предложил четвертый компонент — эпизодический буфер (см. Рисунок 1).Предполагалось, что это временное хранилище ограниченной емкости, которое было способно объединить ряд различных размеров хранилища, что позволило сопоставить информацию от восприятия, от зрительно-пространственной и вербальной подсистем и LTM. Предполагалось, что это будет сделано путем представления их в виде многомерных фрагментов или эпизодов, которые, как предполагалось, были доступны сознательному осознанию. Способность связывать ряд отдельных сенсорных каналов с восприятием интегрированных объектов часто рассматривается как важная функция сознания (например,грамм. Баарс, 2002). Наше исследование этой функции связывания в последние годы (Allen et al., 2006; Baddeley et al., 2009) заставило нас модифицировать модель Baddeley (2000), которая предсказывает, что нарушение центрального исполнительного органа будет мешать связыванию. Это не тот случай, предполагающий, что эпизодический буфер следует рассматривать как пассивное хранилище, и что процессы связывания не зависят решающим образом от исполнительного контроля. В этом отношении текущая модель отличается от предложения Баарса (1997) о том, что сознание действует как сцена, на которой действуют акторы, заменяя ее концепцией, более похожей на экран, на котором могут быть отображены результаты связывающих процессов, действующих где-либо еще. проектируется и используется центральной исполнительной властью.По поводу аналогичной концепции см. Идею Поттера (1993) о концептуальной кратковременной памяти.

Альтернативный взгляд на рабочую память представлен Коуэном, который постулирует систему внимания с емкостью около четырех частей как центральную особенность рабочей памяти (Cowan, 1988; 1995; 1999; 2001). Предполагается, что вне этого центрального фокуса краткосрочное хранение зависит от активированной долговременной памяти. Модель Коуэна можно рассматривать как один из способов определения взаимодействия между центральной исполнительной властью и эпизодическим буфером.Может показаться, что акцент Коуэна на рабочей памяти как активированной долговременной памяти резко контрастирует с многокомпонентной моделью. Однако разница более очевидна, чем реальна. Оба предполагают, что взаимодействие с LTM играет важную роль, а многокомпонентная модель предполагает, что такие ссылки работают на нескольких разных уровнях способами, которые простая концепция «активации» не может уловить (Baddeley, 2009).

Однако работа Коуэна подняла ряд важных и пока нерешенных вопросов, в том числе:

  1. Модульность : можно ли объяснить очевидное разделение зрительно-пространственной и вербальной рабочей памяти на основе более общего принципа интерференции на основе сходства в активированной долговременной памяти?
  2. Емкость : Используются ли хранение и обработка одной ограниченной емкости, как предложено в первоначальной модели Баддели и Хитча, или они разделены, как в версии с эпизодическим буфером?
  3. Распад или помеха: потеряна ли информация из-за временного распада следа памяти, или она смещена или перезаписана другим материалом?

Это не новые вопросы, но они стали предметами значительно обновленной активности, в значительной степени в результате идей Коуэна и его обширной экспериментальной программы.

Рисунок 1: Модель рабочей памяти

Индивидуальные различия в рабочей памяти

Данеман и Карпентер (1980) интересовались ролью рабочей памяти в понимании. Они разработали задачу, которая включала одновременную обработку предложений и запоминание последнего слова каждого из них, что они назвали объемом рабочей памяти. Они обнаружили удивительно высокую корреляцию между успеваемостью по этому заданию и показателями понимания прочитанного у учащихся их колледжей.Эта прогностическая способность многократно воспроизводилась и, как было показано, применима к широкому кругу задач, сочетающих временное хранение с обработкой. Некоторые из этих задач довольно сложны, например, запоминание слов, зажатых между арифметическими вычислениями (Turner & Engle, 1989), но даже задачи, включающие довольно простые операции, могут коррелировать с такими показателями, как учебные достижения, при условии, что они включают сочетание памяти и быстрой обработки. (Лепин и др., 2005).Кроме того, существует очень высокая корреляция между задачами этого типа и результатами обычных тестов интеллекта, основанных на способности рассуждать (Kyllonen & Christal, 1990). Это привело к тому, что ряд групп занялся поиском ключевой способности, которая позволяет этим, казалось бы, простым задачам предсказывать такой широкий спектр когнитивных навыков. Краткое изложение текущего состояния дел в этой области дается в книге под редакцией Conway et al. (2008).

Вероятно, наиболее устойчивая попытка решить проблему того, почему объем рабочей памяти предсказывает так много когнитивных задач, была предпринята Энглом и его коллегами, которые показали, что способность предсказывать когнитивные функции не ограничивается задачами памяти, но также может можно найти в парадигмах контроля внимания, таких как парадигмы антисаккадного задания (см. Kane et al.2008 г.). В этом задании участники как можно быстрее переводят взгляд с точки фиксации на цель. Работа может быть улучшена за счет включения периферийного светового сигнала в точке, где появится цель, поскольку существует сильная тенденция к автоматическому перемещению глаза к новому стимулу. Однако во втором состоянии вместо прямого указания местоположения цели предупреждающий свет сигнализирует участникам, чтобы они переместили глаза в противоположную сторону. Эта информация по-прежнему оказывается полезной для участников с большим, но не с низким объемом рабочей памяти.Основываясь на этом и ряде других исследований, Энгл и его коллеги утверждают, что важнейшей особенностью рабочей памяти является способность удерживать внимание, не отвлекаясь, независимо от того, связано ли это с восприятием или исходит из других источников, таких как более ранние воспоминания.

Однако, хотя Энгл приводит веские доводы в пользу связи между работоспособностью и способностью подавлять отвлекающие стимулы, неясно, является ли это единственной характеристикой, характеризующей объем рабочей памяти; это действительно может быть лишь одним из примеров ряда функций более общей, многогранной системы контроля внимания.Более того, сама концепция торможения открыта для ряда интерпретаций как на психологическом, так и на физиологическом уровне.

Тот факт, что мы до сих пор не до конца понимаем, как работают эти сложные задачи, связанные с объемом оперативной памяти, конечно, не означает, что мы не можем использовать их с прибылью. Сьюзан Гатеркол и его коллеги использовали модель многокомпонентной рабочей памяти для разработки батареи рабочей памяти, подходящей для детей школьного возраста, используя сложные задачи на объем рабочей памяти в качестве меры центральной исполнительной способности и другие задачи для оценки фонологических и зрительно-пространственных подсистем.Факторный анализ поддержал многокомпонентную модель и показал, что структура системы рабочей памяти остается удивительно стабильной по мере развития детей (Gathercole, Pickering, Ambridge & Wearing, 2004). Хотя ее емкость увеличивается с возрастом (Case, Kurland & Goldberg, 1982), тем не менее наблюдаются заметные изменения в способах использования рабочей памяти. Например, прогресс в развитии, когда ребенок осваивает все более сложные интеллектуальные операции, был связан с ростом центральной исполнительной способности (Halford, 1993).Также наблюдаются значительные изменения в развитии подсистем рабочей памяти, наиболее известными из которых является расширение диапазона действия фонологической петли, начиная от развития способности к внутренней речи и репетиционных стратегий у детей (Hitch, 2006) до вовлечение более широкого круга аспектов исполнительного контроля у взрослых (Saeki & Saito, 2004).

Набор тестов Gathercole позволяет выявить детей, которые рискуют столкнуться с трудностями в учебе, с различными моделями дефицита рабочей памяти, связанными с проблемами в разных предметных областях.Тщательное наблюдение за детьми в школе показало, что дети с плохими навыками рабочей памяти, как правило, испытывают трудности из-за трудностей в выполнении иногда удивительно сложных инструкций учителей. У них также есть проблемы с освоением многих техник и стратегий, которые призваны помочь детям справиться с ситуацией, поскольку они часто требуют дополнительной рабочей памяти. Такие дети похожи на детей, страдающих от компонента дефицита внимания синдрома СДВГ.Была разработана программа, которая помогает учителям выявлять таких детей и оптимизировать методы обучения (Gathercole & Alloway, 2008).

Нейронные подложки рабочей памяти

По этой теме было проведено много исследований, сначала путем изучения пациентов с локализованными поражениями, а затем с использованием методов нейровизуализации. Вообще говоря, результаты соответствуют трехкомпонентной модели, в которой фонологическая петля представлена ​​в левом полушарии, где накопление связано с областью височно-теменного соединения (область Бродмана 40), а репетиция — с более передней областью Бродмана (44). это, как известно, связано с производством речи (Paulesu, Frith & Frackowiak, 1993).Визуально-пространственный блокнот, по-видимому, включает ряд областей преимущественно правого полушария: одна визуальная, предположительно отражающая обработку и удержание объектов и их визуальные особенности, вторая область более теменная, предположительно включающая пространственные аспекты, в то время как две лобные области активации были задействованы. связанные с функциями управления (Henson, 2001). Общепризнано, что лобные доли играют важную роль в исполнительном контроле, хотя мнения расходятся относительно того, в какой степени различные исполнительные функции могут быть локализованы по отдельности (Duncan & Owen, 2000; Shallice, 2002).Пока существует мало свидетельств о локализации эпизодического буфера, который, вероятно, отражает широко распределенную систему, которая, возможно, не может вызвать активацию в какой-либо одной конкретной области.

Список литературы

Андерсон, Дж. Р. (1983). Архитектура познания. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

Баарс, Б. Дж. (1997). В Театре Сознания . Нью-Йорк: University Press.

Баарс, Б. Дж.(2002). Гипотеза сознательного доступа: истоки и недавние доказательства. Тенденции в когнитивных науках, 6 (1), 47-52.

Баддели, А. Д. (1966a). Кратковременная память на последовательности слов как функция акустического, семантического и формального сходства. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 18 , 362-365.

Баддели, А. Д. (1966b). Влияние акустического и семантического сходства на долговременную память последовательностей слов. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 18 , 302-309.

Баддели, А. Д. (1986). Рабочая память . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.

Баддели, А. Д. (2000). Эпизодический буфер: новый компонент рабочей памяти? Тенденции в когнитивных науках, 4 (11), 417-423.

Баддели, А. Д. (2007). Рабочая память, мысль и действие. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.

Баддели, А. Д. (2010). Долговременная и рабочая память: как они взаимодействуют? В Ларсе Бекмане и Ларсе Ниберге (ред.), Память, старение и мозг: праздничный сборник в честь Ларса-Гэндрана Нильссона. (стр. 18-30). Хоув, Великобритания: Psychology Press.

Баддели, А. Д., Гатеркол, С. Э., и Папаньо, К. (1998). Фонологическая петля как средство изучения языка. Психологический обзор, 105 (1), 158-173.

Баддели, А. Д., & Хитч, Г. Дж. (1974). Рабочая память. В Г. А. Бауэре (ред.), Психология обучения и мотивации: достижения в исследованиях и теории. (том 8, с. 47-89). Нью-Йорк: Academic Press.

Баддели, А.Д., Папаньо, К., & Валлар, Г. (1988). Когда долгосрочное обучение зависит от кратковременного хранения. Журнал памяти и языка, 27 , 586-595.

Баддели, А. Д., Томсон, Н., и Бьюкенен, М. (1975). Длина слова и структура кратковременной памяти. Журнал вербального обучения и вербального поведения, 14 , 575-589.

Baddeley, A. D., & Wilson, B. (1986). Амнезия, автобиографическая память и конфабуляция. В Д. Рубине (ред.), Автобиографическая память (стр.225-252). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Ботвиник М. и Плаут Д. К. (2006). Кратковременная память для последовательного порядка: модель рекуррентной нейронной сети. Психологический обзор, 113 , 201-233.

Браун, Г. Д. А., Прис, Т., и Халм, К. (2000). Осцилляторная память для серийного заказа. Психологический обзор, 107 , 127-181.

Берджесс, Н., и Хитч, Г. Дж. (1992). К сетевой модели артикуляционной петли. Журнал памяти и языка, 31 , 429-460.

Берджесс, Н., и Хитч, Г. Дж. (2006). Пересмотренная модель кратковременной памяти и долговременного обучения вербальным последовательностям. Журнал памяти и языка, 55 , 627-652.

Дело, Р. Д., Курланд, Д. М., и Голдберг, Дж. (1982). Операционная эффективность и рост кратковременной памяти. Журнал экспериментальной детской психологии, 33 , 386-404.

Конвей, А. Р., Джарролд, К., Кейн, М. Дж., Мияке, А., и Тоуз, Дж. Н. (2008). Изменения в оперативной памяти .Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Коуэн, Н. (1988). Развитие представлений о хранении в памяти, избирательном внимании и их взаимных ограничениях в системе обработки информации человеком. Психологический бюллетень, 104, 163-191.

Коуэн, Н. (1995). Внимание и память: интегрированный фреймворк. Oxford Psychology Series, No. 26. Нью-Йорк: Oxford University Press. (Издание в мягкой обложке: 1997 г.)

Коуэн, Н. (1999). Модель встроенных процессов рабочей памяти. В.Мияке и П. Шах (ред.), Модели рабочей памяти: механизмы активного обслуживания и исполнительного контроля. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. (стр. 62-101)

Коуэн, Н. (2001). Магическое число 4 в кратковременной памяти: переосмысление емкости умственной памяти. Поведенческие и мозговые науки, 24, 87-185.

Данеман М. и Карпентер П. А. (1980). Индивидуальные различия в рабочей памяти и чтении. Журнал вербального обучения и вербального поведения, 19, , 450-466.

Дункан Дж. И Оуэн А. М. (2000). Общие области лобной доли человека задействованы различными когнитивными потребностями. Тенденции в неврологии, 23 , 475-483.

Энгл, Р. В., Кейн, М. Дж., И Тухольски, С. В. (1999). Индивидуальные различия в объеме рабочей памяти и в том, что они говорят нам о контролируемом внимании, общем жидком интеллекте и функциях префронтальной коры. В A. Miyake & P. ​​Shah (Eds.), Models of Working Memory (pp.102-134). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Gathercole, S., & Baddeley, A. (1990). Нарушение фонологической памяти у детей с языковыми расстройствами: есть ли причинно-следственная связь? Журнал памяти и языка, 29 , 336-360.

Gathercole, S. E., & Alloway, T. P. (2008). Рабочая память и обучение: Практическое руководство. Лондон: Sage Press.

Гатеркол, С. Э., Пикеринг, С. Дж., Эмбридж, Б., & Уеринг, Х. (2004). Структура рабочей памяти от 4 до 15 лет. Психология развития, 40 , 177-190.

Гроссберг, С. (1987). Конкурентное обучение: от интерактивной активации до адаптивного резонанса. Когнитивная наука, 11 , 23-63.

Хэлфорд, Г. С. (1993). Понимание детей: развитие ментальных моделей. Хиллсдейл, Нью-Джерси: Лоуренс Эрлбаум.

Хенсон Р. (2001). Нейронная рабочая память. В Дж. Андраде (ред.), Рабочая память в перспективе. (стр. 151-174.). Хоув: Psychology Press.

Хитч, Дж. Дж. (2006). Рабочая память у детей: познавательный подход. В E. Bialystock & F. I. M. Craik (Eds.), Познание продолжительности жизни: механизмы изменения. (стр. 112-127). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Кейн, М. Дж., Конвей, А. Р. А., Хамбрик, Д. З., и Энгл, Р. У. (2008). Изменение объема рабочей памяти как изменение исполнительного внимания и контроля. В А. Р. А. Конвей, К. Джарролд, М. Дж. Кейн, А. Мияке и Дж. Н. Тоуз (ред.), Вариация рабочей памяти (стр. 22-48). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Киерас Д. Э., Мейер Д. Э., Мюллер С. и Сеймур Т. (1999). Понимание рабочей памяти с точки зрения архитектуры EPIC для моделирования квалифицированных перцептивно-моторных и когнитивных функций человека. В A. Miyake & P. ​​Shah (Eds.), Модели рабочей памяти (стр. 183-223). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Клауэр, К. К., и Чжао, З. (2004). Двойная диссоциация в зрительной и пространственной кратковременной памяти. Журнал экспериментальной психологии: Общие, 133 , 355-381.

Киллонен П. К. и Кристал Р. Э. (1990). Способность к рассуждению — это (немногим больше) объем рабочей памяти. Разведка, 14 , 389-433.

Логи, Р. Х. (1986). Визуально-пространственная обработка в рабочей памяти. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 38A , 229-247.

Лепин, Р., Барруйе, П., и Камос, В. (2005). Что делает диапазон рабочей памяти таким предсказательным для познания высокого уровня? Psychonomic Bulletin & Review, 12 , 165-170.

Мияке, А., и Шах, П. (ред.). (1999). Модели рабочей памяти: механизмы активного обслуживания и исполнительного управления . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета.

Ньюэлл, А. (1990). Единые теории познания . Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

Ньюэлл А. и Саймон Х. А. (1972). Решение человеческих проблем . Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл.

Норман Д. А. и Шаллис Т. (1986). Внимание к действию: Волевой и автоматический контроль поведения.В Р. Дж. Дэвидсон и Г. Э. Шварц и Д. Шапиро (ред.), Сознание и саморегуляция. Успехи исследований и теории (Том 4, стр. 1-18). Нью-Йорк: Пленум Пресс.

О’Рейли, Р. К., Бравер, Т. С., и Коэн, Дж. Д. (1999). Биологически обоснованная вычислительная модель рабочей памяти. В A. Miyake & P. ​​Shah (Eds.), Models of Working Memory (pp. 375-411). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Олтон, Д. С., Беккер, Дж. Т., и Хендельманн, Г.Э. (1979). Гиппокамп, пространство и память. Behavioral and Brain Science, 2 , 313-365.

Пейдж, М. П. А., и Норрис, Д. (1998). Модель первенства: новая модель немедленного серийного отзыва. Психологический обзор, 105 , 761-781.

Паулесу Э., Фрит К. Д. и Фраковяк Р. С. Дж. (1993). Нейронные корреляты вербального компонента рабочей памяти. Nature, 362 , 342-345.

Пеннингтон, Б. Ф., и Бишоп, Д. В. М. (2009).Отношения между нарушениями речи, языка и чтения. Annual Review of Psychology, 60 , 283-306.

Саэки Э. и Сайто С. (2004). Влияние артикуляционного подавления на производительность переключения задач: последствия для моделей рабочей памяти. Память, 12 , 257-271.

Шаллис, Т. (2002). Фракционирование надзорной системы. В D. T. Stuss & R. T. Knight (Eds.), Принципы функции лобной доли. (стр. 261-277). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Тернер, М. Л., и Энгл, Р. У. (1989). Зависит ли объем оперативной памяти от задачи? Журнал памяти и языка, 28 , 127-154.

Валлар, Г. (2006). Системы памяти: случай фонологической кратковременной памяти. Сборник по когнитивной нейропсихологии. Когнитивная нейропсихология, 23 (1), 135-155.

Внутренние ссылки

  • Валентино Брайтенберг (2007) Мозг. Академия наук, 2 (11): 2918.
  • Кейт Рейнер и Моника Кастельхано (2007) Движения глаз.Академия наук, 2 (10): 3649.
  • Генри Л. Рёдигер III и Элизабет Дж. Марш (2009) Ложная память. Академия наук, 4 (8): 3858.
  • Говард Эйхенбаум (2008) Память. Scholarpedia, 3 (3): 1747.
  • Филип Холмс и Эрик Т. Ши-Браун (2006) Стабильность. Академия наук, 1 (10): 1838.

См. Также

Память

Как ограничивается объем рабочей памяти и почему?

Curr Dir Psychol Sci.Авторская рукопись; доступно в PMC 2010 4 мая.

Опубликован в окончательной отредактированной форме как:

PMCID: PMC2864034

NIHMSID: NIHMS167613

Нельсон Коуэн

Университет Миссури

Нельсон Ковриан, Университет Миссури

1 Адрес для корреспонденции: Nelson Cowan, Департамент психологических наук, Университет Миссури, Колумбия, 18 McAlester Hall, Columbia, MO 65211, тел. 573-882-4232; Факс 573-882-7710, уд.iruossim @ NnawoC См. другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.

Abstract

Объем оперативной памяти важен, потому что когнитивные задачи могут быть выполнены только с достаточной способностью хранить информацию по мере ее обработки. Способность повторять информацию зависит от требований задачи, но ее можно отличить от более постоянного, лежащего в основе механизма: центрального хранилища памяти, ограниченного 3–5 значимыми элементами у молодых людей. Я расскажу, почему этот центральный предел важен, как его можно соблюдать, чем он отличается у разных людей и почему он может возникать.

Ключевые слова: Пределы объема оперативной памяти, Пределы центрального хранилища, Разделение, Группировка, Объем ядра

Это может быть не совсем волшебно, но это загадка. Существуют строгие ограничения на то, сколько информации можно запомнить за один раз (~ 3–5 пунктов). Когда, как и почему возникает ограничение?

В известной статье, юмористически описывающей «магическое число семь плюс-минус два», Миллер (1956) утверждал, что его преследует целое число. Он продемонстрировал, что можно повторить список не более чем из семи случайно упорядоченных значимых элементов или фрагментов (которые могут быть буквами, цифрами или словами).Однако другие исследования дали другие результаты. Молодые люди могут вспомнить только 3 или 4 более длинных словесных фрагмента, таких как идиомы или короткие предложения (Gilchrist, Cowan, & Naveh-Benjamin, 2008). Некоторые пожали плечами, заключив, что предел «просто зависит» от деталей задания на память. Однако недавние исследования показывают, когда и как этот предел предсказуем.

Предел отзыва важен, потому что он измеряет так называемое рабочей памяти (Baddeley & Hitch, 1974; Miller, Galanter, & Pribram, 1960), то есть несколько временно активных мыслей.Рабочая память используется в умственных задачах, таких как понимание языка (например, сохранение идей из начала предложения для последующего объединения с идеями), решение проблем (в арифметике, перенос цифры из столбца единиц в столбец десятков при запоминании числа) и планирование (определение наилучшего порядка посещения банка, библиотеки и продуктового магазина). Многие исследования показывают, что объем рабочей памяти варьируется у разных людей, предсказывает индивидуальные различия в интеллектуальных способностях и изменения на протяжении жизни (Cowan, 2005).

Было трудно определить предел емкости рабочей памяти, потому что несколько механизмов сохраняют информацию. Значительные исследования показывают, например, что во время безмолвной репетиции можно удержать речь примерно на 2 секунды (Baddeley & Hitch, 1974). Однако одним способом ограничить рабочую память нельзя; при выполнении процедур диапазона можно вызвать только последние 3-5 цифр (значение менее 2 секунд). В этой процедуре участник не знает, когда закончится список, и, когда это произойдет, должен вспомнить несколько пунктов из конца списка (Cowan, 2001).

ПОНИМАНИЕ ОГРАНИЧЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ

Чтобы понять природу ограничений объема рабочей памяти, важно два различия. В то время как способность рабочей памяти обычно измеряется инклюзивным способом, связанным с обработкой, вместо этого используются централизованные меры для конкретного хранилища, чтобы соблюдать ограничения емкости, которые одинаковы для материалов и задач.

Различие между , связанным с обработкой, и , зависящим от хранилища, связано с тем, предотвращает ли кто-либо стратегии обработки, применяемые отдельными лицами для максимизации производительности, и учитываются ли вредоносные процессы, которые мешают наилучшему использованию рабочей памяти.Емкость хранилища — это более аналитическая концепция, которая остается постоянной в гораздо более широком диапазоне обстоятельств. В широком смысле возможности рабочей памяти сильно различаются в зависимости от того, какие процессы можно применить к задаче. Чтобы запомнить словесный материал, можно попытаться повторить их в уме (репетировать скрытно). Можно также попытаться сформировать куски из нескольких слов. Например, чтобы не забыть купить хлеб, молоко и перец, можно сформировать изображение хлеба, плавающего в перечном молоке. Чтобы запомнить последовательность пространственных местоположений, можно представить себе путь, образованный из этих местоположений.Хотя мы еще не можем сделать точных прогнозов относительно того, насколько хорошо рабочая память будет работать в каждой возможной задаче, мы можем измерить емкость хранилища, предотвращая или контролируя стратегии обработки.

Таким образом можно соблюдать ограничение вместимости от 3 до 5 отдельных предметов (Cowan, 2001). Во многих таких исследованиях с сокращенными репетициями и группировками информация была представлена ​​(1) в кратком одновременном пространственном массиве; (2) в слуховом канале, оставленном без присмотра, с уделением внимания сенсорной памяти только после того, как звуки закончились; (3) во время открытого, повторяющегося произношения участником одного слова; или (4) в серии с непредсказуемым окончанием, как, например, в разбеге.Это граничные условия, в которых, по-видимому, можно наблюдать горстку концепций в сознательном уме.

Эти граничные условия также имеют практическое применение для прогнозирования производительности, когда материал слишком короткий, длинный или сложный, чтобы позволить такие стратегии обработки, как репетиция или группирование. Например, при понимании эссе, возможно, придется одновременно держать в уме главную предпосылку, мысль, изложенную в предыдущем абзаце, а также факт и мнение, представленные в текущем абзаце.Только когда все эти элементы будут объединены в единый блок, читатель сможет успешно продолжить чтение и понимание. Забывание одной из этих идей может привести к более поверхностному пониманию текста или к необходимости вернуться и перечитать. Как отметил Коуэн (2001), многие теоретики с математическими моделями конкретных аспектов решения проблем и мышления допускают, что количество элементов в рабочей памяти может варьироваться в качестве свободного параметра, и модели, похоже, устанавливают значение около 4, где обычно достигается наилучшее соответствие.

В недавних статьях мы показали постоянство объема рабочей памяти в блоках, обучая новые блоки, состоящие из нескольких элементов. Мы неоднократно представляли набор произвольно составленных пар слов, например desk-ball , с последовательным соединением. Одновременно мы представили другие слова как одиночные. Парные слова становятся новыми кусками. Молодые люди могут вспомнить от 3 до 5 фрагментов из представленного списка независимо от того, являются ли они заученными парами или одиночками. Наиболее точный результат был получен Ченом и Коуэном (в печати), как показано на.Обычно результат будет зависеть от длины списка и пунктов, но когда словесная репетиция была предотвращена тем, что участник повторял слово «the» на протяжении всего испытания, люди запомнили только около 3 единиц, независимо от того, были ли это одиночные единицы. или выученные пары. Имея аналогичные результаты по многим типам материалов и задач, мы считаем, что действительно существует центральная способность рабочей памяти, ограниченная 3-5 частями у взрослых, которая может предсказывать ошибки в мышлении и рассуждениях (Halford, Cowan, & Andrews, 2007).

Иллюстрация трехчастного метода Чена и Коуэна (в печати) с использованием списков слов и ключевого результата. Центральный предел вместимости, который может быть соблюден только в том случае, если репетиция предотвращена, составлял около 3 фрагментов, независимо от того, были ли эти фрагменты одиночными или заученными парами слов.

Можно спросить, чем люди различаются по способностям рабочей памяти. Они могут отличаться тем, сколько можно хранить. Однако существуют процессы, которые могут влиять на то, насколько эффективно используется рабочая память. Важным примером является использование внимания для заполнения рабочей памяти элементами, которые следует помнить (например, концепции, объясняемые в классе), в отличие от заполнения ее отвлекающими факторами (скажем, тем, что вы планируете делать после урока). .Согласно одному типу взглядов (например, Kane, Bleckley, Conway, & Engle, 2001; Vogel, McCollough, & Machizawa, 2005), люди с малыми промежутками времени запоминают меньше, потому что они используют большую часть своей емкости хранения, удерживая информацию, которая не имеет отношения к делу. к поставленной задаче.

Некоторые другие недавние исследования, однако, показывают, что эта популярная точка зрения не может быть исчерпывающей и что существуют истинные различия в способностях между людьми (Коуэн, Мори, Аубушон, Цвиллинг и Гилкрист, в печати; Gold et al., 2006). Cowan et al. сравнил 7–8-летних и 11–12-летних детей и студентов колледжей, используя версию процедуры памяти массива, показанную на. Было две разные формы, но иногда участникам предлагалось сохранять только предметы одной формы. Чтобы сделать задание интересным для детей, цветные фигурки следует рассматривать как детей в классе. Когда был представлен элемент тестового зонда, задача заключалась в том, чтобы указать щелчком мыши, находится ли этот «ребенок» на правильном месте, на другом месте или вне его (полностью отсутствует в массиве памяти).В последнем случае щелчок по значку двери отправлял «ребенка» директору.

Иллюстрация метода Cowan et al. (в печати) с использованием массивов объектов и ключевого результата. Для простых материалов предел емкости заметно увеличился с 7 до взрослого возраста, тогда как способность сосредоточиться на соответствующих предметах и ​​игнорировать нерелевантные оставалась довольно постоянной на протяжении этого времени.

Мы оценили содержимое оперативной памяти в нескольких условиях внимания. При одном условии нужно было следить за объектами одной формы, и элемент тестового зонда имел такую ​​форму в 80% испытаний.В оставшихся 20% испытаний в этом состоянии, тем не менее, испытывался предмет игнорируемой формы. Пробник иногда отличался по цвету от соответствующего элемента массива. Мы подсчитали долю испытаний изменений, в которых изменение было замечено (совпадения), и испытаний без изменений, в которых была дана неправильная реакция на изменение (ложные срабатывания). Попадания и ложные срабатывания тревожного сигнала позволили получить простую формулу, указывающую количество элементов, хранящихся в рабочей памяти (Cowan, 2001). Это значение было ниже у 7-летних (~ 1.5), чем для детей старшего возраста или взрослых (~ 3,0), что указывает на то, что возрастные группы различались по хранению. Кроме того, тест формы, которую нужно было запомнить, давал преимущество по сравнению с формой, которую нужно игнорировать; внимание очень помогло. Примечательно то, что это преимущество наблюдаемой формы было таким же большим у 7-летних детей, как и у взрослых, при условии, что общее количество элементов в поле было небольшим (4). Это говорит о том, что простая емкость хранения, а не только способность к обработке, отличает маленьких детей от взрослых.В другой работе предполагается, что возможности хранения и обработки данных вносят важный, частично раздельный и частично совпадающий вклад в интеллект и развитие (Cowan, Fristoe, Elliott, Brunner, & Saults, 2006).

Различие между и центральным связано с тем, разрешаем ли мы людям использовать временную информацию, специфичную для того, как что-то звучит, выглядит или ощущается, то есть информацию, специфичную для сенсорных модальностей; или структурируем ли мы наши стимулирующие материалы, чтобы исключить этот тип информации, оставляя остаток только абстрактной информации, которая применяется в разных модальностях (называемая центральной информацией).Хотя важно, чтобы люди могли использовать яркие воспоминания о том, как выглядела картинка или как звучало предложение, эти типы информации, как правило, затрудняют обнаружение центральной памяти, обычно ограничиваемой 3–5 элементами у взрослых. Эта центральная память особенно важна, потому что она лежит в основе решения проблем и абстрактного мышления.

Центральные ограничения можно наблюдать лучше, если ограничить вклад информации в сенсорную память, как показано Saults & Cowan (2007) в процедуре, проиллюстрированной в.Массив цветных квадратов был представлен одновременно как массив одновременно произносимых цифр, воспроизводимых разными голосами в четырех громкоговорителях (для предотвращения репетиции). Иногда задача заключалась в том, чтобы обращать внимание только на квадраты или только на произносимые цифры, а иногда — на обе формы одновременно. Ключевой вывод заключался в том, что, когда внимание было направлено по-разному, предел емкости центральной оперативной памяти все еще сохранялся. Люди могли запомнить около 4 квадратов, если их попросили уделить внимание только квадратам, а если их попросили уделить внимание и квадратам, и цифрам, они могли бы запомнить меньше квадратов, но всего около 4 элементов.Однако этот фиксированный предел емкости был получен только в том случае, если за вызываемыми объектами следовала мешанина бессмысленных, смешанных визуальных и акустических стимулов (маска), так что сенсорная память будет стерта, а мера рабочей памяти будет ограничена. в центральную память. В инклюзивной ситуации (без маски) два метода лучше, чем один. Cowan и Morey (2007) аналогичным образом обнаружили, что для процесса кодирования (помещения в рабочую память) некоторых элементов при запоминании других, опять же, две модальности лучше, чем одна (Cowan & Morey, 2007), тогда как модальность не имеет значения для центрального хранилища. в рабочей памяти после завершения кодирования.

Иллюстрация метода в пятом и последнем эксперименте в Saults and Cowan (2007) с использованием аудиовизуальных массивов и основные результаты. Когда сенсорная память была исключена, емкость составляла около 4 элементов, независимо от того, были ли все они визуальными объектами или смесью зрительных и слуховых элементов.

ПОЧЕМУ ПРЕДЕЛ ЕМКОСТИ ХРАНИЛИЩА?

Причины ограничения объема центральной оперативной памяти в 3–5 фрагментов остаются неясными, но Коуэн (2005) рассмотрел различные гипотезы. Они не обязательно несовместимы; более чем один мог иметь заслуги.Есть два лагеря: (1) ограничения возможностей как слабые стороны и (2) ограничения возможностей как сильные стороны.

Лагерь «предел емкости как слабость» предлагает причины, по которым для мозга было бы биологически дорого иметь большую емкость рабочей памяти. Один из способов, которым это могло бы сработать, — это наличие цикла обработки, в котором образцы нейронного срабатывания, представляющие, скажем, четыре элемента или концепции, должны срабатывать по очереди, скажем, в течение, скажем, каждого последовательного 100-миллисекундного периода, иначе не все концепции останутся. активен в рабочей памяти.Представление большего количества элементов может не сработать, потому что вместе они слишком долго активируются по очереди, или потому, что шаблоны, слишком близкие друг к другу во времени, создают помехи между шаблонами (например, красный квадрат и синий круг неправильно -запоминается как красный круг и синий квадрат).

Если нейронные паттерны для нескольких концепций вместо этого активны одновременно, может случиться так, что более четырех концепций приводят к взаимному вмешательству между ними, или что отдельные механизмы мозга назначаются каждому концепту, с недостаточным количеством нейронов в каком-то критическом месте для сохранения большего количества. чем сразу около четырех элементов.В предлагаемых чтениях обсуждаются нейровизуализационные исследования, показывающие, что одна область мозга, нижняя теменная борозда, кажется, ограничена, по крайней мере, для визуальных стимулов. Если способность — это слабость, возможно, высшие существа с другой планеты могут совершать подвиги, которые мы не можем, потому что они имеют больший предел рабочей памяти, аналогичный нашим цифровым компьютерам (которые, однако, не могут выполнять сложную обработку, чтобы конкурировать с людьми по ключевым направлениям).

Лагерь с ограничением по мощности включает в себя различные гипотезы.Математическое моделирование показывает, что при определенных простых предположениях поиск информации наиболее эффективен, когда группы, в которых выполняется поиск, включают в среднем около 3,5 элементов. Список из трех элементов хорошо структурирован с началом, серединой и концом, служащими отличительными характеристиками для маркировки элементов; список из пяти пунктов не намного хуже, с двумя добавленными промежуточными позициями. Больше предметов в списке могут потерять различимость. Относительно небольшая центральная рабочая память может позволить всем одновременно активным концепциям связываться друг с другом (разбивать на части), не вызывая путаницы или отвлечения внимания.Несовершенные правила, такие как правила грамматики, можно выучить, не слишком заботясь об исключениях из правила, поскольку они часто теряются из-за нашей ограниченной рабочей памяти. Это может быть преимуществом, особенно для детей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тесты рабочей памяти демонстрируют практические ограничения, которые варьируются в зависимости от того, допускают ли обстоятельства теста такие процессы, как группирование или репетиция, сосредоточение внимания только на материале, относящемся к задаче, и использование модальности или материала. специальные магазины, чтобы дополнить центральный магазин.Тем не менее, недавняя работа предполагает, что существует базовый предел для центрального компонента рабочей памяти, обычно 3-5 фрагментов у молодых людей. Если мы внимательно относимся к контролю стимулов, центральные ограничения возможностей полезны для прогнозирования того, какие мыслительные процессы могут выполнять люди, а также для понимания индивидуальных различий в когнитивной зрелости и интеллектуальных способностях. Вероятно, существуют факторы биологической экономики, ограничивающие центральную мощность, но в некотором смысле существующие ограничения могут быть идеальными или почти идеальными для человека.

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ЧТЕНИЯ

Baddeley, A. (2007). Рабочая память, мысль и действие . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. Эта книга представляет собой вдумчивое обновление традиционной теории рабочей памяти, взятой в ее широком контексте, включая обсуждение недавнего компонента эпизодического буфера, который может иметь общие характеристики с концепцией емкости центрального запоминающего устройства.

Cowan, N., & Rouder, J.N. (под давлением). Комментарий к теме «Динамические сдвиги ограниченных ресурсов рабочей памяти в человеческом зрении.” Наука . В этой статье приводится математическая основа концепции фиксированного предела емкости и защищается от альтернативной гипотезы о том, что внимание может быть распределено тонко по всем предметам, представленным человеку.

Коуэн, Н. (2005). См. Список ссылок. Эта книга развивает статью Коуэна (2001), которая является краеугольным камнем исследования предела емкости, представляя аргументы в пользу центрального предела хранения в контексте истории области, выделяя ключевые различия и исследуя альтернативные теоретические объяснения этого предел.

Jonides, J., Lewis, R.L., Nee, D.E., Lustig, C.A., Berman, M.G., & Moore, K.S. (2008). Разум и мозг кратковременной памяти. Ежегодный обзор психологии, 59 , 193–224. В этой обзорной статье дается широкий обзор системы рабочей памяти, принимая во внимание как поведенческие, так и мозговые данные, а также обсуждаются ограничения емкости наряду с другими возможными ограничениями, такими как распад.

Клингберг, Т. (2009). Переполненный мозг: информационная перегрузка и пределы рабочей памяти .Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. В этой книге широко и просто обсуждаются недавние исследования концепции емкости рабочей памяти с акцентом на исследования мозга, тренировку рабочей памяти и практические последствия ограничений емкости.

Благодарности

Это исследование было поддержано грантом NIH R01 HD-21338. Для читателей 26-го -го -го века или позже: Название отсылает к The magical mystery tour , одному из многих электромеханически записанных сборников ритмической, голосовой и инструментальной музыки о жизни и эмоциях британской четверки Beatles. имел мессианскую популярность.

Список литературы

  • Баддели А.Д., Хитч Г. Рабочая память. В: Бауэр Г.Х., редактор. Психология обучения и мотивации. Vol. 8. Нью-Йорк: Academic Press; 1974. С. 47–89. [Google Scholar]
  • Chen Z, Cowan N. Основная словесная рабочая память: предел слов, сохраняемых без скрытой артикуляции. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии (в печати) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Коуэн Н. Магическое число 4 в краткосрочной памяти: переосмысление емкости умственной памяти.Поведенческие науки и науки о мозге. 2001. 24: 87–185. [PubMed] [Google Scholar]
  • Коуэн Н. Объем оперативной памяти. Хоув, Восточный Суссекс, Великобритания: Psychology Press; 2005. [Google Scholar]
  • Cowan N, Fristoe NM, Elliott EM, Brunner RP, Saults JS. Объем внимания, контроль внимания и интеллект у детей и взрослых. Память и познание. 2006; 34: 1754–1768. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Cowan N, Morey CC. Как можно исследовать пределы удержания оперативной памяти при выполнении двух задач? Психологическая наука.2007. 18: 686–688. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Cowan N, Morey CC, AuBuchon AM, Zwilling CE, Gilchrist AL. Семилетние дети распределяют внимание, как взрослые, если только рабочая память не перегружена. Наука о развитии (в печати) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Гилкрист А.Л., Коуэн Н., Навех-Бенджамин М. Объем рабочей памяти для произносимых предложений уменьшается с возрастом: вспомните меньше, но не меньших фрагментов у пожилых людей. Объем памяти. 2008. 16: 773–787.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Gold JM, Fuller RL, Robinson BM, McMahon RP, Braun EL, Luck SJ. Неповрежденный контроль внимания за кодированием рабочей памяти при шизофрении. Журнал аномальной психологии. 2006. 115: 658–673. [PubMed] [Google Scholar]
  • Хэлфорд Г.С., Коуэн Н., Эндрюс Г. Отделение когнитивных способностей от знаний: новая гипотеза. Тенденции в когнитивных науках. 2007. 11: 236–242. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Kane MJ, Bleckley MK, Conway ARA, Engle RW.Просмотр объема рабочей памяти с контролируемым вниманием. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 2001; 130: 169–183. [PubMed] [Google Scholar]
  • Миллер GA. Магическое число семь, плюс-минус два: некоторые ограничения нашей способности обрабатывать информацию. Психологический обзор. 1956; 63: 81–97. [PubMed] [Google Scholar]
  • Миллер Г.А., Галантер Э., Прибрам К.Х. Планы и структура поведения. Нью-Йорк: Холт, Райнхарт и Уинстон, Инк; 1960. [Google Scholar]
  • Saults JS, Cowan N.Центральное ограничение емкости для одновременного хранения зрительных и слуховых массивов в рабочей памяти. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 2007. 136: 663–684. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Фогель EK, McCollough AW, Machizawa MG. Нейронные измерения выявляют индивидуальные различия в управлении доступом к рабочей памяти. Природа. 2005; 438: 500–503. [PubMed] [Google Scholar]

Развитие рабочей памяти | PNAS

Природа рабочей памяти человека (WM) была тщательно исследована, и за последние полвека были опубликованы тысячи статей и книг по этой теме.Вскоре будут изложены некоторые из основных результатов этого исследования. Однако мы почти ничего не знаем о том, как развивалась WM. Для этого (если мы хотим выйти за рамки правдоподобных предположений) нам нужны подробные сравнительные исследования. Однако, как мы увидим, таких исследований было проведено на удивление мало. Тем не менее, возникающий консенсус относительно природы человеческого WM позволяет нам сформулировать серию вопросов или альтернативных гипотез относительно возможных различий между человеческим и животным WM. На некоторые из них можно ответить, по крайней мере, ориентировочно, исходя из результатов существующей работы.Однако их также следует использовать для построения и руководства будущими сравнительными экспериментами.

Рабочая память у людей

WM — это общая подсистема разума, которая позволяет активировать и поддерживать (иногда посредством активной репетиции) набор ментальных представлений для дальнейшего манипулирования и обработки. Обычно считается, что содержимое рабочей памяти сознательно. В самом деле, многие идентифицируют эти две конструкции, утверждая, что представления становятся осознанными после проникновения в WM (1).Обычно считается, что WM состоит из исполнительного компонента, который распределен в областях лобных долей, работающих вместе с сенсорными областями коры в любой из различных модальностей чувств, которые взаимодействуют посредством процессов внимания (2). Также широко признано, что WM весьма ограничен по объему, ограничен тремя или четырьмя блоками информации одновременно (3). Более того, существуют значительные и стабильные индивидуальные различия в способностях WM между людьми, и было обнаружено, что они позволяют прогнозировать сравнительную производительность во многих других когнитивных областях (4).В самом деле, они составляют большую часть (если не всю) дисперсию жидкого общего интеллекта, или g (5).

Считается, что основным механизмом WM является внимание, контролируемое исполнительной властью (2, 6). Именно путем нацеливания внимания на репрезентации в сенсорных областях последние получают доступ к WM, и таким же образом они могут поддерживаться там посредством постоянного внимания. Считается, что само внимание выполняет свою работу, усиливая активность целевых групп нейронов сверх порога, при котором информация, которую они несут, становится «глобально транслируемой» широкому кругу концептуальных и аффективных систем по всему мозгу, одновременно подавляя активность конкурирующих популяции нейронов (1, 7, 8).Эти потребительские системы для представлений WM могут создавать эффекты, которые, в свою очередь, добавляются к содержимому WM или влияют на исполнительные процессы и направление внимания. Именно благодаря таким взаимодействиям WM может поддерживать расширенные последовательности обработки общего вида.

Также широко признано, что WM и долговременная (особенно эпизодическая) память тесно связаны. Действительно, многие утверждают, что представления, хранящиеся в WM, активируют долговременную память (9). Это может показаться несовместимым с утверждением, что представления WM являются сенсорными.Однако эти две точки зрения можно частично согласовать, отметив, что большинство моделей утверждают, что долговременные воспоминания не хранятся в отдельной области мозга [хотя гиппокамп действительно играет особую роль в связывании целевых репрезентаций в других регионах (10). )]. Скорее, информация хранится там, где она производится (часто в сенсорных областях коры головного мозга). Более того, хотя внимание, направленное на сенсорные области среднего уровня мозга, кажется необходимым (и, возможно, достаточным) для того, чтобы репрезентации входили в WM, информация более абстрактного концептуального типа может быть связана с этими репрезентациями в процессе глобального вещания (11).В результате, фигуры в WM часто являются сложными сенсорно-концептуальными репрезентациями, такими как звук слова вместе с его значением или вид лица, воспринимаемого как лицо матери.

Последний фактор, который следует подчеркнуть, заключается в том, что WM также тесно связана с моторными процессами, вероятно, исключая механизмы прямого моделирования действий, которые первоначально возникли для онлайн-контроля моторики (12, 13). Всякий раз, когда производятся моторные инструкции, эфферентная копия этих инструкций отправляется в набор систем эмуляторов для построения так называемых «прямых моделей» действия, которое должно произойти.Эти модели построены с использованием нескольких сенсорных кодов (в первую очередь проприоцептивных, слуховых и визуальных), так что они могут быть согласованы с афферентными сенсорными представлениями, производимыми самим действием по мере его развертывания. Два набора представлений сравниваются, выдают измененные моторные инструкции, если действие не происходит должным образом. Эти же системы затем используются в мысленной репетиции действия, но с подавлением инструкций для мускулов. Полученные в результате сенсорные опережающие модели, если на них направлено внимание, могут получить доступ к WM.Следовательно, можно представить себя говорящим что-то и «услышать» результат в так называемой «внутренней речи» или можно представить себя делающим что-то и «увидеть» или «почувствовать» результаты в визуальном или проприоцептивном воображении.

Прежде чем мы приступим к рассмотрению свидетельств WM у животных, важно отличить WM от двух других форм памяти, с которыми его иногда объединяют. Один из них — это кратковременная сенсорная память, которая может сохранять информацию в сенсорной коре в течение примерно 2 секунд при отсутствии внимания.Эти представления могут вызывать эффекты прайминга, даже не будучи сознательными (14). (Тем не менее, они могут прийти в сознание, если внимание будет направлено на них до того, как они истекут. Рассмотрим знаменитый пример, когда вы только замечаете, как часы пробили третий удар, и в то же время вспоминаете два предыдущих удара.) Эти представления сенсорной кратковременной памяти также может использоваться для онлайн-руководства к действию при отсутствии внимания (15). Содержимое WM, напротив, зависит от внимания и сознательно и может удерживаться в активном состоянии до тех пор, пока на него направлено внимание.(Обратите внимание, однако, что внимание весьма чувствительно к помехам, поэтому поддерживать репрезентативность в WM в течение длительного периода времени отнюдь не просто.) Этот факт лучше всего интерпретировать как тесты сенсорной кратковременной памяти. Таким образом, рассмотрим открытие, что шимпанзе и павианы могут надежно вспомнить случайную последовательность пространственных положений до предела от пяти до шести элементов (или, в случае одного животного, девяти элементов) (16, 17).Временные задержки в этих экспериментах составляют доли секунды, при этом реакция животных на всю последовательность обычно выполняется очень быстро в течение периода около 2 с. Таким образом, хотя эти задачи могут включать WM, данные могут быть объяснены только с точки зрения кратковременной сенсорной памяти.

Другой контраст — с тем, что в человеческой литературе иногда называют «долговременной рабочей памятью» (18). Представления долгосрочной рабочей памяти — это те представления, которые больше не входят в активное содержимое WM (слишком долго выпадали из фокуса внимания), но которые остаются легко доступными для процессов WM.Иногда эти представления были недавно активированы из долговременной памяти, но иногда они касаются стимулов, которые ранее были закодированы в WM, но были забыты в течение нескольких минут. Считается, что долгосрочные WM важны для понимания речи и текста, а также лежат в основе таких явлений, как способность кондуктора узнать, кто из десятков пассажиров автобуса уже заплатил за билет, а кто только что прибыл.

В этом контексте важно отметить, что в многочисленных сравнительных исследованиях животных, таких как те, которые используют лабиринт с лучевыми рукавами с грызунами, используется термин «рабочая память», когда на самом деле это форма долговременной WM, которая измеряется.Используемые временные рамки, а также количество элементов, которые можно отозвать, намного превышают человеческие возможности WM. В самом деле, некоторые авторы совершенно четко заявляют, что «рабочую память» в таких исследованиях следует определять как память, которая используется во время сеанса тестирования (часто длится минуты или часы), но не обычно между сеансами тестирования (например, на следующий день) ( 19, 20).

Эмпирически можно отличить WM от всех форм долговременной памяти по его чувствительности к вмешательству внимания.Информация, хранящаяся в WM, будет потеряна, если субъекты будут отвлекаться и полностью переключить свое внимание на другие вопросы. Напротив, долгосрочные воспоминания в таких обстоятельствах просто разрушаются с нормальной скоростью. Авторы исследования последовательной позиционной памяти у шимпанзе, описанного выше (16), например, отмечают, что в некоторых случаях испытуемый прерывался на несколько секунд из-за громкого возмущения в соседней клетке, но, тем не менее, мог завершить последовательность. Хотя авторы предполагают, что такое поведение проявляется в работе WM, на самом деле это маловероятно (16).Неизменяемая производительность после постоянного и полного отвлечения внимания — признак того, что WM участвует в долгосрочной перспективе.

Рабочая память у животных

Как мы видели, существует ряд аспектов или компонентов нормальной функции WM у людей, включая способность поддерживать, репетировать и манипулировать активными репрезентациями с ограничением сигнатуры от трех до четырех элементов или куски информации. Мы также знаем, что WM зависит от внимания и критически зависит от способности противостоять вмешательству со стороны конкурирующих представлений.Более того, мы знаем, что WM играет центральную роль во многих аспектах разумной человеческой жизни. В результате существует ряд возможных позиций, которые можно занять относительно сравнительной психологии WM. Они перечислены ниже и организованы примерно с учетом того, насколько велика пропасть, которую они видят между способностями животных и нами. После этого они будут по очереди обсуждаться и оцениваться в свете имеющихся доказательств.

  • 1) Животные вообще лишены способностей к ВМ.У них (как и у людей) есть формы сенсорной кратковременной памяти, которые могут сохранять реверберирующую информацию в сенсорной коре в течение примерно 2 секунд после удаления стимула, но у них нет способности поддерживать или обновлять эти представления.

  • 2) Животные действительно обладают способностью поддерживать представление объекта или события за пределами 2-секундного окна сенсорной кратковременной памяти, но это очень ограниченная способность — возможно, она ограничена одним или двумя фрагментами в сравнение с ограничением от трех до четырех человек.

  • 3) Животные, как и люди, могут поддерживать от трех до четырех блоков информации в WM, но только при отсутствии помех. Их способности ослабевают (или становятся намного слабее), когда требуется выполнить двойную задачу или игнорировать промежуточные отвлекающие предметы.

  • 4) Животные обладают способностями поддерживать представления, которые были активированы снизу вверх, но им не хватает способности активировать представление ab initio, используя внимание сверху вниз, чтобы вставить его в глобальное рабочее пространство.В основном им не хватает воображения.

  • 5) Животные могут создавать и поддерживать представления в WM, но у них нет возможности использовать мысленные репетиции действий для создания содержимого для WM. [Некоторые исследователи используют термин «репетиция» для обозначения процесса освежения, который поддерживает краткосрочные сенсорные репрезентации в WM (21). Я буду использовать его (как это обычно делается) для обозначения автономных репетиций схем действий, которые можно использовать для заполнения и поддержки некоторого содержимого WM.]

  • 6) Животные могут создавать, поддерживать и репетировать представления в WM, но у них ограниченные возможности для управления этими представлениями, преобразования их и организации их в эффективные последовательности решения проблем контролируемым образом.

  • 7) Животные обладают способностями поддерживать, репетировать и манипулировать представлениями в WM так же, как и наши собственные. Однако люди уникальны в том, в какой степени они используют свои способности WM. В частности, люди часто используют WM способами, не имеющими отношения к какой-либо текущей задаче (составляя так называемую «сеть по умолчанию»), тогда как использование WM животными всегда или обычно ориентировано на выполнение задач.

  • 8) Животные обладают способностями ВМ, очень похожими на наши, и могут даже постоянно их использовать. Однако они различаются видами репрезентаций, которые они могут использовать в WM (в частности, из-за отсутствия лингвистических способностей животные не могут генерировать внутреннюю речь), а их более ограниченный концептуальный репертуар ограничивает степень, в которой их производительность WM может выиграть от разбиения на фрагменты.

В настоящее время у нас отсутствуют доказательства, необходимые для тщательной оценки любой из этих гипотез, помимо №1 и №8 списка.Однако есть данные, которые прямо касаются некоторых из них, и некоторые из них более правдоподобны, чем другие, с теоретической точки зрения. Для решения этих вопросов нам необходимы постоянные исследовательские усилия сравнительных психологов.

1. Нет возможности обновлять и поддерживать?

Самая крайняя позиция — отрицать, что животные вообще обладают способностями к WM. Тем не менее у животных есть формы долговременной памяти, а также кратковременной сенсорной памяти. Но у них нет способности обновлять и поддерживать сенсорную активность в отсутствие стимула или сохранять представления активными и доступными в течение более длительных периодов времени.

Имеется обширный объем данных, достаточный для исключения такой возможности, большая часть из которых использует задачи сопоставления с образцом или несоответствия с образцом. (Напомним, что данные экспериментов на животных с использованием радиального лабиринта включают в себя слишком большие временные рамки, чтобы служить прямыми тестами способности WM.) Эти задачи требуют, чтобы животное запомнило личность или местоположение стимула более чем на несколько секунд. Сами по себе эти результаты, конечно, не могут различить вклад WM и долговременного WM, и, несомненно, в расширенных интервалах будет задействована долговременная память.Однако из таких исследований мы также знаем, что в префронтальной коре есть нейроны, зависящие от содержимого, которые демонстрируют устойчивую активность в течение интервалов удержания, которые составляют не менее нескольких секунд (22). Более того, многое из того, что мы знаем о нейрофизиологии систем внимания и ВМ человека, изначально получено из работ подобного рода, проводимых с обезьянами (23–25). Таким образом, мы можем быть уверены, что механизмы, лежащие в основе производительности WM в задачах сопоставления с образцом, сохраняются у приматов, и, возможно, в более широком смысле.

Кроме того, многочисленные другие исследования требовали, чтобы животные сохраняли представление целевого стимула активным за пределами 2-секундного окна сенсорной кратковременной памяти. Некоторые использовали параллельные тесты смещения объектов с обезьянами и человеческими детьми, с очень похожими результатами во всех группах (26). Другие исследовали как обезьян, так и собак, чтобы увидеть, будут ли они продолжать поиск предмета, который они видели помещенным в «волшебную чашу» после того, как они неожиданно извлекли предмет другого типа с положительными результатами (27).

Предположение о том, что базовые способности WM довольно широко распространены среди животных, получает дополнительную поддержку со стороны нейробиологии, учитывая тесную связь между системой WM и эпизодической памятью. (Это будет снова обсуждаться в разделе Lack of Imagination? ниже, где мы рассматриваем поведенческие свидетельства эпизодической памяти у животных. Однако обратите внимание, что WM — это рабочее пространство, в котором эпизодические воспоминания активируются и поддерживаются сверху вниз. Системы внимания И мы уже отметили, что сети внимания гомологичны, по крайней мере, среди приматов.Это связано с тем, что у млекопитающих механизмы мозга, поддерживающие эпизодическую память, очень консервативны. В частности, все млекопитающие имеют гомологичные структуры гиппокампа и парагиппокампа, организованные в гомологичные субрегионы, которые имеют сильные реципрокные связи с областями лобной коры (28). Эти структуры служат для интеграции и хранения информации о том, что произошло, где это произошло и когда это произошло (29). Действительно, даже птицы, по-видимому, имеют сходную и, по крайней мере, частично гомологичную сеть (28).

2. Ограничение по одной или двум позициям?

Некоторые утверждают, что обезьяны, не являющиеся людьми, имеют ограничение WM в два предмета, в отличие от человеческого лимита WM в три-четыре части (30). Однако это утверждение основано на сомнительном анализе требований WM для различных задач, которые обезьяны не могут решить, и предполагает, что отказ не является результатом других источников, таких как непонимание физических сил и их эффектов. Напротив, экспериментальная работа с животными предполагает, что их пределы WM могут находиться в пределах человеческого диапазона.Рассмотрим, например, тест последовательного воспроизведения положения, проведенный с обезьяной макакой, смоделированный на основе тестов, которые использовались с людьми (31). Интервал удерживания, необходимый в этом тесте, составлял около 4 с для первого элемента в последовательности, увеличиваясь до 11 с для четвертого, что помещает его прямо в область WM. Обезьяне удалось вспомнить первые три элемента последовательности, но случайно запомнил четвертый. Эксперимент также продемонстрировал очень похожий профиль новизны, латентности и других эффектов, обычно обнаруживаемых у людей, предполагая, что оба вида используют гомологичный механизм WM с аналогичными пределами.

Следует подчеркнуть, однако, что работа над человеческим WM, демонстрирующая, что он имеет предел емкости от трех до четырех блоков [вместо знаменитого 7 ± 2 (32) Миллера], была сосредоточена на чистой функции поддержания памяти WM. . Большое внимание было уделено тому, чтобы исключить другие стратегии для поддержания представлений в WM, такие как скрытые мысленные репетиции и информационные фрагменты, которые могут еще больше расширить его общие возможности (3). Напротив, в только что описанном серийном тесте на запоминание обезьяна могла использовать мысленные репетиции своих запланированных движений, чтобы поддержать свою ВМ последовательности позиций, тем самым расширив свои чисто поддерживающие память пределы.Это соответствовало бы заявленному лимиту WM от одного до двух элементов.

Однако другие данные о животных, предполагающие пределы WM в человеческом ареале, не так легко критиковать. Например, с использованием парадигм, которые ранее использовались с человеческими младенцами, было показано, что обезьяны могут отслеживать от трех до четырех предметов еды, помещенных последовательно в один из двух непрозрачных контейнеров (внутри которых эти предметы остаются вне поля зрения в течение периода не более 10 лет). хотя бы несколько секунд). Обезьяны надежно различают контейнеры, содержащие два предмета против трех, а также три предмета против четырех, но не три предмета против пяти (33).Можно задаться вопросом, почему эти данные не демонстрируют, что у обезьян ограничение WM составляет семь (три предмета в одном контейнере и четыре в другом), а не четыре. Ответ заключается в том, что сравнения контейнеров выигрывают от разбиения на части, а не только отражают необработанные пределы хранения. (То же самое относится и к данным о младенчестве.)

Подобные тесты были проведены с лошадьми, показавшими, что они могут различать ведро, в которое были помещены два яблока, и одно, содержащее три яблока, и не могли различить ведра, содержащие четыре яблока. и шесть яблок соответственно (34).В таких экспериментах кажется маловероятным, что животным было бы полезно разделение на части, потому что все предметы относятся к одному типу. Точно так же неясно, как невербальные формы поведенческой репетиции могут помочь в решении задачи (особенно в случае лошадей, чей репертуар действий так сильно отличается от репертуара человека-демонстратора). Таким образом, показанный здесь предел от трех до четырех элементов, скорее всего, отражает их чистую способность удержания WM. Однако до тех пор, пока сравнительные психологи не будут использовать прямые тесты простых способностей к удержанию WM, которые можно проводить параллельно со взрослыми людьми, детьми и представителями различных других видов животных, мы не сможем знать наверняка.

Однако эти результаты вызывают недоумение. Поскольку, как отмечалось ранее, вариации в способностях WM у людей являются надежными предикторами жидкости g . Однако кажется, что даже обезьяны имеют диапазон WM в человеческом диапазоне. * Это может привести к тому, что можно ожидать одинаковых способностей к общему обучению у всех приматов, что явно неверно. Потенциальное решение загадки возникает, когда мы отмечаем, что простой удерживающий компонент WM — это , а не , надежный предсказатель жидкости г у людей (при этом он не стабилен у одного человека в разных случаях тестирования).Скорее, только сложные задачи диапазона и так называемые задачи «n-back» приводят к стабильным результатам с течением времени и являются надежными предикторами g (37). (В сложном тесте диапазона нужно выполнить другую задачу, например, оценить, имеет ли смысл одновременно представленное предложение, или выполнить простую ментальную арифметику, сохраняя при этом несвязанный список в WM. В задаче n-back нужно отслеживать n-й предыдущий элемент в непрерывно представляемой серии, что требует от человека сопротивления помехам от подобных воспоминаний.Более того, в настоящее время выясняется, что именно обучение выполнению заданий n-back — а не простых заданий диапазона — приводит к долгосрочным улучшениям в жидкости г (38, 39, но см. Также ссылку 40).

Одна из возможных интерпретаций этого набора результатов состоит в том, что нет стабильных различий в простом диапазоне между людьми или между видами приматов. (В результате простые тесты диапазона измеряют только шум, вносимый эндогенными факторами или окружающей средой.) Все стабильные различия между людьми (и между видами) могут заключаться в гибкости, с которой распределяется внимание, а также в используемых стратегиях удержания. как способность игнорировать источники помех целевым представлениям WM.

3. Неспособность противостоять помехам?

Контролируемых экспериментов, сравнивающих способности людей и других животных противостоять вмешательству в представления WM, не проводилось. Ясно, что виды сложных задач, которые использовались с людьми, не подходят для этой цели, потому что большинство из них требует лингвистических способностей. Тем не менее, были проведены тесты с мышами, которые обнаруживают нечто очень похожее. Некоторые из них могут быть адаптированы для межвидового сравнения.

Недавние исследования на мышах выявили общий фактор интеллекта, который объясняет около 40% дисперсии по ряду разнородных учебных задач (41). Более того, хотя этот фактор g существенно не коррелирует с показателями простого удержания WM, он сильно коррелирует с выполнением более сложной задачи WM, в которой животные должны сопротивляться вмешательству со стороны конкурирующих воспоминаний (42). В обоих случаях животных сначала обучали на двух визуально различных лабиринтах с лучевыми рукавами, расположенных в одной комнате.В тесте на удержание WM животные были прикованы к центральному отсеку одного из лабиринтов на фиксированный интервал 60 или 90 с, сделав свои первые четыре правильных выбора, прежде чем им разрешили завершить поиск. Напротив, в тесте на вмешательство WM животные были удалены из первого лабиринта, сделав три правильных выбора, и помещены во второй лабиринт; после трех правильных выборов их возвращали в первый лабиринт, пока они не сделали еще три правильных выбора, и так далее.Тот факт, что результативность теста WM на интерференцию, но не теста WM удерживания коррелирует с показателем g у мышей, наводит на мысль о механизмах WM, гомологичных человеческим.

Может возникнуть вопрос, действительно ли этот и другие эксперименты, проведенные в той же лаборатории, измеряют активную WM, а не долгосрочную WM. Ибо как мы можем узнать, что мыши сохраняли изображение уже посещенных рук активным в фокусе внимания? Действительно, в экспериментах с крысами, использующими радиальный лабиринт с восемью рукавами, крысы обычно демонстрируют почти идеальные характеристики на последних четырех рукавах лабиринта после задержки на несколько часов после посещения первых четырех рукавов, что позволяет нам быть вполне уверенными. эта долговременная память задействована (20).Однако, поразмыслив, мы можем быть уверены, что активная WM тоже используется. Таким образом, хотя тесты могут не подходить для измерения диапазона WM (поскольку используются как краткосрочные, так и долгосрочные WM), они могут позволить нам сделать выводы о взаимосвязи между WM и g .

Почему тесты, использующие прерывистый поиск в лабиринте с радиальными рукавами, должны включать взаимодействие между краткосрочными и долгосрочными WM? При запуске поиска после прерывания, животному потребуется доступ к долгосрочным представлениям четырех ранее посещенных рук, удерживая их в активном WM достаточно долго, чтобы выбрать пятую.И после этого, для трех последних вариантов выбора, животному нужно будет использовать пространственные поисковые реплики для доступа к долговременной памяти каждой из рук, изначально посещенных, при этом сохраняя активными в WM непосредственно предыдущие выборы и при этом ориентируясь соответствующим образом, чтобы сделать другой выбор. . Кроме того, в условиях интерференции экспериментов, описанных ранее (в которых мыши переключаются между двумя лабиринтами), нерелевантные воспоминания должны быть подавлены, что требует от мышей уделять пристальное внимание в режиме онлайн на сигналы, которые индивидуализируют руки. из двух лабиринтов.По крайней мере, мы можем быть уверены, что эта задача предъявит значительные требования к использованию животными избирательного внимания, которое лежит в основе человеческих способностей WM.

Последующее исследование корреляций между способностями WM и g у мышей предприняло попытку определить компоненты WM еще дальше (43). Он включал тесты времени удерживания WM, способности удерживания WM, а также способности к избирательному вниманию. В первом эксперименте измерялись временные пределы способности животных вспомнить, какое из двух рукавов Т-образного лабиринта они ранее посещали.В тесте на способность WM использовалась непространственная версия лабиринта с лучевыми рукавами, в котором реплики, прикрепленные к чашкам с наживкой на конце каждого рукава, случайным образом перемешивались после каждого выбора таким образом, чтобы мышам нужно было учитывать реплики (и те, которые они уже выбрали), не полагаясь на пространственное положение. Наконец, в тесте на выборочное внимание использовались две различные задачи различения (одна связана с формами, а другая — с запахами), которые изначально изучались в разных контекстах.Во время теста животным предъявляли все сигналы обоих типов в одном или другом из двух контекстов, так что им нужно было игнорировать один набор сигналов, на котором они были ранее обучены, в пользу другого. Результаты этого эксперимента заключались в том, что время удерживания вообще не коррелировало с г и что емкость WM умеренно коррелировала с г , тогда как избирательное внимание сильно коррелировало с г . Это тоже то, что можно было бы предсказать, исходя из того, что мы знаем о человеческом WM.

Возможно, наиболее впечатляющим набором результатов из этой серии исследований на мышах является открытие, что обучение WM улучшает g , так же, как это, по-видимому, происходит у людей (44, 38). В первом из этих экспериментов животные, которые тренировались с использованием двух чередующихся лабиринтов с лучевыми рукавами, набрали значительно более высокие баллы, чем контрольные, в последующих тестах общих способностей к обучению, а также получили более высокие баллы в тесте выборочного внимания. Второй эксперимент затем показал, что именно компонент внимания тренировки WM приводит к улучшению на g .В этом эксперименте использовали три группы мышей. Одна группа прошла обучение в двух чередующихся и визуально похожих лабиринтах с лучевыми рукавами, расположенных в одной комнате, что потребовало от мышей внимания к незначительным различиям в сигналах, предоставляемых пространственным контекстом, чтобы различать стороны двух лабиринтов. Вторая группа также прошла обучение на двух чередующихся лабиринтах с лучевыми рукавами, но на этот раз расположенных в разных комнатах, что требовало меньшего внимания к животным. Третья группа была контрольной и не проходила обучение WM.Было обнаружено, что группа, требующая внимания, показала наибольшее увеличение г , а вторая группа также показала значительное улучшение по сравнению с контрольной группой.

Взятые вместе, эта серия результатов с мышами предполагает, что способности WM у этого вида сильно зависят от способности внимания (так же, как и у людей), и что мыши не только обладают простой способностью сохранять важную информацию за пределами временного окна. сенсорная кратковременная память, но также (как и люди) может делать это в условиях помех.Тогда может быть, что базовая структура WM по крайней мере гомологична у всех млекопитающих. Однако мы не знаем, в какой степени (если вообще) способности направлять и контролировать внимание и противостоять вмешательству различаются у людей и других млекопитающих. Учитывая, что такие способности являются аспектами управляющих функций, и что люди, как правило, должны преуспевать в задачах управляющих функций, можно предсказать значительные различия. Однако ситуация требует прямых испытаний способностей внимания и сложных способностей WM у разных видов.

4. Отсутствие воображения?

Существует два основных способа доступа офлайн-представлений к WM. Один — через мысленные репетиции действия, которые обсуждаются в разделе 5 ниже. Другой — через процессы исполнительного внимания сверху вниз. Например, можно искать и активировать в WM визуальное изображение лица матери или слуховой образ звука ее голоса. Однако можно также найти и активировать конкретное эпизодическое воспоминание об окончании школы или недавнем ужине на день рождения.Скорее всего, эти две формы способностей сочетаются друг с другом. Однако можно было бы утверждать, что существо может обладать способностью к обобщенным семантическим образам, не будучи способным к эпизодической памяти, возможно, потому, что репрезентации конкретных эпизодов вообще никогда не сохраняются в памяти. Таким образом, даже если животные неспособны к мысленным путешествиям во времени (включая эпизодическое запоминание), как утверждают некоторые (45), это не сможет показать, что они неспособны использовать ресурсы внимания для создания воображаемого содержимого для WM в автономном режиме.Напротив, если животные способны к эпизодическому запоминанию, они наверняка также будут способны к обобщенным образам, потому что трудно понять, что еще может потребоваться для последнего, чем уже присутствует в первом.

Большинство тестов мысленных путешествий во времени на животных были сосредоточены на перспективах будущего (обсуждается в разделе 5 ниже). Тем не менее, были также эксперименты с врановыми животными, показавшие, что эти птицы, по крайней мере, способны вспоминать и рассуждать соответствующим образом на основе компонентов эпизодической памяти о том, что, где и когда (46).По общему признанию, из этого не следует, что птицы на собственном опыте проецируют себя обратно в определенные эпизоды кэширования пищи. Тем не менее, по крайней мере кажется вероятным, что они активируются в виде эпизодических представлений WM о типах еды и их местонахождении, вместе с каким-то видом представления прошедшего времени. Во всяком случае, именно так люди решали бы проблему подобного рода, если бы были вынуждены делать это невербально. Это соображение, конечно, могло бы стать более сильным аргументом, если бы врановые животные не были настолько эволюционно далеки от нас.Однако, несмотря на это расстояние, мы отметили ранее, что у птиц есть сети мозга, которые похожи и, по крайней мере, частично гомологичны сетям, поддерживающим эпизодическую память у людей и других млекопитающих (28). Более того, эксперименты с крысами показывают, что они тоже образуют тесно интегрированные представления о том, что, где и когда (47, 48). Такие данные позволяют предположить, что эпизодические воспоминания широко распространены среди животных. Однако в любом случае кажется, что животные должны, по крайней мере, быть способны активировать репрезентации в WM, используя контроль внимания сверху вниз.

Вспомните, кроме того, эксперименты с грызунами с использованием прерывистого поиска лабиринта с радиальными рукавами, которые обсуждались в разделе 3 выше. Хотя в данных нет ничего, что позволяло бы предположить, что во второй фазе экспериментов животные получают доступ к эпизодическим воспоминаниям о своих более ранних посещениях некоторых рукавов лабиринта, они наверняка по крайней мере активируют какое-то семантическое представление. Например, это может быть изображение руки, лишенной какой-либо награды. У людей такое воспоминание необходимо искать, используя комбинацию сигналов окружающей среды и нисходящего контроля внимания, в результате чего это представление активируется в WM.Поэтому разумно предположить, что то же самое можно сказать и о грызунах.

Таким образом, есть предварительные основания полагать, что другие животные способны активировать представления сверху вниз для использования в WM. Дальнейшие основания обсуждаются в разделе 5 ниже, поскольку маловероятно, что использование WM для поиска зависит исключительно от активации моторных схем без какого-либо обогащения семантической или эпизодической памятью. В самом деле, мы знаем, что системы долговременной памяти и способности к поиску тесно связаны, причем гиппокамп в значительной степени вовлечен в каждую из них (49).Фактически, некоторые утверждали, что структура систем долговременной памяти была специально адаптирована и сформирована в интересах перспективного мышления (50).

Более того, можно было бы подумать, исходя из чисто теоретических оснований, что любое существо, способное к селекции стимулов с помощью внимания сверху вниз, также должно быть способно активировать нисходящие подобные представления в автономном режиме. Поскольку, как мы отмечали ранее, внимание действует, усиливая нейронную активность некоторых групп нейронов, одновременно подавляя активность конкурирующих популяций, что приводит к глобальной трансляции информации, закодированной в первом наборе.Затем те же механизмы должны быть способны работать при фоновых уровнях нейронной активации в отсутствие внешнего стимула, что приводит к эндогенной активации репрезентаций в глобальном рабочем пространстве.

5. Невозможность мысленно отрепетировать действие?

Доказательства мысленной репетиции действия получены из исследований долгосрочного планирования на животных. Мы знаем, что у людей такое планирование осуществляется в значительной степени через репетицию альтернативных действий, когда люди эмоционально реагируют на получаемые в результате репрезентации WM (51, 52).Хотя есть убедительные доказательства планирования будущего у врановых (53, 54), я сосредоточусь на данных, полученных от приматов, где аргументы в пользу гомологичных основных механизмов наиболее сильны.

Одно исследование тщательно задокументировало поведение альфа-самца шимпанзе в зоопарке открытой планировки (55, 56). Он начал собирать и складывать груды камней рано утром, чтобы кидать посетителей зоопарка днем ​​в рамках агрессивной демонстрации угроз. Когда смотрители зоопарка в ответ убирали его тайники каждый день перед открытием зоопарка, чтобы предотвратить это, он оказался весьма искусным в сокрытии тайников и впоследствии в изготовлении снарядов, отламывая куски хрупкого бетона от стен в вольере.Обратите внимание, что в то время, когда он собирал и спрятал свои тайники, он был в спокойном состоянии, в отсутствие стимулов (посетителей-людей), которые позже спровоцировали бы его гнев. Такое поведение человека, вероятно, было бы вызвано представлением более позднего присутствия аудитории и мысленной репетицией действий, связанных с захватом и метанием снарядов, что привело бы к положительной аффективной реакции, которая, в свою очередь, мотивировала бы сбор некоторых камней. Разумно предположить, что аналогичные процессы происходили и в сознании шимпанзе.

Экспериментальные данные с шимпанзе указывают на то же самое заключение. В одном эксперименте шимпанзе не только выбрали и унесли в свои спальные помещения инструмент, который им понадобится на следующий день, чтобы получить желаемую награду, но также не забыли принести его с собой по возвращении (57). В концептуальном воспроизведении этого эксперимента в другой лаборатории шимпанзе снова выбрали инструмент, необходимый для получения награды в будущем, и не забыли взять этот инструмент с собой при возвращении (58).Более того, животные смогли противостоять меньшему текущему вознаграждению (виноград), выбирая вместо этого инструмент, который позже принесет им более ценное вознаграждение (контейнер с соком). Вдобавок, когда им предлагают ряд незнакомых предметов (не позволяя им обращаться с ними), они надежно выбирают и забирают с собой тот, который лучше всего подходит для получения будущей награды. Обратите внимание, что люди будут решать задачи такого рода, мысленно репетируя некоторые действия, направленные на контейнер с соком с участием различных объектов, отмечая, какие из них могут быть успешными.

Эти данные, полученные от содержащихся в неволе шимпанзе, полностью соответствуют тому, что мы знаем о поведении шимпанзе в дикой природе. Например, шимпанзе в Конго регулярно собирают термитов как из наземных, так и из подземных гнезд, для каждого из которых требуется особый набор инструментов. В частности, для подземных гнезд требуется острая прочная палка для коления, которую всегда делают из веток определенных пород деревьев. Шимпанзе никогда не приходили на место подземного гнезда, не взяв с собой такую ​​палку, если только одна из них не была оставлена ​​на месте ранее.И это было правдой, даже несмотря на то, что ближайшее подходящее дерево находилось в десятках метров в лесу, откуда не было видно места гнездования (59). Такое поведение людей будет включать в себя воображение цели вместе с мысленной репетицией действий, необходимых для ее достижения, что одновременно напомнит и мотивирует отклониться от своего пути, чтобы найти подходящий вид дерева.

Таким образом, поведенческие данные предполагают, что другие обезьяны (по крайней мере) способны мысленно репетировать действия и что они делают это в целях планирования будущего, как и люди.Однако в настоящее время аргументом в пользу этого вывода является аналогия, предполагающая, что сходные формы поведения у близкородственных видов следует объяснять в терминах сходных лежащих в основе процессов. Было бы весьма желательно получить свидетельства более прямого характера. В частности, нам нужны экспериментальные парадигмы, которые можно сопоставить для разных видов, параметры которых можно изменять параллельно, чтобы увидеть, одинаково ли реагируют профили производительности. Положительный результат предоставит гораздо более убедительное свидетельство гомологичных процессов.

6. Ограниченные возможности манипулирования?

В каком-то смысле манипулятивный компонент WM состоит из способности организовывать и управлять последовательностями представлений в соответствии с задачами. Свидетельства планирования будущего у обезьян и врановых животных предполагают, что они способны на это. В другом смысле, однако, манипуляция включает в себя нацеливание на изображение мысленно отрепетированного действия, тем самым трансформируя его. Это было широко изучено на людях с использованием парадигмы зрительного вращения (11).Участникам представлены две формы разной ориентации, и их просят оценить, одинаковы ли формы. Люди решают эти задачи, мысленно поворачивая изображение одной формы, чтобы оно соответствовало ориентации другой, и отвечая в зависимости от того, подходит ли результат. Среди классических выводов в этой литературе — то, что участникам требуется больше времени, чтобы судить о формах, ориентация которых находится дальше друг от друга, что позволяет предположить, что перемещение исходного изображения через промежуточное пространство требует времени.

Из исследований изображений мозга и транскраниальной магнитной стимуляции с использованием парадигмы зрительного вращения мы знаем, что активность в моторной или премоторной коре головного мозга предшествует и вызывает последующую трансформацию зрительного образа (60). Кажется, что люди представляют, как действуют на фигуру, представленную на одном из изображений, инициируя офлайн действие по скручиванию ее, например, одной рукой, тем самым вызывая изменение представленной формы в процессе прямого моделирования действия.Тогда можно задаться вопросом, обладают ли животные подобными способностями. Исследования, проведенные с павианом и морскими львами, показывают, что это так, причем животные демонстрируют большие различия во времени реакции на изображения, которые нужно было бы повернуть через большие дуги, чтобы обеспечить совпадение, как это делают люди (61, 62). Однако, чтобы оправдать утверждение, что процессы гомологичны, было бы важно знать, вовлечены ли в процесс такие же области мозга животных, контролирующие двигательные функции.

Подобные выводы подтверждаются исследованиями решения проблем и понимания у обезьян.Например, столкнувшись с арахисом на дне стеклянного контейнера, который слишком глубок, чтобы в него можно было дотянуться (и который привязан к решетке клетки), некоторые животные применяют стратегию сбора воды во рту и ее плевания. в емкость, пока арахис не всплывет вверх (63, 64). (Та же задача была предложена человеческим детям, с одинаковыми показателями успеха среди 4- и 6-летних детей, но с более частым успехом среди 8-летних.) Чтобы прийти к решению этой проблемы, нужно мысленно репетировать действие по наливанию воды в контейнер, тем самым трансформируя мысленное представление о положении арахиса и позволяя предсказать, что повторное выполнение действия позволит ему успешно достичь его.Однако, опять же, аргумент в пользу гомологичных процессов здесь только по аналогии.

7. Редкость использования?

Даже если способности животных сравнимы с человеческими возможностями по всем основным параметрам, возможно, животные используют WM только тогда, когда сталкиваются с конкретными практическими проблемами, проблемами обучения или рассуждения. Люди, напротив, часто используют WM способами, не имеющими отношения к какой-либо текущей задаче, тем самым составляя сеть по умолчанию (65, 66). Даже когда перед нами не стоит задача, наш разум будет занят фантазиями, эпизодическими воспоминаниями, воображаемыми социальными ситуациями, воображаемыми беседами, отрывками из песен и т. Д., Все из которых в значительной степени связаны с WM.В самом деле, даже когда люди заняты какой-либо задачей, они склонны впадать в так называемое «блуждание разума», при котором WM заполняется представлениями, не связанными с требованиями задачи (68).

Сравнительных данных, имеющих непосредственное отношение к этому вопросу, мало. Однако предположение о том, что люди могут быть уникальными в этом отношении, по крайней мере согласуется с гораздо большей степенью человеческого творчества, инноваций и долгосрочного планирования. Большая часть времени, которое люди проводят в блуждании по разуму, занята рассмотрением и исследованием будущих сценариев и предвидением будущих проблем или успехов.Более того, есть свидетельства того, что блуждание разума в значительной степени коррелирует с творчеством, поскольку оно включает расфокусированное внимание в сочетании с исполнительным контролем и отбором (69). Также было высказано предположение, что уникальная человеческая предрасположенность к притворной игре в детстве является адаптацией для повышения творческих способностей во взрослом возрасте, что побуждает нас использовать WM для создания творческих сценариев (70).

Данные, свидетельствующие о том, что блуждание разума не может быть исключительно человеческим, получены из исследования, сравнивающего стандартную сетевую активность у людей и шимпанзе (71).Схожие области мозга проявляли большую активность в покое у обоих видов, в том числе в медиальной префронтальной коре и задней поясной коре, что свидетельствует о том, что шимпанзе тоже проводят большую часть своего времени, размышляя, когда не заняты другими задачами. Однако к этим данным следует относиться с осторожностью, поскольку сети режима по умолчанию, перекрывающие сети людей, были обнаружены как у обезьян, так и у грызунов в условиях общей анестезии (72, 73). Следовательно, активность в режиме по умолчанию не влечет за собой блуждание сознательного разума, которое могло бы задействовать ресурсы WM.Скорее, объяснение этих результатов может заключаться в том, что основные компоненты стандартной сети (особенно медиальные области как префронтальной, так и теменной коры) являются важными соединительными узлами в нейронной архитектуре мозга, служащими для связи друг с другом, более модульных областей. (74). Таким образом, префронтальная и теменная кора обычно демонстрируют большую нейронную активность, чем области, которые они соединяют, точно так же, как аэропорты, которые служат основными центрами, демонстрируют большую летную активность, чем другие.Мы знаем, что у людей эти сетевые концентраторы по умолчанию играют важную роль в блуждании разума. Однако из этого не следует, что какое-либо животное с аналогичными связями в мозгу также будет использовать свой WM в состоянии покоя, чтобы воспроизвести прошлое и исследовать будущее так, как это делают люди.

Можно предположить, что у нас есть прямые доказательства такой активности воспроизведения у крыс. В состоянии покоя или во время пауз в исследовании следа помещайте клетки в огонь гиппокампа крысы в ​​последовательностях, соответствующих частям маршрута, который уже пройден или будет пройден (75).Однако, хотя эти последовательности стрельбы имеют место в интервалах, которые линейно связаны с представленными расстояниями, скорость стрельбы очень высока по сравнению с нормальной скоростью движения крысы (соответствующей скорости около 8 м / с). Фактически, скорость «мысленных путешествий» в 15–20 раз выше, чем реальных путешествий. Это резко контрастирует с выводом о том, что, когда люди представляют, как люди ходят по комнате, их воображаемое путешествие происходит примерно с той же скоростью, что и реальное путешествие (76).Это говорит о том, что процессы не гомологичны у двух видов и могут выполнять совершенно разные функции. В самом деле, обычно считается, что быстрое срабатывание пространственных клеток, вероятно, играет роль в консолидации памяти (и, как таковая, вероятно, имеет место как у людей, так и у грызунов).

Таким образом, похоже, что в настоящее время нет реальных доказательств, которые бы опровергли предположение о том, что люди уникальны в том, что часто используют WM для размышлений и блуждания по разуму. Однако это предположение подтверждается (хотя и довольно слабо) теоретическим выводом из различий в долгосрочном планировании и творчестве.

8. Более ограниченные поведенческие и концептуальные ресурсы.

Даже если животные обладают способностями WM, которые во всех отношениях схожи с нашими, и также постоянно используют их, мы можем быть уверены, что они систематически отличаются от нас по содержанию, которое фигурирует в их WM. Основная причина этого в том, что только люди способны говорить. Это означает, что существует целый ряд действий (а именно, речевых действий), которые только люди могут мысленно репетировать. Вдобавок, гораздо больший концептуальный репертуар, которым обладают люди (отчасти являющийся результатом предыдущего речевого общения), будет означать, что у людей есть гораздо больше способов для фрагментации информации в WM, тем самым расширяя возможности и гибкость последнего.

Именно в этих терминах мы можем охарактеризовать уникальный характер так называемой «системы 2» мышления и принятия решений у людей. Психологи, изучающие человеческое мышление, все больше сходятся в гипотезе о том, что при этом мы используем два различных набора процессов (77⇓ – 79). Система 1 быстра, бессознательна и интуитивно понятна, и считается, что она в значительной степени присуща другим животным. Система 2 является рефлексивной, последовательной и медленной, и ее операции в значительной степени осознаны, с использованием ограниченных ресурсов WM.Многие (но далеко не все) процессы системы 2 используют мысленные репетиции предложений и фраз во внутренней речи, поэтому в этом отношении система 2 уникальна для человека. Более того, учитывая, что WM и fluid g в значительной степени совпадают, различия в возможностях WM объясняют значительную часть различий между людьми в тестах их способностей к рассуждению, а остальная часть расхождений объясняется различиями в склонности людей останавливаться и размышляйте перед ответом и в своем знании норм рассуждения или своего «ума» (80).

Если рассмотренные выше исследования на животных были правильно истолкованы, то система 2 как таковая не будет однозначно человеческой. Любое животное, занимающееся разведкой, предвидит и эмоционально реагирует на последствия различных действий, открытых ему (которые последовательно мысленно репетируются), будет квалифицироваться как участвующее в процессинге системы 2.

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.