Важно! Память требует ежедневных тренировок, как и мускулы спортсмена. Потому заниматься ее развитием нужно ежедневно.

Кратковременная и оперативная память очень похожи. Обе сохраняют информацию на короткий срок. Отличаться они всегда будут следующим:

• Кратковременная память – сортировочный центр. Она получает информацию от внешнего мира или от организма, после чего распределяет ее дальше: то, что нужно здесь и сейчас, отправляется в оперативную память, что важно и полезно, уходит в долгосрочную, ненужные данные вскоре забываются.

Мультик «Головоломка» хорошо пояснит работу разных видов памяти

• Рабочая память – конечный пункт информации. Данные из нее можно только использовать и забыть.

Мозг человека – орган, от которого зависит человеческое существование, он довольно сложный, чтобы изучить его так подробно, как и костный скелет. Именно поэтому до сих пор ведутся дискуссии на тему, является ли оперативная память отдельным видом памяти или всего лишь состоянием кратковременной. Большинство ученых и врачей склоняется ко второй версии.

Если предположить, что оперативная память – состояние кратковременной, то можно отследить следующую закономерность. Во время использования рабочей памяти возможность человека удерживать в уме нужные данные получается улучшить, зато в отместку страдают критическое мышление, возможность обдумывать, «записывать» информацию в долгосрочную память. Единого мнения нет, но можно сделать предположение, что такое переключение запускает напряжение. Когда результат нужен безотлагательно, сроки ограничены, мозгу легче переключиться в режим рабочей памяти, решить проблему и вернуться к нормальному функционированию.

На примере домохозяйки с кучей задач: у нее одно, второе, пятое, десятое дела, помнить о которых ей помогает оперативная память, работающая динамично. В итоге теряются из памяти довольно важные вещи: солила ли женщина суп или куда положила расческу. Именно поэтому рекомендуется не затягивать с важными делами, если важно не количество, а качество.

Домохозяйка со множеством дел

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 было 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 систематизировать 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 выстраиваете богатую структуру, позволяющую связывать 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 элементами одновременно, включая биологические отчеты, основанные на необходимости избегать 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, прежде чем 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 стоянке, 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 одновременно запоминать понятие кошки и понятие полос, 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, по-видимому, требует нескольких условий: человек, приносящий 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 нет рядом), 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 подплана утром, который, в свою очередь, может потребовать дополнительных планов на завтрак, душ, 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. Говорят, 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, в котором кратковременно содержится много 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 слушать сообщение одним ухом и игнорировать сообщение другим ухом или сообщить оба сообщения в некотором порядке. Мотивация для такого рода исследований возникла в основном из-за 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 длительной, 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 связь 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, сопоставимой 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) несколько отшатнулся от модулей и отдельных ящиков, отчасти потому, что они вполне могут образовывать произвольно неполную таксономию систем в мозге.(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 Баддели и Хитчем (1974), Коуэн (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 свидетельств 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 визуальные 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 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, и 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 в первую очередь 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 похожие материалы мешают друг другу (например, Oberauer, Lewandowsky, Farrell, Jarrold, & Greaves, 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 за 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

Понятно, что люди достаточно хорошо функционируют в сложных средах, в которых подробные знания должны использоваться экспертным образом, несмотря на жесткое ограничение рабочей памяти несколькими идеями или элементами 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 области 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, 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 ограниченное долгосрочное знание темы. 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. Один простой пример совместного использования предметов — это 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 непреднамеренно 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 обучение, какое лицо должно быть связано с каким именем. 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 существу 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 предположений, которые необходимо сделать для получения количественных прогнозов, могут не подтверждаться, поэтому я считаю, что лучший способ продвинуться в этой области — это использовать общее вербальное, пропозициональное мышление в некоторых случаях и конкретное количественное моделирование в других случаях. работает над сближением этих методов к общей теории.

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 информации. информации, сохраненной в жизни. Рабочая память — один из наиболее широко используемых терминов в психологии. Это часто было 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 систематизировать 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 выстраиваете богатую структуру, позволяющую связывать 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 элементами одновременно, включая биологические отчеты, основанные на необходимости избегать 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, прежде чем 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 стоянке, 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 одновременно запоминать понятие кошки и понятие полос, 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, по-видимому, требует нескольких условий: человек, приносящий 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 нет рядом), 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 подплана утром, который, в свою очередь, может потребовать дополнительных планов на завтрак, душ, 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. Говорят, 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, в котором кратковременно содержится много 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 слушать сообщение одним ухом и игнорировать сообщение другим ухом или сообщить оба сообщения в некотором порядке. Мотивация для такого рода исследований возникла в основном из-за 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 длительной, 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 связь 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, сопоставимой 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) несколько отшатнулся от модулей и отдельных ящиков, отчасти потому, что они вполне могут образовывать произвольно неполную таксономию систем в мозге.(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 Баддели и Хитчем (1974), Коуэн (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 свидетельств 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 визуальные 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 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, и 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 в первую очередь 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 похожие материалы мешают друг другу (например, Oberauer, Lewandowsky, Farrell, Jarrold, & Greaves, 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 за 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

Понятно, что люди достаточно хорошо функционируют в сложных средах, в которых подробные знания должны использоваться экспертным образом, несмотря на жесткое ограничение рабочей памяти несколькими идеями или элементами 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 области 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, 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 ограниченное долгосрочное знание темы. 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. Один простой пример совместного использования предметов — это 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 непреднамеренно 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 обучение, какое лицо должно быть связано с каким именем. 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 существу 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 предположений, которые необходимо сделать для получения количественных прогнозов, могут не подтверждаться, поэтому я считаю, что лучший способ продвинуться в этой области — это использовать общее вербальное, пропозициональное мышление в некоторых случаях и конкретное количественное моделирование в других случаях. работает над сближением этих методов к общей теории.

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, которая хранит информацию в относительно более стабильной форме.Согласно многокомпонентной модели, рабочая память включает исполнительный контроллер, который взаимодействует с отдельными кратковременными 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 нейропсихологический (Vallar, 2006), нейробиологический (O’Reilly et al., 1999), психометрический (Engle et al., 1999). ) или ориентированы на предоставление практических рекомендаций по человеческому фактору (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 подведения итогов 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 посещалось в тот день, задача, которую мы рассматриваем как зависящую 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, предложив 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) мало влияет на немедленное вспоминание. С другой стороны, если проводится 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). .

Доказательство важности репетиции исходит из эффекта 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 фонологической петли повлияла на ряд попыток моделирования действий 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 при обучении 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 заключается в создании и поддержании визуально-пространственного представления, которое сохраняется в нерегулярном паттерне движений глаз, характеризующем наше сканирование. 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 и 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, при поиске нормального маршрута, заблокированного аварией, в действие вступает вторая система — система наблюдения и внимания (SAS).Это позволяет использовать многолетние знания для разработки возможных решений и размышлений над ними, прежде чем выбрать лучшее. В случае нашего прерванного путешествия это могло 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 сосредоточивать 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 головного мозга, дефицитом, называемым синдромом дисэксплуатации. 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,г. Баарс, 2002). Наше исследование этой связывающей функции 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.

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 переводят взгляд с точки фиксации на цель как можно быстрее. 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 убедительно доказывает наличие 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. Им также трудно справиться со многими техниками и стратегиями, 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. (т. 8, с. 47-89). Нью-Йорк: Academic Press.

Баддели, А.Д., Папаньо, К., И 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.

Баддели, А. Д., и Уилсон, Б. (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.

Дейнеман 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.), Модели рабочей памяти (стр.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 умелых 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. Scholarpedia, 1 (10): 1838.

См. Также

Память

Введение в рабочую память и проблемы с обучением