Эхоическая память — это сенсорная память , которая регистрирует специфичную для слуховой информации (звуков). Как только слуховой стимул услышан, он сохраняется в памяти, чтобы его можно было обработать и понять. [1] В отличие от большинства видов зрительной памяти, где человек может выбирать, как долго смотреть на стимул, и может повторно оценивать его, слуховые стимулы обычно являются временными и не могут быть переоценены. Поскольку эхоические воспоминания слышны один раз, они хранятся в течение немного более длительных периодов времени, чем иконические воспоминания (визуальные воспоминания). [2] Слуховые стимулы воспринимаются ухом по одному, прежде чем они могут быть обработаны и поняты.
Можно сказать, что эхоическая память концептуально похожа на «резервуар для хранения», где звук не обрабатывается (или задерживается) до тех пор, пока не услышите следующий звук, и только тогда он может быть сделан осмысленным. [3] Это особое сенсорное хранилище способно хранить большие объемы слуховой информации, которая сохраняется только в течение короткого периода времени (3–4 секунды). Этот эхоический звук резонирует в сознании и воспроизводится в течение этого короткого периода времени вскоре после того, как был услышан. [4] Эхоическая память кодирует только умеренно примитивные аспекты стимулов, например, высоту тона, которая определяет локализацию в неассоциативных областях мозга. [5]
Вскоре после исследований Джорджа Сперлинга частичного отчета о хранилище зрительной сенсорной памяти исследователи начали изучать его аналог в слуховой области. Термин эхоическая память был придуман в 1967 году Ульриком Нейссером для описания этого краткого представления акустической информации. Первоначально он изучался с использованием аналогичных парадигм частичного отчета, которые использовал Сперлинг; однако современные нейропсихологические методы позволили разработать оценки емкости, продолжительности и местоположения хранилища эхоической памяти. Используя модель Сперлинга в качестве аналога, исследователи продолжают применять его работу к слуховому сенсорному хранилищу, используя эксперименты с частичным и полным отчетом. Они обнаружили, что эхоическая память может хранить воспоминания до 4 секунд. Однако были предложены различные продолжительности, включающие то, как долго эхоическая память хранит информацию после того, как она услышана. [6] Однако были предложены различные продолжительности для существующего эха после предъявления слухового сигнала. Гуттман и Жюльш предположили, что оно может длиться приблизительно одну секунду или меньше, в то время как Эриксен и Джонсон предположили, что оно может занять до 10 секунд. [7]
Модель рабочей памяти Баддели состоит из визуально-пространственного блокнота, который связан с иконической памятью , и фонологической петли, которая отвечает за обработку слуховой информации двумя способами. Фонологическая память разделена на две части. Первая — это хранение слов, которые мы слышим, она, как правило, способна удерживать информацию в течение 3–4 секунд до затухания, что намного дольше, чем иконическая память (которая составляет менее 1000 мс). Вторая — это субвокальный процесс репетиции для поддержания обновления следа памяти с помощью «внутреннего голоса». Он состоит из слов, повторяющихся в цикле в нашем сознании. [8] Однако эта модель не дает подробного описания взаимосвязи между первоначальным сенсорным вводом и последующими процессами памяти.
Модель кратковременной памяти, предложенная Нельсоном Коуэном, пытается решить эту проблему, описывая вербальный сенсорный ввод и хранение памяти более подробно. Она предполагает систему преаттентивного сенсорного хранения, которая может удерживать большой объем точной информации в течение короткого периода времени и состоит из начального фазового ввода 200-400 мс и вторичной фазы, которая переносит информацию в более долгосрочное хранилище памяти для интеграции в рабочую память, которая начинает распадаться через 10-20 с. [9]
Следуя процедурам Сперлинга (1960) по задачам иконической памяти , будущие исследователи были заинтересованы в проверке того же явления для слухового сенсорного хранилища. Эхоическая память измеряется поведенческими задачами, в которых участников просят повторить последовательность тонов, слов или слогов, которые им предъявляются, что обычно требует внимания и мотивации. Самая известная задача частичного отчета проводилась путем предъявления участникам слухового стимула в левое, правое и оба уха одновременно. [6] Затем их просили сообщить пространственное местоположение и название категории каждого стимула. Результаты показали, что пространственное местоположение было намного легче вспомнить, чем семантическую информацию, когда информация подавлялась из одного уха по сравнению с другим. В соответствии с результатами по задачам иконической памяти, выполнение условий частичного отчета было намного лучше, чем условие полного отчета. Кроме того, снижение производительности наблюдалось по мере увеличения межстимульного интервала (длительности времени между предъявлением стимула и отзывом).
Маскировка обратного слухового распознавания является одной из самых успешных задач в изучении слуха. Она включает в себя предъявление участникам краткого целевого стимула, за которым следует второй стимул (маска) после межстимульного интервала. [10] Количество времени, в течение которого слуховая информация доступна в памяти, управляется длиной межстимульного интервала. Производительность, определяемая точностью целевой информации, увеличивается по мере увеличения межстимульного интервала до 250 мс. Маска не влияет на количество информации, полученной от стимула, но она действует как помеха для дальнейшей обработки.
Более объективная, независимая задача, способная измерить слуховую сенсорную память, которая не требует сосредоточенного внимания, — это задачи на несоответствие негативности , [11] которые регистрируют изменения активации в мозге с помощью электроэнцефалографии . Это регистрирует элементы слуховых событийных потенциалов мозговой активности, вызванных через 150-200 мс после стимула. Этот стимул — неконтролируемый, нечастый, «странный» или девиантный стимул, представленный среди последовательности стандартных стимулов, тем самым сравнивая девиантный стимул со следом памяти. [12]
Было обнаружено, что слуховая сенсорная память хранится в первичной слуховой коре контралатерально к уху предъявления. [13] Это эхоическое хранилище памяти включает в себя несколько различных областей мозга из-за различных процессов, в которых оно участвует. Большинство задействованных областей мозга расположены в префронтальной коре , поскольку именно там находится исполнительный контроль, [10] и отвечает за контроль внимания. Фонологическое хранилище и система репетиции, по-видимому, являются системой памяти, основанной на левом полушарии, поскольку в этих областях наблюдается повышенная активность мозга. [14] Основными задействованными областями являются левая задняя вентролатеральная префронтальная кора , левая премоторная кора и левая задняя теменная кора . В вентролатеральной префронтальной коре зона Брока является основным местом, ответственным за вербальную репетицию и артикуляционный процесс. Дорсальная премоторная кора участвует в ритмической организации и репетиции, и, наконец, задняя теменная кора играет роль в локализации объектов в пространстве.
Корковые области мозга, которые, как полагают, связаны со слуховой сенсорной памятью, проявляемой реакцией на негативность несоответствия, не были локализованы конкретно. Однако результаты показали сравнительную активацию в верхней височной извилине и в нижней височной извилине . [15]
Наблюдалось связанное с возрастом увеличение активации в нейронных структурах, ответственных за эхоическую память, что показывает, что с возрастом повышается эффективность обработки слуховой сенсорной информации. [14]
Результаты исследования негативности несоответствия также предполагают, что продолжительность слуховой сенсорной памяти увеличивается с возрастом, значительно в возрасте от двух до шести лет от 500 до 5000 мс. Дети в возрасте 2 лет демонстрируют реакцию негативности несоответствия в интервале между 500 мс и 1000 мс. Дети в возрасте 3 лет имеют реакцию негативности несоответствия от 1 до 2 секунд, 4-летние дети более 2 секунд, а 6-летние дети от 3 до 5 секунд. Эти изменения в развитии и когнитивные изменения происходят в молодом возрасте и продолжаются во взрослом возрасте, пока в конечном итоге снова не уменьшаются в пожилом возрасте. [9]
Исследователи обнаружили укороченную продолжительность эхоической памяти у бывших поздно начавших говорить, детей с синдромом прекардиального защемления [ требуется ссылка ] и оральными расщелинами, при этом информация распадалась до 2000 мс. Однако эта укороченная эхоическая память не является предиктором языковых трудностей во взрослом возрасте. [16]
В ходе исследования было обнаружено, что когда слова предъявлялись как молодым, так и взрослым испытуемым, молодые испытуемые превосходили взрослых по скорости предъявления слов [17]
Объем эхоической памяти, по-видимому, не зависит от возраста. [17]
Было показано, что у детей с дефицитом слуховой памяти наблюдаются нарушения развития языка. [12] Эти проблемы трудно оценить, поскольку производительность может быть обусловлена неспособностью понять заданную задачу, а не проблемами с памятью.
Люди с приписанным односторонним повреждением дорсолатеральной префронтальной коры и височно-теменной коры после инсульта были измерены с помощью теста на негативность несоответствия. Для контрольной группы амплитуда негативности несоответствия была наибольшей в правом полушарии независимо от того, подавался ли тон в правое или левое ухо.
Негативность несоответствия была значительно снижена у пациентов с височно-теменными повреждениями, когда слуховой стимул предъявлялся к контралатеральному уху пораженной стороны мозга. Это соответствует теории слуховой сенсорной памяти, хранящейся в контралатеральной слуховой коре уха. [13] Дальнейшие исследования жертв инсульта с уменьшенным запасом слуховой памяти показали, что прослушивание ежедневной музыки или аудиокниг улучшило их эхоическую память. Это показывает положительный эффект музыки при нейронной реабилитации после повреждения мозга. [18]