Кратковременная память (или « первичная » или « активная память ») — это способность удерживать небольшое количество информации в активном, легкодоступном состоянии в течение короткого интервала времени. Например, кратковременная память удерживает только что произнесенный номер телефона. Продолжительность кратковременной памяти (без повторения или активного поддержания) оценивается в несколько секунд. Обычно упоминаемая емкость в 7 элементов, указанная в законе Миллера , была заменена 4±1 элементом. [1] Напротив, долговременная память удерживает информацию неопределенно долго.
Кратковременная память — это не то же самое, что рабочая память , которая относится к структурам и процессам, используемым для временного хранения и обработки информации.
Идея раздельных воспоминаний для краткосрочного и долгосрочного хранения возникла в 19 веке. Модель памяти, разработанная в 1960-х годах, предполагала, что все воспоминания формируются в одном хранилище и передаются в другие хранилища через небольшой промежуток времени. Эта модель называется «модальной моделью», наиболее подробно описанной Шиффрин . [2] Модель утверждает, что память сначала хранится в сенсорной памяти, которая имеет большую емкость, но может хранить информацию только в течение миллисекунд. [3] Представление этой быстро разрушающейся памяти перемещается в краткосрочную память. Краткосрочная память не имеет большой емкости, как сенсорная память, но хранит информацию в течение секунд или минут. Окончательное хранилище — долгосрочная память, которая имеет очень большую емкость и способна хранить информацию, возможно, в течение всей жизни.
Точные механизмы, посредством которых происходит эта передача, сохраняются ли навсегда все воспоминания или только некоторые из них, и даже существует ли реальное различие между хранилищами, остаются спорными.
Одной из форм доказательств, приводимых в пользу существования краткосрочного хранилища, является антероградная амнезия — неспособность запоминать новые факты и эпизоды. Пациенты с этой формой амнезии обладают неповрежденной способностью удерживать небольшие объемы информации в течение коротких промежутков времени (до 30 секунд), но имеют слабую способность формировать долгосрочные воспоминания (проиллюстрировано пациентом HM ). Это интерпретируется как демонстрация того, что краткосрочное хранилище защищено от повреждений и болезней. [4]
Другие доказательства получены из экспериментальных исследований, показывающих, что некоторые манипуляции ухудшают память на 3-5 последних выученных слов из списка (предполагается, что они хранятся в кратковременной памяти). Воспоминание слов из более раннего списка (предполагается, что они хранятся в долговременной памяти) не затрагивается. Другие манипуляции (например, семантическое сходство слов) влияют только на память более ранних слов списка, [5] но не влияют на память самых последних нескольких слов. Эти результаты показывают, что разные факторы влияют на кратковременное воспоминание (нарушение повторения) и долговременное воспоминание (семантическое сходство). Вместе эти результаты показывают, что долговременная память и кратковременная память могут различаться независимо друг от друга.
Не все исследователи согласны с тем, что кратковременная и долговременная память являются отдельными системами. Альтернативная унитарная модель предполагает, что кратковременная память состоит из временных активаций долговременных представлений (что существует одна память, которая ведет себя по-разному во всех временных масштабах, от миллисекунд до лет). [6] [7] Было трудно определить резкую границу между кратковременной и долговременной памятью. Например, Тарнов сообщил, что кривая вероятности припоминания и задержки представляет собой прямую линию от 6 до 600 секунд, причем вероятность неудачи припоминания достигает насыщения только через 600 секунд. [8] Если бы в этой временной области работали два разных хранилища, разумно было бы ожидать разрыва в этой кривой. Другие исследования показали, что подробная картина ошибок припоминания выглядит удивительно похожей на припоминание списка сразу после обучения (предположительно, из кратковременной памяти) и припоминание через 24 часа (обязательно из долговременной памяти). [9]
Дальнейшие доказательства единого хранилища получены из экспериментов, включающих постоянные отвлекающие задачи. В 1974 году Бьорк и Уиттен представили испытуемым пары слов для запоминания; до и после каждой пары слов испытуемые выполняли простую задачу умножения в течение 12 секунд. После последней пары слов испытуемые выполняли отвлекающую задачу умножения в течение 20 секунд. Они сообщили, что эффект новизны (повышенная вероятность припоминания последних изученных элементов) и эффект первичности (повышенная вероятность припоминания первых нескольких элементов) были устойчивыми. Эти результаты несовместимы с отдельной кратковременной памятью, поскольку отвлекающие элементы должны были вытеснить некоторые пары слов в буфере, тем самым ослабив связанную силу элементов в долговременной памяти. [10]
Tzeng (1973) сообщил о случае, когда эффект новизны при свободном припоминании , по-видимому, не был результатом кратковременного хранилища памяти. Испытуемым было представлено четыре периода учебного теста из 10 списков слов с постоянным отвлекающим заданием (20-секундный период обратного отсчета). В конце каждого списка участники должны были свободно припоминать как можно больше слов. После припоминания четвертого списка участников просили припомнить элементы из всех четырех списков. И начальное, и конечное припоминание показали эффект новизны. Эти результаты нарушили прогнозы модели кратковременной памяти, где не ожидалось никакого эффекта новизны. [11]
Коппенаал и Гланцер (1990) попытались объяснить эти явления как результат адаптации испытуемых к отвлекающей задаче, что позволило им сохранить по крайней мере некоторые возможности кратковременной памяти. В их эксперименте долгосрочный эффект новизны исчезал, когда отвлекающая задача после последнего элемента отличалась от отвлекающих задач, которые предшествовали и следовали за другими элементами (например, арифметическая отвлекающая задача и отвлекающая задача чтения слов). Тапар и Грин оспорили эту теорию. В одном из своих экспериментов участникам давали другую отвлекающую задачу после каждого изучаемого элемента. Согласно теории Коппенаала и Гланцера, никакого эффекта новизны не ожидалось, поскольку у испытуемых не было времени адаптироваться к отвлекающей задаче; тем не менее, такой эффект новизны сохранялся в эксперименте. [12]
Одно из предложенных объяснений новизны в условиях постоянного отвлекающего фактора и ее исчезновения в задаче с отвлекающим фактором только на конец — это влияние контекстных и отличительных процессов. [13] Согласно этой модели, новизна является результатом сходства контекста обработки конечных элементов с контекстом обработки других элементов и отличительного положения конечных элементов по сравнению с промежуточными элементами. В задаче с конечным отвлекающим фактором контекст обработки конечных элементов больше не похож на контекст обработки других элементов списка. В то же время подсказки для извлечения этих элементов больше не так эффективны, как без отвлекающего фактора. Поэтому новизна отступает или исчезает. Однако, когда задачи с отвлекающим фактором размещаются до и после каждого элемента, новизна возвращается, потому что все элементы списка имеют схожий контекст обработки. [13]
Различные исследователи предполагали, что стимулы кодируются в кратковременной памяти с помощью истощения трансмиттера. [14] [15] Согласно этой гипотезе, стимул активирует пространственный паттерн активности нейронов в области мозга. Когда эти нейроны активизируются, доступные нейротрансмиттеры истощаются. Этот паттерн истощения представляет собой информацию о стимуле и функционирует как след памяти. След памяти со временем затухает в результате механизмов обратного захвата нейротрансмиттеров, которые восстанавливают нейротрансмиттеры до прежнего уровня.
Связь между кратковременной памятью и рабочей памятью описывается различными теориями, но эти два понятия обычно считаются разными. Ни одна из них не хранит информацию долго, но кратковременная память — это простое хранилище, тогда как рабочая память позволяет ей манипулировать. [16] Кратковременная память является частью рабочей памяти, но это не одно и то же.
Рабочая память относится к структурам и процессам, используемым для временного хранения и обработки информации. Рабочая память была названа рабочим вниманием . Рабочая память и внимание вместе играют важную роль в мыслительном процессе. Кратковременная память в целом относится к кратковременному хранению информации и не охватывает манипулирование памятью или ее организацию. Таким образом, хотя компоненты кратковременной памяти появляются в моделях рабочей памяти, концепция кратковременной памяти отличается от других концепций.
В рамках влиятельной модели рабочей памяти Баддели 1986 года появляются два механизма кратковременного хранения: фонологическая петля и визуально-пространственный блокнот . Большая часть вышеупомянутых исследований касается фонологической петли, поскольку большая часть работы по кратковременной памяти использует вербальный материал. Однако с 1990-х годов исследования визуальной кратковременной памяти [17] и пространственной кратковременной памяти расширились. [18]
Ограниченная продолжительность кратковременной памяти (~18 секунд без повторения ) [19] предполагает, что ее содержимое спонтанно распадается с течением времени. [20] [ необходима цитата ] Предположение о распаде является частью многих теорий кратковременной памяти. Наиболее заметной из них является модель рабочей памяти Баддели . Предположение о распаде обычно сочетается с идеей быстрого скрытого повторения: чтобы удерживать информацию дольше, ее необходимо периодически повторять или репетировать, либо проговаривая ее вслух, либо мысленно моделируя. Другой тип повторения, который может улучшить кратковременную память, — это повторение, основанное на внимании. Информация мысленно ищется в определенной последовательности. [16] После того, как она вызвана, она повторно входит в кратковременную память и затем сохраняется в течение дальнейшего периода.
Нэрн и Левандоски и др. оспаривают, что спонтанный распад играет какую-либо существенную роль в кратковременном забывании, [21] [22] и доказательства не являются окончательными. [23]
Одна из альтернатив утверждает, что несколько элементов (таких как цифры , слова , или изображения, или логотипы) удерживаются в кратковременной памяти одновременно, их представления конкурируют друг с другом за отзыв, ухудшая друг друга. Таким образом, новый контент постепенно заменяет старый контент, если только старый контент не защищен активно. [24]
Независимо от причины(-ов) кратковременного забывания, консенсус утверждает, что оно ограничивает количество сохраняемой новой информации в краткосрочной перспективе. Этот предел называется конечной емкостью кратковременной памяти. Емкость кратковременной памяти часто называют объемом памяти , ссылаясь на распространенную процедуру измерения. В тесте на объем памяти экспериментатор представляет список элементов (например, цифр или слов) увеличивающейся длины. Объем памяти человека определяется как самая длинная длина списка, которую он или она может правильно вспомнить в заданном порядке за половину или более попыток.
В ранней и влиятельной статье « Магическое число семь, плюс или минус два » [25] Миллер предположил, что кратковременная память человека имеет прямой диапазон памяти приблизительно семь плюс или минус два элемента, и что это было хорошо известно в то время (очевидно, берущее начало от Вундта). Более поздние исследования показали, что это «магическое число семь» примерно точно для студентов колледжей, вспоминающих списки цифр, но объем памяти сильно различается в зависимости от популяции и материала. Например, способность вспоминать слова по порядку зависит от характеристик этих слов: меньше слов можно вспомнить, когда слова имеют большую продолжительность произнесения; это известно как эффект длины слова , [26] или когда их речевые звуки похожи друг на друга; это называется эффектом фонологического сходства . [27] Больше слов можно вспомнить, когда слова хорошо знакомы или часто встречаются в речи. [28] Производительность припоминания лучше, когда все слова взяты из одной семантической категории (например, игры), чем когда слова выбираются случайным образом. [29] Более поздняя оценка емкости кратковременной памяти показала, что емкость составляет около четырех частей или «кусков» информации. [30] Другие известные теории выступают против измерения емкости с точки зрения количества элементов. [31] [32] [33]
В визуальной области несколько исследований не сообщают о фиксированном пределе емкости с точки зрения общего количества элементов, которые могут быть сохранены. Вместо этого некоторые исследователи утверждали, что ограниченный ресурс может гибко распределяться между элементами, удерживаемыми в кратковременной памяти, при этом некоторым элементам (в фокусе внимания) выделяется больше ресурса и они вспоминаются с большей точностью. [31] [32] Во многих из этих экспериментов использовались задачи с отсроченным ответом, которые имеют непрерывное аналоговое пространство ответа, а не метод бинарного (правильного/неправильного) вспоминания, который часто используется в задачах по обнаружению изменений. Вместо того, чтобы просить людей сообщать, произошло ли изменение между памятью и зондовым массивом, задачи с отсроченным воспроизведением требуют, чтобы участники воспроизводили точное качество визуальной характеристики, например, ориентацию или цвет объекта. [34] [35] [36]
Репетиция — это процесс повторения информации, которая должна быть сохранена, якобы сохраняя ее в кратковременной памяти. Каждое повторение повторно вводит информацию в кратковременную память, таким образом сохраняя ее еще на 10–20 секунд (среднее время хранения для кратковременной памяти). [37]
Разделение на части — это метод, позволяющий памяти запоминать больше вещей. Разделение на части подразумевает организацию материала в значимые группы. Разделение на части может значительно повысить способность к запоминанию. Например, при запоминании телефонного номера разделение цифр на три группы (код города, префикс и добавочный номер). Этот метод запоминания телефонных номеров гораздо эффективнее, чем попытка запомнить строку из 10 цифр.
Практика и использование существующей информации в долговременной памяти могут привести к дополнительным улучшениям в разделении на части. В одной из сессий тестирования американский бегун по пересеченной местности смог вспомнить строку из 79 цифр, услышав их всего один раз, разделив их на группы размером с время бега. [38]
Заболевания, вызывающие нейродегенерацию, такие как болезнь Альцгеймера , могут повреждать как краткосрочную, так и долгосрочную память. [39] Повреждение определенных участков [ каких? ] мозга из-за этого заболевания вызывает сокращение коры головного мозга, что ухудшает способность думать и вспоминать. [40]
Кратковременная память зависит от диеты. Сообщалось, что большее потребление черники улучшает кратковременную память после постоянного использования, тогда как алкоголь снижает кратковременную память. [41]
Потеря памяти — естественный процесс старения. Исследования показали, что кратковременная память ухудшается с возрастом. Снижение, по-видимому, постоянное и непрерывное, начиная с двадцати лет.
В одном исследовании использовались данные из предыдущего исследования, в котором были собраны нормативные французские данные для трех задач кратковременной памяти (вербальной, визуальной и пространственной). Они обнаружили нарушения у участников в возрасте от 55 до 85 лет. [42]
Пожилой возраст также связан с ухудшением эпизодической памяти. Связанный с этим дефицит заключается в том, что различия в памяти распознавания отражают трудности в связывании компонентов эпизода памяти и связанных единиц. [43] В предыдущем исследовании использовались смешанные и блокированные тестовые схемы и сообщалось об ассоциативном дефиците у пожилых людей. [44]
Даже при отсутствии неврологических заболеваний и расстройств прогрессирующая и постепенная потеря некоторых интеллектуальных функций становится очевидной в более поздние годы. Несколько тестов оценивают психофизические характеристики пожилых людей, такие как тест функциональной досягаемости (FR) и краткий тест психического состояния (MMSE). FR является индексом способности поддерживать равновесие в вертикальном положении, в то время как тест MMSE является глобальным индексом когнитивных способностей. Эти тесты использовались Костареллой и др. [45] для оценки психофизических характеристик пожилых людей. Они обнаружили потерю физической работоспособности (FR, связанную с ростом), а также потерю когнитивных способностей (MMSE). [ необходима цитата ]
Искажение памяти при болезни Альцгеймера является расстройством, распространенным среди пожилых людей. В одном исследовании сравнивались пациенты с легкой и средней степенью болезни Альцгеймера с соответствующими по возрасту здоровыми взрослыми. [46] У пациентов с болезнью Альцгеймера наблюдалось более серьезное снижение кратковременной памяти. Зрительная кратковременная память также нарушается при спорадической, поздней, а также семейной болезни Альцгеймера, при оценке с использованием отсроченных задач на воспроизведение. [39] [47] [48] Эти исследования указывают на дефицит связывания визуальных признаков как важный компонент дефицита. Эпизодическая память и семантические способности ухудшаются на ранних стадиях болезни Альцгеймера. Поскольку когнитивная система включает взаимосвязанные и взаимно влияющие нейронные сети, одно исследование выдвинуло гипотезу, что стимуляция лексико-семантических способностей может принести пользу семантически структурированной эпизодической памяти. Они обнаружили, что лечение лексико-семантической стимуляцией может улучшить эпизодическую память. [49]
Афазии обычно возникают после инсульта в левом полушарии или при нейродегенеративных заболеваниях, таких как первичные прогрессирующие афазии . [50] Пациенты с левыми височно-теменными очаговыми поражениями могут страдать от дефицита вербальной кратковременной памяти, что также может быть признаком логопенической первичной прогрессирующей афазии . [51] [52] [53]
Многие пациенты с нарушениями речи жалуются на дефицит кратковременной памяти. Члены семьи подтверждают, что у пациентов возникают проблемы с припоминанием ранее известных имен и событий. Эти сигналы подтверждаются исследованиями, сообщающими, что многие афазики также испытывают трудности с задачами, требующими зрительной памяти. [54] Были сообщения о дефиците вербальной кратковременной памяти, когда он связан с кратковременной памятью, эти дефициты сложнее лечить, поскольку существует меньше измерений для вербальной кратковременной памяти. [55]
Основные симптомы пациентов с шизофренией связаны с когнитивными нарушениями. Одним из игнорируемых факторов, способствующих этим нарушениям, является понимание времени . [56] Шизофреники не способны осознать, сколько времени прошло. Они не способны осознать это, потому что у них нарушена обработка временной информации. Они не могут сказать, сколько сейчас времени, какой сейчас день недели, какой сейчас месяц или какой сейчас год. У некоторых людей возникает ощущение, что время либо ускоряется, либо замедляется. Это приводит к нестабильности в их жизни. Неспособность определить время или узнать, в каком они сейчас году, лишает их возможности вести стабильную жизнь. Шизофреники неспособны обнаруживать нарушения ритма и оценивать продолжительность времени. Это влияет на вербальные и психические способности. Им сложнее делать суждения между несколькими событиями, потому что для них все это связано как одно целое. [57]
Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) связано с измененной обработкой эмоционального материала с сильным смещением внимания в сторону информации, связанной с травмой. Это мешает когнитивной обработке. Помимо особенностей обработки травмы, с состоянием ПТСР связан ряд когнитивных нарушений, включая дефицит внимания и вербальной памяти. [58]
Было проведено несколько исследований, посвященных взаимосвязи между кратковременной памятью и интеллектом. В одном исследовании изучалось, имели ли люди с ПТСР эквивалентные уровни кратковременной невербальной памяти по тесту визуального удержания Бентона (BVRT) и имели ли они эквивалентные уровни интеллекта по стандартным прогрессивным матрицам Равена (RSPM) . Они обнаружили, что люди с ПТСР имели худшую кратковременную невербальную память по BVRT, несмотря на сопоставимые уровни интеллекта по RSPM, что привело к выводу о влиянии нарушений памяти на оценку интеллекта у испытуемых. [59]