Модель рабочей памяти Бэддели — это модель человеческой памяти , предложенная Аланом Бэддели и Грэмом Хитчем в 1974 году в попытке представить более точную модель первичной памяти (часто называемой кратковременной памятью ). Рабочая память разделяет первичную память на несколько компонентов, а не рассматривает ее как единую унифицированную конструкцию. [1]
Бэддели и Хитч предложили свою трехчастную модель рабочей памяти в качестве альтернативы модели кратковременной памяти Аткинсона и Шиффрина «многохранилищной» модели памяти (1968). Позже Бэддели и другие коллеги расширили эту модель, добавив четвертый компонент, и она стала доминирующей точкой зрения в области рабочей памяти. Однако развиваются альтернативные модели, предлагающие другой взгляд на систему рабочей памяти.
Первоначальная модель Baddeley & Hitch состояла из трех основных компонентов: центрального исполнительного органа , который действует как контролирующая система и контролирует поток информации от и к подчиненным системам : фонологическая петля и зрительно-пространственный блокнот . Фонологическая петля хранит вербальный контент, тогда как зрительно-пространственный блокнот обслуживает зрительно-пространственные данные. Обе подчиненные системы функционируют только как центры краткосрочного хранения.
Аргумент Бэддели и Хитча в пользу различия двух предметно-ориентированных рабовладельческих систем в старой модели был основан на экспериментальных результатах с парадигмами двойной задачи . Выполнение двух одновременных задач, требующих использования двух отдельных областей восприятия (т.е. визуальной и вербальной задачи), почти так же эффективно, как выполнение задач по отдельности. Напротив, когда человек пытается одновременно выполнить две задачи, использующие одну и ту же область восприятия, производительность оказывается менее эффективной, чем при выполнении задач по отдельности. [2]
Четвертый компонент модели Бэддели был добавлен 25 лет спустя в дополнение к центральной исполнительной системе. Он был обозначен как эпизодический буфер . Считается системой ограниченной емкости, которая обеспечивает временное хранение информации путем объединения информации из вспомогательных систем и долговременной памяти в единое эпизодическое представление. [3]
Центральный исполнительный орган представляет собой гибкую систему, отвечающую за контроль и регулирование когнитивных процессов. Он направляет внимание и направляет информацию, заставляя рабочую и долговременную память работать вместе. Ее можно рассматривать как контролирующую систему, которая контролирует когнитивные процессы, следит за тем, чтобы краткосрочный запас активно работал, и вмешивается, когда они сбиваются с пути, и предотвращает отвлечение. [4]
Он имеет следующие функции:
Центральный исполнительный орган имеет две основные системы: зрительно-пространственный блокнот для визуальной информации и фонологическую петлю для вербальной информации. [5]
Используя парадигму двойной задачи, Баддели и Эрзес обнаружили, например, что у пациентов с деменцией Альцгеймера возникают проблемы при одновременном выполнении нескольких задач, даже если сложность отдельных задач адаптирована к их способностям. [6] Две задачи включают задачу памяти и задачу отслеживания. Отдельные действия выполняются хорошо, но по мере того, как болезнь Альцгеймера становится все более выраженной у пациента, выполнение двух и более действий становится все труднее. Это исследование показало ухудшение центральной исполнительной власти у людей с болезнью Альцгеймера. [7]
Недавние исследования исполнительных функций показывают, что «центральный» руководитель не так важен, как это предполагалось в модели Бэддели и Хитча. Скорее, похоже, что существуют отдельные исполнительные функции, которые могут в значительной степени различаться у разных людей независимо и могут избирательно нарушаться или сохраняться в результате повреждения головного мозга. [8]
Фонологическая петля (или артикуляционная петля ) в целом имеет дело со звуком или фонологической информацией. Он состоит из двух частей: кратковременного фонологического хранилища со следами слуховой памяти, которые подвержены быстрому затуханию, и артикуляционно-репетиционного компонента (иногда называемого артикуляционной петлей ), способного оживить следы памяти.
Предполагается, что любая слуховая вербальная информация автоматически поступает в фонологическое хранилище. Визуально представленный язык может быть преобразован в фонологический код путем молчаливой артикуляции и тем самым закодирован в фонологическом хранилище. Этой трансформации способствует процесс артикуляционного контроля. Фонологический запас действует как «внутреннее ухо», запоминая звуки речи в их временном порядке, в то время как артикуляционный процесс действует как «внутренний голос» и повторяет серии слов (или других речевых элементов) в цикле, чтобы предотвратить их затухание. . Фонологическая петля может играть ключевую роль в приобретении словарного запаса, особенно в раннем детстве. [9] Это также может быть жизненно важно для изучения второго языка.
Пять основных выводов подтверждают существование фонологической петли:
Накопление литературы за десятилетия оказало сильную поддержку теории фонологического STS. В исследовании 1971 года Стивен Мэдиган продемонстрировал, что больший эффект новизны наблюдается во время прямого последовательного вспоминания, когда людям предъявляют список слуховым способом, а не визуально. (Меньший эффект наблюдается при последовательном воспроизведении в обратном порядке.) [15] В его исследовании слуховое представление привело к лучшему запоминанию самых последних изученных предметов. Кэтрин Пенни подробно остановилась на этом открытии и заметила, что эффекты модальности можно обнаружить и в случае заданий на свободное запоминание. [16] В 1965 году Даллетт обнаружил, что наблюдаемый эффект модальности значительно снижается при добавлении «суффиксного» пункта в представленный список; этот суффикс является отвлекающим элементом, который нельзя отозвать. [17] Роберт Грин использовал это наблюдение в 1987 году, чтобы обнаружить, что этот эффект суффикса оказывает большее влияние на списки, выученные слуховым путем, а не визуально. [18] Кульминация всех этих результатов приводит к сильной поддержке теории о том, что существует краткосрочное хранилище, которое фонологически хранит недавно изученные элементы. Кроме того, Блум и Уоткинс обнаружили, что эффект суффикса значительно уменьшается, когда суффикс не интерпретируется как лингвистический звук, что согласуется с теорией фонологического краткосрочного хранения, поскольку на него в значительной степени не влияют нелингвистические отвлекающие факторы. [19]
Теория рабочей памяти Алана Бэддели имеет еще один аспект, благодаря которому память может храниться кратковременно. Визуально-пространственный блокнот — это хранилище, в котором хранится визуальная информация для манипуляций. [20] Зрительно-пространственный блокнот считается хранилищем рабочей памяти, поскольку он не вмешивается в кратковременные процессы фонологического цикла. В ходе исследований было обнаружено, что зрительно-пространственный блокнот может работать одновременно с фонологическим контуром, обрабатывая как слуховые, так и зрительные стимулы, при этом ни один из процессов не влияет на эффективность другого. [21] Баддели переопределил теорию кратковременной памяти как рабочей памяти, чтобы объяснить этот феномен. В исходной теории кратковременной памяти подразумевается, что у человека есть только один хранилище немедленной обработки информации, которое может содержать в общей сложности только 7 элементов плюс-минус два объекта, которые могут быть сохранены за очень короткий период времени, иногда дело секунд. Тест на диапазон цифр — прекрасный пример измерения классически определяемой кратковременной памяти. По сути, если человек не может закодировать семь плюс-минус два элемента в течение нескольких минут, найдя существующую ассоциацию для передачи информации в долговременную память, то информация теряется и никогда не кодируется. [22]
Однако зрительно-пространственная кратковременная память может сохранять визуальную и/или пространственную информацию в течение коротких периодов времени. [22] Когда эта память используется, люди могут на мгновение создать и вернуться к мысленному образу, которым можно манипулировать в сложных или трудных задачах пространственной ориентации. Есть люди, у которых есть различия в областях мозга, которые позволяют этому происходить из-за разных типов повреждений головного мозга. [21] Здесь также может возникнуть недоразумение в различиях между преходящими воспоминаниями, такими как зрительная сенсорная память. Преходящая память — это всего лишь мимолетный тип сенсорной памяти; следовательно, поскольку зрительная сенсорная память является разновидностью сенсорной памяти, существует хранилище информации, но оно длится всего секунду или около того. Общим эффектом зрительно-сенсорной памяти является то, что люди могут помнить, что видели вещи, которых на самом деле не было, или не помнить определенные вещи, которые находились в поле их зрения. Воспоминание кратковременно, и если к нему не обратить внимание в течение нескольких секунд, оно исчезает. [20]
В мозге есть два разных пути, которые контролируют разные функции так называемого зрительно-пространственного блокнота. Альбом состоит из пространственной кратковременной памяти и объектной памяти. Пространственная кратковременная память позволяет человеку учиться и, таким образом, запоминать, «где» он находится в сравнении с другими объектами. Объектная память зрительно-пространственного блокнота необходима для изучения и запоминания того, «что» представляет собой объект. [22] Различия между этими двумя разными зрительными способностями во многом обусловлены разными путями реализации каждой из способностей в мозге. Зрительный путь в мозге, который определяет пространственное представление человека в окружающей его среде и внутри нее, — это дорсальный поток . Зрительный путь, определяющий форму, размер, цвет и другие определяющие характеристики объектов, называется вентральным потоком . [21] Каждый из этих двух потоков работает независимо друг от друга, так что зрительная система может обрабатывать один без другого (как, например, при повреждении головного мозга) или оба одновременно. Два потока не зависят друг от друга, поэтому, если один функционирует манипулятивно, другой все равно может передавать свою информацию.
Логи предположил, что зрительно-пространственный блокнот можно разделить на два компонента:
Три основных вывода свидетельствуют о различии между зрительной и пространственной частями зрительно-пространственного блокнота:
В 2000 году Бэддели добавил в модель четвертый компонент — эпизодический буфер. Этот компонент представляет собой пассивную систему с ограниченной емкостью, [27] предназначенную для связывания информации между доменами для формирования интегрированных единиц визуальной, пространственной и вербальной информации с временной последовательностью (или эпизодическим хронологическим упорядочением [27] ), например, память об истории. или сцена из фильма. Предполагается также, что эпизодический буфер связан с долговременной памятью и семантическим значением. [3]
Эпизодический буфер «действует как буферное хранилище не только между компонентами рабочей памяти, но также связывает рабочую память с восприятием и долговременной памятью». [27] Баддели предполагает, что «извлечение из буфера произошло посредством сознательного осознания». [27] Это позволяет людям использовать интегрированные единицы информации, которые у них уже есть, для представления новых концепций. Поскольку это, вероятно, «процесс, требующий внимания… буфер будет сильно зависеть от центрального исполнительного органа». [27]
Основной мотивацией введения этого компонента послужило наблюдение, что некоторые (в частности, высокоинтеллектуальные) пациенты с амнезией , предположительно не обладающие способностью кодировать новую информацию в долговременной памяти, тем не менее обладают хорошей кратковременной памятью историй, вспоминая многое. больше информации, чем может храниться в фонологическом контуре. [28] «Появляется эпизодический буфер... способный хранить связанные функции и делать их доступными для сознательного восприятия, но сам по себе не несет ответственности за процесс связывания». [29]
Предполагается, что «сознательный доступ к фонологической петле или блокноту может осуществляться через буфер». [30] Это основано на предположении, что и зрительно-пространственный блокнот, и фонологическая петля действуют как второстепенные буферы, объединяя информацию в пределах своей сенсорной области. Эпизодический буфер также может взаимодействовать с запахом и вкусом. [30]
Существует много свидетельств существования кратковременного буфера памяти в отличие от долгосрочного хранилища. Фонологическая петля, по-видимому, связана с активацией левого полушария, точнее височной доли. Визуально-пространственный блокнот активирует различные области в зависимости от сложности задачи; менее интенсивные задачи, по-видимому, активируются в затылочной доле, тогда как более сложные задачи возникают в теменной доле. Центральный исполнительный орган до сих пор остается загадкой, хотя, похоже, он более или менее расположен в лобных долях мозга. Эпизодический буфер, по-видимому, находится в обоих полушариях (двусторонний) с активацией как в лобных, так и височных долях и даже в левой части гиппокампа. [31] С точки зрения генетики, ген ROBO1 связан с целостностью или длиной фонологического буфера. [32] [33]
Сильной стороной модели Бэддели является ее способность интегрировать большое количество результатов работы над кратковременной и рабочей памятью. Кроме того, механизмы рабских систем, особенно фонологическая петля, вдохновили множество исследований в области экспериментальной психологии, нейропсихологии и когнитивной нейробиологии.
Однако была высказана критика, например, в отношении компонента фонологической петли, поскольку некоторые детали результатов нелегко объяснить исходной моделью Бэддели и Хитча, включая разногласия относительно правила 7 ± 2 . [34] [35]
Эпизодический буфер рассматривается как полезное дополнение к модели рабочей памяти, но он не исследовался подробно, и его функции остаются неясными. [36]