В ментальной памяти хранение является одним из трех основных этапов наряду с кодированием и воспроизведением . Память – это процесс хранения и воспроизведения ранее полученной информации. Хранение — это процесс помещения вновь полученной информации в память, которая модифицируется в мозгу для облегчения хранения. Кодирование этой информации облегчает мозгу процесс ее извлечения, благодаря чему ее можно вызвать и применить к сознательному мышлению. Современная психология памяти различает два различных типа памяти: кратковременную память и долговременную память . За последнее столетие было предложено несколько моделей памяти, некоторые из них предполагают разные взаимоотношения между кратковременной и долговременной памятью, объясняющие разные способы хранения памяти.
Кратковременная память кодируется в слуховой, зрительной, пространственной и тактильной формах. Кратковременная память тесно связана с рабочей памятью . Баддели предположил, что информация, хранящаяся в кратковременной памяти, постоянно ухудшается, что в конечном итоге может привести к забыванию при отсутствии повторения. [1] Джордж А. Миллер предположил, что емкость кратковременной памяти составляет около семи элементов плюс-минус два, также известных как магическое число 7, [2] но было показано, что это число подвержено многочисленным изменениям. , включая размер, сходство и другие свойства фрагментов. [3] Объем памяти варьируется; для многосложных слов он ниже, чем для более коротких слов. В общем, объем памяти для словесного содержания, т.е. букв, слов и цифр, зависит от продолжительности времени, необходимого для произнесения этого содержания вслух, и от степени лексичности (относительно слов или словарного запаса языка, отличающегося от его грамматика и конструкция) содержания. Такие характеристики, как продолжительность произнесения каждого слова, известная как эффект длины слова, или сходство слов друг с другом, приводят к запоминанию меньшего количества слов.
Разбивка на части — это процесс группировки частей информации в «куски». [4] Это позволяет мозгу собирать больше информации в данный момент, сводя ее к более конкретным группам. [4] В процессах фрагментации внешняя среда связана с внутренними когнитивными процессами мозга. [4] Из-за ограниченной емкости рабочей памяти этот тип памяти необходим для правильного функционирования памяти. [4] Точное количество блоков, которые могут присутствовать в рабочей памяти, не определено, но колеблется от одного до трех блоков. [5] Воспоминание измеряется не количеством элементов, которые запоминаются, а частями, в которые они помещены. [6] Этот тип хранения в памяти обычно эффективен, поскольку было обнаружено, что при появлении первого элемента в блоке другие элементы могут быть немедленно вызваны. [7] Хотя ошибки могут возникать, они чаще возникают в начале фрагмента, чем в его середине. [6] Фрагменты можно вызывать с помощью долговременной или рабочей памяти. [8] Простые фрагменты информации можно вспомнить без необходимости использования долговременной памяти, например последовательность ABABAB, которая использует для запоминания рабочую память. [8] Более сложные последовательности, такие как номер телефона, придется разбивать на фрагменты, и для их вызова, возможно, придется пройти через долговременную память. [8] Интервал, используемый в телефонных номерах, является распространенным методом разбиения на части, поскольку группировка номеров позволяет запоминать цифры группами, а не по отдельности. [9]
Группирование было предложено Джорджем А. Миллером, который предположил, что этот способ организации и обработки информации позволяет более эффективно сохранять материал из окружающей среды. [4] Миллер разработал идею о том, что разбиение на фрагменты представляет собой набор похожих элементов, и когда этому фрагменту присваивается имя, это позволяет легче вызывать элементы в этом фрагменте. [9] Другие исследователи описали элементы в этих блоках как сильно связанные друг с другом, но не с другими элементами в других блоках. [7] Каждый фрагмент в своих выводах будет содержать только элементы, относящиеся к этой теме, и не будет связан с каким-либо другим фрагментом или элементами в этом фрагменте. [7] В меню ресторана будет отображаться этот тип отказа, поскольку в категории основных блюд не будет отображаться ничего из категории десертов, а в категории десертов не будет отображаться ничего из категории основных блюд. [9]
Психолог и мастер-шахматист Адриан де Гроот поддержал теорию разделения своего эксперимента на шахматные позиции и различные уровни знаний. [4] При представлении позиций фигур из партий шахматного турнира эксперты точнее запоминали позиции. [4] Однако, когда группам были даны случайные позиции для запоминания, Де Гроот обнаружил, что все группы плохо справились с заданием на запоминание, независимо от знаний участников в шахматах. [4] Дальнейшие исследования в области фрагментирования сильно повлияли на исследования развития памяти, экспертных знаний и немедленного вспоминания. [8] Исследования в области поведения и визуализации также показали, что фрагментирование можно применять к обучению привычкам, моторным навыкам, обработке речи и зрительному восприятию. [9]
Повторение — это процесс, при котором информация сохраняется в кратковременной памяти путем сознательного повторения слова, фразы или числа. Если информация имеет достаточное значение для человека или если она достаточно повторяется, она может быть закодирована в долговременную память. Существует два типа репетиций: поддерживающая репетиция и тщательно продуманная репетиция. Поддерживающая репетиция заключается в постоянном повторении слова или фразы из слов, которые необходимо запомнить. [ нужна цитата ] Запоминание номера телефона является одним из лучших примеров этого. Поддерживающая репетиция в основном используется для кратковременной способности вспомнить информацию. Тщательная репетиция предполагает сопоставление старой информации с новой. [ нужна цитата ]
В отличие от кратковременной памяти, долговременная память относится к способности удерживать информацию в течение длительного времени и, возможно, является наиболее сложным компонентом системы памяти человека. Модель памяти Аткинсона-Шиффрина ( Аткинсон, 1968) предполагает, что элементы, хранящиеся в кратковременной памяти, перемещаются в долговременную память в результате повторной практики и использования. Долгосрочное хранение может быть похоже на обучение — процесс, при котором информация, которая может понадобиться снова, сохраняется для последующего вызова по требованию. [10] Процесс поиска этой информации и возвращения ее в рабочую память называется поиском. Знания, которые легко вспомнить, являются явными знаниями, тогда как большая часть долговременной памяти представляет собой неявные знания и их нелегко восстановить. Ученые предполагают, что гиппокамп участвует в создании долговременной памяти. Неясно, где хранится долговременная память, хотя есть свидетельства того, что долговременная память хранится в различных частях нервной системы. [11] Долговременная память постоянна. Память можно вызвать, что, согласно модели поиска в памяти с двумя хранилищами, улучшает долговременную память. Забывание может произойти, когда воспоминание не удается вспомнить в дальнейшем.
Было предложено несколько моделей памяти для учета различных типов процессов запоминания, включая запоминание по сигналу, свободное запоминание и серийное запоминание. Однако, чтобы объяснить процесс вызова, модель памяти должна определить, как закодированное воспоминание может находиться в памяти в течение длительного периода, пока к памяти не будет снова осуществлен доступ во время процесса вызова; но не все модели используют терминологию кратковременной и долговременной памяти для объяснения хранения в памяти; теория двойного хранилища и модифицированная версия модели памяти Аткинсона-Шиффрина (Аткинсон, 1968) используют как краткосрочную, так и долговременную память, а другие - нет.
Модель распределенной памяти с несколькими трассами предполагает, что кодируемые воспоминания преобразуются в векторы значений, причем каждая скалярная величина вектора представляет собой отдельный атрибут элемента, подлежащего кодированию. Такое понятие было впервые предложено ранними теориями Гука (1969) и Симона (1923). Одна память распределяется по нескольким атрибутам или функциям, так что каждый атрибут представляет один аспект кодируемой памяти. Такой вектор значений затем добавляется в массив памяти или матрицу, состоящую из различных трасс или векторов памяти. Следовательно, каждый раз, когда кодируется новая память, такая память преобразуется в вектор или след, состоящий из скалярных величин , представляющих множество атрибутов, который затем добавляется к уже существующей и постоянно растущей матрице памяти, состоящей из множества следов. отсюда и название модели.
Как только следы памяти, соответствующие определенной памяти, сохраняются в матрице, для извлечения памяти для процесса восстановления необходимо указать матрице памяти определенный зонд, который будет использоваться для расчета сходства между тестовым вектором и векторами, хранящимися в матрице. матрица памяти. Поскольку матрица памяти постоянно растет с добавлением новых трасс, для расчета сходства придется выполнять параллельный поиск по всем трассам, присутствующим в матрице памяти, результат которого можно использовать для выполнения либо ассоциативного распознавания, либо вероятностного распознавания. правило выбора, используемое для вызова по подсказке.
Хотя утверждалось, что человеческая память, по-видимому, способна хранить огромное количество информации, причем некоторые считали ее бесконечной, наличие такой постоянно растущей матрицы в человеческой памяти кажется неправдоподобным. Кроме того, модель предполагает, что для выполнения процесса восстановления требуется параллельный поиск между каждой отдельной трассой, находящейся в постоянно растущей матрице, что также вызывает сомнения в том, могут ли такие вычисления быть выполнены за короткий промежуток времени. Однако подобные сомнения были опровергнуты открытиями Галлистела и Кинга [12] , которые представили доказательства огромных вычислительных способностей мозга, которые могут служить подтверждением такой параллельной поддержки.
У модели с несколькими следами было два ключевых ограничения: во-первых, идея о наличии постоянно растущей матрицы в человеческой памяти кажется неправдоподобной; и, во-вторых, компьютерный поиск сходства среди миллионов следов, которые будут присутствовать в матрице памяти, чтобы вычислить сходство звуков, выходящее далеко за рамки человеческого процесса припоминания. Модель нейронной сети в этом случае является идеальной моделью, поскольку она преодолевает ограничения, налагаемые моделью с несколькими трассировками, а также сохраняет полезные функции модели.
Модель нейронной сети предполагает, что нейроны в нейронной сети образуют сложную сеть с другими нейронами, образуя сильно взаимосвязанную сеть; каждый нейрон характеризуется значением активации, а связь между двумя нейронами характеризуется значением веса. Взаимодействие между каждым нейроном характеризуется динамическим правилом Мак-Каллоха-Питтса [13] , а изменение веса и связей между нейронами в результате обучения представлено правилом обучения Хебба . [14] [15]
Андерсон [16] показывает, что комбинация правила обучения Хебба и динамического правила МакКаллоха-Питтса позволяет сети генерировать весовую матрицу, которая может хранить ассоциации между различными шаблонами памяти – такая матрица является формой хранения памяти для модели нейронной сети. Основные различия между матрицей гипотезы множественных трасс и моделью нейронной сети заключаются в том, что, хотя новая память указывает на расширение существующей матрицы для гипотезы множественных трассировок, весовая матрица модели нейронной сети не расширяется; скорее, говорят, что вес обновляется с введением новой ассоциации между нейронами.
Используя матрицу весов и правило обучения/динамики, нейроны, которым присвоено одно значение, могут получить другое значение, которое в идеале является близким приближением к желаемому целевому вектору памяти.
Поскольку весовая матрица Андерсона между нейронами будет восстанавливать только аппроксимацию целевого элемента по сигналу, была найдена модифицированная версия модели, чтобы иметь возможность вызывать точное целевое воспоминание по сигналу. Сеть Хопфилда [17] в настоящее время является самой простой и популярной нейросетевой моделью ассоциативной памяти ; модель позволяет вызывать четкий целевой вектор при указании части или «шумной» версии вектора.
Весовая матрица сети Хопфилда, хранящая память, очень похожа на матрицу весов, предложенную Андерсоном. Опять же, когда вводится новая ассоциация, говорят, что весовая матрица «обновляется», чтобы приспособиться к введению новой памяти; он сохраняется до тех пор, пока матрица не будет заменена другим вектором.
Впервые разработанная Аткинсоном и Шиффрином (1968) и усовершенствованная другими, в том числе Рааджимейкерсом и Шиффрином, [18] модель поиска в памяти с двумя хранилищами, теперь называемая SAM или моделью поиска ассоциативной памяти, остается одной из самых влиятельных. вычислительные модели памяти. В своем механизме модель использует как кратковременную память, называемую кратковременным хранилищем (STS), так и долговременную память, называемую долговременным хранилищем (LTS) или эпизодическую матрицу.
Когда элемент впервые кодируется, он помещается в краткосрочное хранилище. Пока элемент остается в краткосрочном хранилище, векторные представления в долгосрочном хранилище проходят через множество ассоциаций. Элементы, введенные в краткосрочное хранилище, проходят три различных типа ассоциации: (автоассоциация) самоассоциация в долгосрочном хранилище, (гетероассоциация) ассоциация между элементами в долгосрочном хранилище и (контекстная ассоциация), которая ссылается на связи между элементом и его закодированным контекстом. Для каждого элемента в кратковременном хранилище, чем дольше элемент находится в кратковременном хранилище, тем сильнее будет его связь с самим собой с другими элементами, которые одновременно находятся в кратковременном хранилище, и с его закодированными данными. контекст.
Размер краткосрочного хранилища определяется параметром r. Когда предмет попадает в кратковременное хранилище, и если кратковременное хранилище уже занято максимальным количеством предметов, этот предмет, вероятно, выпадет из кратковременного хранилища. [19]
Поскольку предметы совместно находятся в краткосрочном хранилище, их ассоциации постоянно обновляются в матрице долгосрочного хранилища. Сила связи между двумя элементами памяти зависит от количества времени, которое два элемента памяти проводят вместе в кратковременном хранилище, что известно как эффект смежности. Два смежных элемента имеют большую ассоциативную силу и часто вызываются вместе из длительного хранения.
Более того, эффект первичности, эффект, наблюдаемый в парадигме запоминания из памяти, показывает, что первые несколько элементов в списке имеют больше шансов быть вызванными по сравнению с другими в STS, в то время как более старые элементы имеют больше шансов выпасть из STS. Элемент, которому удалось остаться в STS в течение длительного периода времени, сформировал бы более сильную автоассоциацию, гетероассоциацию и контекстную ассоциацию, чем другие, что в конечном итоге привело бы к большей ассоциативной силе и более высокой вероятности быть отозванным.
Эффект новизны экспериментов с запоминанием заключается в том, что последние несколько элементов в списке запоминаются исключительно хорошо по сравнению с другими элементами, и это можно объяснить кратковременным хранением. Когда изучение данного списка воспоминаний будет завершено, в конечном итоге в кратковременном хранилище, скорее всего, окажутся несколько последних элементов, которые были введены последними. Поскольку краткосрочный склад легко доступен, такие товары будут отозваны раньше, чем любой предмет, хранящийся в долгосрочном хранилище. Эта доступность воспоминаний также объясняет хрупкую природу эффекта новизны, который заключается в том, что самые простые отвлекающие факторы могут заставить человека забыть несколько последних пунктов в списке, поскольку у последних элементов не было бы достаточно времени, чтобы сформировать какую-либо значимую ассоциацию в течение длительного времени. -срочный магазин. Если информация выпадает из краткосрочного хранилища отвлекающими факторами, вероятность того, что последние элементы будут вызваны, как ожидается, будет ниже, чем даже те элементы, которые были недавними, в середине списка.
Модель SAM с двумя хранилищами также использует хранилище памяти, которое само по себе можно классифицировать как тип долговременного хранилища: семантическую матрицу. Долговременный запас в САМ представляет собой эпизодическую память, которая имеет дело только с новыми ассоциациями, образовавшимися при изучении экспериментального списка; Таким образом, ранее существовавшие ассоциации между элементами списка должны быть представлены в другой матрице, семантической матрице. Семантическая матрица остается еще одним источником информации, не модифицируемым эпизодическими ассоциациями, образующимися в ходе экзамена. [20]
Таким образом, в модели SAM используются два типа памяти: краткосрочная и долгосрочная. В процессе вызова сначала будут вызваны элементы, находящиеся в кратковременной памяти, а затем элементы, находящиеся в долговременной памяти, где вероятность вызова пропорциональна силе ассоциации, присутствующей в долговременной памяти. Другое хранилище памяти, семантическая матрица, используется для объяснения семантического эффекта, связанного с вызовом памяти.
{{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )