Память обладает способностью кодировать , хранить и вызывать информацию. Воспоминания дают организму возможность учиться и адаптироваться на основе предыдущего опыта, а также строить отношения. Кодирование позволяет преобразовать воспринимаемый предмет использования или интереса в конструкцию, которая может храниться в мозге и вызываться позже из долговременной памяти . [1] Рабочая память хранит информацию для немедленного использования или манипуляции, чему способствует привязка к ранее заархивированным элементам, уже присутствующим в долговременной памяти человека. [1]
Кодирование все еще относительно новое и неизученное явление, но истоки кодирования восходят к таким старым философам, как Аристотель и Платон . Важной фигурой в истории кодирования является Герман Эббингауз (1850–1909). Эббингауз был пионером в области исследования памяти. Используя себя в качестве объекта исследования, он изучал, как мы усваиваем и забываем информацию, повторяя список бессмысленных слогов в ритме метронома, пока они не закрепятся в его памяти. [2] Эти эксперименты привели его к идее кривой обучения . [2] Он использовал эти относительно бессмысленные слова, чтобы предыдущие ассоциации между значимыми словами не влияли на обучение. Он обнаружил, что списки, которые позволяли создавать ассоциации и делать очевидным семантическое значение, было легче вспомнить. Результаты Эббингауза проложили путь экспериментальной психологии памяти и других психических процессов.
В 1900-х годах был достигнут дальнейший прогресс в исследовании памяти. Иван Павлов начал исследования, относящиеся к классическому обусловливанию . Его исследования продемонстрировали способность создавать семантические отношения между двумя не связанными между собой элементами. В 1932 году Фредерик Бартлетт предложил идею ментальных схем . Эта модель предполагала, что то, будет ли закодирована новая информация, зависит от ее согласованности с предыдущими знаниями (ментальными схемами). [3] Эта модель также предполагала, что информация, отсутствовавшая во время кодирования, будет добавлена в память, если она основана на схематическом знании мира. [3] Таким образом, было обнаружено, что на кодирование влияют предыдущие знания. С развитием теории гештальта пришло понимание того, что память о закодированной информации часто воспринимается как отличная от стимулов, которые ее вызвали. На нее также влиял контекст, в который были встроены стимулы.
С развитием технологий возникла область нейропсихологии, а вместе с ней и биологическая основа для теорий кодирования. В 1949 году Дональд Хебб рассмотрел нейробиологический аспект кодирования и заявил, что «нейроны, которые активируются вместе, связываются вместе», подразумевая, что кодирование происходит, когда связи между нейронами устанавливаются посредством многократного использования. В 1950-х и 60-х годах произошел сдвиг в подходе к обработке информации в памяти, основанном на изобретении компьютеров, за которым последовало первоначальное предположение, что кодирование — это процесс, посредством которого информация вводится в память. В 1956 году Джордж Армитидж Миллер написал свою статью о том, как кратковременная память ограничена семью элементами, плюс-минус два, под названием «Магическое число семь, плюс-минус два » . Это число было добавлено, когда исследования, проведенные по фрагментации, показали, что семь, плюс-минус два, также могут относиться к семи «пакетам информации». В 1974 году Алан Бэддели и Грэм Хитч предложили свою модель рабочей памяти , которая состоит из центрального исполнительного, визуально-пространственного блокнота и фонологической петли как метода кодирования. В 2000 году Бэддели добавил эпизодический буфер. [4] Одновременно Эндель Тулвинг (1983) предложил идею специфичности кодирования, в которой контекст снова был отмечен как влияние на кодирование.
Существует два основных подхода к кодированию информации: физиологический подход и ментальный подход. Физиологический подход рассматривает, как стимул представлен нейронами, активирующимися в мозге, в то время как ментальный подход рассматривает, как стимул представлен в сознании. [5]
Существует много типов ментального кодирования, которые используются, такие как визуальное, пояснительное, организационное, акустическое и семантическое. Однако это не полный список
Визуальное кодирование — это процесс преобразования изображений и визуальной сенсорной информации в память, хранящуюся в мозге. Это означает, что люди могут преобразовывать новую информацию, которую они сохранили, в ментальные картинки (Harrison, C., Semin, A., (2009). Psychology. New York стр. 222) Визуальная сенсорная информация временно хранится в нашей иконической памяти [4] и рабочей памяти, прежде чем будет закодирована в постоянное долговременное хранилище. [6] [7] Модель рабочей памяти Баддели предполагает, что визуальная информация хранится в визуально-пространственном блокноте. [4] Визуально-пространственный блокнот соединен с центральным исполнительным органом, который является ключевой областью рабочей памяти. Миндалевидное тело — это еще одна сложная структура, которая играет важную роль в визуальном кодировании. Оно принимает визуальный ввод в дополнение к вводу из других систем и кодирует положительные или отрицательные значения условных стимулов. [8]
Уточняющее кодирование — это процесс активного связывания новой информации со знаниями, которые уже есть в памяти. Воспоминания представляют собой комбинацию старой и новой информации, поэтому природа любого конкретного воспоминания зависит как от старой информации, уже имеющейся в нашей памяти, так и от новой информации, поступающей через наши органы чувств. [9] Другими словами, то, как мы помним что-то, зависит от того, как мы думаем об этом в тот момент. Многие исследования показали, что долгосрочное сохранение значительно улучшается при уточняющем кодировании. [10]
Семантическое кодирование — это обработка и кодирование сенсорного ввода, имеющего особое значение или применимого к контексту. Различные стратегии могут применяться, например, фрагментация и мнемоника, чтобы помочь в кодировании, а в некоторых случаях — обеспечить глубокую обработку и оптимизировать извлечение.
Слова, изученные в условиях семантического или глубокого кодирования, лучше вспоминаются по сравнению с легкими и сложными группировками несемантических или поверхностных условий кодирования, при этом время ответа является решающей переменной. [11] Зоны Бродмана 45, 46 и 47 (левая нижняя префронтальная кора или LIPC) показали значительно большую активацию во время условий семантического кодирования по сравнению с условиями несемантического кодирования независимо от сложности представленной задачи несемантического кодирования. Та же самая область, показывающая повышенную активацию во время начального семантического кодирования, также будет демонстрировать снижение активации при повторном семантическом кодировании тех же слов. Это говорит о том, что снижение активации при повторении является процессно-специфическим, происходящим, когда слова подвергаются семантической повторной обработке, но не когда они подвергаются несемантической повторной обработке. [11] Исследования повреждений и нейровизуализации показывают, что орбитофронтальная кора отвечает за начальное кодирование и что активность в левой боковой префронтальной коре коррелирует с семантической организацией закодированной информации. [12]
Акустическое кодирование — это кодирование слуховых импульсов. По словам Баддели, обработке слуховой информации способствует концепция фонологической петли, которая позволяет субвокально репетировать входные данные в нашей эхоической памяти для облегчения запоминания. [4] Когда мы слышим какое-либо слово, мы делаем это, слушая отдельные звуки, по одному за раз. Следовательно, память о начале нового слова хранится в нашей эхоической памяти до тех пор, пока весь звук не будет воспринят и распознан как слово. [13] Исследования показывают, что лексические, семантические и фонологические факторы взаимодействуют в вербальной рабочей памяти. Эффект фонологического сходства (PSE) модифицируется конкретностью слова. Это подчеркивает, что производительность вербальной рабочей памяти не может быть отнесена исключительно к фонологическому или акустическому представлению, но также включает взаимодействие лингвистического представления. [14] Остается выяснить, выражается ли лингвистическое представление во время припоминания или же используемые репрезентативные методы (такие как записи, видео, символы и т. д.) играют более фундаментальную роль в кодировании и сохранении информации в памяти. [14] Мозг в первую очередь полагается на акустическое (фонологическое) кодирование для использования в краткосрочном хранении и в первую очередь на семантическое кодирование для использования в долгосрочном хранении. [15] [16]
Тактильное кодирование — это обработка и кодирование того, как что-то ощущается, обычно через прикосновение. Нейроны в первичной соматосенсорной коре (S1) реагируют на вибротактильные стимулы, активируясь синхронно с каждой серией вибраций. [17] Запахи и вкусы также могут приводить к кодированию.
Организационное кодирование — это процесс классификации информации, позволяющий устанавливать ассоциации между последовательностями терминов.
Кодирование — это биологическое событие, которое начинается с восприятия . Все воспринятые и яркие ощущения перемещаются в таламус мозга, где все эти ощущения объединяются в один опыт. [18] Гиппокамп отвечает за анализ этих входов и, в конечном итоге, за принятие решения о том, будут ли они сохранены в долговременной памяти; эти различные потоки информации хранятся в различных частях мозга. Однако точный способ, которым эти части идентифицируются и вызываются позже, остается неизвестным. [18]
Кодирование достигается с помощью комбинации химических веществ и электричества. Нейротрансмиттеры высвобождаются, когда электрический импульс пересекает синапс, который служит связью от нервных клеток к другим клеткам. Дендриты получают эти импульсы своими перистыми расширениями. Явление, называемое долговременной потенциацией, позволяет синапсу увеличивать силу с увеличением количества передаваемых сигналов между двумя нейронами. Для этого в игру должен вступить рецептор NMDA , который влияет на поток информации между нейронами, контролируя инициацию долговременной потенциации в большинстве путей гиппокампа. Для активации этих рецепторов NMDA должны быть выполнены два условия. Во-первых, глутамат должен быть высвобожден и связан с участком рецептора NMDA на постсинаптических нейронах. Во-вторых, возбуждение должно происходить в постсинаптических нейронах. [19] Эти клетки также организуются в группы, специализирующиеся на различных видах обработки информации. Таким образом, с новым опытом мозг создает больше связей и может «перемонтировать». Мозг организует и реорганизует себя в ответ на чей-то опыт, создавая новые воспоминания, вызванные опытом, образованием или обучением. [18] Таким образом, использование мозга отражает то, как он организован. [18] Эта способность к реорганизации особенно важна, если когда-либо часть мозга будет повреждена. Ученые не уверены в том, отфильтровываются ли стимулы того, что мы не помним, на сенсорной фазе или они отфильтровываются после того, как мозг исследует их значимость. [18]
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) демонстрирует последовательную функциональную анатомическую схему активации гиппокампа во время эпизодического кодирования и извлечения. Было показано, что активация в области гиппокампа, связанная с кодированием эпизодической памяти, происходит в ростральной части области, тогда как активация, связанная с извлечением эпизодической памяти, происходит в каудальных частях. [20] Это называется моделью кодирования и извлечения памяти гиппокампа или моделью HIPER.
В одном исследовании ПЭТ использовалась для измерения мозгового кровотока во время кодирования и распознавания лиц как у молодых, так и у пожилых участников. У молодых людей наблюдался повышенный мозговой кровоток в правом гиппокампе и левой префронтальной и височной коре во время кодирования, а также в правой префронтальной и теменной коре во время распознавания. [21] У пожилых людей не наблюдалось значительной активации в областях, активированных у молодых людей во время кодирования, однако они демонстрировали правую префронтальную активацию во время распознавания. [21] Таким образом, можно сделать вывод, что по мере того, как мы стареем, ухудшение памяти может быть следствием неспособности адекватно кодировать стимулы, что демонстрируется отсутствием активации коры и гиппокампа во время процесса кодирования. [21]
Недавние результаты исследований, посвященных пациентам с посттравматическим стрессовым расстройством, демонстрируют, что аминокислотные трансмиттеры, глутамат и ГАМК, тесно связаны с процессом регистрации фактической памяти, и предполагают, что аминовые нейротрансмиттеры, норадреналин-адреналин и серотонин, участвуют в кодировании эмоциональной памяти. [22]
Процесс кодирования еще не до конца изучен, однако ключевые достижения пролили свет на природу этих механизмов. Кодирование начинается с любой новой ситуации, поскольку мозг будет взаимодействовать и делать выводы из результатов этого взаимодействия. Известно, что этот опыт обучения запускает каскад молекулярных событий, приводящих к формированию воспоминаний. [23] Эти изменения включают модификацию нейронных синапсов, модификацию белков , создание новых синапсов , активацию экспрессии генов и синтез нового белка . Одно исследование показало, что высокие уровни ацетилхолина в центральной нервной системе во время бодрствования способствуют новому кодированию памяти, в то время как низкие уровни ацетилхолина во время медленного сна способствуют консолидации воспоминаний. [24] Однако кодирование может происходить на разных уровнях. Первым шагом является формирование кратковременной памяти , за которым следует преобразование в долговременную память , а затем процесс консолидации долговременной памяти. [25]
Синаптическая пластичность — это способность мозга усиливать , ослаблять, разрушать и создавать нейронные синапсы, которая является основой для обучения. Эти молекулярные различия будут определять и указывать на прочность каждой нейронной связи. Эффект опыта обучения зависит от содержания такого опыта. Реакции, которые являются благоприятными, будут усилены, а те, которые считаются неблагоприятными, будут ослаблены. Это показывает, что происходящие синаптические модификации могут работать в любом направлении, чтобы иметь возможность вносить изменения с течением времени в зависимости от текущей ситуации организма. В краткосрочной перспективе синаптические изменения могут включать усиление или ослабление связи путем модификации уже существующих белков, что приводит к изменению прочности синаптической связи. В долгосрочной перспективе могут образовываться совершенно новые связи или может быть увеличено или уменьшено количество синапсов в связи. [25]
Значительным краткосрочным биохимическим изменением является ковалентная модификация уже существующих белков с целью модификации синаптических связей, которые уже активны. Это позволяет передавать данные в краткосрочной перспективе, не консолидируя ничего для постоянного хранения. Отсюда воспоминание или ассоциация могут быть выбраны для того, чтобы стать долгосрочным воспоминанием или забыться, поскольку синаптические связи в конечном итоге ослабевают. Переход от краткосрочной к долгосрочной памяти одинаков как для неявной, так и для явной памяти . Этот процесс регулируется рядом ингибирующих ограничений, в первую очередь балансом между фосфорилированием и дефосфорилированием белков . [25] Наконец, происходят долгосрочные изменения, которые позволяют консолидировать целевую память. Эти изменения включают новый синтез белка, образование новых синаптических связей и, наконец, активацию экспрессии генов в соответствии с новой нейронной конфигурацией. [26] Было обнаружено, что процесс кодирования частично опосредован серотонинергическими интернейронами, особенно в отношении сенсибилизации, поскольку блокирование этих интернейронов полностью предотвращает сенсибилизацию. Однако окончательные последствия этих открытий еще предстоит определить. Кроме того, известно, что процесс обучения привлекает множество модуляторных трансмиттеров для создания и консолидации воспоминаний. Эти трансмиттеры заставляют ядро инициировать процессы, необходимые для роста нейронов и долговременной памяти, маркируют определенные синапсы для захвата долговременных процессов, регулируют локальный синтез белка и даже, по-видимому, опосредуют процессы внимания, необходимые для формирования и вызова воспоминаний.
Человеческая память, включая процесс кодирования, как известно, является наследуемым признаком , который контролируется более чем одним геном. Фактически, исследования близнецов показывают, что генетические различия ответственны за 50% дисперсии, наблюдаемой в задачах памяти. [23] Белки, идентифицированные в исследованиях животных, были напрямую связаны с молекулярным каскадом реакций, ведущих к формированию памяти, и значительное количество этих белков кодируется генами, которые также экспрессируются у людей. Фактически, вариации внутри этих генов, по-видимому, связаны с объемом памяти и были выявлены в недавних генетических исследованиях человека. [23]
Идея о том, что мозг разделен на две взаимодополняющие сети обработки ( задача-положительная и задача-отрицательная ), в последнее время стала областью растущего интереса. [ неопределенно ] Сеть задачи-положительная имеет дело с внешне ориентированной обработкой, тогда как сеть задачи-отрицательная имеет дело с внутренне ориентированной обработкой. Исследования показывают, что эти сети не являются исключительными, и некоторые задачи пересекаются в своей активации. Исследование, проведенное в 2009 году, показывает, что успешность кодирования и активность обнаружения новизны в сети задачи-положительная имеют значительное перекрытие, и, таким образом, был сделан вывод, что они отражают общую ассоциацию внешне ориентированной обработки. [27] Оно также демонстрирует, как неудача кодирования и успешность извлечения имеют значительное перекрытие в сети задачи-отрицательная, что указывает на общую ассоциацию внутренне ориентированной обработки. [27] Наконец, низкий уровень перекрытия между успешностью кодирования и активностью успешного извлечения и между неудачей кодирования и активностью обнаружения новизны соответственно указывает на противоположные режимы обработки. [27] В целом сети задачи-положительная и задачи-отрицательная могут иметь общие ассоциации во время выполнения различных задач.
Различные уровни обработки влияют на то, насколько хорошо запоминается информация. Эта идея была впервые выдвинута Крейком и Локхартом (1972). Они утверждали, что уровень обработки информации зависит от глубины, на которой обрабатывается информация; в основном, поверхностная обработка и глубокая обработка. По мнению Крейка и Локхарта, кодирование сенсорной информации можно считать поверхностной обработкой, поскольку она в высокой степени автоматична и требует очень мало внимания. Более глубокий уровень обработки требует большего внимания к стимулу и задействует больше когнитивных систем для кодирования информации. Исключением из глубокой обработки является случай, когда человек часто подвергался воздействию стимула, и он стал обычным в жизни человека, например, имя человека. [28] Эти уровни обработки можно проиллюстрировать с помощью поддержания и тщательного повторения.
Поддерживающая репетиция — это поверхностная форма обработки информации, которая включает в себя сосредоточение на объекте без размышлений о его значении или его связи с другими объектами. Например, повторение ряда чисел — это форма поддерживающей репетиции. Напротив, уточнительная или реляционная репетиция — это процесс, в котором вы связываете новый материал с информацией, уже хранящейся в долговременной памяти. Это глубокая форма обработки информации, которая включает в себя размышления о значении объекта, а также установление связей между объектом, прошлым опытом и другими объектами фокусировки. Используя пример чисел, можно связать их с датами, которые имеют личное значение, такими как дни рождения ваших родителей (прошлый опыт), или, возможно, вы можете увидеть закономерность в числах, которая поможет вам их запомнить. [29]
Из-за более глубокого уровня обработки, который происходит при уточнении, он более эффективен, чем поддерживающее повторение, в создании новых воспоминаний. [29] Это было продемонстрировано на примере незнания людьми деталей повседневных предметов. Например, в одном исследовании, где американцев спрашивали об ориентации лица на пенни их страны, немногие вспомнили это с какой-либо степенью уверенности. Несмотря на то, что это деталь, которую часто видят, она не запоминается, поскольку в этом нет необходимости, потому что цвет отличает пенни от других монет. [30] Неэффективность поддерживающего повторения, просто многократного предъявления предмета, в создании воспоминаний также была обнаружена на примере незнания людьми расположения цифр 0-9 на калькуляторах и телефонах. [31]
Было показано, что поддерживающее повторение играет важную роль в обучении, но его эффекты можно продемонстрировать только с помощью косвенных методов , таких как задачи на лексическое решение [32] и завершение основы слова [33] , которые используются для оценки неявного обучения. Однако в целом предыдущее обучение с помощью поддерживающего повторения не очевидно, когда память проверяется напрямую или явно с помощью вопросов типа «Это то слово, которое вам показывали ранее?»
Исследования показали, что намерение учиться не оказывает прямого влияния на кодирование памяти. Вместо этого кодирование памяти зависит от того, насколько глубоко закодирован каждый элемент, на что может влиять намерение учиться, но не исключительно. То есть намерение учиться может привести к более эффективным стратегиям обучения и, следовательно, лучшему кодированию памяти, но если вы изучаете что-то случайно (т. е. без намерения учиться), но все равно эффективно обрабатываете и изучаете информацию, она будет закодирована так же хорошо, как и что-то, изученное намеренно. [34]
Эффекты углубленного повторения или глубокой обработки можно объяснить количеством связей, созданных во время кодирования, которые увеличивают количество путей, доступных для извлечения. [35]
Организация является ключом к кодированию памяти. Исследователи обнаружили, что наш разум естественным образом организует информацию, если полученная информация не организована. [36] Один из естественных способов организации информации — это иерархии. [36] Например, группировка млекопитающих, рептилий и амфибий представляет собой иерархию животного мира. [36]
Глубина обработки также связана с организацией информации. Например, связи, которые устанавливаются между запоминаемым элементом, другими запоминаемыми элементами, предыдущим опытом и контекстом, генерируют пути извлечения для запоминаемого элемента и могут действовать как подсказки для извлечения. Эти связи создают организацию запоминаемого элемента, делая его более запоминаемым. [37]
Другой метод, используемый для улучшения кодирования, — это ассоциирование изображений со словами. Гордон Бауэр и Дэвид Винзенц (1970) продемонстрировали использование образов и кодирования в своих исследованиях при использовании парно-ассоциативного обучения. Исследователи дали участникам список из 15 пар слов, показывая каждому участнику пару слов в течение 5 секунд для каждой пары. Одной группе было сказано создать мысленный образ двух слов в каждой паре, в которой два элемента взаимодействовали. Другой группе было сказано использовать поддерживающее повторение, чтобы запомнить информацию. Когда участников позже протестировали и попросили вспомнить второе слово в каждой паре слов, исследователи обнаружили, что те, кто создал визуальные образы взаимодействующих элементов, вспомнили в два раза больше пар слов, чем те, кто использовал поддерживающее повторение. [38]
При запоминании простого материала, такого как списки слов, мнемоника может быть лучшей стратегией, в то время как «материал, уже находящийся в долговременном хранилище, [останется] нетронутым». [39] Мнемонические стратегии являются примером того, как поиск организации внутри набора элементов помогает запоминать эти элементы. При отсутствии какой-либо очевидной организации внутри группы организация может быть навязана с теми же результатами улучшения памяти. Примером мнемонической стратегии, которая навязывает организацию, является система «слов-привязок» , которая связывает элементы, которые нужно запомнить, со списком легко запоминаемых элементов. Другим примером широко используемого мнемонического приема является первая буква каждой системы слов или аббревиатур . При изучении цветов радуги большинство студентов изучают первую букву каждого цвета и навязывают свое собственное значение, связывая ее с именем, например, Roy. G. Biv, что означает красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго, фиолетовый. Таким образом, мнемонические приемы не только помогают кодировать определенные элементы, но и их последовательность. Для более сложных концепций понимание является ключом к запоминанию. В исследовании, проведенном Уайзманом и Нейссером в 1974 году, они показали участникам изображение (на изображении был далматинец в стиле пуантилизма, что затрудняло восприятие изображения). [40] Они обнаружили, что запоминание изображения было лучше, если участники понимали, что на нем изображено.
Разделение на фрагменты — это стратегия памяти, используемая для максимизации объема информации, хранящейся в кратковременной памяти, чтобы объединить ее в небольшие значимые разделы. Организуя объекты в значимые разделы, эти разделы затем запоминаются как единое целое, а не как отдельные объекты. По мере того, как анализируются более крупные разделы и устанавливаются связи, информация сплетается в значимые ассоциации и объединяется в меньшее количество, но более крупных и значимых фрагментов информации. Благодаря этому увеличивается способность удерживать больше информации в кратковременной памяти. [41] Если говорить точнее, использование разделения на фрагменты увеличит припоминание с 5-8 элементов до 20 элементов и более, поскольку между этими элементами устанавливаются ассоциации. [41]
Слова являются примером фрагментации, когда вместо того, чтобы просто воспринимать буквы, мы воспринимаем и запоминаем их значимые целые: слова. Использование фрагментации увеличивает количество элементов, которые мы можем запомнить, создавая значимые «пакеты», в которых множество связанных элементов хранятся как один. Использование фрагментации также наблюдается в числах. Одной из наиболее распространенных форм фрагментации, встречающейся ежедневно, является фрагментация телефонных номеров. Как правило, телефонные номера делятся на части. Примером этого может служить 909 200 5890, в котором числа группируются вместе, чтобы составить одно целое. Группировка чисел таким образом позволяет вспоминать их с большей легкостью из-за их понятного знакомства. [42]
Для оптимального кодирования связи формируются не только между самими элементами и прошлым опытом, но и между внутренним состоянием или настроением кодировщика и ситуацией, в которой он находится. Связи, которые формируются между внутренним состоянием кодировщика или ситуацией и элементами, которые нужно запомнить, зависят от состояния. В исследовании 1975 года Годдена и Баддели были показаны эффекты обучения, зависящего от состояния. Они попросили глубоководных ныряльщиков изучить различные материалы, находясь под водой или на краю бассейна. Они обнаружили, что те, кого тестировали в тех же условиях, в которых они изучали информацию, были способны лучше вспомнить эту информацию, то есть те, кто изучал материал под водой, показали лучшие результаты при тестировании на этом материале под водой, чем при тестировании на суше. Контекст стал ассоциироваться с материалом, который они пытались вспомнить, и, следовательно, служил подсказкой для извлечения. [43] Результаты, похожие на эти, также были получены, когда при кодировании присутствовали определенные запахи. [44]
Однако, хотя внешняя среда важна во время кодирования для создания множественных путей извлечения, другие исследования показали, что простого создания того же внутреннего состояния, которое присутствовало во время кодирования, достаточно, чтобы служить сигналом извлечения. [45] Таким образом, нахождение в том же состоянии мышления, что и во время кодирования, поможет при вспоминании так же, как пребывание в той же ситуации помогает вспоминать. Этот эффект, называемый контекстным восстановлением, был продемонстрирован Фишером и Крейком в 1977 году, когда они сопоставили сигналы извлечения со способом запоминания информации. [46]
Обработка, соответствующая переносу, — это стратегия кодирования, которая приводит к успешному извлечению. Эксперимент, проведенный Моррисом и его коллегами в 1977 году, доказал, что успешное извлечение является результатом соответствия типа обработки, используемой во время кодирования. [41] В ходе их эксперимента их основные выводы заключались в том, что способность человека извлекать информацию в значительной степени зависит от того, соответствовала ли задача при кодировании задаче во время извлечения. В первом задании, которое состояло из рифмующейся группы, испытуемым давали целевое слово, а затем просили просмотреть другой набор слов. Во время этого процесса их спрашивали, рифмуются ли новые слова с целевым словом. Они фокусировались исключительно на рифме, а не на фактическом значении слов. Во втором задании людям также давали целевое слово, а затем ряд новых слов. Вместо того, чтобы определять те, которые рифмуются, человек должен был больше сосредоточиться на значении. Как оказалось, группа рифмования, которая определила слова, которые рифмовались, смогла вспомнить больше слов, чем группа смысла, которая сосредоточилась исключительно на их значении. [41] Это исследование предполагает, что те, кто сосредоточился на рифме в первой части задания и во второй, смогли кодировать более эффективно. [41] При обработке, соответствующей переносу, кодирование происходит в два разных этапа. Это помогает продемонстрировать, как обрабатывались стимулы. На первом этапе воздействие стимулов манипулируется таким образом, чтобы соответствовать стимулам. Затем второй этап в значительной степени опирается на то, что произошло на первом этапе, и на то, как были представлены стимулы; он будет соответствовать задаче во время кодирования.
Контекст обучения формирует то, как кодируется информация. [47] Например, Канижа в 1979 году показал изображение, которое можно было интерпретировать как белую вазу на черном фоне или как два лица, обращенные друг к другу на белом фоне. [48] Участники были настроены увидеть вазу. Позже им снова показали изображение, но на этот раз они были настроены увидеть черные лица на белом фоне. Хотя это была та же самая картинка, которую они видели раньше, когда их спросили, видели ли они эту картинку раньше, они сказали «нет». Причина этого в том, что они были настроены увидеть вазу в первый раз, когда картинка была представлена, и поэтому она была нераспознаваемой во второй раз как два лица. Это показывает, что стимул понимается в контексте, в котором он изучается, а также общее правило, что то, что действительно составляет хорошее обучение, — это тесты, которые проверяют то, что было изучено, тем же способом, которым оно было изучено. [48] Таким образом, чтобы по-настоящему эффективно запоминать информацию, необходимо учитывать требования, которые будущее припоминание предъявит к этой информации, и изучать ее таким образом, чтобы соответствовать этим требованиям.
Другим принципом, который может потенциально помочь в кодировании, является эффект генерации. Эффект генерации подразумевает, что обучение улучшается, когда люди сами генерируют информацию или элементы, а не читают содержимое. [49] Ключ к правильному применению эффекта генерации — генерировать информацию, а не пассивно выбирать из уже имеющейся информации, как при выборе ответа на вопрос с множественным выбором. [50] В 1978 году исследователи Сламека и Граф провели эксперимент, чтобы лучше понять этот эффект. [51] В этом эксперименте участники были распределены по двум группам: группе чтения или группе генерации . [51] Участников, распределенных по группе чтения , попросили просто прочитать список парных слов, которые были связаны, например, лошадь-седло. [51] Участников, распределенных по группе генерации , попросили заполнить пустые буквы одного из связанных слов в паре. [51] Другими словами, если бы участнику дали слово лошадь, ему нужно было бы заполнить последние четыре буквы слова седло . Исследователи обнаружили, что группа, которую попросили заполнить пропуски, лучше вспомнила эти пары слов, чем группа, которую попросили просто запомнить пары слов. [49]
Исследования показывают, что эффект самореференции помогает кодированию. [52] Эффект самореференции заключается в том, что люди будут кодировать информацию более эффективно, если они могут лично соотнести ее с информацией. [53] Например, некоторые люди могут утверждать, что некоторые даты рождения членов семьи и друзей легче запомнить, чем другие. Некоторые исследователи утверждают, что это может быть связано с эффектом самореференции. [53] Например, некоторые даты рождения людям легче вспомнить, если дата близка к их собственной дате рождения или любым другим датам, которые они считают важными, например, датам годовщин. [53]
Исследования показали, что после кодирования эффект самореференции более эффективен, когда дело доходит до вызова памяти, чем семантическое кодирование. [54] Исследователи обнаружили, что эффект самореференции идет рука об руку с усложняющим повторением. [54] Усложняющее повторение чаще всего имеет положительную корреляцию с улучшением извлечения информации из воспоминаний. [1] Эффект самореференции показал себя более эффективным при извлечении информации после того, как она была закодирована, по сравнению с другими методами, такими как семантическое кодирование. [54] Также важно знать, что исследования пришли к выводу, что эффект самореференции может использоваться для кодирования информации среди всех возрастов. [55] Однако они определили, что пожилые люди более ограничены в использовании эффекта самореференции при тестировании с молодыми людьми. [55]
Когда элемент или идея считаются «заметными», это означает, что элемент или идея кажутся заметно выделяющимися. [56] Когда информация выделяется, она может кодироваться в памяти более эффективно, чем если бы информация не выделялась для обучающегося. [57] Что касается кодирования, любое событие, связанное с выживанием, может считаться заметным. Исследования показали, что выживание может быть связано с эффектом самореферентности из-за эволюционных механизмов. [58] Исследователи обнаружили, что даже слова с высокой ценностью выживания кодируются лучше, чем слова с более низкой ценностью выживания. [59] [60] Некоторые исследования поддерживают эволюцию, утверждая, что человеческий вид помнит контент, связанный с выживанием. [59] Некоторые исследователи хотели сами убедиться, были ли результаты других исследований точными. [60] Исследователи решили повторить эксперимент с результатами, которые подтверждали идею о том, что контент выживания кодируется лучше, чем другой контент. [60] Результаты эксперимента также предполагали, что контент выживания имеет большее преимущество в том, чтобы быть закодированным, чем другой контент. [60]
Исследования показали, что эффективным инструментом для повышения кодирования в процессе обучения является создание и прохождение практических тестов. Использование поиска для повышения производительности называется эффектом тестирования, поскольку оно активно включает создание и воссоздание материала, который человек намерен изучить, и увеличивает его воздействие на него. Это также полезный инструмент для связи новой информации с информацией, уже хранящейся в памяти, поскольку существует тесная связь между кодированием и поиском. Таким образом, создание практических тестов позволяет человеку обрабатывать информацию на более глубоком уровне, чем просто повторное чтение материала или использование заранее подготовленного теста. [61] Преимущества использования практики поиска были продемонстрированы в исследовании, проведенном в котором студентов колледжа попросили прочитать отрывок в течение семи минут, а затем им дали двухминутный перерыв, в течение которого они решили математические задачи. Одной группе участников было дано семь минут, чтобы записать как можно больше отрывка, который они могли вспомнить, в то время как другой группе было дано еще семь минут, чтобы перечитать материал. Позже всем участникам был дан тест на припоминание с различными приращениями (пять минут, два дня и одна неделя) после первоначального обучения. Результаты этих тестов показали, что те, кто был назначен в группу, которая прошла тест на припоминание в первый день эксперимента, с большей вероятностью сохранили больше информации, чем те, кто просто перечитал текст. Это показывает, что практика припоминания является полезным инструментом для кодирования информации в долговременную память. [62]
Вычислительные модели кодирования памяти были разработаны для того, чтобы лучше понять и смоделировать наиболее ожидаемое, но иногда дико непредсказуемое поведение человеческой памяти. Различные модели были разработаны для различных задач памяти, которые включают распознавание предметов, подсказанный вызов, свободный вызов и последовательную память, в попытке точно объяснить экспериментально наблюдаемое поведение.
При распознавании предмета спрашивают, видели ли данный зондирующий предмет раньше. Важно отметить, что распознавание предмета может включать контекст. То есть, можно спросить, видели ли предмет в списке изучения. Таким образом, даже если человек видел слово «яблоко» когда-то в своей жизни, если его не было в списке изучения, его не следует вспоминать.
Распознавание предметов можно смоделировать с помощью теории множественных следов и модели сходства атрибутов. [63] Короче говоря, каждый предмет, который кто-то видит, можно представить в виде вектора атрибутов предмета, который расширяется вектором, представляющим контекст на момент кодирования, и хранится в матрице памяти всех когда-либо увиденных предметов. Когда предъявляется зондирующий предмет, вычисляется сумма сходств с каждым предметом в матрице (которая обратно пропорциональна сумме расстояний между зондирующим вектором и каждым предметом в матрице памяти). Если сходство превышает пороговое значение, можно ответить: «Да, я узнаю этот предмет». Учитывая, что контекст постоянно дрейфует по природе случайного блуждания , более недавно увиденные предметы, каждый из которых имеет схожий вектор контекста с вектором контекста на момент задачи распознавания, с большей вероятностью будут распознаны, чем предметы, увиденные давно.
При подсказке -воспоминании человеку предъявляют стимул, например, список слов, а затем просят запомнить как можно больше этих слов. Затем им дают подсказки, например, категории, чтобы помочь им вспомнить, что это были за стимулы. [41] Примером этого может быть предоставление субъекту таких слов, как метеор, звезда, космический корабль и инопланетянин для запоминания. Затем предоставление им подсказки «космос», чтобы напомнить им о списке данных слов. Предоставление субъекту подсказок, даже если они изначально не упоминались, помогло им вспомнить стимул намного лучше. Эти подсказки помогают субъектам вспомнить стимулы, которые они не могли вспомнить самостоятельно до получения подсказки. [41] Подсказки по сути могут быть чем угодно, что поможет воспоминанию, которое считается забытым, всплыть на поверхность. Эксперимент, проведенный Тульвигом, предполагает, что когда субъектам давали подсказки, они могли вспомнить ранее предъявленные стимулы. [64]
Воспроизведение по подсказкам можно объяснить, расширив модель сходства атрибутов, используемую для распознавания предметов. Поскольку при воспроизведении по подсказкам может быть дан неправильный ответ на элемент зонда, модель должна быть расширена соответствующим образом, чтобы учесть это. Этого можно достичь, добавив шум к векторам предметов, когда они хранятся в матрице памяти. Кроме того, воспроизведение по подсказкам можно смоделировать вероятностным образом, так что для каждого элемента, хранящегося в матрице памяти, чем больше он похож на элемент зонда, тем больше вероятность, что он будет воспроизведен. Поскольку элементы в матрице памяти содержат шум в своих значениях, эта модель может учитывать неправильные воспоминания, такие как ошибочное называние человека не тем именем.
В свободном вспоминаниях разрешается вспоминать изученные предметы в любом порядке. Например, вас могут попросить назвать как можно больше стран Европы. Свободное вспоминание можно смоделировать с помощью SAM (Search of Associative Memory), которая основана на модели двойного хранилища, впервые предложенной Аткинсоном и Шиффрин в 1968 году. [65] SAM состоит из двух основных компонентов: краткосрочного хранилища (STS) и долгосрочного хранилища (LTS). Короче говоря, когда элемент виден, он помещается в STS, где он находится вместе с другими элементами, также в STS, пока он не будет перемещен и помещен в LTS. Чем дольше элемент находится в STS, тем больше вероятность того, что он будет перемещен новым элементом. Когда элементы совместно находятся в STS, связи между этими элементами усиливаются. Кроме того, SAM предполагает, что элементы в STS всегда доступны для немедленного вызова.
SAM объясняет как эффекты первичности, так и эффекты новизны. Вероятностно, элементы в начале списка с большей вероятностью останутся в STS и, таким образом, будут иметь больше возможностей для укрепления своих связей с другими элементами. В результате элементы в начале списка с большей вероятностью будут вызваны в задании на свободное припоминание (эффект первичности). Из-за предположения, что элементы в STS всегда доступны для немедленного припоминания, учитывая, что между обучением и припоминанием не было существенных отвлекающих факторов, элементы в конце списка могут быть вызваны превосходно (эффект новизны).
Исследования показали, что свободное припоминание является одним из наиболее эффективных методов изучения и переноса информации из кратковременной памяти в долговременную по сравнению с распознаванием предметов и припоминанием по подсказке, поскольку в этом случае задействована более выраженная реляционная обработка. [66]
Кстати, идея STS и LTS была мотивирована архитектурой компьютеров, которые содержат краткосрочную и долгосрочную память.
Последовательная память отвечает за то, как мы запоминаем списки вещей, в которых порядок имеет значение. Например, телефонные номера представляют собой упорядоченный список однозначных чисел. В настоящее время существуют две основные модели вычислительной памяти, которые можно применять для последовательного кодирования: ассоциативное связывание и позиционное кодирование.
Теория ассоциативной цепочки утверждает, что каждый элемент в списке связан со своими соседями вперед и назад, причем прямые связи сильнее обратных, а связи с более близкими соседями сильнее связей с более дальними соседями. Например, ассоциативная цепочка предсказывает тенденции ошибок транспозиции, которые чаще всего происходят с элементами в соседних позициях. Примером ошибки транспозиции может быть вспоминание последовательности «яблоко, апельсин, банан» вместо «яблоко, банан, апельсин».
Теория позиционного кодирования предполагает, что каждый элемент в списке связан со своей позицией в списке. Например, если список «яблоко, банан, апельсин, манго», яблоко будет связано с позицией списка 1, банан со 2, апельсин с 3 и манго с 4. Кроме того, каждый элемент также, хотя и слабее, связан со своим индексом +/- 1, еще слабее с +/- 2 и т. д. Таким образом, банан связан не только со своим фактическим индексом 2, но и с 1, 3 и 4 с различной степенью силы. Например, позиционное кодирование можно использовать для объяснения эффектов новизны и первичности. Поскольку элементы в начале и конце списка имеют меньше близких соседей по сравнению с элементами в середине списка, у них меньше конкуренции за правильное припоминание.
Хотя модели ассоциативной цепочки и позиционного кодирования способны объяснить большую часть поведения, наблюдаемого для последовательной памяти, они далеки от совершенства. Например, ни цепочка, ни позиционное кодирование не способны должным образом проиллюстрировать детали эффекта Раншбурга , который сообщает, что последовательности элементов, содержащие повторяющиеся элементы, труднее воспроизвести, чем последовательности неповторяющихся элементов. Ассоциативная цепочка предсказывает, что вспоминание списков, содержащих повторяющиеся элементы, ухудшается, поскольку вспоминание любого повторяющегося элемента будет подсказывать не только его истинного преемника, но и преемников всех других экземпляров элемента. Однако экспериментальные данные показали, что интервальное повторение элементов приводит к ухудшению вспоминания второго появления повторяющегося элемента. [67] Более того, это не оказало измеримого эффекта на вспоминание элементов, которые следовали за повторяющимися элементами, что противоречит прогнозу ассоциативной цепочки. Позиционное кодирование предсказывает, что повторяющиеся элементы не будут оказывать никакого влияния на вспоминание, поскольку позиции для каждого элемента в списке действуют как независимые подсказки для элементов, включая повторяющиеся элементы. То есть, нет никакой разницы между сходством между любыми двумя элементами и повторяющимися элементами. Это, опять же, не согласуется с данными.
Поскольку на сегодняшний день не разработано ни одной всеобъемлющей модели последовательной памяти, это представляет собой интересную область исследований.
{{cite book}}: CS1 maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )