Структура памяти. Процессы хранения и переработки информации

СТРУКТУРА ПАМЯТИ. ПРОЦЕССЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Содержание

1. Память и ее значение в когнитивной психологии

. Структура памяти

. Обработка информации в памяти

. Материальная основа памяти

Список литературы

1. Память и ее значение в когнитивной психологии

Память - это способность живой системы фиксировать факт взаимодействия со средой (внешней или внутренней), сохранять результат этого взаимодействия в форме опыта и использовать его в поведении.

Механизмы работы памяти изучаются в когнитивной психологии, потому что процессы хранения и извлечения информации составляют основу психических процессов. Есть несколько теорий, претендующих на описание работы памяти. Согласно большинству из них, информация может удерживаться в памяти различное время в зависимости от характера ее обработки. Ученые по-разному объясняют причины этого. Теории множественных хранилищ утверждают, что существуют отдельные типы памяти, называемые кратковременной и долговременной памятью. Может существовать еще один тип памяти - сенсорное хранилище, осуществляющее связь между вниманием и памятью.

Существует также опосредованная и непосредственная память, произвольная и непроизвольная (в зависимости от мотивов, целей и способов выполнения деятельности).

Альтернативная теория стоит на том, что существует только один тип хранилища, содержащий различные уровни обработки информации, которые определяют большее или меньшее ее постоянство.

Суть остальных теорий, описывающих работу памяти, состоит в том, что связь активной и динамичной областей кратковременной памяти с системой внимания и долговременным хранилищем формирует систему рабочей памяти.

2. Структура памяти

Получаемая из окружающей среды информация всех модальностей поступает в сенсорное хранилище.

В этот процесс вовлечены все чувства, но, по-видимому, зрение и слух имеют наибольшее значение. Зрительное хранилище, часто называемое иконическим, изучалось Сперлингом в 1960 году. Испытуемым показывали на 50 мс набор букв, расположенных в матрице 3 х 4. Они могли вспомнить только несколько букв, познали, что их было больше.

Сперлинг пришел к выводу, что у испытуемых создавался зрительный образ, но он имел переходный характер. Аналогично феномен «что вы сказали?» наводит на мысль о существовании слухового (или эхоического) образа. Часто человек как бы «прокручивает назад» последние несколько моментов слуховых впечатлений (феномен «что вы сказали?»). Из-за такого явления, как правило, считают, что эхоическое хранение чуть более долговременно, чем иконическое. Теории множественных хранилищ, такие, например, как теория, разработанная Аткинсоном и Шиффршом (1968), предполагают, что информация может поступить в кратковременное хранилище только в том случае, если на нее обратили внимание во время ее нахождения в сенсорном хранилище. На рис. 1. показана работа модели множественных хранилищ.

Рис. 1. Модель множественных хранилищ

Промежуточное хранилище.

Сущность промежуточного хранилища можно представить на примере попытки запоминания только что названного телефонного номера, который нужно использовать только один раз. Данный случай демонстрирует некоторые свойства промежуточного хранилища.

. Хрупкость. Если человека отвлекут на пути к телефону, то только что услышанный номер «потеряется».

. Ограниченная емкость. Сложно запомнить больше, чем примерно 8 цифр. В 1956 году Миллер доказал, что емкость промежуточного хранилища равна 7 ± 2 числа. Запоминание, пожалуй, представляет собой проблему. Она решается с помощью группирования отдельных цифр.

Ряд исследований иллюстрируют устройство и работу кратковременного хранилища. Глензер и Кунитц (Gtanzcr & Cunitz, 1966) просили испытуемых запомнить список слов и воспроизвести их в любом порядке. Сразу же после предъявления слов испытуемые должны были вспомнить их в произвольной последовательности.

Ученые обнаружили, что легче всего воспроизводятся несколько первых (теперь это называется эффектом первичности) и нескольких последних (эффект новизны) слов, а труднее всего воспроизводятся слова в середине списка. Чем длиннее список слов, тем ярче выражены данные эффекты.

Выполнение отвлекающего задания сразу же после предъявления списка ухудшало воспроизведение только последних слов. Ученые пришли к выводу, что эффект первичности обусловлен тем, что первые слова списка поступают в более долговременное хранилище и, следовательно, дольше сохраняются в памяти. Эффект новизны объясняется тем, что последние слова списка находятся в кратковременном хранилище, следовательно, задержка препятствует их воспроизведению. Слова, находящиеся в середине списка, были вытолкнуты из промежуточного хранилища последующими словами и не смогли достичь постоянного хранилища.

Петерсон и Петерсон (Peterson & Peterson, 1959) провели другое классическое исследование промежуточного хранилища. Испытуемым предъявляли некоторые элементы, затем им давались отвлекающие задания различной длительности, после чего испытуемые должны были воспроизвести те элементы, которые они запомнили. Вероятность воспроизведения уменьшалась при увеличении времени, затраченного на выполнение отвлекающего задания. Был сделан вывод о том, что выполнение задания препятствовало повторению испытуемыми запоминаемых элементов и, следовательно, задерживало их обработку па время, достаточное для того, чтобы они исчезли, не достигнув постоянной памяти.

Ниже (рис.2) приводится вариант, которого придерживаются приверженцы альтернативных (относительно теории множественных хранилищ) теорий, говоря о существовании нескольких различных типов постоянной памяти: эпизодической, семантической, декларативной и процедурной.

Данная модель описывает структуру памяти, учитывая функции как хранения так и переработки информации.

3. Обработка информации в памяти

Модель множественных хранилищ указывает на то, что в промежуточном хранилище информация удерживается при помощи повторения и кодирования, другими словами, в нем производится обработка информации с целью увеличения ее объема. Буфер повторения имеет ограниченное количество слотов, каждый из которых соответствует информации определенного «возраста». Поступающие элементы замещают наиболее «свежую» информацию, которая может быть сохранена только в том случае, если имеется свободный слот, открывающийся в результате перемещения самой «старой» информации в постоянное хранилище или потери самого «свежего» блока информации из оставшихся.

Рис. 2. Виды памяти (по Ламберту, 1995).

В буфере повторения также возможны различные типы обработки информации. Рундус (Rundus, 1977) обнаружил, что если испытуемым позволено повторять слова в задании па воспроизведение слов, они повторяют именно те слова, которые лучше воспроизводятся ввиду эффекта первичности. Иначе говоря, если вы позволите испытуемым использовать свою стратегию повторения, они будут повторять первые несколько слов. Если заставить их уделять одинаковое внимание повторению всех слов, эффект первичности уменьшается (но не пропадает).

Однако Уайст (Weist, 1972) обнаружил, что группировка слов списка по семантическим категориям также может влиять на их воспроизведение. Следовательно, на запоминание влияет не только количество повторений. Крейк и Локхарт (Craik & Lockhart, 1972) предположили, что в данном случае наблюдались два типа повторения: поддерживающий (заучивание) и усложненный (более глубокий анализ). Последний вид повторения приводит к лучшему удержанию информации. Эти типы повторения в теории обработки информации известны как уровни.

Данная теория предполагает, что чем глубже обработка информация, тем лучше ее запоминание. Под углубленной обработкой в данном случае понимается повышенное внимание к информации, ее организация и соотнесение с имеющимся знанием. Данная модель может быть исследована в следующей парадигме: вместо запоминания списка слов испытуемые должны были ответить на какие-либо из приведенных вопросов.

. Написано слово заглавными или строчными буквами?

. Рифмуется ли слово с каким-нибудь другим словом?

. Характеризует ли данное слово испытуемого?

Первый вопрос, ориентированный на зрительную обработку слов, приводил к самому низкому результату. Второй вопрос, связанный со звуковой обработкой, приводил к лучшим результатам, но самые высокие результаты были получены при семантической, т. е. смысловой, обработке слов.

Таким образом, с точки зрения теории уровней обработки на запоминание влияют такие внутренние факторы, как вербальная и лингвистическая обработка. Однако существует и еще один фактор: воображение. Павио (Paivio, 1979) описал эти внутренние факторы в теории, известной как теория двойного кодирования. Ученый предположил, что вербальный и невербальный типы информации обрабатываются двумя различными, но взаимосвязанными символическими системами. Каждая система имеет слуховой и зрительный аспекты, но кодирование в них различно. Например, мы знаем, что изображения запоминаются лучше, чем слова. Мелодии запоминаются быстрее слов.

Слова, сильнее связанные с изображениями, вспоминаются легче. Считается, что один из способов улучшения памяти заключается в развитии воображения.

Также считается, что промежуточное хранилище может передавать информацию в долговременное хранилище и что качество этого процесса зависит от количества и типа повторений.

Однако кажется, что это не соответствует реальной жизни. Иногда люди повторяют что-либо, чтобы «выучить», но маловероятно, чтобы вся информация достигла постоянной памяти при помощи такого способа.

Альтернативная гипотеза было предложена в 1974 году Баддели и Хитчем. Согласно этой теории промежуточная память является динамичной и организованной системой, а не пассивной областью, в которой осуществляется повторение, как предполагается в других теориях. Память - это система, предоставляющая временное хранилище для информации и осуществляющая с ней манипуляции, необходимые для решения сложных когнитивных задач. Баддели и Хитч полагали, что эту область следует называть рабочей памятью. Она состоит из нескольких компонентов.

. Центральный процессор.

. Артикуляционная петля.

. Визуально-пространственный блокнот.

Центральный процессор принимает участие в обработке всех модальностей и определяет целесообразность использования других систем. Центральный процессор изучался мало, и его существование подвергается сомнению, Согласно более поздним теориям рабочей памяти, предполагаемый способ его работы просто отражает взаимосвязи между другими компонентами. Что-то должно определять необходимость осуществления тех или иных процессов, таких как повторение, воображение, извлечение и т. д. Норман и Шаланс (Norman & Shallice, 1980) предположили, что центральный процессор - это «контролирующая система внимания», регулирующая автоматические процессы нижнего уровня.

Артикуляционная петля также иногда называется фонологической петлей. Ее также часто называют «внутренним голосом» или субвокализацией. Это то средство, которое мы используем, повторяя про себя информацию, для того чтобы лучше ее запомнить. Фонологические процессы могут сталкиваться со следующими проблемами, подтверждающими наличие этого механизма.

• Подавление - затухание в результате повторения.

• Смешение - замещение друг друга сходными элементами, при котором какие-то элементы могут потеряться. Например, мы часто путаем сходные буквы или телефонные номера.

• Длина петли - количество элементов, подлежащих запоминанию. Чем меньше набор этих элементов, тем лучше результат их воспроизведения.

• Длина слова - использование коротких слов улучшает результат при запоминании большого количества элементов.

По-видимому, слова, выраженные в устной форме, поступают в артикуляционную петлю и образуют следы памяти. Написанные слова перед попаданием в петлю сначала преобразуются в фонологический код. Следы памяти очень быстро угасают, но могут быть восстановлены при помощи субвокализации или повторения.

Визуально-пространственный блокнот, как подсказывает само название, связан с обработкой визуальной и пространственной информации. Это включает образную мнемонику, пространственное мышление, планирование и ориентацию.

Первичное акустическое хранилище часто называют «внутренним ухом». По-видимому, именно этот компонент вовлечен в феномен «что вы сказали?», рассмотренный ранее.

Теория рабочей памяти довольно интересна, и работа над ней ведется многими учеными. Пожалуй, опадает рациональное объяснение многим феноменам, связанным с промежуточной памятью.

Если сенсорное хранилище связано с сиюминутным, а промежуточное хранилище - с психологическим настоящим, то мы можем предположить, что постоянное хранилище связано с психологическим прошлым. Само название подсказывает нам, что постоянное хранилище - место более стабильного хранения информации. Модели множественных хранилищ предполагают, что все знание содержится в одном большом долговременном хранилище, по это выглядит слегка наивным. Приверженцы альтернативных теорий говорят о существовании нескольких различных типов постоянной памяти: эпизодической, семантической, декларативной и процедурной.

В эпизодической памяти содержится информация автобиографичного характера, в то время как семантическая память - это организованное хранилище знаний об окружающем мире. Такое разделение памяти на два вида было впервые проведено Тульвингом в 1972 году. Он заметил, что существует память, храпящая лично пережитые события, и память, содержащая общие знания об окружающем мире. Альтернативная идея заключается в разделении памяти па декларативную и процедурную, при этом декларативная память содержит информацию, к которой мы имеем сознательный доступ, и отвечает на вопрос «что?», в то время как процедурная память отвечает на вопрос «как?» и включает навык и мастерство.

В работе Тульвинга особенно подробно рассмотрено кодирование и разработан принцип специфичности кодирования в памяти. Этот принцип означает следующее: из памяти может быть извлечена только та информация, которая была определенным образом сохранена, и то, как она была сохранена, влияет на ее извлечение. Исследуя специфичность кодирования, Тульвинг показал, что эпизодическая и семантическая память - это различные системы.

Оказалось, что способность запоминать зависит от кодирования, и что слабые сигналы лучше помогали воспроизведению, чем сильные, потому что последние не являлись частью эпизодической памяти. Они были частью семантической памяти, но распознавание использовало эпизодические (эмпирические) данные, а не семантические.

Кодирование - преобразование элементов из одной формы в другую. Так, услышав высказывание, слушатель кодирует его в акустические сигналы, которые затем кодируются в слова.

Даже если эпизодическая и семантическая память - это различные структуры, они имеют общие особенности. Для них характерно использование декларативного знания. Как было сказано выше, декларативное знание использует факты, отвечающие на вопрос «что?».

При переходе в долговременную память происходит перекодирование информации в вербально-символический код. Однако до настоящего времени нет определенности относительно того, как происходит перекодирование (континуально или дискретно) и что из себя представляет семантический код. Одни авторы отождествляют семантический код с вербально-символическим, другие описывают семантический код как амодальный.

Начиная с 1970-х годов в когнитивной психологии разрабатывается представление о модулях переработки информации. Модуль представляет собой специализированную подсистему памяти, относительно замкнутую и гомогенную, которая характеризуется продолжительностью переработки и доминирующим кодом. Модули имеют иерархическое соподчинение и непересекающиеся критические факторы, необходимые для успешного функционирования того или иного модуля на заданном уровне переработки.

Ниже показано расположение модулей на трех уровнях, соответствующих: сенсорному кодированию; образному и вербальному; концептуальному, семантическому (рис. 3.).

Многие лабораторные тесты памяти включают оценку свободного вспоминания, вспоминания с подсказкой и узнавания. Они подразумевают воспоминание специфического опыта по определенной инструкции, следовательно, это эксплицитное вспоминание. Исследования пациентов с частичной амнезией показывают, что результаты у них заметно хуже, чем у людей, не страдающих амнезией. Однако при использовании других форм оценки, подразумевающих использование имплицитной памяти, эти различия пропадают. Однако различие между имплицитной и эксплицитной памятью все еще до конца неясно.

Косслин с соавторами [Kosslyn et al.f 1990] предложил модель, в которой постулируется существование двух систем репрезентации знаний: одной - модальной (названной визуальным буфером) и второй - амодальной («ассоциативная память», где хранятся описания объектов вместе с их названиями). Через визуальный буфер поступает ограниченное количество информации и виде грубого описания «паттерна». Происходит независимая переработка информации о качестве объекта (Что?) и его локализации (Где?). Эти два вида информации поступают в ассоциативную память, где происходит сличение с имеющимися образцами. Если результат сличения не позволяет идентифицировать объект, то посредством «окна внимания» происходит регулировка поиска в блоке визуального буфера (рис. 4).

Рис. 4. Модель Косслина (1990 г.)

4. Материальная основа памяти

память информация сенсорное хранилище

Может показаться, что названные выше модели описывают реальные физические структуры, расположенные где-либо в мозговых центрах. Если бы это было так, изучение памяти значительно облегчилось бы. И все же есть основания полагать, что память имеет физическую и биологическую основы.

Самые первые признаки существования нервной основы памяти были получены Лэшли (1929) в экспериментах, посвященных исследованию обучения у крыс.

Лэшли разработал теорию массового действия и принцип эквипотенциальности (эквипотенциальность - принцип, согласно которому при повреждении какой-либо части мозга не наблюдается нарушения никакой специфической функции, так как в их осуществлении участвуют другие части мозга), которые предполагали, что когнитивные функции распределены по всему мозгу,

С учетом принципов массового действия и эквипотенциальности память, представляемая абстрактными психологическими моделями, обеспечивается структурами лобных долей мозга, гиппокампом и миндалевидным телом, но, возможно, используются определенные комбинации наборов нейронов.

Однажды было выдвинуто правдоподобное предположение о том, что информация может храниться в виде электрической активности мозга. Электрическая активность постоянна и может передаваться по нервным цепям. Но если это объясняет механизмы постоянной памяти, то любые нарушения, такие как эпилепсия или электросудорожные вмешательства, должны влиять не только на непосредственную память, но и на постоянную.

Ясно, что значительная часть памяти обеспечивается долговременными изменениями в относительно небольших и высокоспециализированных нервных структурах. Похоже, что эти изменения происходят в синаптических соединениях. Существует альтернативное предположение, утверждающее, что изменения проявляются в форме модификаций структуры белков.

Список литературы

1.   Гейвин Х. Когнитивная психология. М.: Питер, 2003.

2.       Зинченко П.И. Непроизвольное запоминание. Воронеж, 1996.

.         Когнитивная психология: Учебник для ВУЗов./Под ред. Дружинина. М., 2002.

.         Экспериментальная психология. /Под ред. Фреса, Пиаже М., 1974.