Короткочасна пам'ять (ВВП)

Книга «Вступ у психологію». Автори - Р. Л. Аткінсон, Р. С. Аткінсон, Е. Е. Сміт, Д. Дж. Бем, С. Нолен-Хоэксема.

Короткочасна пам'ять містить спогади, що зберігаються лише протягом кількох секунд. Проте навіть в тих ситуаціях, коли нам потрібно запам'ятати інформацію лише на короткий час, процес запам'ятовування включає три стадії: кодування, зберігання та вилучення. Давайте більш детально розглянемо кожну з цих трьох стадій по відношенню до робочої пам'яті.

Кодування

Щоб закодувати інформацію в короткочасної пам'яті, треба зосередити на ній увагу. Оскільки ми вибірково направляємо увагу (див. главу 5), короткочасної пам'яті буде міститися тільки відібраний матеріал. Це означає, що багато чого з того, що впливає на людину, ніколи не потрапить в короткочасну пам'ять і, звичайно, не буде доступно для подальшого відтворення. Дійсно, багато труднощів, які позначають загальним терміном «проблеми з пам'яттю», насправді пов'язані з ослабленням уваги. Якщо, наприклад, ви купуєте щось у бакалії і хтось пізніше запитує вас, якого кольору були очі продавщиці, ви не зможете відповісти, але не тому, що підвела пам'ять, а передусім тому, що ви не звернули уваги на її очі.

Фонологічний (акустичне) кодування

При кодуванні інформації запам'ятовується вона переводиться в певний код, або репрезентацію. Наприклад, коли ви знаходите потрібний номер телефону і тримайте його в пам'яті, поки не закінчиться набір, в якому вигляді ви уявляєте собі цифри? Є така репрезентація зорової - уявним зображенням цифр? Є вона акустичної - звучними назвами цифр? Або вона семантична (заснована на значеннях) і містить деякі значимі асоціації з цифрами? Дослідження показують, що для кодування інформації в короткочасній пам'яті ми можемо використовувати будь-яку з цих можливостей, але воліємо акустичний код і, намагаючись утримати інформацію в активному стані, повторюємо її, тобто повторюємо її про себе знову і знову. Повторення - найбільш популярний прийом, коли інформація складається з вербальних елементів - цифр, букв або слів.

Так, намагаючись запам'ятати номер телефону, ми найчастіше кодуємо це число у вигляді звучних назв цифр і повторюємо ці звуки про себе, поки не наберемо номер.

У класичному експерименті, подтвердившем використання акустичного коду, випробуваним на короткий час пред'являли набір з 6 приголосних (наприклад, RLBKSJ); коли літери прибирали, випробуваний повинен був написати всі 6 букв по порядку.

Хоча вся процедура займала всього секунду або дві, випробувані часом помилялися. У разі помилок невірні букви були подібні по звучанню з вірними. У наведеному прикладі випробуваний міг написати RLTKSJ, замінивши В («бі») на подібну за звучанням Т («ти») (Conrad, 1964). Цей результат підтверджує, що випробовувані кодували кожну букву акустично (наприклад; «бі» для літери), іноді втрачаючи частину цього коду (від звуку «бі» збереглася тільки частина «і») і замінюючи його буквою, підходить до решти коду («ти»). Це також пояснює, чому важче згадати елементи по порядку, коли вони акустично схожі (наприклад, TBCGVE - «ті, бі, сі джі, ві, і»), ніж коли вони акустично різні (RLTKSJ - «ар, ель, ти, кей, ес, джей»).

Зорове кодування

При необхідності ми також можемо зберігати вербальні елементи у вигляді зорової репрезентації. Однак експерименти показують, що хоча ми можемо користуватися зоровим кодуванням для вербального матеріалу, цей код швидко згасає. У тих випадках, коли людині потрібно запам'ятати невербальну інформацію (наприклад, зображення, які важко описати, а отже, важко повторювати фонологически), важливу роль відіграє зорове кодування. Багато хто з нас можуть утримувати зоровий образ в короткочасної пам'яті, але мало хто здатний утримувати образи майже з фотографічною точністю. Ця здатність є в основному у дітей. Такі діти можуть швидко подивитися на картинку і, коли її прибирають, все ще відчувати її образ перед своїми очима. Вони можуть утримувати цей образ хвилинами, і коли їх запитують про картинці, вони відтворюють безліч деталей, наприклад кількість смужок на хвості у кота (рис. 8.2). Такі діти, мабуть, зчитують деталі безпосередньо з эйдетического образу (Haber, 1969). Проте стійкі эйдетические образи дуже рідкісні. Деякі дослідження з дітьми показують, що лише близько 5% з них повідомляють про наявність довго триваючих образів з чіткими деталями. Крім того, коли критерії володіння дійсно фотографічними образами посилюються - наприклад, до них включають вимогу читати подумки представляється сторінку знизу вгору так само легко, як і зверху вниз, - частота зустрічальності эйдетических образів стає зовсім маленькою, навіть серед дітей (Haber, 1979). Таким чином, зоровий код в короткочасної пам'яті - це щось на зразок фотографічного відбитка.

Рис. 8.2. Тести для эйдетического образу. Ця тестова картинка протягом 30 секунд пред'являлася дітям з початкової школи. Коли картинку прибрали, один хлопчик розгледів в її эйдетическом образі «близько 14» смужок на хвості у кота. Це малюнок Марджорі Торрі до «Алісі в країні чудес» у скороченому варіанті Джозетт Франк.

Дві системи короткочасної пам'яті

Існування і акустичних і візуальних кодів привело дослідників до думки, що короткочасна пам'ять складається з двох сховищ, або буферів. Один буфер - акустичний, на короткий час зберігає інформацію в акустичних кодах; друге сховище - зорово-просторовий буфер, на короткий час зберігає інформацію в зорових або просторових кодах (Baddeley, 1986). Деякі недавні дослідження з використанням сканерів мозку показують, що робота цих двох буферів опосередковується різними мозковими структурами.

В одному експерименті випробувані в кожній пробі бачили послідовність літер, в якій назва та положення літери змінювалися від елемента до елемента (рис. 8.3). В деяких пробах випробуваним треба було звертати увагу тільки на назву букви, і перед ними ставилося завдання визначити, чи збігається кожна пред'являється буква з тією, що пред'являлася на три букви раніше в цій послідовності. В інших спробах випробуваним треба було звертати увагу тільки на просторове розташування літер, а завдання полягало в тому, щоб визначити, чи збігається положення кожної пропонованої букви з положенням літери, пред'явленої на три позиції раніше (рис. 8.3). Таким чином, у всіх випадках стимули були однаковими, а мінявся вигляд інформації, збереженої випробовуваними, - це була або вербальна (назва літери), або просторову (розташування літери) інформація. Преположітельно, вербальна інформація зберігається в акустичному буфері, а просторова - в ілюзорно-просторовому буфері. В акустичних і просторових пробах активність мозку вимірювалася за допомогою ПЕТ-сканера. Результати показали, що, грубо кажучи, ці два буфера знаходяться в різних півкулях. Коли випробуваним треба було зберігати вербальну інформацію (акустичний буфер), велика частина активності мозку припадала на ліве півкуля; а коли їм треба було зберігати просторову інформацію (зорово-просторовий буфер), активність мозку була більше в правій півкулі.

Рис. 8.3. Експеримент з акустичним і зоровим буферами. Піддослідним треба було вирішити, чи збігається кожен пред'являється елемент з тим, що пред'являвся в цій послідовності трьома позиціями раніше. У верхній частині рисунка показано типова послідовність подій, коли випробуваний повинен був звертати увагу тільки на назву букви, і реакції у відповідь на пред'явлення кожного елемента. У нижній частині рисунка показано проби, у яких випробуваний повинен був звертати увагу тільки на положення літери, і реакції у відповідь на пред'явлення кожного елемента (за: Smith et al., 1995).

Мабуть, ці два буфера є окремими системами (Smith et al, 1996). Ці результати не дивні, враховуючи тенденцію мозку до спеціалізації півкуль, розглянуту в главі 2.

Зберігання

Мабуть, найцікавіше в короткочасної пам'яті -- це її дуже обмежений обсяг. В середньому його межа складає сім елементів плюс-мінус два (7 ± 2). Деякі люди можуть зберігати лише п'ять елементів; деякі утримують цілих дев'ять. Може здаватися дивним, що таке точне число наводиться для всіх людей, хоча ясно, що індивіди дуже розрізняються за можливостями пам'яті. Однак ці відмінності відносяться насамперед до довготривалої пам'яті. Короткочасна пам'ять у більшості дорослих має обсяг 7 ± 2 елементів. Це сталість було відомо з перших днів існування експериментальної психології. Герман Еббінгауз почав експериментальне вивчення пам'яті в 1885 році, представив дані, за якими обсяг короткочасної пам'яті становить 7 елементів. Майже 70 років потому ця константа так вразила Джорджа Міллера (Miller, 1956), що він назвав її «магічною сімкою», і сьогодні ми знаємо, що ця межа існує і в західних, і в незахідних культурах (Yu et al., 1985).

Психологи визначили це число, пред'являючи випробуваним різні безглузді послідовності елементів (цифр, букв, слів) із завданням подальшого відтворення їх по порядку. Елементи пред'являлися швидко, і у випробуваного не було часу пов'язати їх з інформацією, яка зберігається в довготривалій пам'яті; отже, кількість відтворених елементів відображає тільки обсяг зберігання короткочасної пам'яті. В перших пробах випробуваним ;треба було відтворити всього кілька елементів, скажімо, 3-4 цифри, що було неважко. Потім кількість цифр з кожної пробій зростало, поки експериментатор не визначав максимальна їх кількість, яка випробуваний може відтворити в правильному порядку. Це максимальне число (майже завжди знаходиться між 5 і 9) і є обсяг пам'яті для даного випробуваного. Це настільки проста задача, що ви легко можете спробувати виконати її самі. Наступного разу, коли ви будете переглядати список імен (телефонну книгу офісу або університету, наприклад), прочитайте список один раз, потім відверніться і перевірте, скільки імен ви можете відтворити по порядку. Найімовірніше, від п'яти до дев'яти.

Укрупнення

Як ми тільки що зауважили, процедура визначення обсягу пам'яті не дозволяє випробуваним співвідносити запам'ятовуються елементи з інформацією в довготривалій пам'яті. Коли таке співвіднесення можливо, показники піддослідних в задачі визначення обсягу істотно змінюються.

Щоб проілюструвати це зміна, давайте уявимо, що вам пред'явили буквену послідовність SRUOYYLERECNIS. Оскільки обсяг пам'яті дорівнює 7 ± 2, ви не зможете повторити всю цю послідовність з 14 літер. Але якщо ви помітите, що ці букви складають фразу SINCERELY YOURS (англ. «Щиро Ваш» - стандартне закінчення листа. - Прим. перекл.), прочитану в зворотному порядку, ваше завдання стане легкою. Користуючись цим знанням, ви зменшуєте кількість елементів, які повинні знаходитися в короткочасної пам'яті, з 1,4 до 2 (два слова). Але звідки надходить ця інформація про читання букв? Звичайно, з довготривалої пам'яті, де зберігається інформація про слова. Так ви можете використовувати довготривалу пам'ять для перекодування нового матеріалу в більш великі значущі одиниці і потім зберігати їх в короткочасної пам'яті. Такі одиниці називають блоками, а ємність короткочасної пам'яті найкраще виражається числом 7 ± 2 блоку (Miller, 1956). Об'єднання в блоки може проводитися і з числами. Послідовність 149-2177-619-96 перевищує допустимий обсяг, але послідовність 1492-1776-1996 (1492 рік - рік відкриття Америки, 1776 - прийняття Декларації Незалежності, - 1996 (рік) - Прим. перекл.) цілком в нього вкладається. Загальний принцип полягає в тому, що можливості короткочасної пам'яті можна розширити, перегруппируя послідовності букв і цифр такі одиниці, які можна знайти в довготривалій пам'яті (Bower & Springston, 1970).

Забування

Ми можемо утримувати в короткочасної пам'яті до 7 елементів, але в більшості випадків вони незабаром забудуться. Забування відбувається або тому, що елементи згасають з часом, або тому, що вони витісняються новими елементами.

Інформація може з часом просто розпадатися. Про репрезентації в пам'яті елемента можна сказати, що це - слід, згасаючий за кілька секунд. Одне з кращих підтверджень цього полягає в тому, що обсяг короткочасної пам'яті на слова зменшується, коли вони стають довшими: наприклад, для таких довгих слів, як «калькулятор» або «антициклон», обсяг буде менше, ніж для таких коротких слів, як «ряса» або «лава» (спробуйте вимовити їх самі, щоб відчути відмінність в тривалості). Цей ефект можна пояснити тим, що по мірі пред'явлення слів ми вимовляємо їх про себе, і чим більше це вимагає часу, тим імовірніше, що деякі сліди слів згаснуть перш, ніж їх можна буде відтворити (Baddeley, Thompson & Buchanan, 1975).

Інша головна причина забування в короткочасної пам'яті - витіснення старих елементів новими. Поняття витіснення узгоджується з фіксованим обсягом короткочасної пам'яті.

Перебування в короткочасної пам'яті можна порівняти зі станом активації. Чим більше елементів ми намагаємося зберегти активними, тим менше активації доведеться на кожен з них. Мабуть, тільки близько семи елементів можна одночасно утримувати на такому рівні активації, який забезпечує їх відтворення. Після активації семи елементів активація для нового елемента повинна бути віднята у раніше пред'явлених елементів; отже, активація цих останніх може впасти нижче критичного рівня, необхідного для відтворення (Anderson, 1983).

Відтворення

Тепер знову уявімо собі вміст короткочасної пам'яті як активну частину свідомості. Інтуїція підказує, що доступ до такої інформації - негайний. До неї не потрібно докопуватися; вона прямо Тут. Тоді відтворення не повинно б залежати від числа елементів, що входять у свідомість. Але тут інтуїція нас не підвела.

Згідно з експериментальними даними, чим більше елементів перебуває в короткочасній пам'яті, тим повільніше відбувається відтворення. Це підтверджується в експериментах, типовий варіант яких була запропонована Стернбергом (Sternberg, 1966). У кожній пробі такого експерименту піддослідному показують набір цифр (він називається запам'ятовування списком), який він повинен якийсь час утримувати в короткочасної пам'яті; випробуваному легко це зробити, оскільки кожен список містить від однієї до шести цифр. Потім цей список прибирають з поля зору і пред'являють тестову цифру.

Рис. 8.4. Відтворення як процес пошуку. Час прийняття рішення зростає прямо пропорційно кількості елементів, що знаходяться у короткочасної пам'яті. Світлими кружками показано відповіді «так», темними - відповіді «немає». Час прийняття тих і інших рішень розташоване вздовж прямої лінії. Оскільки час прийняття рішення дуже мало, для його вимірювання потрібно обладнання, що володіє мілісекундної точністю (до тисячних часток секунди) (за: Sternberg, 1966).

Випробуваний повинен вирішити, чи була тестова цифра в списку. Наприклад, якщо список містив цифри 3 6 1, а тестова цифра була 6, то випробуваний повинен відповісти «так»; якщо той же список, але тестова цифра - 2, випробуваний повинен відповісти «ні». У цій задачі випробовувані рідко помиляються; представляє, однак, інтерес час прийняття рішення, яке визначається як час між пред'явленням тестовій цифри і моментом, коли випробуваний натиснув кнопку «так» або «ні». На рис. 8.4 наведено результати такого експерименту, показують, що час вирішення зростає пропорційно довжині запоминаемого списку. Ці результати примітні тим, що часи реакції розташовані вздовж прямої лінії. Це означає, що кожен додатковий елемент у короткочасної пам'яті збільшує час відтворення на одну і ту ж величину - приблизно на 40 мілісекунд, тобто на 1/25 секунди. Ті ж результати були отримані, коли в якості елементів використовувалися літери, слова, звуки або зображення людських облич (Sternberg, 1975). Ці результати призвели деяких дослідників до думки, що для відтворення необхідно провести пошук в короткочасної пам'яті, під час якого перевіряються елементи по одному. Ймовірно, цей послідовний пошук в короткочасної пам'яті відбувається зі швидкістю 1 елемент за 40 мілісекунд - занадто швидко, щоб людина могла усвідомлювати це (Sternberg, 1966). Однак якщо ми говоримо, що короткочасна пам'ять - це стан активації, ми повинні інакше інтерпретувати ці результати. Можна припустити, що для відтворення елемента з короткочасної пам'яті потрібно, щоб його активація досягла критичного рівня. Тобто людина вирішує, що даний тестовий елемент знаходиться в його короткочасної пам'яті, якщо репрезентація цього елемента перевищує критичний рівень активації, і, чим більше елементів перебуває в короткочасній пам'яті, тим нижче активація кожного з них (Monsel, 1979). Було показано, що такі активаційні моделі точно пророкують багато особливості відтворення з короткочасної пам'яті (McElree & Doesher, 1989).

Короткочасна пам'ять і мислення

Короткочасна пам'ять відіграє важливу роль у мисленні. Свідомо намагаючись вирішити завдання, ми часто користуємося короткочасною пам'яттю як уявним робочим простором: використовуємо її для зберігання елементів завдання, а також інформації з довготривалої пам'яті, істотною для її вирішення. Для ілюстрації розглянемо, як відбувається множення в умі 35 х 8. Короткочасна пам'ять потрібна для зберігання числових даних (35 і 8), змісту виконуваної операції (множення) і арифметичних фактів, тобто що 8 х 5 = 40 і 8 х 3 = 24. Не дивно, що обчислення в розумі можуть помітно, коли треба пам'ятати одночасно кілька слів або чисел; спробуйте виконати зазначене множення в умі, пам'ятаючи водночас номер телефону 745-1739 (Baddeley & Hitch, 1974). Враховуючи роль короткочасної пам'яті в розумових обчисленнях, дослідники все частіше називають її «робочої пам'яттю», представляючи її як свого роду крейдяну дошку, на якій розум проводить свої обчислення і де він розміщує проміжні результати для їх подальшого використання (Baddeley, 1986).

В інших дослідженнях було показано, що короткочасна пам'ять потрібна не тільки для операцій над числами, але і для цілої гами інших складних завдань. Серед них - геометричні аналогії, використовувані іноді в тестах на інтелект (див., напр.: Ravens, 1955). Приклад геометричної аналогією наведено на рис. 8.5. Спробуйте виконати цей тест, щоб отримати інтуїтивне уявлення про ролі робочої пам'яті в рішенні завдань. Ви помітите, що робоча пам'ять потрібна для зберігання: 1) подібностей і відмінностей, знайдених вами серед фігур ряду, і 2) правил, які ви застосовуєте для пояснення цих подібностей і розходжень і які потім використовуєте для вибору правильної відповіді. Виявляється, що чим більше обсяг робочої пам'яті, тим краще людина справляється з такими завданнями (незважаючи на те що люди відносно слабо розрізняються за її обсягом). Крім того, коли рішення людьми завдань, подібних до наведеної на рис. 8.5, моделюють на комп'ютері, одним з найважливіших параметрів, що визначають, наскільки хороша програма, є величина робочої пам'яті, заданої програмістом. Мабуть, немає сумнівів, що складність вирішення багатьох складних завдань частково пов'язана з тією навантаженням, яка покладається при цьому на робочу пам'ять (Carpenter, Just & Shell, 1990).

Рис. 8.5. Приклад геометричної аналогією. Завдання полягає в тому, щоб вивчити фігури, які складають матрицю 3x3, нижній правий елемент якої відсутній, і визначити, який з восьми варіантів, показаних внизу, підходить в якості відсутнього. Щоб зробити це, треба переглянути кожен ряд і визначити, за яким законом змінюються фігури, і зробити те ж саме для кожної колонки (за: Carpenter, Just & Shell, 1990).

Робоча пам'ять відіграє вирішальну роль в таких мовних процесах, як участь у діалозі чи читання тексту. Коли завданням читання є розуміння, ми часто свідомо пов'язуємо нові пропозиції з раніше прочитаним матеріалом. Це пов'язування нового зі старим, ймовірно, відбувається в робочій пам'яті, оскільки люди, що відрізняються великим об'ємом робочої пам'яті, отримують більш високі оцінки за тестами на розуміння прочитаного матеріалу (Daneman & Carpenter, 1980; Just & Carpenter, 1992).

Перенесення з короткочасної пам'яті в довготривалу

Як ми дізналися з попереднього розділу, у короткочасної пам'яті дві основні функції. Насамперед, вона зберігає матеріал, необхідний на короткий час, і служить робочим простором для обчислень у розумі. Інша можлива функція полягає в тому, що вона служить проміжною станцією на шляху в довготривалу пам'ять. Тобто поки інформація кодується або передається в довгострокову пам'ять, вона може розміщуватися в короткочасної (Raaijmakers, 1992; Atkinson & Shiffrin, 1971). Хоча існують різні способи такого перенесення, одним з найбільш вивчених є повторення (репетиція), свідоме повторення інформації, що зберігається в короткочасної пам'яті.

Повторення елементу не тільки утримує його в короткочасної пам'яті, але й змушує його перейти в довгострокову пам'ять. Таким чином, термін «сохранительное повторення» використовується для позначення активних зусиль по утриманню інформації в робочій пам'яті, а термін «розвиваюче повторення» служить для позначення зусиль по кодуванню інформації для її перенесення в довготривалу пам'ять.

Найкраще підтвердження цих ідей було отримано в експериментах з вільним відтворенням. У них випробуваним спочатку показували слова, обрані з списку, наприклад 40 незв'язних слів; слова висували по одному. Після пред'явлення всіх слів випробувані повинні були негайно їх згадати в будь-якому порядку (звідси назва «вільне відтворення»). Результати одного такого експерименту показано на рис. 8.6. На ньому ймовірність вірного відтворення слова показана в залежності від порядкового номера елемента в списку. Ліва частина кривої відноситься до перших кількох елементів, а права частина - до останніх.

Передбачається, що під час відтворення останні кілька пред'явлених слів ще перебувають в короткочасній пам'яті, тоді як інші слова - в довготривалій. Отже, слід очікувати високої ймовірності відтворення останніх кількох слів, оскільки з короткочасної пам'яті відтворити елементи легко. На рис. 8.6 видно, що так воно і є. Але відтворення перших декількох елементів теж досить гарний. Чому так? Саме тут у гру вступає повторення. Коли перші слова пред'явлені, вони вводяться в короткочасну пам'ять і повторюються. Оскільки короткочасна пам'ять ще майже не завантажена, вони часто повторюються і тому передаються в довгострокову пам'ять.

Рис. 8.6. Результати експерименту на вільне відтворення. Ймовірність відтворення змінюється в залежності від порядкового номера елемента в списку, причому найбільша ймовірність - приблизно в останніх п'яти елементів, за нею за величиною йде ймовірність відтворення декількох перших елементів, а найменша ймовірність у елементів з середини списку. Відтворення декількох останніх елементів засноване на короткочасної пам'яті, а решту - на довготривалій (за: Glanzer, 1972; Murdock, 1962).

По мірі пред'явлення інших елементів короткочасна пам'ять швидко переповнюється, і можливість для повторення кожного даного елементу і перенесення його в довготривалу пам'ять значно зменшується. Тому тільки у перших декількох пред'явлених елементів є додаткова можливість переходу в довготривалу пам'ять, і ось чому вони пізніше так добре з неї відтворюються.

Таким чином, короткочасна пам'ять є системою, здатною утримувати 7 ± 2 блоку інформації або в фонологическом (акустичному), або у візуальному форматі. Інформація з короткочасної пам'яті втрачається внаслідок згасання або заміщення і витягується (відтворюється) з цієї системи за допомогою процесу, на функціонування якого впливає загальна кількість елементів пам'яті, активізованих у кожен конкретний момент часу. Нарешті, короткочасна пам'ять використовується для зберігання і переробки інформації, необхідної для вирішення завдань, а тому відіграє важливу роль у процесі мислення.

Довготривала пам'ять

Довготривала пам'ять необхідна, коли інформацію потрібно утримувати або протягом всього декількох хвилин (наприклад, зауваження в розмові, зроблене раніше), або на всьому протязі життя (наприклад, спогади дорослої про дитинство). В експериментах з довготривалою пам'яттю психологи взагалі вивчали забування по закінченні декількох хвилин, годин або тижнів, але було дуже мало досліджень, пов'язаних з періодами довжиною в роки і тим більше десятиліття. Експерименти, що охоплюють багаторічний період, часто включають відтворення особистих переживань (те, що називають автобіографічною пам'яттю), а не лабораторних матеріалів. Надалі ми не будемо розрізняти дослідження, що використовують той чи інший матеріал, оскільки в них відбилися в чому одні й ті ж принципи. См.→