21.Рабочая память. Методика умственной хронометрии. Эксперимент с.Стернберга. Подтверждение гипотезы об ограниченной емкости системы.

Кратко

КП – это промежуточное звено между мгновенной и долговременной памятью. Первая модель – модель Д.Нормана и Н. Во. Самой важной характеристикой кратковременной памяти для них было время ее работы.Модель Аллана Д. Бэддели. В 1974 году Бэддели и Хитч ввели этот термин. Рабочая память относится к тому, что человек в данный момент делает, думает, чувствует и т.д. Рабочая память – это блок памяти, в которой находится информация, необходимая для текущей деятельности и/или находящаяся в сознании. Через рабочую память информация идет от сенсорного регистра и из долговременной памяти.

Рабочая память по Бэддели:

1) Фонологическая петля.

2) Центральный исполнитель.

3) Визуально – пространственная матрица.

4) Эпизодический буфер дает возможность интегрировать находящуюся в рабочей памяти информацию.

Сторонники уровневой переработки информации считают, что кратковременная память – это лишь часть долговременной памяти, работающая в данный момент времени.

Факты в пользу гепотезу о кратковременной памяти:

1) Клинические исследования. При нарушении работы отдельных участков мозга (Корсаковский синдром, синдром Милнер) пациенты, например, оказываются неспособны знапоминать новую информацию, или же запоминают ее ненадолго, а затем необходимы постоянные повторения; тогда как события прошлого они хорошо помнят. Вывод: структуры, отвечающие за хранение старой и новой информации разные.

Пациент Г. Милнер, «ГМ», которому была проведена операция для лечения эпилепсии, поврежден гиппокамп (ответственный за кратковременную память), не мог запоминать новую информацию, но помнил старую. Суть этого дефекта: трудность возвращения информации из долговременной памяти в крактковременную, т.е. пациент запоминает информацию. но не может ее сознательно воспроизвести.

Исследования Э. Клапареда, 1911: сздороваясь за руку с одним из своих пациентов, он каждый раз незаметно укалывал его. В каждую из встреч пациент не узнавал врача и не помнил о рукопожатиях, но через какое – то время перестал подавать ему руку.

Б.В. Зейгарник: больного учили нажимать на рычаг после сигнала зеленой лампочки. на следующий день пациент отрицал факт посещения лаборатории, но когда загорелась зеленая лампочка, он сам не зная почему, начал нажимать на рычаг. При сигнале красной лампочки такого не было. Перешла инф.в долговременную память, но возникает трудность извлечения в сознание.

2) Электрошоковое воздействие. Было показано, что электрошоковое воздействи на мозг препятствует извлечению информации, запечетленной перед воздействием, но не оказывает влияния на ранее запечетленную информацию.

3) Манипуляция «эффектами края» (Л. Постман, Л. Филлипс). При быстром предъявлении материала начало запоминается хуже, последние элементы запоминаются все также хорошо, если же после «заучивания» дать отвлекающее задание, первые элементы воспроизводятся также хорошо, а воспроизведение последних элементов становится хуже. Аналогичные результаты при воспроизведении сразу или через 30 с (М. Гланзер, А.Р. Кунтиц).

4) Различные типы ошибок памяти (Р. Конрад, А. Халл). При воспроизведении непосредственно после заучивания допускались фонетические ошибки ( Б – П, скрипка – скрепка), при отсроченном – семантические (скрипка – виолончель).

Проблема стратегии сканирования. Исследование С.Стернберга.

Согласно теории Д.Нормана и Н.Во, объем кратковременной памяти ограничен (мы не можем выполнять слишком много дел одновременно). Это было подтверждено С.Стернбергом с помощью метода хронометрирования. (Этот метод основывается на предположении, что любой психический процесс разворачивается во времени. Один процесс следует за другим последовательно; последующий шаг возможен лишь после завершения предыдущего. Измеряется время реакции при различных условиях, сопоставляется с гипотетической последовательностью шагов, необходимых для выполнения задачи, потом исследователь делает вывод, имеет ли место в действительности тот или иной психический акт.)

Пример: Как учителю проверить, выучил ли ученик таблицу умножения или он последовательно складывает числа в уме? Можно спросить его, но трудно полагаться на искренность. Можно предположить, что выучивший будет решать пример быстрее, но один может оказаться медлительнее, другой проворнее. Правильнее сделать так: дать ученику 2 примера 7х3 и 7х6, сравнить время, за которое он будет считать. Если он не выучил, то 2ое время будет больше 1го, а если выучил, то они будут одинаковы.

С.Стернберга интересовала стратегия извлечения информации из кратковременной памяти.Первая проблема: Каким образом человек «сканирует» информацию в кратковременном хранилище – параллельно или последовательно? Т.е. он перебирает элементы памяти или может просмотреть их одновременно.

Для ее решения испытуемым предлагали два ряда цифр. Первый ряд включал в себя четыре цифры, второй пять. Ни в одном ряду не было цифры «5». Их спрашивали, встречалась ли им цифра «5». Если поиск носит параллельный характер, то на сканирование первого и второго ряда должно уйти равное количество времени. Но во втором ряду, где больше элементов, времени испытуемым требовалось больше. На этом основания был сделан вывод о последовательном сканировании информации в кратковременной памяти.

Вторая проблема: Какой характер носит перебор – полный или самопрекращающийся? Т.е. система работает до тех пор, пока не перебраны все элементы, или дает ответ, как только наталкивается на искомый элемент?

Испытуемым предлагали ряды цифр, в котором была или не была цифра «5». Например, ряд 2-4-7-3 (нет «5») или 2-4-5-7 (есть «5»). Их спрашивали, есть ли цифра «5». Если поиск имел самопрекращающийся характер, то время на решение задачи со вторым рядом должно быть меньше, чем с первым. Время оказалось одинаковым, следовательно, вывод – полный перебор.

Кратковременная память имеет полный, последовательный перебор информации. Такая стратегия возможна, если объем кратковременной памяти ограничен. Иначе человек бы бесконечно долго перебирал информацию и не пришел бы к конечному результату. С.Стернберг считал такой перебор более экономичным, чем самопрекращающегося параллельного.

Полно

Интегрируя все данные, полученные при изучении кратковременной памяти, А. Бэддели и Дж.Хитч предложили заменить термин «кратковременная память», который, по их мнению, не отражает функциональных характеристик данной подсистемы, на термин «рабочая память». Этот термин подразумевает, что в данной подсистеме происходит интенсивная переработка информации, кроме того, именно рабочая память служит «местом пересечения» собственно памяти и других познавательных процессов: мышления, воображения и т.д. В концепции А. Бэддели и Дж.Хитча рабочая память разделена на три подструктуры. Кроме фонологической петли авторы выделяют еще две подструктуры: центральный исполнитель и визуально-пространственную матрицу. Центральный исполнитель имеет небольшую емкость, но управляет двумя другими подструктурами, а также связывает память с другими познавательными процессами. Визуально-пространственная матрица — это место, где идет работа с визуальными объектами, а также объектами, представленными в форме тактильных ощущений, запахов и вкуса. В центральном исполнителе возможна семантическая обработка информации, а фонологическая петля и визуально-пространственная матрица играют в данных процессах вспомогательную роль. Центральный исполнитель также «пользуется услугами» долговременной памяти и других психических процессов (рис. 40). Для подтверждения данного понимания места центрального исполнителя в целостной системе познания А. Бэддели провел серию экспериментов, в которых от испытуемых требовалось одновременно запоминать ряды чисел и решать логические задачи. Хотя испытуемые и справлялись с заданиями, их выполнение существенно замедлялось.

Оптимальные результаты достигаются в том случае, если существует возможность распределения задач между фонологической петлей и визуально-пространственной матрицей. Эффективность различных стратегий распределения задач между этими подструктурами сравнивалась в работе Л. Брукса. Испытуемым предлагалось проследить мысленным взором по часовой стрелке контур объекта, давая ответ «да» для углов, включавших верхнюю или нижнюю грань фигуры, и ответ «нет» для остальных углов (рис. 41). Правильная последовательность ответов: «Да — да — да — нет — нет — нет — нет — нет — нет — да». Ответ надо было давать либо устно (задание распределено между визуально-пространственной матрицей и фонологической петлей), либо письменно (задание требует участия только визуально-пространственной матрицы). При распределенной стратегии задание выполнялось значительно быстрее (в среднем за 12,7 с против 28,2 с).

Точно так же, если задача предполагает двойную нагрузку на фонологическую петлю, эффективность выполнения задания снижается, когда от испытуемых требовалось указывать части речи в воспринимаемом на слух предложении (например: «Лучше синица в руке, чем журавль в небе»), выполнение задания занимало 9,8 с при письменном ответе и 13,8 с при устном. Таким образом, в настоящее время принято говорить о блоке рабочей памяти, состоящей из четырех подструктур. Подструктура центрального исполнителя характеризуется ограниченным объемом (5—9 единиц информации). Фонологическая петля и визуально-пространственная матрица представляют собой рабочие «органы» данного структурного блока памяти и позволяют оперировать информацией в различных формах. Их емкость значительно варьирует в зависимости от индивидуальных особенностей и опыта человека (так у профессионального музыканта емкость фонологической петли будет значительно больше, чем у человека, который не занимается музыкой). В последние годы А. Бэддели дополнил свою модель подструктурой эпизодического буфера, которая дает возможность интегрировать находящуюся в рабочей памяти информацию. Функция блока рабочей памяти заключается в том, что, во-первых, он обеспечивает текущую деятельность, во-вторых, подготавливает информацию к переводу в постоянное хранилище долговременной памяти и, в-третьих, обеспечивает связь памяти в целом с другими психическими функциями и внешним миром.

Согласно теоретическим положениям Д. Нормана и Н. Во, объем кратковременной памяти ограничен (мы не можем выполнять слишком много дел одновременно!). Однако каким образом можно продемонстрировать данное фундаментальное свойство кратковременной памяти? Ограниченность емкости кратковременной памяти была показана С. Стернбергом с помощью метода хронометрирования¹. Данный метод основывается на предположении о том, что любой психический процесс разворачивается во времени. Причем один процесс следует за другим строго последовательно, так как последующий шаг невозможен до тех пор, пока не завершится предыдущий. Измеряя время реакции при различных условиях и сопоставляя его с гипотетической последовательностью «шагов», необходимых для выполнения той или иной задачи, исследователь делает вывод о том, имеет ли место в действительности тот или иной психический акт.

Приведем простой пример. Как учителю проверить, заучил ли ученик таблицу умножения или он при выполнении задания последовательно складывает числа в уме? Можно просто спросить его об этом. Но на искренность ученика полагаться трудно. Можно исходить из предположения, что ученик, заучивший таблицу, будет решать примеры быстрее, чем тот, кто не выполнил домашнее задание. Однако возможно, что ученик, не блистающий усердием, окажется проворнее медлительного зубрилки. Справиться с проблемой легче всего при помощи метода вычитания. Надо дать ученику два задания, включающих различное количество последовательных действий (например, 7х3 и 7х6)и сравнить временные интервалы, которые потребуются на решение одного и другого задания. Если ученик знает таблицу умножения наизусть, время 1 и время 2 будут равны. Если же ему приходится последовательно складывать числа (7 + 7 + 7 и т.д.), то во втором случае время окажется больше.

С.Стернберг руководствовался логикой метода хронометрирования для выяснения ответов на вопросы, на первый взгляд не относящиеся к проблеме объема кратковременного запоминания. Его интересовала стратегия извлечения информации из кратковременной памяти. Первая проблема формулировалась так: каким образом человек «сканирует» информацию в кратковременном хранилище — параллельно или последовательно? Другими словами, вынужден ли он «перебирать» элементы в памяти по одному или способен просматривать все элементы одновременно, как бы единым внутренним взором. Данный вопрос был поднят в связи с тем, что к тому времени, когда С.Стернберг начал свою работу, было известно, что в сенсорном регистре на уровне анализа простейших физических признаков объектов действует механизм параллельного сканирования, который сменяется последовательным при передаче информации вглубь системы. Вторая проблема заключалась в выяснении того, какой характер носит перебор — полный или самопрекрашающийся? Работает ли система до тех пор, пока не будут обследованы все доступные элементы, или выдает ответ, как только наталкивается на искомый элемент? Однако если поразмыслить над сутью указанных проблем, то легко увидеть их связь с поставленным выше вопросом. Только вывод о полном последовательном переборе информации в кратковременном хранилище дает основание для подтверждения постулата об ограниченной (причем небольшой) емкости данной подсистемы. Для решения первой проблемы испытуемым предлагали два ряда цифр. Первый ряд включал в себя четыре цифры, а второй — пять. Ни в том ни в другом ряду не было цифры «5». Однако испытуемых спрашивали, не помнят ли они, встречалась ли им в ряду цифра «5». Если поиск носит параллельный характер, т.е. все элементы списка проверяются одновременно, на «сканирование» первого и второго ряда должно было уйти одинаковое количество времени. Однако на самом деле испытуемым требовалось больше времени, чтобы ответить, «цифры 5 не было», во втором случае, т.е. когда ряд был длиннее. На основании этого С. Стернберг сделал вывод о последовательном сканировании информации в кратковременной памяти. Для решения второй проблемы испытуемым предлагался ряд цифр, включающий или не включающий цифру «5». Например, 2 — 4 — 7 — 3 (нет цифры «5») или 2 — 4 — 5 — 3 (есть цифра «5»)! Затем испытуемых опять спрашивали, была ли в предъявленном наборе цифра «5»? Если поиск носил самопрекращающийся характер, т.е. человек перестает сканировать информацию после того, как искомый элемент обнаружен, время, затраченное на решение задачи в том случае, когда в ряду есть цифра «5», должно быть меньше, чем в том случае, когда этой цифры в ряду нет. Однако С.Стернберг получил противоположный результат. Время в пер-вом и во втором случае оказалось равным. Таким образом, он установил, что в кратковременной памяти имеет место полный последовательный перебор всей находящейся там информации. Очевидно, что такая стратегия эффективна (да и вообще возможна), если только объем кратковременной памяти принципиально ограничен. В противном случае человек бы бесконечно долго перебирал информацию и не пришел бы к какому-либо конечному результату. По мнению С.Стернберга, стратегия последовательного полного перебора в кратковременной памяти оказывалась в целом более экономичной, чем стратегия самопрекращающегося перебора. Дело в том, что при реализации первой стратегии человеку пришлось бы производить сравнение с образцом после просмотра каждого элемента. В нашем примере это выглядело бы так: 2 — есть ли «5»? Нет — 4 — есть ли «5»? Нет — 5 — есть ли «5»? Да. При реализации второй стратегии, испытуемый производит сравнение с образцом только единожды после просмотра всех элементов: 2 — 4 — 5 — 3 — есть ли «5»? Да. Таким образом, при самопрекращающемся переборе, он произвел бы шесть последовательных операций, а при полном — только пять. Очевидно, что выигрыш подобной стратегии тем меньше, чем ближе к началу ряда стоит искомый элемент.