Оперативная память у человека это: как работает наша оперативная память? — T&P

как работает наша оперативная память? — T&P

Профессор педагогической психологии в Политехническом университете Виргинии Питр Дулитл рассказал TED о свойствах человеческой оперативной памяти и трех стратегиях, которые помогут увеличить ее мощность. T&P выделили из его речи самое главное.

Оперативная память — такая часть нашего сознания, которой мы пользуемся ежесекундно, в любое время дня и ночи. Ее нельзя выключить — если это случается, человек впадает в кому. Оперативная память позволяет нам фиксировать текущий опыт и хранить небольшой объем информации. Она позволяет нам обращаться к долговременной памяти, доставать оттуда то, что нам необходимо вспомнить, добавить, осмыслить для решения приоритетной на данный момент задачи. Благодаря ей мы можем успешно поддерживать диалог, рассказывать, где мы были и что делали, решать задачи, анализировать информацию. Слушая чей-то доклад мы можем оценивать его интересность и задавать вопросы, переосмыслять его.

Проблема в том, что объем оперативной памяти жестко ограничен. Нам приходится справляться с потоком информации и пытаться найти в нем смысл с помощью оперативной памяти размером с горошину. Она ограничена в своей мощности, длительности, в фокусе. Иногда мы приходим в комнату, уже позабыв, зачем мы туда шли. Тогда в поисках причины мы возвращаемся обратно. Мы можем забыть ключи, сумку или даже машину. Одновременно наша оперативная память сохраняет четыре вещи на протяжении от 10 до 20 секунд пока мы с ними что-то не сделаем — обработаем их, зафиксируем, обсудим с кем-то еще.

Чтобы увеличить ее мощность, можно применять несколько стратегий. Во-первых, спрашивайте себя иногда, что вообще происходит в данный момент? Все ли на местах? Согласен ли я с тем, что слушаю? Как я могу это применить? Не откладывайте это на потом, даже на десять минут, практикуйте это регулярно. В промежутках записывайте, фиксируйте это, снова возвращайтесь к своим заметкам.

Во вторых, визуализируйте и думайте прогрессивно. Мы имеем предрасположенность к картинкам, использованию собственного воображения, и должны брать от этого максимум. Часто нам кажется, что мы должны связать новые знания с предшествующими. Но вместо этого мы можем пропустить всю нашу перспективу через фильтр новой информации, и тогда она становится более насыщенной.

В третьих, нам нужно структурировать наши знания и опыт. Мы постоянно создаем новые смыслы. Чтобы понять их, нам самим приходится прибегать к структуризации и фиксированию. Также нам нужно всеми путями помогать другим справляться с обработкой смыслов — задавать вопросы, предоставлять распечатки организационных структур или наводящие картинки. В конце концов, все мы раньше были в чем-то новичками.

Полностью посмотреть лекцию Питера Дулитла об оперативной памяти можно на сайте TED.

Узнать больше

---

Alexey Pavperov

Теги

#память

#мозг

#восприятие

• 6 777

Оперативная память и число семь

Сеть из пяти нейронных групп, каждая из которых кодирует один информационный элемент, то есть цифру, слово или мысль.

Нейронные группы связаны ингибиторными синапсами. Параметры связи между ними определяются заданной последовательностью цифр, слов или мыслей в процессе запоминания.

Если число элементов увеличивается, то процесс воспроизведения становится неустойчивым и вместо правильной последовательности воспроизводится одна из искажённых.

‹

›

Открыть в полном размере

Семь дней недели и семь цветов радуги, семь нот и семь чудес цвета. Почему число семь встречается так часто? Учёные, исследующие механизмы памяти, предположили, что оно связано с механизмами оперативной памяти.

Как человек запоминает информацию? Почему короткую стихотворную строчку мы запоминаем легко, а чтобы выучить несколько предложений прозы, нам требуются серьёзные усилия? При исследовании когнитивных (познавательных) процессов в мозгу человека психологи обычно выделяют три вида систем хранения информации, поступающей извне или вырабатываемой самим мозгом: сенсорную память, кратковременную, или оперативную, память и долговременную, или пожизненную, память.

Ёмкость сенсорной памяти, то есть количество единиц информации, которое она в состоянии запечатлеть, практически не ограничена. Но сохраняет эта память копии того, что человек увидел, услышал или ощутил, очень недолго — от 0,5 до 2 с. С помощью фокусирования внимания часть информации из сенсорной памяти может быть переведена в оперативную, где время жизни уже порядка минуты. Туда же попадает и новая информация, вырабатываемая в процессе размышлений самим мозгом. Если мозг сочтёт какую-то информацию, хранящуюся в кратковременной памяти, важной, она переходит в долговременную память. Эта память статическая, то есть информация раз и навсегда «вырубается на камне». Оперативная же память — феномен динамический. Информация представляется меняющейся во времени формой волн, очерёдностью возбуждения тех или иных нейронных групп и т.д. Хранится такая «временнáя» информация в нейронных цепочках с обратной связью, что обеспечивает её реверберацию (то есть циклическое воспроизведение). Биологические механизмы, ответственные за хранение динамической информации, очень интересны, однако они не связаны с механизмами, ответственными за предельную ёмкость оперативной памяти, и их рассмотрение выходит за рамки данной статьи.

Обычно ёмкости оперативной памяти нaм не хватает. С каждым случалось, спросив в незнакомом городе дорогу к гостинице, где-то на полпути забыть, куда двигаться дальше — налево или направо. Также мы не успеваем донести до записной книжки цифры телефонного номера, не нарушив порядок их следования, и т.п. В 1956 году американский психолог Дж. Миллер обнаружил в экспериментаx со звуковыми сигналами, что ёмкость оперативной памяти у человека составляет порядка семи информационных единиц. Вот как эмоционально он начал свою статью об этом открытии: «Это число буквально следует за мной по пятам, я непрерывно сталкиваюсь с ним в своих делах, оно встаёт передо мной со страниц самых популярных журналов. Оно принимает множество обличий. Иногда оно немного больше, иногда меньше, но оно никогда не меняется настолько, чтобы его нельзя было узнать…»

Число семь появлялось в опытах с запоминанием зрительныx последовательностей. Оно же возникaло и при попытке воcпроизвести услышанную фразу, которая содержит более семи лингвистических единиц, и во многих других экспериментах и жизненных ситуациях.

Действительно магия.

Попытаемся дать рациональное объяснение избранности этого числа, имея в виду оперативную память. Прежде всего, договоримся о том, что ёмкость памяти — это не то число информационных единиц, которое было послано в память, а число единиц информации, которое из памяти извлекается, причём в правильной временнóй последовательности (что принципиально и для воспроизведения маршрута, и для сохранения телефонного номера). Другими словами, при кооперации оперативной памяти с центрами мозга, которым необходимо последовательно использовать хранимую информацию для выполнения каких-то когнитивных или поведенческих функций, единицы этой информации должны поступать «потребителю», соблюдая очередь. Причём реализовать такую очерёдность они должны самостоятельно благодаря взаимодействию друг с другом. В ноябре 2009 года Кристан Бик (аспирант из Гёттингена, Германия) и автор этих строк опубликовали в журнале «Physical Review Letters» статью, где построена теория того, как это может происходить.

Суть теории такова. Предположим, что мы хотим произнести только что придуманную нами фразу: «Желания наши есть судьба, намерения важнее, чем удача». Здесь восемь слов и смысл фразы определяется их порядковым номером в цепочке. При воспроизведении одного слова в мозгу активизируется определённая группа нейронов (кластер), отвечающая за его хранение. Чтобы другие слова фразы не всплыли раньше, нарушив порядок, активность соответствуюших им кластеров должна на данный момент подавляться за счёт ингибирующих связей между кластерами. Только тогда воспроизведение фразы будет устойчивым и смысл высказывания сохранится. Математический анализ условий устойчивости подобных динамических цепочек с конкурирующими друг с другом элементами (это конкуренция «без победителя»), показал, что воспроизведение не нарушается, если сила ингибиторных (тормозящих) связей между кластерами растёт экспоненциально (!) с ростом числа информационных элементов оперативной памяти. Другими словами: если воспроизведение последовательности числом информационных единиц семь или восемь требует силы ингибиторной связи порядка 15 (в относительных единицах), то для воспроизведения 10 элементов связь должна быть уже порядка 50, а для 13 единиц — около 200, что с биологической точки зрения абсолютно нереально.

Правда, с одним исключением: если предположить, что плотность связей в мозгу значительно выше нормальной, то многие из них будут дублировать друг друга, тем самым многократно усиливая последовательное взаимное подавление очередных кластеров. Тогда ёмкость оперативной памяти может быть много выше «магической» (см. ниже). Психологам и психиатрам хорошо известно, что ёмкость кратковременной, то есть оперативной, памяти связана с уровнем интеллекта. Чтобы доказать это, Л. Д. Матзел и сотрудники из Университета Ратгерса (США) провели эксперименты с большой грyппой мышей (60 грызунов). Оказалось, что мыши, имеющие недавний опыт прохождения одного лабиринта, проходили другой лабиринт с похожими фрагментами гораздо быстрее, чем нетрeнированныe. Были проверены и другие стороны интеллекта. Результаты подтвердили, что интеллектуальные упражнения, повышающие ёмкость оперативной памяти (не требующие подключения долговременной памяти), приводят к усилению когнитивных способностей.

Важно подчеркнуть, это отмечал ещё Миллер, что магическое число семь появляется, только когда мы работаем с односторонней, или одномерной, информацией. Например, или со звуковой, или сo зрительной, или с осязательной. Если же подключаются факторы, связанные с взаимодействием или тем более с ассоциацией, скажем текста и музыки, хранящейся в долговременной памяти, ёмкость оперативной памяти может быть много выше. Так, например, если сочинённую выше фразу связать с мелодией песни (подойдёт одна из песен Окуджавы), то оперативная память вполне способна воспроизвести и полную строфу: «Желанья наши есть судьба. Намерения важнее, чем удача, как по мишеням мчащимся стрельба, oтмечена случайности печатью с самим собой неравная борьба». Здесь уже не семь слов, а 21.

Ёмкость оперативной памяти варьируется и для людей с различными заболеваниями мозга. Так, при дислексии (неспособности читать) связи между различными группами мозга ослаблены и ёмкость оперативной памяти оказывается существенно ниже средней.

При аутизме (расстройство, возникающее вследствие нарушения развития мозга и характеризующееся отклонениями в социальном взаимодействии и общении), наоборот, сила связей и их число могут быть значительно больше, поэтому некоторые люди, страдающие аутизмом, в состоянии воспроизвести в заданной последовательности и сотню случайных чисел.

Удивительный феномен продемонстрировал в октябре 2009 года аутист художник Стефан Вилтмер. Он в течение 20 минут рассматривал панораму Нью-Йорка с вертолёта и затем воссоздал в карандаше на пятиметровом панно здание за зданием Рокфеллеровский центр, Эмпайр-стейт-билдинг и близлежащие небоскрёбы, стадионы и гавани Манхэттена. Интересно, что и при запоминании панорамы, и при её последовательном воспроизведении он слушал одну и ту же знакомую музыку.

В этой заметке мы затронули лишь вeрхушку айсберга, называемого «оперативная память человека». Современные методы наблюдения за функционирующим мозгом обещают множество магических открытий.

Рабочая память: как вы помните об этом «в краткосрочной перспективе

• » на Facebook

• Share в Twitter

• Share на Reddit

• Share на Linkedin

• . Электронная почта

• Версия для печати

Предоставлено: Ben Pipe Photography Getty Images

Следующее эссе перепечатано с разрешения The Conversation, интернет-издания, посвященного последним исследованиям.

Когда вам нужно запомнить номер телефона, список покупок или набор инструкций, вы полагаетесь на то, что психологи и нейробиологи называют рабочей памятью. Это способность удерживать и обрабатывать информацию в уме в течение коротких промежутков времени. Это для вещей, которые важны для вас в настоящий момент, а не через 20 лет.

Исследователи считают, что рабочая память играет центральную роль в функционировании мозга. Он коррелирует со многими более общими способностями и результатами, такими как интеллект и успеваемость, и связан с основными сенсорными процессами.

Учитывая ее центральную роль в нашей психической жизни и тот факт, что мы осознаем по крайней мере часть ее содержимого, рабочая память может стать важной в нашем стремлении понять само сознание. Психологи и нейробиологи сосредотачиваются на разных аспектах, изучая рабочую память: психологи пытаются наметить функции системы, а нейробиологи больше внимания уделяют ее нейронным основам. Вот снимок того, где сейчас находится исследование.

Сколько у нас оперативной памяти?

Возможности ограничены — мы можем держать в уме только определенное количество информации в любой момент времени. Но исследователи спорят о природе этого предела.

Многие предполагают, что рабочая память может хранить ограниченное количество «элементов» или «фрагментов» информации. Это могут быть цифры, буквы, слова или другие единицы измерения. Исследования показали, что количество битов, которые могут храниться в памяти, может зависеть от типа предмета — вкусов предлагаемого мороженого и цифр числа «пи».

Альтернативная теория предполагает, что рабочая память действует как непрерывный ресурс, общий для всей запоминаемой информации. В зависимости от ваших целей разные части запоминаемой информации могут получать разное количество ресурса. Нейробиологи предположили, что этим ресурсом может быть нейронная активность, при этом разные части запомненной информации имеют различное количество активности, связанной с ними, в зависимости от текущих приоритетов.

Другой теоретический подход вместо этого утверждает, что предел емкости возникает из-за того, что разные элементы будут мешать друг другу в памяти.

И, конечно же, воспоминания со временем угасают, хотя повторение информации, находящейся в рабочей памяти, похоже, смягчает этот процесс. То, что исследователи называют поддерживающей репетицией, включает в себя мысленное повторение информации без учета ее значения — например, просмотр списка продуктов и запоминание продуктов просто как слов, независимо от того, какой едой они станут.

Напротив, детальное повторение включает в себя придание информации смысла и связывание ее с другой информацией. Например, мнемотехника облегчает детальную репетицию, связывая первую букву каждого элемента списка с некоторой другой информацией, которая уже хранится в памяти. Кажется, что только тщательное повторение может помочь консолидировать информацию из рабочей памяти в более прочную форму, называемую долговременной памятью.

В визуальной области репетиция может включать движения глаз, при этом визуальная информация привязана к пространственному положению. Другими словами, люди могут посмотреть на местонахождение запомненной информации после того, как она ушла, чтобы напомнить им, где она была.

Оперативная память по сравнению с долговременной памятью

Долговременная память характеризуется гораздо большей емкостью памяти. Информация, которую он содержит, также более долговечна и стабильна. Долгосрочные воспоминания могут содержать информацию об эпизодах из жизни человека, семантике или знаниях, а также более неявные типы информации, например, как использовать объекты или двигать тело определенным образом (двигательные навыки).

Исследователи уже давно рассматривают рабочую память как ворота в долговременное хранилище. Достаточно отрепетировать информацию в рабочей памяти, и память может стать более постоянной.

Неврология проводит четкое различие между ними. Он считает, что рабочая память связана с временной активацией нейронов в головном мозге. Напротив, считается, что долговременная память связана с физическими изменениями в нейронах и их связях. Это может объяснить кратковременный характер рабочей памяти, а также ее большую восприимчивость к прерываниям или физическим потрясениям.

Как рабочая память меняется в течение жизни?

Показатели тестов рабочей памяти улучшаются на протяжении всего детства. Его способность является основной движущей силой когнитивного развития. Результаты оценочных тестов неуклонно повышаются в младенчестве, детстве и подростковом возрасте. Затем производительность достигает пика в молодом взрослом возрасте. С другой стороны, рабочая память является одной из когнитивных способностей, наиболее чувствительных к старению, и эффективность этих тестов снижается в пожилом возрасте.

Считается, что увеличение и уменьшение объема рабочей памяти в течение жизни связано с нормальным развитием и деградацией префронтальной коры головного мозга, области, ответственной за высшие когнитивные функции.

Мы знаем, что повреждение префронтальной коры вызывает дефицит рабочей памяти (наряду со многими другими изменениями). А записи активности нейронов в префронтальной коре показывают, что эта область активна в течение «периода задержки» между моментом предъявления стимула наблюдателю и моментом, когда он должен дать ответ, то есть время, в течение которого он пытается вспомнить Информация.

Некоторые психические заболевания, включая шизофрению и депрессию, связаны со снижением функционирования префронтальной коры, что можно выявить с помощью нейровизуализации. По той же причине эти заболевания также связаны со снижением способности к рабочей памяти. Интересно, что у пациентов с шизофренией этот дефицит более заметен при выполнении зрительных, а не вербальных задач на рабочую память. В детстве дефицит рабочей памяти связан с трудностями с вниманием, чтением и речью.

Рабочая память и другие когнитивные функции

Префронтальная кора связана с широким спектром других важных функций, включая личность, планирование и принятие решений. Любое ухудшение функционирования этой области, вероятно, повлияет на множество различных аспектов познания, эмоций и поведения.

Важно отметить, что многие из этих префронтальных функций считаются тесно связанными с рабочей памятью и, возможно, зависящими от нее. Например, планирование и принятие решений требуют, чтобы мы уже «имели в виду» соответствующую информацию, чтобы сформулировать курс действий.

Теория когнитивной архитектуры, называемая Теорией глобального рабочего пространства, опирается на рабочую память. Это предполагает, что информация, временно удерживаемая «в уме», является частью «глобального рабочего пространства» в уме, которое связано со многими другими когнитивными процессами, а также определяет, что мы осознаем в любой данный момент. Учитывая, что эта теория предполагает, что рабочая память определяет то, что мы осознаем, более глубокое понимание этого может стать важной частью разгадки тайны сознания.

Улучшение рабочей памяти

Есть некоторые свидетельства того, что рабочую память можно тренировать с помощью интерактивных заданий, таких как простые игры для детей, которые задействуют память. Было высказано предположение, что это обучение может помочь улучшить баллы по другим типам заданий, например, связанным со словарным запасом и математикой. Есть также некоторые свидетельства того, что тренировки для улучшения рабочей памяти могут улучшить производительность детей с особыми заболеваниями, такими как СДВГ. Однако в обзорах исследований часто делается вывод о том, что преимущества недолговечны и зависят от обучаемой задачи.

Кроме того, улучшения, обнаруженные в некоторых из этих исследований, могут быть связаны с изучением того, как более эффективно использовать ресурсы рабочей памяти, а не с увеличением ее объема. Надежда на такое обучение заключается в том, что мы сможем найти относительно простые задачи, которые улучшат производительность не только в самой задаче, но и перенесут ее в ряд других приложений.

Первоначально эта статья была опубликована на The Conversation. Прочитайте оригинальную статью.

ОБ АВТОРАХ

Алекс Бурместер — научный сотрудник в области восприятия и памяти в Нью-Йоркском университете.

Читать далее

Волшебная тайна четвертая: как ограничивается объем рабочей памяти и почему?

• Список журналов
• Рукописи авторов HHS
• PMC2864034

Curr Dir Psychol Sci. Авторская рукопись; доступно в PMC 2010 4 мая. 2010 1 февраля; 19(1): 51–57.

DOI: 10.1177/0963721409359277

PMCID: PMC2864034

NIHMSID: NIHMS167613

PMID: 20445769

. хранить информацию по мере ее обработки. Способность повторять информацию зависит от требований задачи, но ее можно отличить от более постоянного, основного механизма: центрального хранилища памяти, ограниченного 3–5 значимыми элементами у молодых людей. Я расскажу, почему этот центральный предел важен, как его можно наблюдать, как он различается у разных людей и почему он может возникнуть.

Ключевые слова: Пределы емкости рабочей памяти, Ограничения емкости центрального хранилища, Фрагментирование, Группировка, Емкость ядер

Возможно, это не волшебство, но это тайна. Существуют строгие ограничения на то, сколько можно удерживать в памяти одновременно (~3–5 пунктов). Когда, как и почему происходит ограничение?

В известной статье, с юмором описывающей «магическое число семь плюс-минус два», Миллер (1956) утверждал, что его преследует целое число. Он продемонстрировал, что можно повторить список не более чем из семи случайно упорядоченных значимых элементов или из 9.0028 блоков (которые могут быть буквами, цифрами или словами). Однако другие исследования дали другие результаты. Молодые люди могут вспомнить только 3 или 4 более длинных словесных фрагмента, таких как идиомы или короткие предложения (Gilchrist, Cowan, & Naveh-Benjamin, 2008). Некоторые пожимают плечами, делая вывод, что предел «просто зависит» от деталей задачи памяти. Однако недавние исследования показывают, когда и как можно предсказать предел.

Предел отзыва важен, потому что он измеряет то, что называется рабочая память (Baddeley & Hitch, 1974; Miller, Galanter & Pribram, 1960), несколько временно активных мыслей. Рабочая память используется в умственных задачах, таких как понимание языка (например, сохранение идей из начала предложения для объединения с идеями позже), решение задач (в арифметике перенос цифры из столбца единиц в разряд десятков при запоминании). цифры) и планирование (определение наилучшего порядка посещения банка, библиотеки и продуктового магазина). Многие исследования показывают, что объем рабочей памяти различается у разных людей, предсказывает индивидуальные различия в интеллектуальных способностях и изменяется на протяжении всей жизни (Cowan, 2005).

Трудно определить предел емкости рабочей памяти, поскольку информация сохраняется несколькими механизмами. Значительные исследования показывают, например, что человек может запомнить речь примерно на 2 секунды, репетируя про себя (Baddeley & Hitch, 1974). Однако рабочая память не может быть ограничена только таким образом; в процедурах с бегущим диапазоном можно вызвать только последние 3–5 цифр (менее чем за 2 секунды). В этих процедурах участник не знает, когда закончится список, и, когда это произойдет, он должен вспомнить несколько элементов из конца списка (Cowan, 2001).

Чтобы понять природу пределов объема рабочей памяти, важно учитывать два отличия. В то время как способность рабочей памяти обычно измеряется с точки зрения обработки информации, она вместо этого принимает централизованные меры, специфичные для хранения, для соблюдения ограничений емкости, которые одинаковы для разных материалов и задач.

Различие , связанного с обработкой, и , специфичного для хранилища, связано с тем, предотвращается ли стратегия обработки, которую люди применяют для достижения максимальной производительности, и учитываются ли вредоносные процессы, которые мешают оптимальному использованию рабочей памяти. Емкость конкретного хранилища — это более аналитическая концепция, которая остается неизменной в гораздо более широком диапазоне обстоятельств. В широком смысле способность рабочей памяти широко варьируется в зависимости от того, какие процессы могут быть применены к задаче. Для запоминания словесных материалов можно попытаться повторить их в уме (прорепетировать скрытно). Можно также попытаться сформировать куски из нескольких слов. Например, чтобы не забыть купить хлеб, молоко и перец, можно представить себе хлеб, плавающий в перечном молоке. Чтобы запомнить последовательность пространственных местоположений, можно представить путь, образованный из этих местоположений. Хотя мы пока не можем точно предсказать, насколько хорошо рабочая память будет работать в каждой возможной задаче, мы можем измерить емкость конкретного хранилища, предотвращая или контролируя стратегии обработки.

Так можно соблюсти предел вместимости от 3 до 5 отдельных предметов (Cowan, 2001). Во многих таких исследованиях с урезанной репетицией и группировкой информация представлялась (1) в виде краткого одновременного пространственного массива; (2) в необслуживаемом слуховом канале, когда внимание к сенсорной памяти имеет место только после окончания звуков; (3) во время открытого повторяющегося произнесения участником одного слова; или (4) в серии с непредсказуемым концом, как в бегущем пролете. Это граничные условия, в пределах которых, по-видимому, можно наблюдать горстку понятий в сознательном уме.

Эти граничные условия также полезны для прогнозирования производительности, когда материал слишком короткий, длинный или сложный для использования таких стратегий обработки, как репетиция или группировка. Например, при понимании эссе может потребоваться одновременно держать в уме основную посылку, точку зрения, изложенную в предыдущем абзаце, а также факт и мнение, представленные в текущем абзаце. Только когда все эти элементы будут объединены в единый фрагмент, читатель сможет успешно продолжить чтение и понимание. Забвение одной из этих идей может привести к более поверхностному пониманию текста или к необходимости вернуться и перечитать. Как заметил Коуэн (2001), многие теоретики с математическими моделями конкретных аспектов решения задач и мышления допускают, чтобы количество элементов в рабочей памяти варьировалось как свободный параметр, и модели, по-видимому, остановились на значении около 4. где обычно достигается наилучшее соответствие.

В недавних статьях мы показали постоянство объема рабочей памяти в чанках, обучая новым чанкам, состоящим из нескольких элементов. Мы представили набор произвольно составленных пар слов, таких как desk-ball , неоднократно с последовательным спариванием. В то же время мы представили другие слова как синглтоны. Парные слова становятся новыми фрагментами. Молодые люди могут вспомнить от 3 до 5 кусков из представленного списка, независимо от того, являются ли они выученными парами или одиночками. Наиболее точный результат был получен Ченом и Коуэном (в печати), как показано на рис. Обычно результат зависел бы от длины списка и элементов, но, когда словесная репетиция была предотвращена тем, что участник повторял слово «the» на протяжении всего испытания, люди запоминали только около 3 единиц, независимо от того, были ли они одиночками. или изученные пары. Имея аналогичные результаты для многих типов материалов и задач, мы полагаем, что у взрослых действительно существует центральная функция рабочей памяти, ограниченная 3–5 фрагментами, которая может предсказывать ошибки в мышлении и рассуждениях (Halford, Cowan, & Andrews, 2007).

Открыть в отдельном окне

Иллюстрация трехчастного метода Чена и Коуэна (в печати) с использованием списков слов и ключевой результат. Центральный предел емкости, который можно наблюдать только в том случае, если предотвратить репетицию, составлял около 3 фрагментов, независимо от того, были ли эти фрагменты одиночками или выученными парами слов.

Можно спросить, как люди различаются по способности рабочей памяти. Они могут отличаться тем, сколько можно хранить. Однако есть также процессы, которые могут влиять на эффективность использования рабочей памяти. Важным примером является использование внимания для заполнения рабочей памяти элементами, которые нужно запомнить (например, концепции, объясняемые в классе), а не для заполнения ее отвлечениями (например, тем, что вы планируете делать после урока). . Согласно одному типу взглядов (например, Kane, Bleckley, Conway, & Engle, 2001; Vogel, McCollough, & Machizawa, 2005), люди с низким объемом памяти помнят меньше, потому что они используют больше своего объема памяти, храня информацию, которая не имеет отношения к делу. к поставленной задаче.

Несколько других недавних исследований, однако, показывают, что эта популярная точка зрения не может быть исчерпывающей и что существуют реальные различия в способностях между людьми (Cowan, Morey, AuBuchon, Zwilling, and Gilchrist, в печати; Gold et al., 2006). . Коуэн и др. сравнили 7–8-летних и 11–12-летних детей и студентов колледжей, используя версию процедуры памяти массива, показанную на рис. Были две разные формы, но участникам иногда давали указание сохранять только предметы одной формы. Чтобы сделать задачу интересной для детей, цветные фигуры должны были представляться детьми в классе. Когда тестовый образец был представлен, задача состояла в том, чтобы указать щелчком мыши, находится ли этот «ребенок» на правильном месте, принадлежит другому месту или принадлежит (полностью отсутствовал в массиве памяти). В последнем случае щелчок по значку двери отправлял «ребенка» к директору.

Открыть в отдельном окне

Иллюстрация метода Cowan et al. (в печати) с использованием массивов объектов и ключевым результатом. Для простых материалов предел возможностей заметно увеличивался с 7 лет до совершеннолетия, тогда как способность сосредотачиваться на важных предметах и ​​игнорировать второстепенные в течение всего этого времени оставалась довольно постоянной.

Мы оценили содержимое рабочей памяти в нескольких условиях внимания. В одном из условий нужно было обслуживать объекты одной формы, и в 80 % испытаний пробный образец имел эту форму. В оставшихся 20% испытаний в этом состоянии, тем не менее, тестировался элемент формы, которую следует игнорировать. Пробник иногда отличался по цвету от соответствующего элемента массива. Мы подсчитали долю испытаний с изменением, в которых изменение было замечено (попадания), и испытаний без изменений, в которых был дан неверный ответ на изменение (ложные тревоги). Попадания и ложные тревоги способствовали простой формуле, показывающей количество элементов, хранящихся в рабочей памяти (Cowan, 2001). Это значение было ниже для 7-летних детей (~ 1,5), чем для детей старшего возраста или взрослых (~ 3,0), что указывает на то, что возрастные группы различаются по накоплению. Было также преимущество в том, что тест на запоминание формы по сравнению с игнорированием формы; внимание очень помогло. Примечательно, что это преимущество для посещаемой формы было таким же большим у 7-летних детей, как и у взрослых, при условии, что общее количество предметов в поле было небольшим (4). Это говорит о том, что простая способность к хранению, а не только способность к обработке, отличает маленьких детей от взрослых. В другой работе предполагается, что возможности хранения и обработки вносят важный, частично раздельный, а частично перекрывающийся вклад в интеллект и развитие (Cowan, Fristoe, Elliott, Brunner, & Saults, 2006).

Различие между инклюзивным и центральным связано с тем, позволяем ли мы людям использовать временную информацию, специфичную для того, как что-то звучит, выглядит или ощущается, то есть информацию, специфичную для сенсорной модальности; или же мы структурируем наши стимулирующие материалы так, чтобы исключить этот тип информации, оставив в остатке только абстрактную информацию, применимую к различным модальностям (называемую центральной информацией). Хотя важно, чтобы люди могли использовать яркие воспоминания о том, как выглядела картинка или как звучало предложение, эти типы информации, как правило, затрудняют обнаружение центральной памяти, обычно ограниченной 3–5 элементами у взрослых. Эта центральная память особенно важна, потому что она лежит в основе решения проблем и абстрактного мышления.

Центральные пределы можно наблюдать лучше, если вклад информации в сенсорную память сокращен, как показано Saults & Cowan (2007) в процедуре, показанной на . Массив цветных квадратов был представлен одновременно с массивом одновременно произносимых цифр, воспроизводимых разными голосами в четырех громкоговорителях (чтобы не репетировать). Иногда задача заключалась в том, чтобы обращать внимание только на квадраты или только на произносимые цифры, а иногда — на обе модальности одновременно. Ключевой вывод заключался в том, что, когда внимание было направлено по-разному, предел емкости центральной рабочей памяти все еще сохранялся. Люди могли запомнить около 4 квадратов, если их просили обращать внимание только на квадраты, а если их просили обращать внимание и на квадраты, и на цифры, они могли запомнить меньше квадратов, но всего около 4 элементов. Этот фиксированный предел возможностей был достигнут, однако, только в том случае, если за элементами, которые нужно было вызвать, следовал беспорядок бессмысленных, смешанных визуальных и акустических стимулов (маска), так что сенсорная память была стерта, а мера рабочей памяти была ограничена. к центральной памяти. В инклюзивной ситуации (без маски) две модальности были лучше, чем одна. Коуэн и Мори (2007) аналогичным образом обнаружили, что для процесса кодирования (помещения в рабочую память) одних элементов при запоминании других опять же две модальности лучше, чем одна (Коуэн и Мори, 2007), тогда как модальность не имеет значения для центрального хранилища. в рабочей памяти после завершения кодирования.

Открыть в отдельном окне

Иллюстрация метода в пятом и последнем эксперименте Saults and Cowan (2007) с использованием аудиовизуальных массивов и основные результаты. Когда сенсорная память была удалена, вместимость составляла около 4 элементов, независимо от того, были ли это все визуальные объекты или смесь зрительных и слуховых элементов.

Причины ограниченного хранения центральной рабочей памяти в 3–5 фрагментов остаются неясными, но Cowan (2005) рассмотрел множество гипотез. Они не обязательно несовместимы; более чем один мог иметь заслуги. Есть два лагеря: (1) ограничения возможностей как слабые стороны и (2) ограничения возможностей как сильные стороны.

Лагерь -предел-возможностей-как-слабость предлагает причины, по которым мозгу было бы биологически дорого иметь больший объем рабочей памяти. Один из способов, которым это могло бы работать, состоит в том, что существует цикл обработки, в котором паттерны возбуждения нейронов, представляющие, скажем, четыре элемента или понятия, должны срабатывать по очереди в течение, скажем, каждых последовательных 100-миллисекундных периодов, иначе не все понятия останутся в памяти. активно в рабочей памяти. Представление большего количества элементов может быть неудачным, потому что вместе они слишком долго активируются по очереди, или потому, что шаблоны, расположенные слишком близко друг к другу во времени, создают помехи между шаблонами (например, красный квадрат и синий кружок не совпадают). -запоминается как красный кружок и синий квадрат).

Если вместо этого нейронные паттерны для нескольких понятий активны одновременно, может случиться так, что более чем четыре понятия приводят к интерференции между ними, или что каждому понятию назначаются отдельные мозговые механизмы с недостаточным количеством нейронов в некоторых критических местах, чтобы удерживать больше чем около четырех элементов, активных одновременно. В предлагаемых чтениях обсуждаются исследования нейровизуализации, показывающие, что одна область мозга, нижняя теменная борозда, кажется ограниченной, по крайней мере, для визуальных стимулов. Если способность — это слабость, то, возможно, высшие существа с другой планеты могут совершать подвиги, недоступные нам, потому что у них больший предел оперативной памяти, подобно нашим цифровым компьютерам (которые, однако, не могут выполнять сложную обработку, чтобы соперничать с людьми по ключевым параметрам).

Лагерь с пределом мощности и силой включает различные гипотезы. Математическое моделирование показывает, что при некоторых простых допущениях поиск информации наиболее эффективен, когда группы, подлежащие поиску, включают в среднем около 3,5 элементов. Список из трех элементов хорошо структурирован с началом, серединой и концом, служащими отдельными характеристиками маркировки элементов; список из пяти пунктов ненамного хуже, с двумя добавленными промежуточными позициями. Большее количество элементов может потерять различимость в списке. Относительно небольшая центральная рабочая память может позволить всем одновременно активным концепциям ассоциироваться друг с другом (разбиваться на части), не вызывая путаницы или отвлечения внимания. Несовершенные правила, такие как правила грамматики, можно выучить, не слишком беспокоясь об исключениях из правил, поскольку они часто теряются в нашей ограниченной рабочей памяти. Это может быть преимуществом, особенно у детей.

Тесты рабочей памяти демонстрируют практические пределы, которые варьируются в зависимости от того, позволяют ли условия теста такие процессы, как группировка или репетиция, сосредоточение внимания только на материале, имеющем отношение к задаче, и использование памяти, специфичной для модальности или материала, для дополнить центральный магазин. Тем не менее недавняя работа предполагает, что существует основное ограничение центрального компонента рабочей памяти, обычно 3–5 фрагментов у молодых людей. Если мы внимательно относимся к контролю стимулов, пределы центральной способности полезны для предсказания того, какие мыслительные процессы могут выполняться людьми, и для понимания индивидуальных различий в когнитивной зрелости и интеллектуальных способностях. Вероятно, существуют факторы биологической экономии, ограничивающие центральную мощность, но в некотором смысле существующие ограничения могут быть идеальными или почти идеальными для человека.

Баддели, А. (2007). Рабочая память, мысли и действия . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. Эта книга представляет собой вдумчивое обновление традиционной теории рабочей памяти, взятое в ее широком контексте, включая обсуждение недавнего компонента эпизодического буфера, который может иметь общие характеристики с концепцией емкости центрального хранилища.

Коуэн, Н., и Роудер, Дж.Н. (под давлением). Комментарий к «Динамические сдвиги ограниченных ресурсов рабочей памяти в человеческом зрении». Наука . Эта статья обеспечивает математическое обоснование концепции фиксированного предела возможностей и защищает ее от альтернативной гипотезы о том, что внимание может быть рассеяно по всему предмету, представленному человеку.

Коуэн, Н. (2005). См. список литературы. Эта книга развивает статью Коуэна (2001), которая является краеугольным камнем исследования предела емкости, представляя аргументы в пользу ограничения центрального хранилища в контексте истории области, проводя ключевые различия и исследуя альтернативные теоретические объяснения предел.

Джонидес, Дж., Льюис, Р.Л., Ни, Д.Е., Лустиг, К.А., Берман, М.Г., и Мур, К.С. (2008). Ум и мозг кратковременной памяти. Ежегодный обзор психологии, 59 , 193–224. В этой обзорной статье в общих чертах рассматривается система рабочей памяти, принимая во внимание как поведенческие данные, так и данные о мозге, а также обсуждаются пределы емкости наряду с другими возможными ограничениями, такими как распад.

Клингберг, Т. (2009). Переполненный мозг: информационная перегрузка и пределы оперативной памяти . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. В этой книге широко и просто обсуждаются недавние исследования концепции емкости рабочей памяти, с акцентом на исследования мозга, тренировку рабочей памяти и практические последствия ограничений емкости.

Это исследование было поддержано грантом NIH R01 HD-21338. Читателям в 26 ^-м -м веке или позже: Название намекает на Волшебное таинственное турне , один из многих электромеханически записанных сборников ритмичной голосовой и инструментальной музыки о жизни и эмоциях группы The Beatles, британской четверки, которая имел мессианскую популярность.

• Баддели А.Д., Хитч Г. Рабочая память. В: Bower GH, редактор. Психология обучения и мотивации. Том. 8. Нью-Йорк: Академик Пресс; 1974. С. 47–89. [Google Scholar]
• Чен З., Коуэн Н. Объем основной вербальной рабочей памяти: Предел слов сохраняется без скрытой артикуляции. Quarterly Journal of Experimental Psychology (в печати) [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Коуэн Н. Волшебное число 4 в кратковременной памяти: пересмотр умственной емкости памяти. Поведенческие и мозговые науки. 2001; 24:87–185. [PubMed] [Академия Google]
• Коуэн Н. Объем оперативной памяти. Хоув, Восточный Суссекс, Великобритания: Psychology Press; 2005. [Google Scholar]
• Коуэн Н., Фристоу Н.М., Эллиотт Э.М., Бруннер Р.П., Солтс Дж.С. Объем внимания, контроль внимания и интеллект у детей и взрослых. Память и познание. 2006; 34: 1754–1768. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Cowan N, Morey CC. Как можно исследовать пределы удержания рабочей памяти при выполнении двух задач? Психологическая наука. 2007; 18: 686–688. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Коуэн Н., Мори К.С., ОБюшон А.М., Цвиллинг К.Э., Гилкрист А.Л. Семилетние дети распределяют внимание так же, как и взрослые, если рабочая память не перегружена. Наука о развитии (в печати) [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Гилкрист А.Л., Коуэн Н., Навех-Бенджамин М. Объем рабочей памяти для произносимых предложений уменьшается с возрастом: припоминание меньшего, но не меньшего количества фрагментов у пожилых людей. Память. 2008; 16: 773–787. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Gold JM, Fuller RL, Robinson BM, McMahon RP, Braun EL, Luck SJ. Интактный контроль внимания за кодированием рабочей памяти при шизофрении. Журнал ненормальной психологии. 2006; 115: 658–673. [PubMed] [Академия Google]
• Halford GS, Cowan N, Andrews G. Отделение когнитивных способностей от знаний: новая гипотеза. Тенденции в когнитивных науках. 2007; 11: 236–242. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Kane MJ, Bleckley MK, Conway ARA, Engle RW. Взгляд контролируемого внимания на объем рабочей памяти. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 2001; 130:169–183. [PubMed] [Google Scholar]
• Миллер Г.