Алан Д. Бэддели. Работает ли все еще рабочая память?

Алан Д. Бэддели. Работает ли все еще рабочая память?
Добавлено
13.07.2011 (Правка 13.07.2011)

Термин «рабочая память» впервые был предложен, по-видимому, Миллером, Галантером и Прибрамом (1960) в их классической книге «Планы и структура поведения». Позже этот термин использовался в компьютерном моделировании (Newell & Simon, 1972) и в исследованиях научения у животных, когда они должны были удерживать информацию в течение ряда проб, выполнявшихся в один и тот же день (Olton, 1979). Наконец, в когнитивной психологии этот термин использовался для обозначения системы или систем, задействованных во временном хранении информации и манипулировании ею. Аткинсон и Шиффрин (1968) обозначали этим термином единое кратковременное хранилище.

Бэддели и Хитч (1974) предположили, что более ранние идеи о едином хранилище должны быть переработаны в представления о трехкомпонентной системе. Как показано на рис. 1, она состоит из основанного на внимании контролирующего механизма с ограниченным объемом, называемого «центральным исполнителем», и из двух подсистем. Одна подсистема связана с акустической и вербальной информацией — это артикуляторная петля, позже названная фонологической. Другая подсистема связана со зрительной и пространственной информацией — зрительно-пространственный блокнот.



Фонологическая петля

Эта подсистема была постулирована в составе рабочей памяти для того, чтобы объяснить накопленный к тому времени большой объем данных, касающихся кратковременной памяти, в основном полученных с помощью классической процедуры измерения объема памяти на отдельные символы. Были выдвинуты следующие предположения. Артикуляторная петля состоит из двух компонентов — фонологического хранилища и артикуляторной системы повторения. Следы в этом хранилище угасают по прошествии двух секунд, если только не обновляются с помощью повторения — процесса, подобного проговариванию про себя и зависящего от второго компонента — артикуляторной системы (Baddeley & Hitch, 1974). Хранилище ответственно за эффект фонологического сходства, когда немедленное последовательное воспроизведение стимулов, одинаковых по звучанию (например, английских букв В, V, G, Т, С, D), оказывается хуже, чем воспроизведение стимулов, различных по звучанию (например, F, К, Y, W, М, R) (Conrad & Hull, 1964). Сходство по значению при этом обычно не играет особой роли в стандартной методике немедленного последовательного воспроизведения (Baddeley, 1966b). Обратное справедливо для долговременного запоминания последовательностей из 10 стимулов, основанного на множественных пробах: оно зависит в основном от семантического, а не акустического кодирования (Baddeley, 1966). Артикуляторная система повторения была введена, чтобы объяснить эффект длины слова, состоящий в том, что немедленное последовательное воспроизведение является прямой функцией от длины удерживаемых стимулов (Baddeley, Thomson, & Buchanan, 1975). Так, вероятность правильного воспроизведения последовательности «шаг, род, пень, рак, бар, сом» намного больше, чем последовательности «вертолет, университет, телевидение, млекопитающее, набережная». Изначально предполагалось, что в основе этого эффекта лежит более медленное повторение длинных слов, в результате чего они быстрее забываются. Также утверждалось, что данный эффект возникает в результате забывания в процессе воспроизведения, которое опять-таки медленнее для более длинных слов (Cowan et al., 1992; Dosher&Ma, 1998). [...]

Сила модели фонологической петли заключается в том, что она предлагает простое и согласованное объяснение для относительно сложного набора данных. Более того, она оказалась применимой для объяснения нейрофизиологических нарушений, включая пациентов, у которых нарушения кратковременной памяти (КП), проявляющиеся в снижении объема памяти на отдельные символы, сочетаются с нормальной долговременной памятью (ДП) (Shallice & Warrington, 1970; Vallar & Baddeley, 1984). Лучшее понимание процесса повторения про себя было достигнуто в исследованиях пациентов с различными нарушениями речи. Так, пациенты с утраченным периферическим контролем речевой мускулатуры оказываются тем не менее способны к повторению (Baddeley & Wilson, 1985), в то время как для пациентов с утраченной способностью к центральному порождению рече-двигательных программ повторение оказывается невозможным (Caplan & Waters, 1995). Эти данные позволяют считать, что в основе повторения лежит центральное управление речью, а не артикуляторная способность.

Зрительно-пространственный блокнот

Предполагается, что эта система временно сохраняет зрительно-пространственную информацию и манипулирует ею, играя важную роль в пространственной ориентации и в решении зрительно-пространственных задач. В блокноте происходит взаимодействие между зрительной и пространственной информацией, поступающей либо через органы чувств, либо из ДП. Таким образом, он позволяет связывать различные каналы, по которым поступает зрительная информация, с двигательной и осязательной информацией. Большое количество исследований последних лет было посвящено попыткам различить собственно зрительный и пространственный компоненты. Трудно придумать задачу, в которой проявлялся бы только один из этих компонентов в чистом виде, однако существуют поведенческие и нейрофизиологические данные, позволяющие предположить существование связи между пространственной КП и задачей Кореи, в которой испытуемый пытается повторить последовательность движений экспериментатора, постукивающего по набору кубиков. Зрительный компонент больше проявляется в объеме памяти на абстрактные узоры. Соответствующая задача состоит в том, что испытуемому предъявляют матрицу, в которой заполнена половина клеток, после чего сразу проводится проверка запоминания методом воспроизведения или узнавания. Размер матриц увеличивается; за объем зрительной памяти принимается такой размер матрицы, при котором начинают появляться ошибки (Delia Sala, Gray, Baddeley, Allamano, & Wilson, 1999). Роль блокнота в переработке предложений показана в недавнем исследовании больных с синдромом Уильямса (Phillips, Jarrold, Baddeley, Grant, & Karmiloff-Smith, 2001) — генетически обусловленными трудностями в обучении, характеризующимися относительной сохранностью языковых функций и вербальной КП при ослаблении переработки про-странственной информации и ухудшении выполнения задачи Кореи (Bellugi, Wang, & Jernigan, 1994; Jarrold, Baddeley, & Hewes, 1999). Как показано на рис. 2, вербально-пространственная диссоциация проявляется в верификации предложений. Для больных с синдромом Уильямса характерен специфический дефицит в переработке предложений, включающих такие пространственные синтаксические формы, как «над—под» или «внутри—снаружи» (рис. 2а), по сравнению с такими непространственными формами, как отрицания и залоговые трансформации (рис. 26). Отличающаяся от остальных данных точка (1) на рис. 2в относится к различению «светлее—темнее», которое является скорее чисто зрительным, чем пространственным.

Центральный исполнитель

Третий компонент рабочей памяти, центральный исполнитель, изначально обсуждался в наиболее расплывчатых терминах и рассматривался как резервуар ограниченного объема, содержащий общие ресурсы по переработке информации. В течение первого десятилетия он использовался в качестве удобного ящика, в который можно было засунуть такие неудобные вопросы, как и что определяет, использовать ли блокнот или фонологическую петлю, и как координируется их работа. По умолчанию предполагалось, что центральный исполнитель — это, по сути, гомункулус, то есть человечек, принимающий важные решения относительно того, какая из двух подчиненных систем должна использоваться. Хотя это может показаться несколько опасливым подходом к построению теории, до некоторой степени это неизбежно. Однако центральный исполнитель играет ключевую роль в представлениях о рабочей памяти и поэтому требует объяснения— если не сразу, то хотя бы в рамках более полной теории. Он может оставаться гомункулусом, и в этом нет ничего плохого, если его роль состоит лишь в том, чтобы напоминать исследователям о тех функциях, которые они еще не смогли объяснить (Attneave, 1960). В ответ складывается стратегия, состоящая в систематических попытках уточнить эти процессы и объяснить их в надежде, что постепенно не останется ничего необъясненного и гомункулус сможет уйти в отставку. Мы с коллегами приняли эту стратегию, сосредоточившись на характеристиках центрального исполнителя, связанных с контролем посредством внимания, и заимствовав практически единственную в то время модель, объясняющую контроль действий, а именно модель контролирующей системы внимания, предложенную Норманом и Шаллисом (Norman & Shallice, 1986).



Мы приняли такую трактовку центрального исполнителя в качестве предварительной и начали исследовать процессы, которые предположительно в него входят. Первым из них была способность фокусировать внимание, при этом мы исходили из допущения, что все, что ограничивает объем внимания, нарушает деятельность. В одном из исследований (Robbins et al., 1996) мы с коллегами изучали влияние заданий, нарушающих функционирование фонологической петли, зрительно-пространственного блокнота и центрального исполнителя, на игру в шахматы — деятельность, которая, судя по всему, серьезно задействует центральный управляющий механизм. Подавление артикуляции не влияло на деятельность, что позволяет предполагать, что вербальная рабочая память в данном случае не играет никакой роли. Однако деятельность испытуемых нарушалась при выполнении зрительно-пространственных заданий и еще больше при выполнении задания на порождение случайных цифр, которое предположительно дает серьезную нагрузку на центральный исполнитель (Baddeley, Emslie, Kolodny, & Duncan, 1998).

Вторым процессом центрального исполнителя было распределение внимания (Baddeley, 1996). Мои работы в этой области были сосредоточены преимущественно на пациентах с болезнью Альцгеймера, для которых характерны не только выраженные нарушения эпизодической ДП, но и дефицит внимания (Perry & Hodges, 1999). Наши с коллегами исследования исходили из предположения, что у пациентов с болезнью Альцгеймера может быть нарушен центральный исполнитель. Это привело нас к разработке задания, выполнение которого зависело бы от работы данного механизма (Baddeley, Bressi, Delia Sala, Logie, & Spinnler, 1991). Пациенты должны были одновременно выполнять задания, нагружающие в основном фонологическую петлю (задания на измерение объема памяти на цифры) и зрительно-пространственный блокнот (отслеживание траекторий). В каждом случае сложность отдельных тестов устанавливалась такой, чтобы точность была одинаковой для пациентов с болезнью Альцгеймера и для пожилых и молодых испытуемых из контрольных групп. Однако когда задания двух разных типов надо было выполнять одновременно, эффективность их решения у пациентов с болезнью Альцгеймера существенно снижалась, но при этом не зависела от возраста. Когда задания обоих типов выполнялись отдельно, зависимость успешности от нарастания уровня трудности задачи у пациентов с болезнью Альцгеймера была такой же, как и у других испытуемых.

Третьим процессом, предположительно относящимся к центральному исполнителю, было переключение внимания, которое считается особенно уязвимым при поражении лобных долей головного мозга (Shallice, 1988).

Эпизодический буфер

Четвертая функция, которую предположительно реализует центральный исполнитель, — организация взаимодействия между другими подсистемами и ДП (Baddeley, 1996). Эта проблема в основном игнорировалась в рамках предложенной модели. Она очень хорошо видна на примере разницы при немедленном воспроизведении осмысленных предложений и несвязанных слов. Типичный объем памяти на слова составляет 5 стимулов, в то время как при запоминании предложений объем памяти может достигать 16 слов (Baddeley, Vallar, & Wilson, 1987). Наиболее простая гипотеза может состоять в том, что 10 или 11 слов приходят из ДП. В этом случае для пациента, у которого поражена только КП, объем памяти на предложения должен быть равен примерно 10 словам. На самом же деле он равен примерно 5 словам (Vallar & Baddeley, 1984). Также важно отметить, что немедленное воспроизведение чувствительно к семантическому сходству стимулов в тех случаях, когда используется осмысленный стимульный материал (Baddeley & Levy, 1971), и что объем памяти на несвязанные слова зависит от частотности и образности слов, то есть от переменных, характерных скорее для ДВП, чем для фонологической петли (Hulmeetal., 1995). [...]

Все описанные проблемы модели рабочей памяти вытекают из необходимости интеграции информации, поступающей из разных вспомогательных систем и из ДП, чтобы обеспечить ее активное сохранение и манипуляции с нею. Для решения этой проблемы был предложен четвертый компонент — эпизодический буфер (Baddeley, 2000а, 2001). Предполагается, что эпизодический буфер представляет собой систему хранения информации, использующую полимодальные коды. Она является эпизодической в том смысле, что в ней хранятся целостные эпизоды или сцены; предполагается, что она выступает в качестве буфера ограниченного объема, обеспечивающего обмен информацией между системами, использующими разные коды. Она выполняет некоторые функции, которые Бэддели и Хитч (1974) неявно относили к центральному исполнителю. Однако теперь предполагается, что центральный исполнитель является системой внимания, роль которой выходит за рамки мнестических функций (Baddeley & Logie, 1999), в то время как эпизодический буфер предлагается рассматривать как систему памяти. Считается, что извлечение информации из этого буфера происходит посредством осознания, при этом буфер выполняет функцию связывания, которая трактуется как основное биологическое преимущество сознания. Это позволяет рассматривать различные источники информации одновременно и создавать такую модель окружения, с которой можно манипулировать для решения задач и планирования будущего поведения (Johnson-Laird, 1983). Пересмотренная многокомпонентная модель показана на рис. 3. Она отличается от исходной модели двумя важными особенностями.



Прежде всего, предполагается явная связь между двумя вспомогательными системами и вербальной и зрительной ДП. Хотя данные, свидетельствующие об этом, получены в основном в вербальной сфере (Baddeley, Gathercole, ck Papagno, 1998), представляется вполне возможным, что существуют такие же процессы, связывающие зрительно-пространственную информацию. Предполагается, что они приводят к постепенному накоплению невербальной семантической информации, такой, как типичные цвета предметов или особенности движений определенных животных или людей, а также имплицитных знаний о физическом и механическом мире. Предполагается, что поток информации направлен в обе стороны. Вспомогательные системы поставляют информацию в соответствующие области ДП, а сами получают поддержку со стороны имплицитных знаний о языке и зрительно-пространственном мире, благодаря чему легче запоминаются сочетания букв, похожие на слова, и паттерны, похожие на реальные предметы. Второй важной особенностью модели является, конечно же, наличие эпизодического буфера. Предполагается, что он способен объединять информацию из ДП с информацией из вспомогательных систем. Отсутствие стрелок внутри модели, напрямую связывающих подсистемы с буфером, отражает исходную гипотезу о том, что трансформации такого рода в основном зависят от работы центрального исполнителя. Мы с коллегами собираемся проверить эту гипотезу, и со временем такие стрелки могут появиться.




Описание Термин «рабочая память» впервые был предложен, по-видимому, Миллером, Галантером и Прибрамом (1960) в их классической книге «Планы и структура поведения». Позже этот термин использовался в компьютерном моделировании (Newell & Simon, 1972) и в исследованиях научения у животных, когда они должны были удерживать информацию в течение ряда проб, выполнявшихся в один и тот же день (Olton, 1979). Наконец, в когнитивной психологии этот термин использовался для обозначения системы или систем, задействованных во временном хранении информации и манипулировании ею. Аткинсон и Шиффрин (1968) обозначали этим термином единое кратковременное хранилище. [Когнитивная психология: история и современность. Хрестоматия. / Под ред. М. Фаликман и В. Спиридонова. М., 2011. С. 312-321]
Вложенные файлы
  • baddeley_001.jpg
  • baddeley_002.jpg
  • baddeley_003.jpg
Рейтинг
5/5 на основе 1 голосов. Медианный рейтинг .
Теги , ,
Просмотры 7246 просмотров. В среднем 2 просмотров в день.
Похожие статьи