Кратковременная память: хранение и переработка информации

13.09.2016
Уже в исследованиях Г. Эббингауза выявилось, что если испытуемый запоминает список, например из 40 слов, последние слова воспроизводятся примерно на 50 % лучше по сравнению со словами из середины списка (см. рис. 12.3). Эффект исчезает, если испытуемому предложить решать простые арифметические задачи (считать с убыванием на 2, 3 и т.д.). Это можно было интерпретировать так, что процесс запоминания состоит из двух стадий — кратковременной и долговременной. Многочисленные эксперименты на животных, а также клинические наблюдения (см. выше) также указывали на существование двух процессов — запоминания текущих событий и долговременного хранения следов памяти.

Опишем пример исследования кратковременной памяти на крысах. В течение полуминуты животное обучилось прятаться в небольшое углубление (норку) на ярко освещенной площадке (так называемое «открытое поле» размером 1x1 м). Очень важно, что была выбрана задача, которая полностью соответствовала жизни крысы в природных условиях. Обучение состояло в том, что крысу опускали в центр открытого поля и измеряли время (латентный период), за которое она находила убежище. С того момента, когда в очередном опыте латентный период реакции перестал уменьшаться, считалось, что крыса выучилась. Затем в разные сроки после приобретения этого навыка на ушки крысы прикрепляли клипсы, соединенные проводами с генератором, и пропускали через них удар тока, который вызывал у крысы кратковременный судорожный приступ. Если судороги вызывали в интервале до получаса после обучения, то у крысы при тестировании в открытом поле навык утрачивался. Однако если первую судорогу вызывали спустя час после обучения, то. крыса в открытом поле вела себя, как обученное животное. Другими словами, произошла консолидация следов памяти, и память больше не разрушалась судорожным приступом. На основании подобных исследований пришли к выводу, что физиологический механизм кратковременной памяти построен на динамических процессах. Ими могут быть биоэлектрическая активность ткани мозга (судорожный припадок ее дезорганизует) или биохимические процессы (например, белковый синтез), для завершения которых требуется определенное время. Происходящие процессы были названы консолидацией следа памяти.

У человека кратковременную память исследовали преимущественно на вербальном материале. По результатам работ первоначально сложилось впечатление, что слова в ней хранятся в акустической форме. В дальнейших исследованиях выяснилось, что в кратковременной памяти могут храниться не только слова, но и зрительные образы. Рассмотрим основные факты, которые легли в основу современных гипотез организации кратковременной памяти.

Существует много данных в пользу того, что необходимым условием сохранения информации в кратковременной памяти является повторение — вслух или «про себя», так называемая «внутренняя речь». При этом звук может отсутствовать, а вместо него используются мыслимые образы звуков. Это представление возникло из наблюдений, что испытуемые, записывая буквы в задачах на непосредственное вспоминание, часто произносят их «про себя». Отсюда было сделано предположение, что произносимое «в уме» испытуемые слышат и услышанное «помещают на хранение» в кратковременную память. Представление о повторении как виде внутренней речи подтверждается, например, тем, что внутренняя и звуковая речь имеют одинаковый темп: от 3 до 6 букв в секунду.

Часто приводят еще один довод в пользу того, что слова в кратковременной памяти хранятся в акустической форме. Этот довод обосновывается экспериментами на непосредственное припоминание, в которых испытуемые совершали преимущественно акустические ошибки, т.е. чаще всего смешивали элементы, сходные по звучанию, но не по зрительному или смысловому сходству. Например, они смешивали такие слова, как «труд» и «труп». В случае хорошо затверженных (выученных) списков слов ошибки смешения носили семантический (смысловой) характер: например, слово «работа» заменяли на слово «труд», «занятие» и т.д.

Эксперименты показали, что существует прямая зависимость между числом повторений и эффективностью запоминания и что организующие процессы используют информацию, извлекаемую из долговременной памяти, — по ней определяется, какие из имеющихся в кратковременной памяти элементы следует повторять. Использование долговременной памяти для установления связи усвоенной в прошлом информации с информацией, перерабатываемой в данный момент, называют опосредованием. Был сделан вывод, что повторение также связано с опосредованием.

Наряду с изложенным ранее существует и другое представление: повторение данного элемента не влияет на последующее вспоминание. Так, в одном эксперименте испытуемым предлагали ряд из 21 слова и просили сообщать последнее слово, начинающееся на заданную букву. Например, задана буква С и предъявляется ряд слов: ДОЧЬ, МАСЛО, САД, СЛОН, ШКАФ, ФУТБОЛ, ЯКОРЬ, СТОЛ и т.д. Прослушивая этот ряд, испытуемый должен удержать в памяти слово САД, пока не появится слово СЛОН и т.д. Таким образом, в кратковременной памяти различные слова удерживаются разное время. Так, слово САД удерживается меньше времени, чем слово СЛОН. После проведения эксперимента с 27 такими списками испытуемого неожиданно попросили припомнить все слова, какие он помнит на букву С из всех списков. Оказалось, что время удержания в кратковременной памяти не влияло на припоминание при неожиданной проверке. Таким образом, время удержания в кратковременной памяти не влияло на прочность удержания этого элемента в долговременной памяти. Результаты таких экспериментов заставляют сомневаться в простом объяснении роли повторения в долговременном запоминании. Было сделано предположение, что простое механическое повторение еще не ведет к запоминанию, т.е. к закреплению в долговременной памяти. По-видимому, повторение — сложный процесс, при котором повторяемые элементы, кроме того, что опосредуются, также ассоциируются друг с другом и обогащаются в результате контакта с информацией, содержащейся в долговременной памяти. Другими словами, происходит структурирование информации в кратковременной памяти. Известно, что группировка материала для запоминания приводит к тому, что он будет занимать меньше места в кратковременной памяти.

Эксперименты показали, что объем кратковременной памяти равен примерно семи (7 ± 2) элементам, причем элементом может быть буква, слог, слово и т.п. Это связано с тем, что испытуемый может перекодировать последовательность из многих букв в ряд более крупных единиц, которые образуют, например, осмысленные слова. Образующиеся единицы называются структурными единицами. Однако в этой концепции есть скрытый дефект. Утверждение, что объем кратковременной памяти соответствует семи структурным единицам, ничего не сообщает нам о том, как должны быть устроены эти единицы. В зависимости от того что мы принимаем за единицу кратковременной памяти, ее информационная емкость может быть очень разной. Например, известно, что без ошибки испытуемый воспроизводит семь двусложных слов, шесть трехсложных слов и лишь четыре осмысленных сочетаний (например, «млечный путь», «дифференциальное исчисление» и пр.) и три длинные фразы (например, «в некотором царстве, некотором государстве», «ничто не вечно под луной» и пр.). Можно предположить, что в основе структурирования лежат правила синтаксиса. Однако осмысленные предложения заучиваются гораздо быстрее синтаксически правильных, но лишенных смысла, т. е. смысловое содержание также имеет большое значение для запоминания.

К наиболее распространенным способам структурирования относятся мнемонические правила. Одни из них известны давно, тогда как другие появились относительно недавно. Например, давно известный прием называется методом мест: вначале испытуемый заучивает ряд мест (например, в комнате — «у телевизора», «у часов» и пр.), а затем размещает предлагаемые к запоминанию слова по этим местам. Пример феноменальной мнемонической памяти, подробно изученный А.Р. Лурия, будет приведен ниже, а сейчас рассмотрим, как происходит забывание в кратковременной памяти.

Остановимся только на двух проблемах — причинах забывания информации и факторах, которые влияют на забывание. Рассмотрим две альтернативные точки зрения на процесс забывания: пассивное угашение следа памяти и интерференция. Под забыванием, или угашением следа памяти, имеют в виду степень четкости (т.е. количество воспроизводимой информации), или прочности, следов памяти во времени. С позиций представлений о пассивном угашении этот процесс самопроизволен (пассивен), тогда как сторонники интерференции считают, что процесс забывания активен.

Представим следующую простую модель. В кратковременной памяти имеется определенное число (7 ± 2) ячеек, в каждую из них помещается новый элемент, который вытесняет находящиеся там элементы. Эта модель легко объясняет интерференцию. Таким образом, в процессе запоминания из кратковременной памяти должен удаляться целый структурный элемент. Однако предлагаемое объяснение встречается с определенными трудностями. Например, явление акустического смешения слогов (в частности, названий букв), содержащихся в кратковременной памяти, можно объяснить стиранием следов отдельных фонем, но не целых слов. Чтобы эту простую модель сделать совместимой с частичным забыванием, ее можно модифицировать. Например, можно предположить, что существует некоторая градация заполнения одной ячейки. В гипотезу интерференции следует внести еще одно дополнение: новые элементы могут интерферировать, даже если достаточно места для всех элементов.

Некоторые факты показывают, что угашение следа в кратковременной памяти может происходить также активно. Например, испытуемому предъявляли три слова, а затем в течение 15 с он прислушивался, чтобы услышать очень слабый звук, на который нужно было ответить нажатием на кнопку. Далее испытуемому предлагали припомнить предложенные слова. Оказалось, что в этих условиях испытуемый удерживает в памяти все три слова, т.е. пассивного угашения в кратковременной памяти не происходит. В дальнейших экспериментах выяснилось, что забывание становится более выраженным (до 75 %), если в качестве отвлекающего задания испытуемый должен заметить в словах определенный слог. Таким образом, полученные данные указывают, что забывание происходит в результате активного процесса, а не в результате интерференции (забывание при обнаружении простого слога было выражено больше, чем при обнаружении звука).

Другой фактор, который влияет на забывание в кратковременной памяти, — общая сложность задания. Примерами таких заданий могут служить обратный счет, задачи на сложение и т.п. Один из механизмов интерференции при подобных заданиях может состоять в том, что они мешают повторению и таким образом создают условия для угашения следа. Следует ожидать, что для выполнения более трудных задач понадобится рабочее пространство в соответствующих ячейках памяти. Это приведет к сокращению пространства для такой работы, как повторение информации, и в результате произойдет ее забывание. Важно отметить, что характер забывания определяется регуляторными процессами. От них зависит, какая именно информация сохраняется в памяти, какая над ней производится работа и происходит ли повторение. Все это определяет, какая информация будет удерживаться в кратковременной памяти.

Исследователи кратковременной памяти человека довольно быстро выяснили, что возможно также хранение информации в неакустической форме. Ранее была рассмотрена модель, где информация в кратковременной памяти хранилась только в акустической форме, а в долговременной памяти — в семантической форме. Напомним, что в основу определения кратковременной памяти положены время хранения информации и ее объем. Важно также напомнить, что в отличие от сенсорных регистров информация в кратковременной памяти уже прошла этап распознавания образов, в процессе которого она вступает в контакт (взаимодействует) с долговременной памятью (т. е. эти элементы перестали быть прекатегориальными).

Приведем данные эксперимента, подтверждающие возможность хранения информации в памяти человека в образной форме. Испытуемому предъявляется буква-эталон, а следом другая буква, и он должен указать, одинаковые или разные буквы предъявлялись. Экспериментатор измеряет промежуток времени между появлением второй буквы и ответом испытуемого, т.е. время реакции. Рабочая гипотеза состояла в том, что первые буквы должны еще оставаться в кратковременной памяти испытуемого в момент сообщения им своего ответа, и эта информация должна быть использована для сопоставления двух букв. Оказалось, что если межстимульные интервалы меньше 1 с, то сопоставление при полном совпадении занимает меньше времени, но если он приближается к 2 с, различия во времени реакции исчезают (рис. 12.10). Отсюда сделан вывод: поскольку время реакции при полном совпадении меньше, чем при совпадении названий, то для установления полной идентичности букв используется зрительная информация. Так как первая буква при предъявлении второй буквы физически уже отсутствует в сенсорном регистре букв, считают, что соответствующая зрительная информация сохраняется в кратковременной памяти. Чтобы окончательно убедиться в том, что буква-эталон уже не находится в иконической памяти, перед второй буквой предъявляют маскирующее поле — светлый кружок. Время реакции в этом случае немного удлиняется, но испытуемый реагирует по-прежнему быстрее при совпадении букв. Это убеждает, что буква-эталон хранится не в сенсорном регистре, а в кратковременной памяти. Постепенное исчезновение различия во времени реакции при удлинении межстимульного интервала объясняют постепенным угашением в памяти зрительного следа первой буквы.
Кратковременная память: хранение и переработка информации

Интересные результаты по хранению зрительных образов в кратковременной памяти были получены в эксперименте с «мысленным поворотом». Испытуемые сравнивали буквы, повернутые относительно друг друга. Было установлено, что время реакции, необходимое для правильного ответа, находится в прямой зависимости от угла поворота буквы (рис. 12.11). При вращении от 0 до 180° время реакции возрастало. При дальнейшем вращении в обратную сторону от 180 до 360° оно постепенно уменьшалось. Другими словами, можно предположить, что испытуемый поворачивал мысленно букву каждый раз по кратчайшему пути, а затем на основании полученного зрительного образа решал, обычная это буква или «зеркальная». Это можно интерпретировать так, что в кратковременной памяти происходит поворот кратковременного зрительного кода (т. е. мыслимого образа зрительного стимула). Результаты описанных наблюдений привели ученых к заключению, что код буквы в кратковременной памяти в описанных случаях хранится не в акустической, а в образной форме.
Кратковременная память: хранение и переработка информации