Модели кратковременной памяти

Тесно связанная с перцепцией, являясь как бы ее инерцией, кратковременная память рассматривалась как один из тех низших базисных процессов, которые являются основой более сложных функциональных образований. Однако, как показали исследования, выполненные в последние 25—30 лет, в кратковременной памяти могут осуществляться также достаточно сложные преобразования входной информации.

Был предложен ряд моделей кратковременной памяти. Д. Бродбент (1958) выдвинул принцип иерархии в организации памяти и постулировал существование двух субмеханизмов, принимающих участие в обработке информации: P-системы и S-системы, связанных между собой. S-система является кратковременной памятью, P-система осуществляет процессы обработки информации и долговременного хранения (рис. 1). P-система имеет все характеристики канала с ограниченной пропускной способностью, передающего события последовательным образом. Она эффективно функционирует до тех пор, пока не перегружена. Если же события следуют друг за другом в быстрой временной последовательности, они поступают на хранение в S-систему. Таким образом, в соответствии с моделью Д. Бродбента, когда P-система работает в ограниченном режиме, временное хранение информации осуществляет S-система, для которой характерна быстрая потеря информации.

Система кратковременного хранения имеет у Д. Бродбента характер буферного запоминания устройства. Подобную буферную модель кратковременной памяти предлагает Р. Аткинсон (1966). По Аткинсону, система кратковременной памяти — «буфер», удерживающий фиксированное число единиц, количество которых зависит от характера этих единиц (рис. 2). В отличие от модели Д. Бродбента, где кратковременная память характеризуется симультанным приемом информации, Р. Аткинсон предполагает сукцессивный порядок заполнения буфера. Последовательное его заполнение элементами осуществляется таким образом, что каждый последующий элемент выбивает предыдущий на одну ячейку вниз. Этот процесс продолжается до тех пор, пока все ячейки буфера не будут заполнены. Поступающие после этого единицы выбивают «старейшие», и те теряются. Модель кратковременной памяти Аткинсона — результат переноса на человеческую память принципов построения машинной памяти, используемой в ЭВМ.

Существенным шагом в определении реальных психических функций, участвующих в общем процессе обработки информации, являются исследования Дж. Сперлинга (1967), обобщенные в его модели кратковременной памяти. Специфика этой модели состоит в структурном подходе к проблеме кратковременного запоминания. Элементы модели — зрительная память, блок сканирования, блок повторения и слуховая память.

Зрительная память является таким периодом обработки информации, который предшествует периоду кратковременного запоминания и отличается большим объемом запоминания, чем это характерно для кратковременной памяти. Содержание зрительной памяти быстро стирается, длительность ее варьирует от доли секунды до нескольких секунд в зависимости от интенсивности стимула, контраста с фоном, длительности стимуляции, характера до- и послеэкспозиционного полей. Основное количество информации стирается из зрительной памяти в течение 250 мс. После этого временного интервала объем зрительной памяти равен объему кратковременного запоминания. Это позволило Дж. Сперлингу гипотетически приравнять зрительную память к инерции ощущения и представить ее в виде инерционного, быстро угасающего следа раздражителя. Сперлинг замечает, что более продолжительная зрительная память (с временем хранения 1000 мс и более) может выступать в виде послеобразов, перемещающихся вместе с движениями глаз. Функцией зрительной памяти является сохранение изображения между двумя скачками глаза. Зрительная память двумерна: ее содержание может сканироваться по горизонтали и по вертикали. Из зрительной памяти информация последовательно передается в другие блоки модели.

Последовательная передача информации из зрительной памяти обеспечивается процессом сканирования. Сканирование содержания зрительной памяти происходит со скоростью, равной 10 мс на символ, независимо от количества букв в стимульном ряду. Имеется некоторый латентный период включения блока сканирования, величина которого оценивается в 30—50 мс. Для определения скорости сканирования в опытах Сперлинга в качестве тестового стимула использовалась строка, содержащая 6—7 букв. Время предъявления тестового стимула варьировалось от 5 до 65 мс с шагом по 10 мс. Тотчас после выключения тестового предъявлялся маскирующий стимул в течение 120 мс. Полученные результаты показали, что первые 3—4 буквы сканируются со скоростью 100 букв в секунду, скорость сканирования последующих букв сильно уменьшается.

Единицы, сканируемые в зрительной памяти, являются входом для другого элемента модели Сперлинга — повторения. Выходом являются внутренние и внешние речевые реакции. Скорость повторения меньше 10 слогов в секунду, обычно она составляет 3 слога в секунду.

При последующем развитии своей модели Сперлинг вводит между блоками сканирования и повторения еще один функциональный блок — «буферную память опознания». Функции этого блока состоят в выделении информативных признаков, категоризации поступившей в него информации, отборе значимой информации. Скорость обработки информации в буфере опознания, по данным Сперлинга, составляет 10—15 мс на символ. Это время, по всей вероятности, совпадает с временем работы блока сканирования.

Единицы речевой реакции являются входом для слуховой памяти и удерживаются в ней несколько секунд, за это время обычно повторяясь снова. Ответная речевая реакция позволяет осуществлять обратную связь, поскольку речевые звуки возвращаются в слуховую память. Возможность образования обратной связи от слуховой памяти и объясняет, по мнению. Дж. Сперлинга, ту важную роль, которую играют внутренняя речь и слуховая память в кратковременной памяти.

Эксперименты Дж. Сперлинга, позволившие автору разработать модель кратковременной памяти, были выполнены по методике частичного воспроизведения тахистоскопически предъявленного набора стимулов. Его испытуемые правильно воспроизводили заданную им в послестимульной инструкции часть тестового набора, что свидетельствовало о том, что к моменту подачи инструкции они еще помнили весь набор стимулов. Время задержки послестимульной инструкции совпадало, таким образом, с временем хранения информации в зрительной системе. Работы Дж. Сперлинга положили начало целому ряду исследований зрительной памяти, выполненных различными авторами. Полученные им результаты неоднократно подтверждались в других исследованиях. При этом время хранения информации в зрительной системе было различным в разных экспериментальных ситуациях и колебалось от 300 до 1000 мс.

Способность зрительной системы к хранению всей предъявленной информации связана с известным еще со времен Г. Гельмгольца явлением зрительного последействия. В следах записывается и хранится неограниченное количество информации, и при этом запись осуществляется буквально. Поэтому такой тип памяти, который по сути дела представляет собой состояние входа зрительной системы, был назван У. Найссером иконической (от слова icona — образ) памятью. Этот вид памяти называют также перцептивой памятью, сенсорным регистром, первичной памятью и т. д. Иконическая память была обнаружена также и в осязании.

В ряде экспериментальных исследований было доказано существование слуховой перцептивной, или эхоической, памяти. Так, в экспериментах Д. Нормана (1969) испытуемому на левое ухо предъявлялся для запоминания ряд, состоящий из шести чисел. Одновременно на правое ухо ему предъявлялись односложные слова, каждое из которых он должен был повторить непосредственно после его предъявления. Последнее условие не позволяло испытуемому вербализовать слуховой образ стимулов, предъявленных для запоминания. Таким образом, его ответ должен был отражать только ту часть информации, которая сохранилась в виде слухового образа. Тестирование осуществлялось по методике опознания либо немедленно после предъявления ряда чисел, либо через 20 сек. Результаты показали, что при немедленном тестировании испытуемый способен правильно опознать не менее 30% предъявленных чисел, а при отсроченном — количество правильно опознанных чисел близко к нулю. Это значит, что небольшая часть предъявленной информации сохранилась в слуховой перцептивной памяти до момента тестирования. Время хранения информации в эхоической памяти варьирует от 25 мс до 3 с.

Д. Норман выделяет три вида памяти: хранилище перцептивной информации, первичную и вторичную память. Кроме того, автор считает, что для эффективного введения в память нового материала и согласования его со старым необходимо наличие «буферной» памяти, которая хранила бы сенсорный материал до тех пор, пока он не будет правильно интерпретирован.

Таким образом, иконическая память осуществляет ряд важных функций. Во-первых, это хранение информации, обеспечивающее все пространство стимулов для последующего отбора релевантной информации, осуществляющегося при помощи других функциональных блоков. Во-вторых, наличие иконической памяти, выступающей как средство связи между настоящими и прошлыми следами — важное условие непрерывности работы зрительной системы. Эхоическая память позволяет нам понимать речь. В-третьих, иконическая память служит для контроля адекватности тех преобразований, которые осуществляются на других более высоких уровнях иерархии преобразований входной информации. Наконец, в условиях кратковременного предъявления стимула иконическая память выступает в качестве его заместителя.

Некоторые авторы подвергают сомнению экологическую валидность понятия «иконическая память». Так, Р. Хейбер утверждает, что понятие иконы едва ли полезно для обычных задач по обработке зрительной информации, за исключением чтения при грозовой буре. Аргументом против иконической памяти, с точки зрения Хейбера, является тот факт, что в человеческом восприятии обычно нет кратковременных фиксаций и наши голова и глаза редко пребывают в неподвижности. Сторонники иконической памяти утверждают, что существование икон невозможно отрицать. Они создаются в течение первых десятков миллисекунд фиксации, после чего воспринимается уже не стимул, а иконический образ.

Источник: 
Зинченко Т.П., Когнитивная и прикладная психология
Темы: