Структура памяти
Механизмы работы памяти
Механизмы работы памяти, особенно такие, как процессы хранения и извлечения информации — основа всех психических процессов, следовательно, они представляют наибольший интерес для изучения в когнитивной психологии.
Еще И.М. Сеченов указывал на то, что память является "краеугольным камнем психического развития". Главную особенность человеческой памяти Сеченов видел не в фотографичности воспроизведения, не в "зеркальности" запечатления, а в переработке воспринятого, в классификации и сортировке воспринятых образов. Именно эта особенность является условием возможности психического развития. Он писал, что "самые простые наблюдения убеждают нас в том, что знания в умственном складе у взрослого, в самом деле, распределены не зря, а в определенном порядке, как книги в библиотеке".
Структура процесса запоминания и воспроизведения сложна, и те особенности, которые присущи любой форме человеческой деятельности, — опосредованность, целенаправленность, мотивированность — относятся и к памяти (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, В.П. Зинченко и др.).
Поскольку, компьютерная метафора, принятая за основу когнитивной психологией, утверждает, что человек по своей архитектуре подобен компьютеру, то значит, у него есть устройство ввода и вывода информации и по длительности удержания следа может быть выделена кратковременная и долговременная память.
Получается, что человек является как бы системой по переработке информации: ее получению, обработке, выдаче, трансляции и хранению, причем человек работает с информацией самыми разными способами.
Теории, описывающие работу памяти
В последнее время появилось великое множество теорий, описывающих работу памяти, в том числе и когнитивных. Большинство теорий поставили во главу угла характер обработки памяти, из чего следует, что информация может удерживаться в памяти различное время, в соответствии с ее обработкой.
Такое положение вещей объясняет теория множественных хранилищ, полагающая существование таких типов памяти как кратковременная и долговременная, а также сенсорное хранилище, связывающее внимание и память. Альтернативная теория работы памяти предполагает один тип хранилища, в котором информация проходит различные уровни обработки.
Чтобы лучше представить такие хранилища давайте, сравним их с овощными базами. В случае множественного хранилища овощи поступают в первое хранилище, где их перебирают и перевозят: менее устойчивые, не подлежащие длительному хранению в одно хранилище, более устойчивые в другое хранилище, а часть овощей идет на переработку, и затем поступают в самое долговременное хранилище.
Но могут быть и такие хранилища, где переработка овощей происходит в одном большом помещении, например, на каком-либо сельскохозяйственном предприятии, где овощи и перебираются и тут же хранятся, перерабатываются и закладываются в длительное хранение.
Под влиянием кибернетического подхода сложилась блоковая модель переработки информации, согласно которой когнитивная сфера представляет собой набор информационных хранилищ (блоков), где осуществляется обработка поступающего материала. След памяти проходит поочередно через все блоки, пока не поступает на постоянное хранение в блок долговременной памяти. По длительности удержания следа выделяют кратковременную и долговременную память.
Активная и динамичная области кратковременной памяти с вниманием и долговременным хранилищем образуют рабочую память.
Представляет интерес подробно рассмотреть хранилища памяти: сенсорное, кратковременное и долговременное.
Сенсорное хранилище
Одно из первых хранилищ, в которое попадает информация, называется сенсорным хранилищем. Туда поступает информация, собранная со всех органов чувств, но, как правило, в основном, это информация, собранная посредством зрения и слуха. Скорее всего, сенсорное хранилище можно представить в виде различных небольших хранилищ, например, зрительное хранилище (иконическое), слуховое хранилище (эхоическое).
Человек может разместить в сенсорном хранилище большое количество зрительной информации, и она короткое время остается там, в необработанном виде. При этом некоторая часть этой информации передается в кратковременную память, она отбирается с помощью избирательного внимания (сосредотачиваясь на существенной информации и отбрасывая несущественную).
"Кодирование" стимулов
Сложный по составу стимул передается в память, при сосредоточивании человека на ряде имеющихся у него аспектов. Происходит как бы "кодирование", поскольку переданный стимул сохраняется в памяти не в том виде, котором был воспринят, он "кодируется" или преобразуется в определенную последовательность характеристик стимула.
При кодировании сложного стимула есть возможность сосредоточиться на его внешних характеристиках, таких, как цвет, форма, размер, вид, расстоянии до него, его названии, и т.п.
Обычно считают, что эхоическое хранение более долговременно, чем иконическое. Каждому из нас знаком такой феномен, который иногда вызывает досаду у человека, задающего вопрос: вопрос задан, а человек переспрашивает, причем, иногда, не дождавшись повторного вопроса, уже отвечает, на поставленный вопрос.
Спрашивающий недоумевает и говорит, но ты же слышал, зачем переспрашиваешь. А дело в том, что отвечающий человек, иногда не сразу воспринимает вопрос, находясь в своих мыслях, либо, что-то делая в этот момент, и автоматически переспросив собеседника, он как бы возвращается назад, понимает вопрос и отвечает на него.
Считается, что в следующее, т.е. кратковременное хранилище, информация поступает, в случае, если ей было уделено определенное внимание. Но, мне кажется, что туда может поступать случайным образом любая информация. Отчего же, иной раз, у человека могут "всплывать" какие-то обрывки информации, какая-то ни с чем не связанная информация, которой, скорее всего, никогда не уделялось внимания. Конечно, преимущественно хранится нужная информация, если ее удалось сохранить.
Кратковременное, промежуточное хранилище
Допустим, вам сообщили какую-то важную информацию. Вы идете, чтобы ее записать, но на пути вам встречается кто-нибудь с разговором, или вы в это время говорите по телефону. Чаще всего, в этом случае, информация теряется и вам придется узнавать ее опять. Это говорит о хрупкости промежуточного хранилища. А что можно сказать об объеме этого хранилища?
Различные исследователи сходятся во мнении, что в кратковременной памяти может удерживаться ограниченное число сенсорных образов от нескольких минут до нескольких часов.
Испытуемому предъявлялся список слов и путем обработки результатов тестирования промежуточного хранилища, выяснилось, что лучше всего запоминаются первые слова и часть последних слов, предъявляемого ряда, а хуже всего воспроизводятся слова в середине ряда. При отвлечении человека, ухудшалось воспроизведение последних слов.
Учеными было сделано предположение, что, первые слова предъявляемого списка поступают в более долговременное хранилище и поэтому дольше сохраняются в памяти, а средние слова вытесняются последними и не дают им возможности попасть в долговременное хранилище, а сами, находясь в кратковременном хранилище, могут быть вытеснены при отвлечении.
Запоминание слов тесно связано с воображением испытуемого, если он обладает хорошим воображением, он может абстракцию слов перевести в образы и таким образом воспроизведение слов улучшится.
Несколько иная ситуация складывается в случае, когда испытуемому предлагается несвязный список цифр. Если испытуемый запоминает цифры так же, как слова — разрознено, то получается та же картина, как и при запоминании слов, но, если он попытается запомнить цифры, группируя их по две, три, четыре, как будет удобнее. И что мы видим, что чем больше цифр в группировке, тем легче их воспроизвести.
Очевидно, что в промежуточном хранилище информация обрабатывается, чтобы увеличить ее объем, новая информация вытесняет не самую первую информацию, а последнюю, поступившую перед новой.
Рабочая или оперативная память
В 1974 году А. Баддели и Дж. Хитч назвали промежуточную память — рабочей памятью, или оперативной, определив ее состав как:
Центральный процессор.
Артикуляционная петля.
Визуально-пространственный блокнот.
Первичное акустическое хранение.
Центральный процессор - это самое слабое звено в компьютерной метафоре, он как бы не является процессором вообще и не поддерживает двоичную информацию, хотя, возможно, способен с ней обращаться, но... Он работает другими единицами, где действуют другие законы, и он осуществляет решение задач и проблем, стоящих перед человеком. Но как?
Так что функция центрального процессора в промежуточном хранилище пока не совсем понятна. Возможно, он производит обработку всей информации, поступающей в промежуточное хранилище, и осуществляет контроль над этой информацией, а может быть служит для решения двойственных задач определения процессов и локализации функций.
Артикуляционная петля выполняет функцию внутреннего повторения для лучшего запоминания, образуя следы памяти, которые преобразуются в фонологический код, если запоминается написанный текст.
Визуально-пространственный блокнот обрабатывает визуально-пространственную информацию.
Первичное акустическое хранение — первичное слуховое запоминание (отсюда мы берем первый вопрос собеседника, при этом, попросив повторить вопрос опять).
Объем оперативной памяти
Оперативная или рабочая память является как бы входным буфером кратковременной памяти. Основные показатели оперативной памяти, это ее объем, точность, скорость запоминания, длительность сохранения, подвижность и устойчивость к воздействию помех. Оперативная память имеет ограниченный объем, который обычно составляет 7±2 структурные единицы (любые объекты информации).
Объем оперативной памяти может быть увеличен в случае использования ассоциативных связей, укрупнения структурных единиц, но не за счет увеличения их количества. Информация в оперативной памяти обрабатывается, в результате чего выделяется смысловая составляющая сенсорных стимулов, т.е. происходит семантическое кодирование, что делает возможным долговременное запоминание информации.
Продуктивность этой смысловой обработки информации зависит от стратегии запоминания, правильной последовательности операций и уровня внимания.
Дальнейшее развитие теории рабочей памяти представляет огромный интерес для когнитивной психологии, т.к. для человека она является очень важной, обслуживая актуальные действия и операции.
Если человек решает какие-либо задачи, или выполняет арифметические действия, то он удерживает в памяти промежуточные результаты до тех пор, пока они ему нужны, затем они просто "улетучиваются" из его памяти. Через некоторое время он и не вспомнит об этих промежуточных результатах, они оказываются забытыми. Все эти процессы, связанные оперативной памятью, достаточно сложны и интересны для изучения.
Долговременное хранилище (постоянное)
Долговременная память представляет особый интерес для изучения, т.к. является наиболее сложной и важной в активной жизни человека. В долговременном хранилище находится все, что задержится в нем больше, чем несколько минут и хранятся в отличие от кратковременной памяти не сенсорные образы, а смысловая или событийная составляющая информации.
Назначение долговременного хранилища памяти — стабильно хранить информацию и обеспечивать доступ к хранимым данным. Объем долговременной памяти безграничен, также как и длительность хранения информации. Процесс долговременного запоминания информации называется консолидацией следа в памяти. Консолидация следа — это процесс, который длится от 1 до 24 ч после предъявления стимула.
Теперь давайте рассмотрим это хранилище с позиции нашей овощной базы (коль скоро нам пришло в голову такое сравнение), чтобы немного разобраться, как оно организовано. Очевидно, что долговременное хранилище овощей — это не одно помещение, а несколько.
В одном хранятся овощи, заложенные для длительного хранения, в другом законсервированная продукция, причем, соки, томатные пасты, соуса, банки и баллоны с консервированными овощами, в различных складах. В третьем помещении стоят бочки с засоленными овощами. Причем все стоит на специальных стеллажах и в определенном порядке.
А почему так все организованно? Да, просто так каждый вид продукции длительного хранения более доступен.
Так неужели в нашей долговременной памяти должен царить хаос? Скорее всего, и там существует определенный порядок, согласно которому мы и можем извлекать из нашего долговременного хранилища необходимые сведения. Казалось бы, поиск информации в лабиринтах долговременного хранилища должен протекать очень медленно, но, как правило, необходимые сведения отыскиваются довольно быстро. Почему так происходит?
Долговременное хранилище постоянной памяти можно представить в виде разных складов или файлов, в которых хранится определенный тип памяти: эпизодическая — содержащая информацию автобиографическую, семантическая — знания об окружающем мире и информацию, необходимую для пользования речью, декларативная (эксплицитная) — использующая факты сознательного доступа (факты и события), и процедурная (имплицитная) — включающая навыки и мастерство.
Запись, хранение и организация памяти
В долговременной памяти прослеживается четкая зависимость: извлечение информации напрямую зависит от того, как она была сохранена (записана) и закодирована.
Сравниваем с информацией содержащейся в компьютере: если нужная информация была разложена в нужные файлы, а в файлах в определенные папки, то ее легко найти и быстро извлечь.
Бывают случаи, когда за компьютером сидит неискушенный человек, тогда сохраненную им информацию, придется искать с помощью специального поиска, задав определенные слова и фразы из сохраненной информации, что тоже займет определенное время.
Исследователи семантической памяти выделяют: ассоциативный подход, сосредоточенный на функциональных связях между понятиями, и когнитивный подход, сосредоточенный на мысленных структурах, характеризующих отношения между значением и памятью.
В ассоциативном подходе исследуется семантическая организация памяти. Анализируя особенности свободного воспроизведения (используя ассоциации слов), получаем информацию об организации понятий в основе когнитивной структуры.
В когнитивных моделях систематизируются данные семантических экспериментов, создаются различные теории памяти, которые подразделяются на групповые модели: модель сравнительных семантических признаков, сетевые модели и пропозициональные сети.
Однако, все эти модели, представляющие структуру памяти, достаточно абстрактны и не описывают реальные физические структуры, они являются своеобразными моделями, так же как, например, модель построения мира.
На данный момент они устраивают исследователей, но позже, при дальнейшем развитии человечества, развития наук, они будут дополняться, а, возможно и отбрасываться, будут создаваться новые, отвечающие последним научным изысканиям. Конечно, нам было бы гораздо проще и понятнее, если бы каждая модель описывала конкретную физическую структуру, но, что поделаешь, приходится довольствоваться тем, что имеем.
Исследователем К. Лэшли в 1929 году на основе проведенных экспериментов был сделан вывод, что, когнитивные функции распределены по всему мозгу. А Тюлвингом в 1989 году при сканировании мозга было установлено, что при эпизодической памяти были активны одни участки мозга, а при семантической — другие.
Существует множество предположений по дислокации памяти. Предполагалось также, что информация может храниться в виде электрической активности мозга, в нервных структурах, в форме модификации белков. Любое из предположений может иметь место, до тех пор, пока не будет опровергнуто достоверными фактами.
А суть заключается в том, что главное в когнитивной психологии — это изучение функции памяти (ее работа, организация данных и улучшение), и для нее, пожалуй, не столь важно местоположение памяти.