Визуальная кратковременная память: механизмы, ограничения и структура хранения.
Visual short-term memory
Визуальная кратковременная память (ВКП): что это такое, как работает и чем отличается от иконической памяти. Роль ВКП в рабочей памяти и зрительном восприятии.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
В изучении зрения визуальная кратковременная память (VSTM) является одной из трех основных систем памяти, включая иконическую память и долговременную память. VSTM – это тип кратковременной памяти, но ограниченный информацией, относящейся к визуальной области. Термин VSTM используется в теоретически нейтральном контексте для обозначения временного хранения визуальной информации в течение относительно продолжительного периода времени. Визуопространственный блокнот – это субкомпонент VSTM в теоретической модели рабочей памяти, предложенной Аланом Бэддли, в которой утверждается, что рабочая память помогает в выполнении умственных задач, таких как планирование и сравнение. В отличие от иконической памяти, которая является хрупкой, быстро угасает и не может поддерживаться активно, визуальная кратковременная память устойчива к последующим стимулам и сохраняется в течение многих секунд. VSTM, в свою очередь, отличается от долговременной памяти главным образом своей крайне ограниченной емкостью.
In the study of vision, visual short term memory (VSTM) is one of three broad memory systems including iconic memory and long term memory. VSTM is a type of short term memory, but one limited to information within the visual domain. The term VSTM refers in a theory neutral manner to the non permanent storage of visual information over an extended period of time. The visuospatial sketchpad is a VSTM subcomponent within the theoretical model of working memory proposed by Alan Baddeley; in which it is argued that a working memory aids in mental tasks like planning and comparison. Whereas iconic memories are fragile, decay rapidly, and are unable to be actively maintained, visual short term memories are robust to subsequent stimuli and last over many seconds. VSTM is distinguished from long term memory, on the other hand, primarily by its very limited capacity.
Обзор
Введение стимулов, которые сложно было описать словами и которые вряд ли задерживались в долговременной памяти, произвело революцию в изучении ВПП в начале 1970-х годов. Базовая используемая экспериментальная методика требовала от испытуемых указать, совпадают ли две матрицы…). Вероятность обнаружения надпорогового изменения равна просто вероятности того, что изменяющийся элемент закодирован в ВПП (то есть k/N). Этот предел ёмкости был соотнесён с задней теменной корой, активность которой первоначально возрастает с увеличением числа стимулов в массивах, но насыщается при большем количестве элементов. Хотя модели «урн» часто используются для описания ограничений производительности в ВПП, лишь недавно стало уделяться внимание фактической структуре хранимых элементов. Лак и его коллеги опубликовали серию экспериментов, специально разработанных для выяснения структуры информации, удерживаемой в ВПП. Эта работа предоставляет доказательства того, что элементы, хранящиеся в ВПП, представляют собой целостные объекты, а не более элементарные признаки, из которых эти объекты состоят.
The introduction of stimuli which were hard to verbalize, and unlikely to be held in long term memory, revolutionized the study of VSTM in the early 1970s. The basic experimental technique used required observers to indicate whether two matrices,). The probability that a suprathreshold change will be detected is simply the probability that the change element is encoded in VSTM (i. e., k/N). This capacity limit has been linked to the posterior parietal cortex, the activity of which initially increases with the number of stimuli in the arrays, but saturates at higher set sizes. Although urn models are used commonly to describe performance limitations in VSTM, it is only recently that the actual structure of items stored has been considered. Luck and colleagues have reported a series of experiments designed specifically to elucidate the structure of information held in VSTM. This work provides evidence that items stored in VSTM are coherent objects, and not the more elementary features of which those objects are composed.
Модели шума
Альтернативная модель была предложена Уилкеном и Ма, которые утверждают, что кажущиеся ограничения ёмкости в VSTM обусловлены монотонным снижением качества внутренних представлений (то есть монотонным увеличением шума) по мере увеличения размера набора. Согласно этой концепции, ограничения ёмкости памяти возникают не из-за предельного количества элементов, которые можно закодировать, а из-за ухудшения качества представления каждого элемента при добавлении большего количества элементов в память. В экспериментах 2004 года они варьировали цвет, пространственную частоту и ориентацию объектов, хранящихся в VSTM, используя подход теории обнаружения сигнала. Участников просили сообщать о различиях между последовательно представленными визуальными стимулами. Исследователи обнаружили, что различные стимулы кодируются независимо и параллельно, и что основным фактором, ограничивающим точность ответа, является нейронный шум (который зависит от размера визуального набора). В рамках этой модели ключевым ограничивающим фактором производительности рабочей памяти является точность хранения визуальной информации, а не количество запоминаемых элементов.
An alternative framework has more been put forward by Wilken and Ma who suggest that apparent capacity limitations in VSTM are caused by a monotonic decline in the quality of the internal representations stored (i. e., monotonic increase in noise) as a function of set size. In this conception capacity limitations in memory are not caused by a limit on the number of things that can be encoded, but by a decline in the quality of the representation of each thing as more things are added to memory. In their 2004 experiments, they varied color, spatial frequency, and orientation of objects stored in VSTM using a signal detection theory approach. The participants were asked to report differences between the visual stimuli presented to them in consecutive order. The investigators found that different stimuli were encoded independently and in parallel, and that the major factor limiting report performance was neuronal noise (which is a function of visual set size). Under this framework, the key limiting factor on working memory performance is the precision with which visual information can be stored, not the number of items that can be remembered.
Среднее визуальное хранилище
Существуют некоторые свидетельства наличия промежуточного визуального хранилища, сочетающего характеристики иконической памяти и VSTM. Предполагается, что это промежуточное хранилище обладает высокой емкостью (до 15 элементов) и продолжительным временем удержания следа памяти (до 4 секунд). Оно сосуществует с VSTM, но, в отличие от него, визуальные стимулы могут перезаписывать его содержимое. Дальнейшие исследования указывают на участие визуальной области V4 в удержании информации о цвете стимула в визуальной рабочей памяти, а области VO1 – в удержании информации о его форме.
There is some evidence of an intermediate visual store with characteristics of both iconic memory and VSTM. This intermediate store is proposed to have high capacity (up to 15 items) and prolonged memory trace duration (up to 4 seconds). It coexists with VSTM but unlike it visual stimuli can overwrite the contents of its visual store. Further studies suggests an involvement of visual area V4 in the retention of information about the color of the stimulus in visual working memory, and the role of the VO1 area for retaining information about its shape.