Введение
Кратковременная память (или "первичная" или "активная память") – это способность удерживать небольшой объем информации в активном, легкодоступном состоянии на короткий промежуток времени. Например, кратковременная память удерживает только что названный номер телефона. Продолжительность кратковременной памяти (при отсутствии повторения или активного поддержания) оценивается в секундах. Широко известная емкость в 7 элементов, установленная законом Миллера, была пересмотрена до 4±1 элемента. В отличие от этого, долговременная память хранит информацию неограниченно долго. Кратковременная память отличается от оперативной памяти, которая относится к структурам и процессам, используемым для временного хранения и манипулирования информацией.
Short term memory (or "primary" or "active memory") is the capacity for holding a small amount of information in an active, readily available state for a short interval. For example, short term memory holds a phone number that has just been recited. The duration of short term memory (absent rehearsal or active maintenance) is estimated to be on the order of seconds. The commonly cited capacity of 7 items, found in Miller's Law, has been superseded by 4±1 items. In contrast, long term memory holds information indefinitely. Short term memory is not the same as working memory, which refers to structures and processes used for temporarily storing and manipulating information.
Магазины
Идея отдельных хранилищ для кратковременной и долговременной памяти возникла в 19 веке. Модель памяти, разработанная в 1960-х годах, предполагала, что все воспоминания формируются в одном хранилище и затем переносятся в другие хранилища через короткий промежуток времени. Эта модель известна как "модальная модель", наиболее подробно описанная Шиффрином. Согласно этой модели, память сначала сохраняется в сенсорной памяти, которая обладает большой ёмкостью, но способна удерживать информацию лишь в течение миллисекунд. Представление этой быстро угасающей памяти перемещается в кратковременную память. Кратковременная память не обладает такой большой ёмкостью, как сенсорная, но удерживает информацию в течение секунд или минут. Окончательное хранение происходит в долговременной памяти, которая обладает очень большой ёмкостью и способна хранить информацию, возможно, на протяжении всей жизни. Точные механизмы, посредством которых происходит этот перенос, сохраняются ли все или только некоторые воспоминания навсегда, и даже само существование чёткого различия между хранилищами, остаются предметом споров.
Антероградная амнезия
Одной из форм доказательств в пользу существования кратковременной памяти является антероградная амнезия – неспособность запоминать новую информацию и события. Пациенты с этой формой амнезии сохраняют способность удерживать небольшие объемы информации в течение короткого времени (до 30 секунд), но испытывают значительные трудности с формированием долговременной памяти (что наглядно демонстрирует случай пациента HM). Это интерпретируется как указание на то, что кратковременная память не подвержена повреждениям и заболеваниям.
Задачи отвлечения внимания
Другие доказательства поступают из экспериментальных исследований, демонстрирующих, что некоторые воздействия ухудшают запоминание 3–5 последних выученных слов из списка (предполагается, что они удерживаются в кратковременной памяти). Воспроизведение слов из более ранней части списка (предположительно, хранящихся в долговременной памяти) не нарушается. Другие воздействия (например, семантическая похожесть слов) влияют только на запоминание слов из начала списка, но не влияют на запоминание последних нескольких слов. Эти результаты показывают, что различные факторы влияют на кратковременное воспроизведение (прерывание повторения) и долговременное воспроизведение (семантическая похожесть). В совокупности эти данные демонстрируют, что долговременная и кратковременная память могут изменяться независимо друг от друга.
Единая модель
Не все исследователи согласны с тем, что кратковременная и долговременная память являются отдельными системами. Альтернативная унитарная модель предполагает, что кратковременная память состоит из временных активаций долговременных представлений (то есть существует одна память, которая ведет себя по-разному в различных временных масштабах – от миллисекунд до лет). Трудно установить четкую границу между кратковременной и долговременной памятью. Например, Тарноу сообщил, что кривая зависимости вероятности воспроизведения от времени задержки является прямой линией в диапазоне от 6 до 600 секунд, при этом вероятность неудачи воспроизведения насыщается только после 600 секунд. Если бы в этом временном диапазоне действовали два различных хранилища, можно было бы ожидать разрыва в этой кривой. Другие исследования показали, что детальный паттерн ошибок воспроизведения удивительно похож на воспроизведение списка сразу после обучения (предположительно, из кратковременной памяти) и воспроизведение через 24 часа (неизбежно из долговременной памяти). Дополнительные доказательства в пользу единого хранилища поступают из экспериментов с использованием непрерывных отвлекающих задач. В 1974 году Бьорк и Уиттен представили испытуемым пары слов для запоминания; до и после каждой пары слов испытуемые выполняли простую задачу умножения в течение 12 секунд. После последней пары слов испытуемые выполняли задачу умножения в качестве отвлекающего задания в течение 20 секунд. Они сообщили, что эффект новизны (повышенная вероятность воспроизведения последних изученных элементов) и эффект первичности (повышенная вероятность воспроизведения первых нескольких элементов) сохранялись. Эти результаты несовместимы с существованием отдельной кратковременной памяти, поскольку отвлекающие элементы должны были вытеснить некоторые из пар слов из буфера, тем самым ослабив силу связи этих элементов в долговременной памяти. Цзэн (1973) сообщил о случае, когда эффект новизны при свободном воспроизведении, по-видимому, не был связан с кратковременным хранилищем. Испытуемым предъявляли четыре серии исследования по 10 списков слов, с непрерывной отвлекающей задачей (20-секундный период обратного счета). В конце каждого списка участники должны были воспроизвести как можно больше слов. После воспроизведения четвертого списка участников попросили воспроизвести элементы из всех четырех списков. Как первоначальное, так и конечное воспроизведение показали эффект новизны. Эти результаты противоречили предсказаниям модели кратковременной памяти, где эффект новизны не ожидался. Коппенаал и Гланцер (1990) попытались объяснить эти явления как результат адаптации испытуемых к отвлекающей задаче, что позволило им сохранить хотя бы некоторые возможности кратковременной памяти. В их эксперименте долгосрочный эффект новизны исчез, когда отвлекающее задание после последнего элемента отличалось от отвлекающих заданий, которые предшествовали и следовали за другими элементами (например, арифметическая задача и задача чтения слов). Тапар и Грин оспорили эту теорию. В одном из их экспериментов участникам давали разные отвлекающие задания после каждого изучаемого элемента. Согласно теории Коппенаала и Гланцера, эффект новизны не ожидался, поскольку у испытуемых не было бы времени адаптироваться к отвлекающему фактору; однако такой эффект новизны сохранялся в эксперименте.
Другое объяснение
Одним из предложенных объяснений эффекта новизны в условиях непрерывного отвлекающего фактора и его исчезновения в задаче с отвлекающим фактором только в конце является влияние контекстных и различительных процессов. Согласно этой модели, эффект новизны возникает из-за сходства контекста обработки последних элементов с контекстом обработки остальных элементов списка, а также из-за различия в положении последних и промежуточных элементов. В задаче с отвлекающим фактором только в конце контекст обработки последних элементов перестает быть схожим с контекстом обработки остальных элементов списка. Одновременно с этим, сигналы извлечения для этих элементов становятся менее эффективными, чем без отвлекающего фактора. В результате эффект новизны ослабевает или исчезает. Однако, когда отвлекающие задачи предъявляются до и после каждого элемента, эффект новизны восстанавливается, поскольку все элементы списка оказываются в схожем контексте обработки. Согласно этой гипотезе, стимул активирует пространственный паттерн активности в нейронах определенной области мозга. При активации этих нейронов запасы доступных нейротрансмиттеров истощаются. Этот паттерн истощения представляет информацию о стимуле и функционирует как мнемонический след. Со временем мнемонический след ослабевает из-за механизмов обратного захвата нейротрансмиттеров, восстанавливающих их первоначальный уровень.
Связь с рабочей памятью
Отношения между кратковременной и рабочей памятью описываются различными теориями, но эти два понятия обычно рассматриваются как отдельные. Ни одна из них не удерживает информацию длительное время, однако кратковременная память представляет собой простое хранилище, в то время как рабочая память позволяет с информацией оперировать. Кратковременная память является частью рабочей памяти, но не тождественна ей. Рабочая память относится к структурам и процессам, используемым для временного хранения и манипулирования информацией. Рабочую память также называют рабочим вниманием. Рабочая память и внимание вместе играют ключевую роль в мыслительной деятельности. Кратковременная память, как правило, относится к кратковременному удержанию информации и не включает в себя манипуляции с ней или её организацию. Таким образом, хотя компоненты кратковременной памяти присутствуют в моделях рабочей памяти, само понятие кратковременной памяти отличается от других концепций. В влиятельной модели рабочей памяти Баддли (1986) представлены два механизма кратковременного хранения: фонологическая петля и визуально-пространственный блокнот. Большинство вышеупомянутых исследований посвящены фонологической петле, поскольку большая часть работ по кратковременной памяти использует вербальный материал. Однако, начиная с 1990-х годов, исследования визуальной кратковременной памяти и пространственной кратковременной памяти получили дальнейшее развитие.
Продолжительность
Ограниченная продолжительность кратковременной памяти (~18 секунд без повторения) указывает на то, что ее содержание спонтанно угасает с течением времени. Предположение об угасании является частью многих теорий кратковременной памяти. Наиболее известной из них является модель рабочей памяти Бэддели. Предположение об угасании обычно сочетается с идеей быстрой скрытой репетиции: для более длительного удержания информации ее необходимо периодически повторять или проговаривать, либо вслух, либо мысленно. Другой тип репетиции, способный улучшить кратковременную память, – репетиция на основе внимания. Информация мысленно просматривается в определенной последовательности, однако доказательства не являются окончательными. Одна из альтернативных точек зрения утверждает, что несколько элементов (таких как цифры, слова, изображения или логотипы) удерживаются в кратковременной памяти одновременно, их репрезентации конкурируют друг с другом при воспроизведении, ослабляя друг друга. Таким образом, новый контент постепенно замещает старый, если старый контент не поддерживается активно.
Пропускная способность
Независимо от причины или причин кратковременного забывания, общепринятое мнение состоит в том, что оно ограничивает объем новой информации, сохраняемой в кратковременной памяти. Этот предел называется конечной емкостью кратковременной памяти. Емкость кратковременной памяти часто именуется как интервал памяти, в связи с распространенной процедурой измерения. В тесте на интервал памяти экспериментатор представляет список элементов (например, цифр или слов) возрастающей длины. Интервал памяти конкретного человека определяется как максимальная длина списка, которую он или она может правильно воспроизвести в заданном порядке в половине или более случаев. В ранней и влиятельной статье "Волшебное число семь, плюс или минус два" Миллер предположил, что кратковременная память человека имеет прямой интервал памяти примерно в семь плюс или минус два элемента, и что это было общеизвестно в то время (по-видимому, впервые отмечено Вундтом). Последующие исследования показали, что это "волшебное число семь" достаточно точно для студентов, запоминающих списки цифр, однако интервал памяти значительно варьируется в разных группах населения и в зависимости от материала. Например, способность вспоминать слова в определенном порядке зависит от характеристик этих слов: меньше слов запоминается, если слова имеют более длительное звучание; это известно как эффект длительности слова, или когда их фонетические звуки похожи друг на друга; это называется эффектом фонологического сходства. Больше слов запоминается, если слова хорошо знакомы или часто встречаются в речи. Эффективность запоминания выше, когда все слова взяты из одной семантической категории (например, игры), чем когда слова выбираются случайным образом. Более поздняя оценка емкости кратковременной памяти показала, что она составляет около четырех единиц или "чанков" информации. Другие известные теории возражают против измерения емкости в терминах количества элементов. В визуальной области несколько исследований не выявили фиксированного предела емкости с точки зрения общего количества запоминаемых элементов. Вместо этого некоторые исследователи утверждают, что существует ограниченный ресурс, который может гибко распределяться между элементами, удерживаемыми в кратковременной памяти, при этом некоторые элементы (в центре внимания) получают больше ресурсов и запоминаются с большей точностью.
Репетиция
Репетиция – это процесс повторения информации для её запоминания, поддерживающий её в кратковременной памяти. Каждое повторение возвращает информацию в кратковременную память, продлевая её удержание на 10–20 секунд (средняя продолжительность хранения в кратковременной памяти).
Разбивка
Чанкинг – это техника, позволяющая памяти запоминать больше информации. Чанкинг подразумевает организацию материала в осмысленные группы. Чанкинг может значительно увеличить объем запоминания. Например, при запоминании номера телефона, цифры разбиваются на три группы (код города, префикс и номер абонента). Этот способ запоминания телефонных номеров гораздо эффективнее, чем попытка запомнить последовательность из десяти цифр. Практика и использование уже имеющейся информации из долговременной памяти могут привести к дальнейшему улучшению навыка чанкинга. В ходе одного эксперимента американский бегун по пересеченной местности смог воспроизвести последовательность из 79 цифр, услышав ее всего один раз, разбив их на группы, соответствующие времени пробежки.
Факторы
Болезни, вызывающие нейродегенерацию, такие как болезнь Альцгеймера, могут повреждать как кратковременную, так и долговременную память. Повреждение определенных областей мозга из-за этого заболевания приводит к уменьшению объема коры головного мозга, что ухудшает способность к мышлению и вспоминанию. На работу кратковременной памяти влияет питание. Сообщалось, что регулярное употребление черники улучшает показатели кратковременной памяти, в то время как алкоголь ухудшает их.
Возраст
Потеря памяти – естественный процесс старения. Исследования показали, что кратковременная память снижается с возрастом. Это снижение представляется постоянным и непрерывным, начиная с двадцатилетнего возраста. В одном исследовании были использованы данные предыдущего исследования, в котором собраны нормативные французские данные для трех задач на кратковременную память (вербальной, визуальной и пространственной). Было выявлено ухудшение показателей у участников в возрасте от 55 до 85 лет. Пожилой возраст также связан со снижением эпизодической памяти. Сопутствующий дефицит проявляется в том, что различия в памяти узнавания отражают трудности в объединении компонентов эпизода памяти и связанных единиц. В предыдущем исследовании использовались комбинированные и блочные схемы тестирования, и было зафиксировано ассоциативное снижение у пожилых людей. Даже при отсутствии неврологических заболеваний и расстройств, прогрессирующая и постепенная потеря некоторых интеллектуальных функций становится заметной в пожилом возрасте. Для оценки психофизических характеристик пожилых людей используются различные тесты, такие как тест функционального радиуса досягаемости (FR) и мини-исследование психического статуса (MMSE). FR является показателем способности поддерживать равновесие в вертикальном положении, а тест MMSE – общим показателем когнитивных способностей. Эти тесты были использованы Костареллой и соавторами для оценки психофизических характеристик пожилых людей. Они обнаружили снижение физической работоспособности (FR, связанной с ростом) и когнитивных способностей (MMSE).
Болезнь Альцгеймера
Искажение памяти при болезни Альцгеймера – распространенное расстройство среди пожилых людей. В одном исследовании сравнивались пациенты с легкой или умеренной болезнью Альцгеймера и здоровые взрослые того же возраста. У пациентов с болезнью Альцгеймера наблюдалось более выраженное снижение кратковременной памяти. Визуальная кратковременная память также нарушена при спорадической, поздней и семейной формах болезни Альцгеймера, при оценке с использованием задач с отсроченным воспроизведением. Эти исследования указывают на дефицит связывания визуальных признаков как важный компонент этого дефицита. Эпизодическая память и семантические способности ухудшаются на ранних стадиях болезни Альцгеймера. Поскольку когнитивная система включает взаимосвязанные и взаимно влияющие нейронные сети, в одном исследовании было предположено, что стимуляция лексико-семантических способностей может улучшить семантически структурированную эпизодическую память. Было обнаружено, что лечение с помощью лексико-семантической стимуляции может улучшить эпизодическую память.
Афазия
Афазия часто возникает после инсульта левого полушария или при нейродегенеративных заболеваниях, таких как первичные прогрессирующие афазии. Пациенты с очаговыми поражениями левой височно-теменной области могут испытывать дефицит вербальной кратковременной памяти, который также может быть признаком логопенической первичной прогрессирующей афазии. Многие пациенты с нарушениями речи жалуются на проблемы с кратковременной памятью. Члены семьи подтверждают, что пациентам трудно вспоминать ранее известные имена и события. Эти наблюдения подтверждаются исследованиями, показывающими, что у многих людей с афазией также возникают трудности с задачами, требующими визуальной памяти. Сообщалось о дефицитах вербальной кратковременной памяти, связанных с общей кратковременной памятью; эти дефициты сложнее поддаются лечению, поскольку существует меньше методов оценки вербальной кратковременной памяти.
Шизофрения
Основные симптомы у пациентов с шизофренией связаны с когнитивными дефицитами. Одним из недостаточно изученных факторов, способствующих этим дефицитам, является восприятие времени. Люди, страдающие шизофренией, не способны адекватно оценивать прошедшее время. Это связано с нарушением обработки временной информации. Им трудно определить текущее время, день недели, месяц или год. Некоторые ощущают, что время течет либо слишком быстро, либо слишком медленно. Это приводит к нестабильности в жизни. Неспособность ориентироваться во времени и знать текущий год затрудняет построение стабильной жизни. Пациенты с шизофренией испытывают трудности с обнаружением нарушений ритма и оценкой продолжительности временных интервалов. Это влияет на их вербальные и психомоторные навыки. Им сложнее проводить различие между отдельными событиями, поскольку они воспринимаются как единое целое.
Посттравматическое стрессовое расстройство
Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) связано с нарушенной обработкой эмоциональной информации и выраженным смещением внимания на стимулы, связанные с травматическим опытом. Оно препятствует когнитивной обработке. Помимо особенностей обработки травмы, с состоянием ПТСР ассоциируется целый ряд когнитивных нарушений, включая дефицит внимания и кратковременной вербальной памяти.
Разведка
Не так много исследований посвящено взаимосвязи между кратковременной памятью и интеллектом. Одно исследование было направлено на выяснение, демонстрируют ли люди с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР) сопоставимые показатели кратковременной невербальной памяти по тесту Бентона на зрительную память (BVRT), и сопоставимый уровень интеллекта по шкале прогрессивных матриц Рейвена (RSPM). Было установлено, что у людей с ПТСР показатели кратковременной невербальной памяти по тесту BVRT были хуже, несмотря на сопоставимый уровень интеллекта по шкале RSPM, что позволило сделать вывод о том, что нарушения памяти влияют на результаты тестов на интеллект у данной группы испытуемых.