Обращаясь к вопросу о длительности хранения информации в кратковременной памяти, прежде всего стоит рассмотреть ставшие теперь уже классическими эксперименты, которые провели в самом конце 50-х гг. прошлого столетия американские психологи Лойд и Маргарет Петерсоны (Peterson & Peterson, 1959). Аналогичные исследования независимо от них примерно в то же время осуществил британский психолог Браун.
В этих экспериментах испытуемому предъявляли на слух ряд из трех согласных, например, PSQ. Такой ряд называется триграммой. Затем испытуемому называли трехзначное число, например 167. Он должен был производить обратный счет тройками (167, 164, 161,158...) в такт ударам метронома в течение некоторого временного интервала, от 3 до 18 с. Конец интервала обозначался специальным звуковым сигналом, по которому испытуемый должен был немедленно вспомнить предъявленные ранее буквы, составлявшие триграмму.
Оказалось, что после трехсекундного интервала удержания успешность припоминания триграммы составляла примерно 80%, через 6 с успешность снижалась до примерно 55%, через 9 с – до примерно 35%, через 12 с – до 20%, а через 15 с стабилизировалась примерно на 10%, существенно не изменяясь и к 18-секундному интервалу удержания.
Таким образом, можно предполагать, что время удержания информации в кратковременной памяти в отсутствие ее активной обработки посредством системы повторений (артикуляторной петли) составляет примерно 15 с. В течение этого интервала информация либо утрачивается вовсе, либо передается в долговременное хранение. Понятно, что с помощью системы повторений мы можем продлить процесс обработки и удержания информации в кратковременной памяти практически до бесконечности.
Также обратим внимание на то, что многолетние наблюдения за пациентом Η. М., страдавшим синдромом Милнер, также известным как синдром Корсакова, о котором мы упоминали в первой главе, показали: он мог удерживать новую информацию до 10 мин, после чего информация полностью утрачивалась, не переходя в долговременное хранение. Существуют также некоторые нейрофизиологические данные, которые позволяют говорить о том, что кратковременный след возбуждения в центральной нервной системе может удерживаться в течение нескольких суток. Однако в целом принято считать, что время хранения информации в кратковременной памяти все же соизмеримо с 1 мин.
Соответственно, возникают вопросы о том, почему информация не остается в кратковременной памяти в течение неопределенно долгого времени и какие процессы обеспечивают забывание этой информации?
В качестве ответов были предложены две альтернативные гипотезы. Одна из них, получившая название гипотезы угасания, предполагает, что в кратковременной памяти происходит быстрая деградация следа вследствие его старения с течением времени. Вторая гипотеза указывает на то, что информация, сохраняющаяся в кратковременной памяти, постоянно испытывает влияние вновь поступающей из сенсорных регистров (ультракратковременной памяти) информации. Новая информация мешает обработке старой, уже хранящейся в кратковременной памяти, как бы "выталкивая" ее. Эта гипотеза получила название гипотезы интерференции.
Важно отметить различие этих двух гипотез. В первом случае утверждается, что процесс забывания целиком обусловлен фактором времени (и никакие другие причинные факторы здесь не участвуют), тогда как во втором случае фактор времени является несущественным: ослабление следа памяти обусловлено не просто течением времени, а появлением в памяти новой информации.
В чистом виде эксперимент, который бы позволил разделить предсказания этих двух гипотез, по-видимому, невозможен, так как в нем нельзя полностью исключить временной фактор.
Считается, что хорошим приближением к идеальному может служить уже рассмотренный нами эксперимент Петерсона и Петерсон (Peterson & Peterson, 1959). Результаты, полученные этими исследователями, на первый взгляд свидетельствуют в пользу гипотезы угасания, так как обратный счет тройками чисел вряд ли интерферирует с удержанием в памяти триграмм, состоящих из согласных букв. Но Кеппель и Андервуд (Keppel & Underwood, 1962) подвергли сомнению этот вывод.
Дело в том, что в эксперименте Петерсона и Петерсон испытуемые должны были воспроизводить не одну, а несколько триграмм, т.е. эксперимент включал в себя несколько проб. Результат оценивался статистически как среднее по всем пробам. Кеппель и Андервуд (Keppel & Underwood, 1962) исследовали зависимость успешности воспроизведения триграмм от интервала удержания отдельно для первой, второй и третьей пробы. Оказалось, что эффект постепенного снижения успешности припоминания триграммы в течение 15 с в первой пробе не наблюдался вовсе: успешность припоминания и через три, и через девять, и через 15 с составляла около 100%. Однако этот эффект постепенного снижения появляется во второй и третьей пробе. Следовательно, наблюдаемое снижение эффективности припоминания является следствием не угасания следа памяти с течением времени, а интерференции последовательных проб.
Также в пользу эффекта интерференции свидетельствуют еще одни экспериментальные данные, полученные Д. Норманом и Н. Во. Исследователи применяли метод зонда, суть которого состоит в следующем.
Испытуемому на слух предъявляется последовательность цифр, например: 147951264387290 5. По завершении этого предъявления звучит сигнал, который указывает на то, что последняя цифра должна использоваться как зондовая. Иными словами, испытуемый должен воспроизвести цифру, которая следует за зондовой цифрой в первый раз ее предъявления. В данном примере правильным ответом будет цифра 1, так как именно она появляется сразу за первым появлением цифры пять в этой последовательности. Заметим также, что между цифрой, которую нужно воспроизвести, и зондом в конце списка в нашем примере расположены еще 9 цифр.
В экспериментах Нормана и Во варьировалось расстояние между зондом и целевой цифрой, а также скорость предъявления последовательности цифр. Если забывание определяется только временем, то ускорение предъявления должно благоприятно сказываться на успешности воспроизведения целевой цифры, так как будет недостаточно времени для полного угасания следа. Если же основным фактором забывания является интерференция, изменение темпа предъявления цифр в ряду не должно сказываться на успешности поиска целевой цифры. Она будет целиком зависеть только от расстояния от конца последовательности до целевой цифры. Именно такой результат и получили в своих экспериментах Д. Норман и Н. Во.
Тем не менее гипотезу угасания нельзя отвергать целиком. Известен, например, эффект, который получил название эффекта хрупкости следа. Он состоит в том, что фактор интерференции оказывается гораздо более значимым в ситуации, когда информация в кратковременной памяти удерживается уже в течение достаточно долгого срока, скажем, нескольких минут. В этом случае даже самые незначительные влияния извне могут быть губительными для процесса удержания информации в памяти.
Представьте себе, например, что вам нужно записать чей-то телефон. Пока вы ищете, куда его записать, вы не перестаете повторять эту последовательность цифр. Оказывается, что если вы будете механически повторять эти цифры хотя бы в течение минуты, существует очень большая вероятность того, что малейшее отвлечение на что-либо еще приведет к тому, что вы навсегда забудете этот номер, так и не зафиксировав его в своей записной книжке. Это и есть эффект хрупкости следа. И он, по-видимому, указывает на то, что с течением времени действительно происходит деградация следа памяти, даже если вы активно обрабатываете информацию путем ее многократного повторения.
Таким образом, мы можем заключить, что информация в кратковременной памяти может удерживаться в течение времени, соизмеримого с одной или несколькими минутами, а механизмами ее утраты являются процессы интерференции и в меньшей степени угасания.
Долговременная память
Кратковременная память - это память, в которой сохранение материала ограничено определенным, как правило, небольшим периодом времени. Кратковременная память человека связана с его актуальным сознанием.
Долговременная память рассчитана на длительный срок хранения информации, заранее не определенный период. Она не связана с актуальным сознанием человека и предполагает его способность в нужный момент вспомнить то, что когда-то было им запомнено. В отличие от кратковременной памяти, где припоминание не требуется (поскольку то, что только что было воспринято, еще находится в актуальном сознании), при долговременной памяти оно необходимо всегда, так как связанные с восприятием сведения уже не находятся в сфере актуального сознания.
При пользовании долговременной памятью для припоминания нередко требуются определенные волевые усилия, поэтому ее функционирование обычно связано с волей.
Для сохранения информации в кратковременной памяти всегда требуется поддержание непрерывного внимания к запоминаемому материалу в течение всего времени его удержания в памяти; при долговременном запоминании в этом нет необходимости.
Оперативной называют память, занимающую промежуточное положение между кратковременной и долговременной. Она рассчитана на сохранение материала в течение заранее определенного срока, т.е. на то, чтобы в заданное время иметь возможность легко вспомнить то, что нужно.
Двигательная память - это запоминание и сохранение, а при необходимости точное воспроизведение разнообразных движений. Она участвует в формировании двигательных умений и навыков человека и особенно необходима в тех видах деятельности, занятия которыми требуют от человека довольно сложных форм движений.
Хорошей зрительной памятью обладают люди с эйдетическим восприятием, т.е. те, которые способны в течение длительного времени "видеть" отсутствующую в реальном зрительном поле картину или предмет. Зрительная память связана с сохранением и воспроизведением образов; она чрезвычайно важна для людей всех профессией, особенно сотрудников ОВД, художников, конструкторов. Этот вид памяти предполагает развитую у человека способность к воображению. На ней основан, в частности, процесс запоминания и воспроизведения материала: то, что человек зрительно может себе представить, он, как правило, легче запоминает и воспроизводит.
Слуховая память - это хорошее запоминание и точное воспроизведение разнообразных звуков, например речевых, музыкальных. Она необходима музыкантам, филологам, людям, изучающим иностранные языки.
Словесно-логическая память характеризуется тем, что человек, обладающий ею, быстро и точно запоминает смысл событий, логику какого-либо доказательства, смысл читаемого текста и т.п. Этот смысл он может точно передать своими словами, зачастую совершенно не помня деталей исходного материала. Данным типом памяти нередко обладают научные работники, преподаватели.
Эмоциональная память - это память на бывшие когда-либо переживания. Она участвует в работе всех видов памяти, но особенно проявляется в человеческих отношениях. На эмоциональной памяти непосредственно основана прочность запоминания материала: то, что у человека вызывает сильные эмоциональные переживания, запоминается им прочнее и на более длительный срок.
Кроме названных, есть и другие виды памяти, в частности осязательная, обонятельная, вкусовая.
Поскольку память связана с волей, то по характеру ее участия в запоминании и воспроизведении материала память делят на непроизвольную и произвольную. В первом случае имеют в виду такое запоминание и воспроизведение материала, которое происходит автоматически, без особых усилий со стороны человека, без постановки им перед собой мнемической задачи (задачи на запоминание, узнавание, сохранение или воспроизведение материала). Во втором случае такая задача обязательно присутствует, а сам процесс запоминания или воспроизведения требует от человека волевых усилий.
В структуре памяти можно выделить два вида мнемических способностей, имеющих различные физиологические механизмы: способность к запечатлению и способность к смысловой переработке информации. Оба вида мнемических способностей оказывают влияние на успешность усвоения знаний, однако большую роль играет способность к переработке информации, характеризующая тесное единство процессов памяти и мышления.
Основные характеристики кратковременной памяти
Средний объем кратковременной памяти весьма ограничен: это 7+/- 2 единицы интегрированной информации. Этот объем индивидуален, он характеризует природную память человека и имеет тенденцию сохраняться в течение всей жизни. Им в первую очередь определяется объем так называемой механической памяти, которая функционирует без активного включения мышления в процесс запоминания.
С особенностями кратковременной памяти, обусловленными ограниченностью ее объема, связано такое свойство, как замещение. Оно проявляется в том, что при переполнении индивидуально устойчивого объема кратковременной памяти человека вновь поступающая в нее информация частично вытесняет уже хранящуюся там. Субъективно это может проявляться, например, в непроизвольном переключении внимания человека с запоминания на что-либо другое.
Благодаря кратковременной памяти перерабатывается самый значительный объем информации, отсеивается ненужная и в результате не происходит перегрузка долговременной памяти излишними сведениями.
Без кратковременной памяти невозможно нормальное функционирование долговременной памяти. В последнюю может проникнуть и надолго в ней отложиться только то, что когда-то было в кратковременной памяти. Иначе говоря, кратковременная память выступает в роли своеобразного фильтра, который пропускает нужную информацию в долговременную память, одновременно осуществляя в ней строгий отбор.
Кратковременная память содержит воспоминания, хранящиеся лишь в течение нескольких секунд. Однако даже в тех ситуациях, когда нам нужно запомнить информацию лишь на короткое время, процесс запоминания включает три стадии: кодирование, хранение и извлечение. Давайте более детально рассмотрим каждую из этих трех стадий по отношению к рабочей памяти.
Кодирование
Чтобы закодировать информацию в кратковременной памяти, надо сосредоточить на ней внимание. Поскольку мы избирательно направляем внимание (см. главу 5), в кратковременной памяти будет содержаться только отобранный материал. Это означает, что многое из того, что воздействует на человека, никогда не попадет в кратковременную память и, конечно, не будет доступно для последующего воспроизведения. Действительно, многие трудности, обозначаемые общим термином «проблемы с памятью», на самом деле связаны с ослаблением внимания. Если, например, вы покупаете что-то в бакалее и кто-то позднее спрашивает вас, какого цвета были глаза у продавщицы, вы не сможете ответить, но не потому, что подвела память, а прежде всего потому, что вы не обратили внимания на ее глаза.
Фонологическое (акустическое) кодирование
При кодировании запоминаемой информации она переводится в определенный код, или репрезентацию. Например, когда вы находите нужный номер телефона и держите его в памяти, пока не закончится набор, в каком виде вы представляете себе цифры? Является ли такая репрезентация зрительной - мысленным изображением цифр? Является ли она акустической - звучащими названиями цифр? Или она семантическая (основанная на значениях) и содержит некоторые значимые ассоциации с цифрами? Исследования показывают, что для кодирования информации в кратковременной памяти мы можем использовать любую из этих возможностей, но предпочитаем акустический код и, пытаясь удержать информацию в активном состоянии, повторяем ее, т. е. повторяем ее про себя снова и снова. Повторение - наиболее популярный прием, когда информация состоит из вербальных элементов - цифр, букв или слов.
Так, пытаясь запомнить номер телефона, мы чаще всего кодируем это число в виде звучащих названий цифр и повторяем эти звуки про себя, пока не наберем номер.
В классическом эксперименте, подтвердившем использование акустического кода, испытуемым на короткое время предъявляли набор из 6 согласных (например, RLBKSJ); когда буквы убирали, испытуемый должен был написать все 6 букв по порядку.
Хотя вся процедура занимала всего секунду или две, испытуемые временами ошибались. В случае ошибок неверные буквы по звучанию были сходны с верными. В приведенном примере испытуемый мог написать RLTKSJ, заменив В («би») на сходную по звучанию Т («ти») (Conrad, 1964). Этот результат подтверждает, что испытуемые кодировали каждую букву акустически (например; «би» для буквы В), иногда теряя часть этого кода (от звука «би» сохранилась только часть «и») и заменяя его буквой, подходящей к оставшейся части кода («ти»). Это также объясняет, почему труднее вспомнить элементы по порядку, когда они акустически похожи (например, TBCGVE - «ти, би, си, джи, ви, и»), чем когда они акустически различны (RLTKSJ - «ар, эль, ти, кей, эс, джей»).
Зрительное кодирование
При необходимости мы также можем хранить вербальные элементы в виде зрительной репрезентации. Однако эксперименты показывают, что хотя мы можем пользоваться зрительным кодированием для вербального материала, этот код быстро угасает. В тех случаях, когда человеку нужно запомнить невербальную информацию (например, изображения, которые трудно описать, а следовательно, трудно повторять фонологически), важную роль играет зрительное кодирование. Многие из нас могут удерживать зрительный образ в кратковременной памяти, но мало кто способен удерживать образы почти с фотографической точностью. Эта способность имеется в основном у детей. Такие дети могут быстро посмотреть на картинку и, когда ее убирают, все еще ощущать ее образ перед своими глазами. Они могут удерживать этот образ минутами, и когда их спрашивают о картинке, они воспроизводят множество деталей, например количество полосок на хвосте у кота (рис. 8.2). Такие дети, видимо, считывают детали непосредственно с эйдетического образа (Haber, 1969). Однако устойчивые эйдетические образы очень редки. Некоторые исследования с детьми показывают, что только около 5% из них сообщают о наличии долго длящихся образов с четкими деталями. Кроме того, когда критерии обладания действительно фотографическими образами ужесточаются - например, в них включают требование читать мысленно представляемую страницу снизу вверх так же легко, как и сверху вниз, - частота встречаемости эйдетических образов становится совсем маленькой, даже среди детей (Haber, 1979). Таким образом, зрительный код в кратковременной памяти - это что-то вроде фотографического отпечатка.
Рис. 8.2. Тесты для эйдетического образа. Эта тестовая картинка в течение 30 секунд предъявлялась детям из начальной школы. Когда картинку убрали, один мальчик разглядел в ее эйдетическом образе «около 14» полосок на хвосте у кота. Это рисунок Марджори Торри к «Алисе в стране чудес» в сокращенном варианте Джозетт Франк.
Две системы кратковременной памяти
Существование и акустических и зрительных кодов привело исследователей к мнению, что кратковременная память состоит из двух хранилищ, или буферов. Один буфер - акустический, на короткое время сохраняющий информацию в акустических кодах; второе хранилище - зрительно-пространственный буфер, на короткое время сохраняющий информацию в зрительных или пространственных кодах (Baddeley, 1986). Некоторые недавние исследования с использованием сканеров мозга показывают, что работа этих двух буферов опосредуется различными мозговыми структурами.
В одном эксперименте испытуемые в каждой пробе видели последовательность букв, в которой название и положение буквы менялись от элемента к элементу (рис. 8.3). В некоторых пробах испытуемым надо было обращать внимание только на название буквы, и перед ними ставилась задача определить, совпадает ли каждая предъявляемая буква с той, что предъявлялась на три буквы раньше в этой последовательности. В других попытках испытуемым надо было обращать внимание только на пространственное положение букв, а задача заключалась в том, чтобы определить, совпадает ли положение каждой предъявляемой буквы с положением буквы, предъявленной на три позиции раньше (рис. 8.3). Таким образом, во всех случаях стимулы были одинаковыми, а менялся вид информации, хранимой испытуемыми, - это была либо вербальная (название буквы), либо пространственная (расположение буквы) информация. Преположительно, вербальная информация хранится в акустическом буфере, а пространственная - в зрительно-пространственном буфере. В акустических и пространственных пробах активность мозга замерялась при помощи ПЭТ-сканера. Результаты показали, что, грубо говоря, эти два буфера находятся в различных полушариях. Когда испытуемым надо было хранить вербальную информацию (акустический буфер), большая часть активности мозга приходилась на левое полушарие; а когда им надо было хранить пространственную информацию (зрительно-пространственный буфер), активность мозга была больше в правом полушарии.
Рис. 8.3. Эксперимент с акустическим и зрительным буферами. Испытуемым надо было решить, совпадает ли каждый предъявляемый элемент с тем, что предъявлялся в этой последовательности тремя позициями раньше. В верхней части рисунка показана типичная последовательность событий, когда испытуемый должен был обращать внимание только на название буквы, и реакции в ответ на предъявление каждого элемента. В нижней части рисунка показаны пробы, в которых испытуемый должен был обращать внимание только на положение буквы, и реакции в ответ на предъявление каждого элемента (по: Smith et al., 1995).
Видимо, эти два буфера являются отдельными системами (Smith et al, 1996). Эти результаты не удивительны, учитывая тенденцию мозга к специализации полушарий, рассмотренную в главе 2.
Хранение
Пожалуй, самое примечательное в кратковременной памяти -- это ее очень ограниченный объем. В среднем его предел составляет семь элементов плюс-минус два (7 ± 2). Некоторые люди могут хранить всего пять элементов; некоторые удерживают целых девять. Может казаться странным, что такое точное число приводится для всех людей, хотя ясно, что индивиды очень различаются по возможностям памяти. Однако эти различия относятся прежде всего к долговременной памяти. Кратковременная память у большинства взрослых имеет объем 7 ± 2 элементов. Это постоянство было известно с первых дней существования экспериментальной психологии. Герман Эббингауз, начавший экспериментальное изучение памяти в 1885 году, представил данные, по которым объем его кратковременной памяти составил 7 элементов. Почти 70 лет спустя эта константа так поразила Джорджа Миллера (Miller, 1956), что он назвал ее «магической семеркой», и сегодня мы знаем, что этот предел существует и в западных, и в незападных культурах (Yu et al., 1985).
Психологи определили это число, предъявляя испытуемым различные бессмысленные последовательности элементов (цифр, букв, слов) с задачей последующего воспроизведения их по порядку. Элементы предъявлялись быстро, и у испытуемого не было времени связать их с информацией, хранящейся в долговременной памяти; следовательно, количество воспроизведенных элементов отражает только объем хранения кратковременной памяти. В первоначальных пробах испытуемым надо было воспроизвести всего несколько элементов, скажем, 3-4 цифры, что было нетрудно. Затем количество цифр с каждой пробой возрастало, пока экспериментатор не определял максимальное их количество, которое испытуемый может воспроизвести в правильном порядке. Это максимальное число (почти всегда находящееся между 5 и 9) и есть объем памяти для данного испытуемого. Это настолько простая задача, что вы легко можете попытаться выполнить ее сами. В следующий раз, когда вы будете просматривать список имен (телефонную книгу офиса или университета, например), прочитайте список один раз, затем отвернитесь и проверьте, сколько имен вы можете воспроизвести по порядку. Вероятнее всего, от пяти до девяти.
Укрупнение
Как мы только что отметили, процедура определения объема памяти не позволяет испытуемым соотносить запоминаемые элементы с информацией в долговременной памяти. Когда такое соотнесение возможно, показатели испытуемых в задаче определения объема существенно меняются.
Чтобы проиллюстрировать это изменение, давайте представим, что вам предъявили буквенную последовательность SRUOYYLERECNIS. Поскольку объем вашей памяти равен 7 ± 2, вы не сможете повторить всю эту последовательность из 14 букв. Но если вы заметите, что эти буквы составляют фразу SINCERELY YOURS (англ. «Искренне Ваш» - стандартное окончание письма. - Прим. перев.), прочитанную в обратном порядке, ваша задача станет легкой. Пользуясь этим знанием, вы уменьшаете количество элементов, которые должны находиться в кратковременной памяти, с 1,4 до 2 (два слова). Но откуда поступает эта информация о чтении букв? Конечно, из долговременной памяти, где хранится информация о словах. Так вы можете использовать долговременную память для перекодирования нового материала в более крупные значимые единицы и затем хранить их в кратковременной памяти. Такие единицы называют блоками, а емкость кратковременной памяти лучше всего выражается числом 7 ± 2 блока (Miller, 1956). Объединение в блоки может производиться и с числами. Последовательность 149-2177-619-96 превышает допустимый объем, но последовательность 1492-1776-1996 (1492 год - открытие Америки, 1776 - принятие Декларации Независимости, - 1996 (год) - Прим. перев.) вполне в него укладывается. Общий принцип состоит в том, что возможности кратковременной памяти можно расширить, перегруппируя последовательности букв и цифр в такие единицы, которые можно найти в долговременной -памяти (Bower & Springston, 1970).
Забывание
Мы можем удерживать в кратковременной памяти до 7 элементов, но в большинстве случаев они вскоре забудутся. Забывание происходит или потому, что элементы угасают со временем, или потому, что они вытесняются новыми элементами.
Информация может со временем просто распадаться. О репрезентации в памяти элемента можно сказать, что это - след, угасающий за несколько секунд. Одно из лучших этому подтверждений состоит в том, что объем кратковременной памяти на слова уменьшается, когда они становятся длиннее: например, для таких длинных слов, как «калькулятор» или «антициклон», объем будет меньше, чем для таких коротких слов, как «ряса» или «скамья» (попробуйте произнести их сами, чтобы почувствовать различие в длительности). Этот эффект можно объяснить тем, что по мере предъявления слов мы произносим их про себя, и чем больше это требует времени, тем вероятнее, что некоторые следы слов угаснут прежде, чем их можно будет воспроизвести (Baddeley, Thompson & Buchanan, 1975).
Другая главная причина забывания в кратковременной памяти - вытеснение старых элементов новыми. Понятие вытеснения согласуется с фиксированным объемом кратковременной памяти.
Пребывание в кратковременной памяти можно сравнить с состоянием активации. Чем больше элементов мы пытаемся сохранить активными, тем меньше активации придется на каждый из них. По-видимому, только около семи элементов можно одновременно удерживать на таком уровне активации, который обеспечивает их воспроизведение. После активации семи элементов активация для нового элемента должна быть вычтена у ранее предъявленных элементов; следовательно, активация этих последних может упасть ниже критического уровня, необходимого для воспроизведения (Anderson, 1983).
Воспроизведение
Теперь снова представим себе содержимое кратковременной памяти как активную часть сознания. Интуиция подсказывает, что доступ к такой информации - немедленный. До нее не нужно докапываться; она прямо Здесь. Тогда воспроизведение не должно бы зависеть от числа элементов, входящих в сознание. Но здесь интуиция нас подвела.
Согласно экспериментальным данным, чем больше элементов находится в кратковременной памяти, тем медленнее происходит воспроизведение. Это подтверждается в экспериментах, типовой вариант которых был предложен Стернбергом (Sternberg, 1966). В каждой пробе такого эксперимента испытуемому показывают набор цифр (он называется запоминаемым списком), который он должен какое-то время удерживать в кратковременной памяти; испытуемому легко это сделать, поскольку каждый список содержит от одной до шести цифр. Затем этот список убирают из виду и предъявляют тестовую цифру.
Рис. 8.4. Воспроизведение как процесс поиска. Время принятия решения возрастает прямо пропорционально количеству элементов, находящихся в кратковременной памяти. Светлыми кружками показаны ответы «да», темными - ответы «нет». Время принятия тех и других решений расположено вдоль прямой линии. Поскольку время принятия решения очень мало, для его измерения требуется оборудование, обладающее миллисекундной точностью (до тысячных долей секунды) (по: Sternberg, 1966).
Испытуемый должен решить, была ли тестовая цифра в списке. Например, если список содержал цифры 3 6 1, а тестовая цифра была 6, то испытуемый должен ответить «да»; если список тот же, но тестовая цифра - 2, испытуемый должен ответить «нет». В этой задаче испытуемые редко ошибаются; представляет, однако, интерес время принятия решения, определяемое как время между предъявлением тестовой цифры и моментом, когда испытуемый нажал на кнопку «да» или «нет». На рис. 8.4 приведены результаты такого эксперимента, показывающие, что время решения возрастает пропорционально длине запоминаемого списка. Эти результаты примечательны тем, что времена реакции расположены вдоль прямой линии. Это означает, что каждый дополнительный элемент в кратковременной памяти увеличивает время воспроизведения на одну и ту же величину - примерно на 40 миллисекунд, т. е. на 1/25 секунды. Те же результаты были получены, когда в качестве элементов использовались буквы, слова, звуки или изображения человеческих лиц (Sternberg, 1975). Эти результаты привели некоторых исследователей к предположению, что для воспроизведения необходимо провести поиск в кратковременной памяти, во время которого элементы проверяются по одному. Вероятно, этот последовательный поиск в кратковременной памяти происходит со скоростью 1 элемент за 40 миллисекунд - слишком быстро, чтобы человек мог осознавать это (Sternberg, 1966). Однако если мы говорим, что кратковременная память - это состояние активации, мы должны иначе интерпретировать эти результаты. Можно предположить, что для воспроизведения элемента из кратковременной памяти нужно, чтобы его активация достигла критического уровня. То есть человек решает, что данный тестовый элемент находится в его кратковременной памяти, если репрезентация этого элемента превышает критический уровень активации, и, чем больше элементов находится в кратковременной памяти, тем ниже активация каждого из них (Monsel, 1979). Было показано, что такие активационные модели точно предсказывают многие особенности воспроизведения из кратковременной памяти (McElree & Doesher, 1989).
Кратковременная память и мышление
Кратковременная память играет важную роль в мышлении. Сознательно пытаясь решить задачу, мы часто пользуемся кратковременной памятью как мысленным рабочим пространством: используем ее для хранения элементов задачи, а также информации из долговременной памяти, существенной для ее решения. Для иллюстрации рассмотрим, как происходит умножение в уме 35 х 8. Кратковременная память нужна для хранения числовых данных (35 и 8), содержания выполняемой операции (умножения) и арифметических фактов, т. е. что 8 х 5 = 40 и 8 х 3 = 24. Неудивительно, что вычисления в уме заметно затрудняются, когда надо помнить одновременно несколько слов или чисел; попробуйте проделать указанное умножение в уме, помня одновременно номер телефона 745-1739 (Baddeley & Hitch, 1974). Учитывая роль кратковременной памяти в умственных вычислениях, исследователи все чаще называют ее «рабочей памятью», представляя ее как своего рода меловую доску, на которой разум проводит свои вычисления и где он размещает промежуточные результаты для их дальнейшего использования (Baddeley, 1986).
В других исследованиях было показано, что кратковременная память нужна не только для операций над числами, но и для целой гаммы других сложных задач. Среди них - геометрические аналогии, используемые иногда в тестах на интеллект (см., напр.: Ravens, 1955). Пример геометрической аналогии приведен на рис. 8.5. Попробуйте выполнить этот тест, чтобы получить интуитивное представление о роли рабочей памяти в решении задач. Вы заметите, что рабочая память нужна для хранения: 1) сходств и различий, найденных вами среди фигур ряда, и 2) правил, которые вы применяете для объяснения этих сходств и различий и которые затем используете для выбора правильного ответа. Оказывается, что чем больше объем рабочей памяти, тем лучше человек справляется с подобными задачами (несмотря на то что люди относительно слабо различаются по ее объему). Кроме того, когда решение людьми задач, подобных приведенной на рис. 8.5, моделируют на компьютере, одним из важнейших параметров, определяющих, насколько хороша программа, является величина рабочей памяти, заданной программистом. Видимо, нет сомнений, что трудность решения многих сложных задач частично связана с той нагрузкой, которая возлагается при этом на рабочую память (Carpenter, Just & Shell, 1990).
Рис. 8.5. Пример геометрической аналогии.
Задача состоит в том, чтобы изучить фигуры, составляющие матрицу 3x3, нижний правый элемент которой отсутствует, и определить, какой из восьми вариантов, показанных внизу, подходит в качестве недостающего. Чтобы сделать это, надо просмотреть каждый ряд и определить, по какому закону меняются фигуры, и сделать то же самое для каждой колонки (по: Carpenter, Just & Shell, 1990).
Рабочая память играет также решающую роль в таких языковых процессах, как участие в диалоге или чтение текста. Когда задачей чтения является понимание, мы часто сознательно связываем новые предложения с ранее прочитанным материалом. Это связывание нового со старым, вероятно, происходит в рабочей памяти, поскольку люди, отличающиеся большим объемом рабочей памяти, получают более высокие оценки по тестам на усвоение прочитанного материала (Daneman & Carpenter, 1980; Just & Carpenter, 1992).
Перенос из кратковременной памяти в долговременную
Как мы узнали из предыдущего раздела, у кратковременной памяти две основные функции. Прежде всего, она хранит материал, необходимый на короткое время, и служит рабочим пространством для вычислений в уме. Другая ее возможная функция заключается в том, что она служит промежуточной станцией на пути в долговременную память. То есть пока информация кодируется или передается в долговременную память, она может размещаться в кратковременной (Raaijmakers, 1992; Atkinson & Shiffrin, 1971). Хотя существуют различные способы такого переноса, одним из наиболее изученных является повторение (репетиция), сознательное повторение информации, хранящейся в кратковременной памяти.
Повторение элемента не только удерживает его в кратковременной памяти, но и заставляет его перейти в долговременную память. Таким образом, термин «сохранительное повторение» используется для обозначения активных усилий по удержанию информации в рабочей памяти, а термин «развивающее повторение» служит для обозначения усилий по кодированию информации для ее переноса в долговременную память.
Наилучшее подтверждение этим идеям было получено в экспериментах со свободным воспроизведением. В них испытуемым сначала показывали слова, выбираемые из списка, например 40 бессвязных слов; слова предъявлялись по одному. После предъявления всех слов испытуемые должны были немедленно их вспомнить в любом порядке (отсюда название «свободное воспроизведение»). Результаты одного такого эксперимента показаны на рис. 8.6. На нем вероятность верного воспроизведения слова показана в зависимости от порядкового номера элемента в списке. Левая часть кривой относится к первым нескольким элементам, а правая часть - к последним.
Предполагается, что во время воспроизведения последние несколько предъявленных слов еще находятся в кратковременной памяти, тогда как остальные слова - в долговременной. Значит, следует ожидать высокой вероятности воспроизведения последних нескольких слов, поскольку из кратковременной памяти элементы воспроизвести легко. На рис. 8.6 видно, что так оно и есть. Но воспроизведение первых нескольких элементов тоже довольно хорошее. Почему так? Именно здесь в игру вступает повторение. Когда первые слова предъявлены, они вводятся в кратковременную память и повторяются. Поскольку кратковременная память еще почти не загружена, они повторяются часто и поэтому передаются в долговременную память.
Рис. 8.6. Результаты эксперимента на свободное воспроизведение. Вероятность воспроизведения меняется в зависимости от порядкового номера элемента в списке, причем наибольшая вероятность - примерно у последних пяти элементов, за ней по величине идет вероятность воспроизведения нескольких первых элементов, а наименьшая вероятность у элементов из середины списка. Воспроизведение нескольких последних элементов основано на кратковременной памяти, а остальных - на долговременной (по: Glanzer, 1972; Murdock, 1962).
По мере предъявления остальных элементов кратковременная память быстро переполняется и возможность для повторения каждого данного элемента и переноса его в долговременную память значительно уменьшается. Поэтому только у первых нескольких предъявленных элементов есть дополнительная возможность перехода в долговременную память, и вот почему они позднее так хорошо из нее воспроизводятся.
Таким образом, кратковременная память является системой, способной удерживать 7 ± 2 блока информации либо в фонологическом (акустическом), либо в визуальном формате. Информация из кратковременной памяти теряется вследствие угасания либо замещения и извлекается (воспроизводится) из этой системы посредством процесса, на функционирование которого оказывает влияние общее количество элементов памяти, активизированных в каждый конкретный момент времени. Наконец, кратковременная память используется для хранения и переработки информации, необходимой для решения задач, а потому играет важную роль в процессе мышления.
Долговременная память
Долговременная память необходима, когда информацию нужно удерживать или в течение всего нескольких минут (например, замечание в разговоре, сделанное ранее), или на всем протяжении жизни (например, воспоминания взрослого о детстве). В экспериментах с долговременной памятью психологи в общем изучали забывание по истечении нескольких минут, часов или недель, но было очень мало исследований, связанных с периодами длиной в годы и тем более десятилетия. Эксперименты, охватывающие многолетний период, часто включают воспроизведение личных переживаний (то, что называют автобиографической памятью), а не лабораторных материалов. В дальнейшем мы не будем различать исследования, использующие тот или иной материал, поскольку в них отразились во многом одни и те же принципы.
Это «резервуар» для кратковременного хранения мыслей и идей, которые мы можем в любой момент извлечь и применить для принятия какого-либо решения.
Когда нам нужно без подготовки ответить на какой-то вопрос, кратковременная память позволяет нам одновременно говорить и мысленно составлять план следующих высказываний.
Она также используется, когда мы читаем. Чтобы понимать суть материала, нам необходимо помнить то, что мы уже прочли, и связывать это с тем, что мы прочитаем дальше.
Кроме того, кратковременная память помогает нам игнорировать лишнюю информацию, в том числе всё, что нас отвлекает. А ведь способность фокусироваться на задаче очень важна, особенно в наше время.
Все мы сейчас страдаем от переизбытка информации, социальные сети и различные оповещения днём и ночью требуют нашего внимания. Мозгу приходится прилагать немалые усилия, чтобы определить, какую информацию запомнить, а какую нет. Всё это вызывает тревогу и стресс и ещё больше сокращает возможности нашей памяти.
Как заставить кратковременную память работать на полную мощность
Есть два выхода.
Во-первых, уменьшить число отвлекающих факторов и тем самым понизить уровень стресса. Это положительно скажется не только на памяти, но и на всех жизненных сферах.
Но иногда это просто невыполнимо. Мы не можем предвидеть, когда начальник потребует от нас срочный отчёт или когда заболеет кто-то из близких. Да и, говоря по правде, обычно нам даже нравится информационное разнообразие, которое сейчас представлено онлайн.
Значит, остаётся второй вариант - развивать и укреплять свою кратковременную память.
Как натренировать кратковременную память
Тренинги для мозга
А именно так называемая «двойная задача n-назад ». Во время этого тренинга вы напрягаете свою кратковременную память, следя за рядом образов и определяя, когда определённый образ появлялся ранее.
Исследования подтвердили, что такой тренинг помогает укрепить кратковременную память Jacky Au, Ellen Sheehan, Nancy Tsai. Improving fluid intelligence with training on working memory: a meta-analysis . . Вот только все улучшения носят неустойчивый характер. Кратковременная память, как и наши мышцы, требует постоянных тренировок. Исследователи рекомендуют выделять на это 25 минут ежедневно.
Медитация
Медитация не только помогает понизить кровяное давление и облегчить симптомы депрессии, но и укрепляет нашу кратковременную память. Исследователи предполагают, что это происходит благодаря тому, что медитация влияет на способность фокусироваться на одной мысли и игнорировать остальные.
В рамках одного исследования было обнаружено D. Quach, K. E. Jastrowski Mano, K. Alexander. A Randomized Controlled Trial Examining the Effect of Mindfulness Meditation on Working Memory Capacity in Adolescents . , что уже через 8 дней регулярной кратковременная память студентов значительно улучшилась по сравнению с теми, кто не принимал участия в эксперименте. При этом не обязательно медитировать подолгу, достаточно всего 8 минут в день.
Силовые тренировки
Физические упражнения позволяют поддерживать здоровым не только тело, но и мозг. Это подтвердило исследование Терезы Лю-Амброз (Teresa Liu-Ambrose) из Университета Британской Колумбии Teresa Liu-Ambrose. Resistance Training Improves Cognitive Function in Senior Women . . Она уже давно исследует связь между физической силой и психологической устойчивостью, особенно у пожилых людей. По данным Лю-Амброз, у тех, кто регулярно выполнял силовые упражнения, кратковременная память и внимание были лучше, чем у тех, кто предпочитал аэробные тренировки.
Если вам всё-таки ближе именно аэробный тип физической активности, не волнуйтесь: бег и плавание тоже положительно влияют на наши когнитивные функции. Просто добавьте к своим обычным тренировкам такие упражнения, как становая тяга и приседания.
Сон
Исследователи обнаружили, что те, кто спит по 8 часов, на 58% лучше выполняют задания, связанные с использованием кратковременной памяти Kenichi Kuriyama, Kazuo Mishima, Hiroyuki Suzuki. Sleep Accelerates the Improvement in Working Memory Performance . .
Воспользуйтесь этими способами, чтобы сохранять быстроту реакции в любой ситуации.
Как уже указывалось, кратковременная память характеризуется, во-первых, немедленным запоминанием, запоминанием с первого раза, после одного и очень краткого предъявления информации и, во-вторых, немедленным воспроизведением и очень кратким сохранением. Можно сказать, что сохранение здесь происходит в процессе запоминания и воспроизведения. Долговременная память отличается от кратковременной, во-первых, длительным запоминанием, неоднократным повторением и воспроизведением запоминаемой информации и, во-вторых, длительным ее сохранением.
Под объемом кратковременной, «непосредственной», немедленной памяти понимают «число единиц, которое может быть заучено в течение одной пробы при последовательном предъявлении этих единиц в определенном порядке» . Это наибольшее число единиц запоминаемого материала, которое может быть сразу воспроизведено при одном повторении. Измеряется объем памяти числом запомнившихся символов или числом единиц информации, которую содержат эти символы.
Объем памяти можно сравнить с тем, что в восприятии сейчас принято называть объемом абсолютной оценки или абсолютного суждения, представляющим предел той точности, с которой мы можем абсолютно, т. е. не прибегая к сравнению с эталоном, различать величину стимульной переменной. Для одномерных оценок этот предел равен 7 ± 2. Экспериментальная методика определения объема абсолютного суждения заключается в том, что наблюдателю предъявляется один стимул и предлагается назвать его немедленно после предъявления.
Методика определения объема кратковременной памяти отличается тем, что испытуемому предъявляется не один стимул, а последовательность нескольких стимулов (символов, сигналов), и он должен дать ответ в конце этой последовательности.
Объем кратковременной памяти человека очень ограничен. Число единиц, которое человек может запомнить и воспроизвести сразу же после последовательного предъявления этих единиц в определенном порядке, очень невелико. Наибольшее число единиц запоминаемого материала, которое может быть сразу же воспроизведено при одном повторении, по данным Дж. А. Миллера, составляет всего 7 ± 2: 9 двоичных символов 8 десятичных цифр, 7 букв латинского алфавита или 5 односложных английских слов; длина алфавита этих символов соответственно равняется: 2, 10, 26, 1000 символов, что соответствует 1, 3,3, 4,7 и 10 двоичных единиц на символ, или 9, 26, 33 и 50 двоичных единиц во всей последовательности символов. С изменением информации на символ на входе в 10 раз объем кратковременной памяти в символах изменяется в 1,8 раза, а объем в двоичных единицах в 5,5 раза.
Итак, опыты показали, что объем кратковременной памяти примерно равен объему абсолютного суждения, т. е. около семи символов. Однако это сходство лишь внешнее. Семь символов в объеме абсолютного суждения - это не число опознаваемых символов, так как предъявляется только один символ. Объем абсолютного суждения - это длина алфавита символов, из которого был отобран этот один предъявленный и опознанный символ. Объем кратковременной памяти, наоборот, представляет именно число предъявленных и запоминаемых символов, которые могут быть отобраны из равных по длине алфавитов.
Объем кратковременной памяти более близок к инварианту, если измерять его числом символов, длиной последовательности символов, а не длиной алфавита или количеством информации. Правда, независимость объема кратковременной памяти от количества информации является относительной, но по сравнению с изменением количества информации на символ и длины ряда символов, изменение объема памяти в символах незначительно. В опытах по запоминанию символов с очень различным количеством информации объем кратковременной памяти равнялся соответственно 12, 8, 4 и 3 символам или 6, 8, 27 и 60 дв. ед. Хотя объем памяти в символах и варьировался в больших пределах (больших чем 7 ± 2), но все же оставался более близким к инварианту, чем объем памяти при исчислении его в двоичных единицах. С изменением информации на входе человеческого канала в 40 раз (с 0,5 до 20 дв. ед.) число символов на выходе изменялось всего в 4 раза (с 12 до 3 символов). Это говорит о том, что основная закономерность объема кратковременной памяти, инвариантность его при измерении числом символов, проявляется даже при очень большом изменении информации на символ, но оценка объема кратковременной памяти «магическим числом семь» является справедливой только для случаев, когда информация на символ на входе находится в пределах от 1 до 10 дв. ед. .
Необходимо заметить, что средние оценки объема кратковременной памяти, которые обычно производятся в экспериментально-психологической литературе, для практических целей следует считать завышенными, так как указанный объем памяти наблюдается не всегда, а только в 50% случаев. Если под объемом кратковременной памяти понимать число символов, которое может быть воспроизведено с первого раза в подавляющем большинстве опытов, то оказывается, что объем кратковременной памяти - намного меньше и еще более близок к инварианту. Вот как это выглядит по данным приведенных выше опытов:
Информация на символ в двоичных единицах 0,5 1 7 20
Число символов, которое человек в среднем
может воспроизвести с первого раза
в 50 % случаев 12 8 4 3
в 90 % случаев 5 5 3 2
Указанные в последней строке цифры являются более надежными с точки зрения деятельности оператора.
Рассмотренные закономерности объема кратковременной памяти нужно учитывать, когда необходимо повысить его информационное содержание. Информацию, которая поступает к оператору и которая должна фиксироваться в его кратковременной памяти, необходимо кодировать самыми емкими символами, содержащими большое количество информации и отобранными из больших по длине алфавитов. Поэтому двоичный код менее всего приспособлен к возможностям кратковременной памяти человека. Однако применение длинных алфавитов имеет смысл только в том случае, если эти алфавиты хорошо усвоены оператором. Поэтому нужно применять алфавиты, хорошо известные каждому грамотному человеку (цифры, числа, буквы, слоги, слова), либо специально обучать оператора новым алфавитам.
Объем зрительной кратковременной памяти в отличие от рассмотренного выше объема слуховой памяти обладает рядом специфических особенностей. При исследовании его по традиционной тахистоскопической методике он ограничен 4-6 символами.
По-новому к изучению объема кратковременной памяти подошел Дж. Сперлинг. Под объемом кратковременной памяти он понимал то, что обычно называют объемом внимания или объемом симультанного восприятия, т. е. число единиц, которое можно назвать сразу же после кратковременного визуального предъявления. В одном из экспериментов Дж. Сперлинг обнаружил, что объем кратковременной памяти является постоянным для Каждого испытуемого, в среднем составляет 4,3 символа и почти не зависит от характера символов. Если предъявлялось 4 или менее символов, воспроизведение было правильным почти на 100%. Изменение экспозиции от 15 до 500 мсек на объем памяти не влияло. В другом эксперименте Дж. Сперлинг показал, что зрительный образ, сохраняющийся на короткое время после окончания экспозиции и представляющий быстро стирающийся след памяти, человек может использовать для отчета. С помощью методики послестимульной инструкции Дж. Сперлинг установил, что непосредственно за экспозицией, которая продолжалась 50 мсек, объем памяти составляет 9,1 символа, но с задержкой воспроизведения быстро уменьшается: через 1 сек он уже равен 4,3 символа. Это значит, что объем сохранения в течение первой секунды после восприятия значительно больше объема воспроизведения. Сравнивая слуховую память со зрительной, Дж. Сперлинг установил, что след слуховой памяти стирается медленней и что это, возможно, объясняется повторением .
Н. Ю. Вергилес и В. П Зинченко предположили, что теоретически не должно существовать ограничений объема зрительной памяти; эти ограничения должны быть связаны лишь с разрешающей способностью сетчатки и явлением иррадиации; сетчатка должна хранить всю предъявленную информацию и время хранения должно быть пропорционально логарифму яркости. Проведенный авторами анализ методов послестимульной инструкции и определения отсутствующего члена показал, что действительный объем памяти и здесь остается невыявленным. Для более полного выявления объема кратковременной памяти Вергулес и Зинченко использовали методику стабилизации изображения относительно сетчатки, которая позволила имитировать процесс длительного подпорогового накопления информации. По этой методике испытуемый до исчезновения послеобраза успевал считывать 10-15 цифр, что вдвое превышает объем памяти, полученный в тахистоскопических опытах.
Методика частичного воспроизведения, аналогичная методике Сперлинга (испытуемых при этом просили считывать цифры с разных участков таблицы), показала, что испытуемые на короткое время запоминают все тестовое поле, составленное из 36 символов, если это поле стабилизировалось относительно сетчатки. В обычных условиях свободного рассматривания объем зрительной памяти значительно ниже, что объясняется стиранием послеобраза новыми символами, которое происходит при смене точек фиксации глаза. Движения глаза необходимы для съема информации, накопленной сетчаткой, отбора полезной информации и передачи ее в оперативную память. Однако в оперативную память из зрительной кратковременной памяти поступает лишь небольшая часть полезной информации, которая связана с задачей деятельности .
Опыты также показали, что повышение объема кратковременной памяти требует длительной тренировки, в процессе которой совершенствуются способы перекодирования зрительной информации в слуховую, и что латентное время запоминания, по-видимому, может служить показателем сложности процесса такого перекодирования .
