Экспериментальные методы исследования памяти

 в раздел Оглавление

«Когнитивная и прикладная психология»

Раздел 1
Экспериментальная психология памяти

Экспериментальные методы исследования памяти

Экспериментальные методы исследования памяти начали применять в конце XIX в. Основоположник экспериментального изучения памяти немецкий психолог Г. Эббингауз опубликовал первое экспериментальное исследование памяти в 1885г. Эббингаузу, Мюллеру, А. Пильцеккеру и другим авторам принадлежит разработка методов исследования процессов заучивания и сохранения, получивших название классических. К ним относятся: метод измерения объема непосредственной памяти, метод удержанных членов ряда, метод заучивания, метод антиципации, метод удачных (или свободных) ответов, метод тождественных рядов, метод последовательного воспроизведения, метод сбережения.

Классические методы и их элементы широко используются в современных исследованиях памяти наряду с большим числом новых методик.

Существующие методы исследования памяти можно разделить на две большие группы: изучение свойств различных видов памяти и исследование процессов памяти.

I. Методы исследования свойств различных видов памяти

1. Методы определения типов памяти

Хотя типы памяти (зрительный, слуховой, моторный) редко встречаются в чистом виде и, скорее, можно говорить о преобладании одного из этих типов, вопрос о методах определения типов памяти был поставлен еще в 80-е г. XIX в. Вначале исследователи ограничивались опросом испытуемых о преобладающих особенностях их запоминания. Так, Ф. Гальтон обратился к ряду европейских ученых с предложением ответить на его вопросы, поставленные таким образом, чтобы по ответам можно было определить преобладающие особенности запоминания субъектом различных образов.

Г. Мюллер и Ф. Шуман (1893) предложили специальные методы определения типов памяти. Прежде всего они попытались найти объективный критерий, на основании которого можно было бы установить сенсорный характер памяти. Их метод - запоминание и воспроизведение бессмысленных слогов. Склонность субъекта к воспроизведению гласных звуков авторы оценивали как преобладание у него слуховой памяти. Испытуемый зрительного типа памяти дает преимущественное воспроизведение согласных, так как они выделяются и местом (начало и конец слога), и разнообразием начертаний. Далее, испытуемый с преобладающей зрительной памятью не допускает ошибок при воспроизведении согласных, близких по звучанию, но различных по начертаниям.

Наконец, еще один простой способ определения зрительного типа памяти состоит в том, что испытуемому предлагают какое-либо слово произнести в обратном порядке. Субъект с преобладанием зрительной памяти всегда сделает это быстрее субъекта с другим типом памяти, так как первый представит себе это слово написанным или напечатанным.

Преобладание моторного типа памяти можно установить по наблюдениям за поведением испытуемого в процессе запоминания и воспроизведения материала. Если испытуемый шевелит губами при чтении про себя и воспоминании о прочитанном или равномерно покачивает головой и туловищем в ходе опыта, это свидетельствует о преобладании у него моторного типа памяти.

2. Методы исследования непроизвольной памяти

Непроизвольное запоминание является не специальным целенаправленным действием, а побочным результатом деятельности, направленной на решение каких-либо других задач.

Основной методический прием для изучения непроизвольного запоминания состоит в том, что субъекту предлагают выполнить какую-либо деятельность (например, классифицировать объекты, рассмотреть и описать картину, решить примеры или задачи, составить тексты и т.п.), а затем, после паузы, спрашивают, что именно из проделанной работы или полученных впечатлений сохранилось у него в памяти.

Для изучения особенностей непроизвольного напоминания используется ряд конкретных методик. Так, например, А.А. Смирнов при исследовании роли активности в непроизвольном запоминании предлагал испытуемым пары фраз, из которых они должны были выводить определенные орфографические правила, а затем придумывать примеры на эти правила. На следующий день, неожиданно для испытуемых, им предлагалось воспроизводить все те пары фраз, которыми они оперировали накануне. Результаты опытов показали, что собственные фразы запоминаются в три раза продуктивнее предлагавшихся экспериментатором.

П.И. Зинченко для изучения влияния направленности деятельности на продуктивность запоминания предложил методику классификации предметов и составления числового ряда. При выполнении обеих этих задач предметы и числа запоминались непроизвольно. Когда предметы и числа были объектом деятельности испытуемых (классификация предметов в первом опыте и составление числового ряда - во втором), они запоминались лучше, нежели тогда, когда служили только фоновыми раздражителями. Однако и в последнем случае запоминание было результатом проявления со стороны испытуемых какой-либо активности по отношению к этим объектам, хотя она проявлялась лишь в форме случайных ориентировочных реакций.

В исследовании непроизвольного запоминания предметов и чисел, проведенном П.И. Зинченко (1961), были получены следующие результаты:

Таблица 5
Задачи Объекты запоминания Испытуемые
дошкольники школьники взрослые
средние старшие младшие средние  
1. Классификация предметов Предметы 9,6 11,1 13,0 13,4 13,2
Числа 1,6 1,1 0,7
2. Составление числового ряда Числа 9,9 10,3 10,2
Предметы 3,1 2,5 1,3 1,3

Анализ данных, приведенных в табл. 5, свидетельствует, что показатели запоминания предметов и чисел как объектов деятельности увеличиваются с возрастом испытуемых (I и III строки таблицы), а показатели запоминания этих же предметов и чисел как фоновых раздражителей (II и IV строки), наоборот, уменьшаются. Объясняется это тем, что фоновые раздражители чаще отвлекают внимание дошкольников и младших школьников при выполнении задания, чем школьников среднего возраста и взрослых.

3. Методы исследования кратковременной памяти

При исследовании кратковременной памяти возникает ряд задач.

1. Измерение объема кратковременной памяти. 2. Определение длительности сохранения в кратковременной памяти материала, различного по характеру и модальности. 3. Выяснение механизмов забывания в кратковременной памяти: является ли оно результатом слабости следов или результатом тормозящего влияния на удержание следов какой-либо побочной деятельности (ретроактивное Торможение). 4. Изучение возможных преобразований информации в кратковременной памяти.

3.1. Измерение объема кратковременной памяти.

Для измерения объема кратковременной памяти могут использоваться различные методы. К их числу относится классический метод, предложенный Джекобсоном, метод частичного воспроизведения Дж. Сперлинга, метод определения отсутствующего элемента Бушке и некоторые другие.

3.1.1. Метод измерения объема кратковременной памяти Джекобса. Объем кратковременной памяти измеряется числом единиц, которое может быть правильно воспроизведено в заданном порядке после одного предъявления. В качестве стимульного материала для измерения объема кратковременной памяти могут быть использованы буквы, цифры, слоги, слова, картины, предметы и т.п. Испытуемому предъявляют (зрительно или на слух) по одному ряду стимулов постепенно нарастающей длины, и устанавливают максимальное количество отдельных членов ряда, при котором испытуемый еще в состоянии безошибочно воспроизвести весь ряд. Обычно применяют ряды из 4-12 стимулов.

Во избежание случайностей испытуемому предъявляют больше одного ряда каждой длины и продолжают опыт после того, как испытуемый впервые допустит ошибку. Объем памяти определяется по следующей формуле:

 

где A — наибольшая длина ряда, который во всех опытах воспроизведен правильно;

n - число опытов;
m - количество правильно воспроизведенных рядов длиной больших, чем А;
K - интервал между рядами.

3.1.2. Метод определения индекса кратковременной памяти (ИКП), предложенный Л.С. Мучником и В.М. Смирновым (1968), позволяет дифференцированно определять объем кратковременной и оперативной памяти (соответственно КП и ОП), их соотношение и взаимосвязь. Метод представляет собой «двойной тест». Определяется объем кратковременной памяти на числа по классической методике (метод Джекобса). Далее определяется объем оперативной памяти по следующей методике: испытуемому предъявляются случайные однозначные числа, которые он должен попарно складывать в уме и запоминать только результаты сложения (во всех случаях сумма не превышает 9). Когда экспериментатор заканчивает читать ряд, испытуемый должен в той же последовательности воспроизвести результаты попарного сложения предъявленных чисел. Объем оперативной памяти определяется количеством удержанных результатов сложения, т.е. осуществленной испытуемым деятельности.

Полная характеристика кратковременной памяти - индекс кратковременной памяти дается с учетом полученных величин объема КП и ОП. Эти три величины предлагается связать между собой в виде формулы:

ИКП = (ОП + КП) Ч (ОП / КП)

Индекс кратковременной памяти есть некоторое абстрактное число, дающее суммарную количественную характеристику кратковременной памяти испытуемого. По данным Л.С. Мучника и В.М. Смирнова, у здоровых людей индекс кратковременной памяти колеблется в пределах 6,27-11,29, при этом отношение объема оперативной памяти к объему кратковременной варьирует в пределах 0,60-0,86.

3.1.3. Метод определения отсутствующего элемента Г. Бушке. Этот метод не требует полного воспроизведения всего ряда. Такой ряд, заранее заученный испытуемым, предъявляется ему последовательно зрительно или на слух. Его задача состоит в том, чтобы определить, какой элемент отсутствовал в заранее известном наборе стимулов, предъявленном в случайном порядке.

При решении этой задачи испытуемый должен выполнить соответствующие операции по упорядочиванию и размещению в ряд предъявленных стимулов. Задача памяти в этих условиях состоит в удержании уже размещенных в ряду стимулов-чисел. После предъявления всей последовательности испытуемый должен мысленно пройти по этому ряду, обнаружить незаполненное место и определить, какой стимул должен стоять на этом месте. Таким образом, чтобы сообщить о пропущенном стимуле, он должен сохранять в памяти все остальные предъявленные стимулы.

Пользуясь описываемым методом, Г. Бушке предъявлял испытуемым ряд из 13 двузначных чисел (от 13 до 25). Методика определения отсутствующего элемента упрощает и сокращает ответную реакцию испытуемого, но вместе с тем требует осуществления достаточно сложных преобразований предъявленной информации. Испытуемому нужно назвать лишь одно число. Но если он называет его правильно, то это значит, что некоторое время он сохраняет все предъявленные в случайном порядке числа, упорядочивает их и обнаруживает, какое не было предъявлено. По данным Бушке, испытуемые могут удерживать в памяти 9-11 чисел.

Модификация методики определения отсутствующего элемента была предложена Г.Г. Вучетич (1971). В экспериментах Вучетич стимулы предъявлялись зрительно в одном и том же месте поля зрения при длительности экспозиции 50 мс и различных межстимульных интервалах (МСИ). Результаты исследования показали, что испытуемые успешно определяют отсутствующий элемент даже в таком временном режиме предъявления информации, когда весь предъявляемый стимульный ряд не может пройти через блок повторения из-за слишком коротких МСИ (например, при МСИ=50 мс). Ситуация эксперимента такова, что испытуемые заранее знают все множество стимулов, которые могут быть им предъявлены, т.е. эти стимулы уже переведены из долговременной памяти в промежуточный блок узнавания и находятся в нем в виде потенциальных программ моторных инструкций для блока повторения. Следовательно, формирование таких программ излишне. Задача испытуемого состоит в том, чтобы «зачеркнуть» потенциальные и избыточные программы моторных инструкций. Однако поскольку стимулы предъявляются в случайном порядке, этого нельзя сделать механически по мере их предъявления. Эти программы нужно хранить и проделывать с ними некоторые манипуляции, направленные на упорядочение случайного ряда. На основе интерпретации этих данных, автор вводит в иерархическую систему преобразования входной информации в кратковременной памяти блок-манипулятор оперативными единицами восприятия и памяти.

3.1.4. Метод перекодирования предъявляемой информации Г.Г. Вучетич и В.П. Зинченко (1970). Метод состоит в том, что испытуемым симультанно на короткое время предъявляется ряд двоичных чисел для запоминания и воспроизведения. В опытах участвовали две группы испытуемых: экспериментальная, владеющая навыком перекодирования двоичных чисел в восьмеричные, и контрольная, у которой этот навык отсутствовал. Испытуемым экспериментальной группы давалась инструкция в процессе предъявления ряда перекодировать двоичные числа в восьмеричные, а затем, при воспроизведении, осуществлять обратный перевод в двоичный алфавит. Оказалось, что они могли эффективно использовать свое умение перекодировать при времени экспозиции стимульного ряда, равном 500 мс и более. При времени экспозиции 1000 мс они в 92% случаев правильно воспроизводили 15 из 18 предъявленных чисел. Испытуемые контрольной группы давали лишь 9% правильных воспроизведений.

Сопоставление способов запоминания, которые использовались испытуемыми экспериментальной и контрольной групп, показало, что они различались в зависимости от того, какую роль выполняют в процессе запоминания вербализация тестового материала и слуховая память. Наихудшие результаты показали те, кто стремился перевести всю предъявленную информацию в слуховую память. Они начинали внутренне проговаривать тестовый материал уже во время его предъявления. Но этого времени и времени хранения зрительного следа было недостаточно для вербализации и перевода в слуховую память всего предъявленного ряда. Поэтому, как правило, эти испытуемые воспроизводили не более 12 чисел. С точки зрения Дж. Сперлинга, перевод исходной информации в слуховую память представляет собой непременное условие воспроизведения. Результаты исследования, полученные у испытуемых экспериментальной группы, позволили авторам высказать предположение о возможности иного способа запоминания, когда исходная Информация минует блок слуховой памяти и попадает непосредственно из зрительной памяти в блок смысловой обработки и перекодирования. В этом случае вербализуется и попадает в слуховую память лишь результат, полученный в блоке перекодирования. Испытуемые, владеющие навыком перекодирования, не пользуются вербализацией во время восприятия материала. Исходная зрительная Информация не направляется по слуховому каналу, а попадает в блок переработки, и испытуемые вербализируют лишь восьмеричные числа, по которым они затем, при воспроизведении, восстанавливают исходные двоичные числа.

Метод перекодирования позволил показать, что в кратковременной памяти может осуществляться достаточно сложная система операций преобразования предъявленной информации.

3.1.5. Метод частичного воспроизведения Дж. Сперлинга. Использовался для определения объема зрительной кратковременной (иконической) памяти. Дж. Сперлинг обратил внимание на то, что испытуемые, участвующие в тахистоскопических опытах, по их утверждению сразу после предъявления материала помнят больше, чем затем воспроизводят. Во время воспроизведения некоторая часть материала забывается. Для проверки этого утверждения автор разработал методику частичного воспроизведения предъявленной информации, которая помогла ему избежать влияния забывания на воспроизведение. В опытах Сперлинга испытуемым на короткое время, равное 50 мс, предъявлялись буквенно-цифровые матрицы, содержащие две или три строки. Одновременно с экспозицией материала давался звуковой сигнал - команда о том, какая часть (строка) матрицы должна быть воспроизведена испытуемым. Таким образом, объем материала, который подлежал воспроизведению по послестимульной инструкции, не превышал в опытах Сперлинга 4-6 единиц. Результаты экспериментов показали, что на протяжении предъявления испытуемый воспринимает и в течение 250-1000 мс после предъявления помнит почти всю предъявленную информацию. Поскольку время «видения» стимула обычно превышает время экспозиции, Сперлинг назвал этот быстро стирающийся отпечаток зрительной кратковременной памятью, объем которой приблизительно равен объему восприятия.

С помощью метода частичного восприятия автор экспериментально показал, что при предъявлении 12 стимулов испытуемый сохраняет в зрительной кратковременной памяти в среднем 9,1 стимула, в то время как в тех же условиях объем кратковременной памяти, полученный по методу полного воспроизведения, составляет в среднем 4,3 символа. Интерпретируя результаты своего исследования, автор предположил, что при использовании метода полного воспроизведения испытуемый может воспроизвести лишь то, что успевает перекодировать, т.е. перевести из зрительной памяти в слуховую.

3.1.6. Метод подпорогового накопления энергии стимула Н.Ю. Вергилеса и В.П. Зинченко (1969). Авторы предположили, что объем зрительной кратковременной памяти не был полностью раскрыт и в экспериментах Сперлинга. Очевидно, зрительная память имеет резервы, для выявления которых не были найдены адекватные методические приемы. В качестве такого приема авторы использовали метод подпорогового накопления энергии стимула в сочетании с методом частичного воспроизведения.

Стимульным материалом служила трехстрочная цифровая матрица из 36 ячеек. Тестовое изображение находилось на присоске, прикрепленной к глазу испытуемого, т.е. было стабилизировано относительно сетчатки глаза. Матрица предъявлялась ему в условиях медленно нарастающей яркости. Поскольку адаптация зрительной системы в условиях стабилизации тестового поля протекала быстрее, чем нарастание яркости, на подготовительной фазе опыта испытуемый ничего не видел. Затем одновременно резко сбрасывалось напряжение, поданное на тестовое поле, и включалось нейтральное поле, на фоне которого испытуемый видел отрицательный послеобраз таблицы. Стабилизация изображения относительно сетчатки глаза позволяла преодолеть «двигательные шумы» зрительной системы и благодаря этому в течение более длительного времени (около 1000-2000 мс) хранить всю предъявленную информацию в зрительной кратковременной памяти. тестирование проводилось по методу частичного воспроизведения. Оказалось, что до исчезновения послеобраза испытуемые могут считать 10-12 цифр с любого участка матрицы (в соответствии с послестимульной инструкцией). Эти данные позволили авторам предположить, что объем зрительной кратковременной памяти ограничен возможностями не столько сенсорного звена зрительной системы, сколько звена, в котором осуществляется перекодирование тестового материала в форму, удобную для воспроизведения.

3.2. Методы исследования сохранения материала в кратковременной памяти.

Вопрос о длительности хранения следов в кратковременной памяти решается экспериментальным путем с помощью различных методов: кратковременная задержка воспроизведения - испытуемый должен предварить воспроизведение ряда цифр цифрой «нуль»; отсрочка воспроизведения - изменяется либо скорость предъявления материала, либо скорость его воспроизведения, либо и то и другое и т.п. Предполагается, что длительность хранения следов в кратковременной памяти колеблется в пределах от нескольких секунд до 30 с.

Для исследования сохранения материала в кратковременной памяти Дж. Хинриксом был разработан метод угадывания, состоящий в следующем. Испытуемому в случайном порядке демонстрируют элементы некоторой хорошо известной совокупности: цифры, буквы и т.п. После каждого предъявления одного элемента он должен угадать, какой элемент будет показан следующим. Испытуемому известно, что каждый элемент совокупности будет показан в опыте лишь один раз. Основное правило в ходе эксперимента - не называть стимулов, которые уже были предъявлены. Испытуемый работает в автотемпе: хотя от него требуется быстрый ответ, следующий стимул показывают лишь после того, как он выскажет догадку. Стратегия угадывания не должна нарушать двух требований:

  1. нельзя называть один и тот же стимул подряд до тех пор, пока он не будет предъявлен,
  2. нельзя называть поочередно один из двух выбранных стимулов, пока один из них не будет предъявлен. Испытуемому разрешается называть один и тот же стимул несколько раз подряд, если он чувствует, что тот «должен появиться», не используя однако такой метод в качестве основной стратегии.

Когда кратковременная память испытуемого отказывает, он начинает ошибочно называть элементы, которые фактически уже были предъявлены. Число таких ошибок служит основной количественной характеристикой кратковременной памяти.

В ряде исследований делаются попытки выяснить причины забывания в кратковременной памяти экспериментальным путем. С этой целью изучается тормозящее влияние на результаты воспроизведения какой-либо побочной деятельности, предшествующей запоминанию (проактивное Торможение) или промежуточной между запоминанием и воспроизведением (ретроактивное Торможение); исследуется явление интерференции - смешения мнемических следов заученного материала и сходного с ним промежуточного между заучиванием и воспроизведением материала; изучается, какая промежуточная деятельность (гетерогенная или гомогенная с основной) оказывает наибольшее тормозящее влияние на результаты основной деятельности. Результаты подобного исследования представлены в табл. 6.

Таблица 6
Зависимость ретроактивного торможения от сходства между первоначальной деятельностью
(заучивание списка прилагательных) и промежуточными задачами
(цит. по Р. Вудвортс, 1950).
Промежуточная деятельность Коэффициент
воспроизведения, %
Отдых 45
Заучивание чисел 37
Заучивание слогов 27
Заучивание прилагательных, не имеющих отношения
к первоначально заученным
22
Заучивание антонимов 18
Заучивание синонимов 12