Современные представления о микроструктуре преобразований информации в кратковременной памяти

 в раздел Оглавление

«Когнитивная и прикладная психология»

Раздел 1
Экспериментальная психология памяти

Модели памяти

Современные представления о микроструктуре преобразований информации в кратковременной памяти

Модель Дж. Сперлинга была первой структурной моделью кратковременной памяти. В последующих работах, выполненных в русле современной когнитивной психологии и основанных на принципах микроструктурного подхода к исследованию познавательных процессов, были внесены существенные дополнения в модель кратковременной памяти. В 1974 г. английский психолог В. Филлипс предположил, что иконической памяти предшествует сенсорная память, или сенсорный регистр. Сенсорная память выполняет функцию отражения и запечатления объекта во всей полноте его признаков, доступных воспринимающей системе, т.е. находящихся в зоне ее разрешающей способности. Содержание сенсорной памяти полностью зависит от зрительной стимуляции, в частности от таких ее свойств, как интенсивность, контрастность, характер до- и послеэкспозиционного поля, на фоне которого предъявлен стимул. Период хранения в сенсорной памяти невелик. За время одной зрительной фиксации, т.е. за 250-300 мс, сенсорная память должна наполниться и освободиться для приема следующей порции информации. Через 30-50 мс после начала действия стимула содержание сенсорной памяти попадает в центральную часть зрительной системы в виде иконического образа.

Как соотносятся между собой сенсорная и иконическая память? Результаты исследования В. Филлипса позволили автору различать чувственное хранилище, или сенсорную память, и иконическую память. Чувственное хранилище, по Филлипсу, характеризуется следующими свойствами:

  • большой объем хранения;
  • зависимость от пространственного положения стимула (чувственное хранилище может использоваться как эталон для сравнения лишь в том случае, если стимулы предъявляются в одном и том же участке поля зрения);
  • большая чувствительность к маскировке;
  • время хранения 100 мс;
  • одновременная и независимая обработка элементов в зрительном поле.

Иконическая память характеризуется следующими свойствами:

  • ограниченный объем хранения;
  • отсутствие связи хранения информации с ее пространственным положением;
  • небольшая чувствительность к маскировке;
  • время хранения информации 600 мс;
  • последовательно-параллельная обработка информации.

Как отмечает В.П. Зинченко (1996), существование зрительной сенсорной памяти может быть выведено и на основании анализа поведения глазодвигательной системы. За небольшое время, которое занимают фиксации (250-500 мс), зрительная система выполняет значительное число функций: запечатление информации, находящейся в поле зрения, кратковременное хранение и передача на другие уровни обработки (перед следующим скачком глаз), чтобы освободилось место для приема новой порции информации. В соответствии с результатами исследований феномена парасаккадического подавления зрительной чувствительности (Н. Гордеева, А. Назаров, В. Романюта, 1972) , время хранения в сенсорной памяти соответствует длительности фиксационной фазы. Во время парасаккадической фазы сенсорная память «закрыта», обработка информации происходит в центральной части анализаторной системы по иконическому образу.

В теории перцептивной деятельности блокам сенсорной и иконической памяти может соответствовать понятие «чувственной ткани», введенное А.Н. Леонтьевым на основании результатов исследований инвертированного зрения А.Д. Логвиненко и др. Авторы представили строгие экспериментальные доказательства того, что чувственная ткань, или иконический след, сохраняется в качестве фона на последующих этапах преобразований входной информации. В условиях инвертированного зрения субъект способен дифференцировать реальное поле восприятия и свое внутреннее, феноменальное поле. Первое представлено сознательно значимыми образами, второе - их чувственной тканью.

информация, сканируемая из иконической памяти, подвергается анализу и фильтрации. Ч. Эриксен и Дж. Коллинс (1967), анализируя результаты измерения скорости преобразования информации в кратковременной памяти, выдвинули гипотезу о том, что на уровне, предшествующем вербальному кодированию (блоку повторения в модели кратковременной памяти Дж. Сперлинга), располагается блок селекции, или фильтрующий механизм, который задерживает несущественную информацию и отбирает информацию, релевантную выполняемой субъектом задаче.

Механизм внутримодальной фильтрации анализирует грубые физические характеристики стимулов и поверхностные вербальные характеристики. Эксперименты, в которых были получены эти данные, проводились в основном на слуховом материале. Так, Д. Бродбент и А. Трейсман установили, что испытуемые могут сказать, каким голосом - мужским или женским - было прочитано отфильтрованное сообщение, указать его интенсивность и т.п. Испытуемые реагируют на свое имя даже в том случае, если оно содержится среди прочей нерелевантной информации, но анализ информации остается поверхностным; фильтры этого уровня не анализируют вербальный смысл сообщения. Это было установлено в экспериментах, в которых испытуемым предъявляли на оба уха части сложных слов (например, футбол). Если эти стимулы относились к нерелевантной информации, то испытуемые воспроизводили сначала все, что было предъявлено на одно ухо, затем все, что было предъявлено на другое, но не объединяли части в целые слова.

Таким образом, Д. Бродбент, А. Трейсман и другие авторы исходили из предположения, что селекция информации осуществляется на уровне, предшествующем вербальному кодированию. М. Эрдели (1974) выдвинул идею разнообразия механизмов селекции. Автор изучал феномены перцептивной защиты и перцептивной бдительности, проявляющиеся в повышении или понижении порогов опознания эмоционально значимых стимулов, и пришел к заключению, что селекция информации происходит на протяжении всего когнитивного континуума. Автор различает периферические и центральные мханизмы селекции. К периферическим механизмам относятся установочные движения глаз, подъем и опускание век, фиксации глаз, изменения диаметра зрачка, Аккомодация хрусталика и другие процессы на рецепторном уровне. Центральные механизмы селекции - последовательное сканирование, кодирование, селективная интерпретация, избирательное сохранение и закрепление отобранной информации.

Наиболее разработанной моделью множественной селекции информации является модель Т.К. Бахманна (1977). В ней постулируется множество механизмов селективности, функционирующих на разных уровнях обработки информации и предполагающих обратные связи от высших функциональных блоков к более элементарным. Автор показал, что селекция свойственна уже процессам формирования иконического образа. Т. Бахманн называет эти процессы ретушированием. Время предиконического анализа около 50 мс. Селекция информации на этом уровне осуществляется по физическим характеристикам: цвет, форма, яркость и т. п. Операции разных уровней не функционируют по принципу «включено — выключено», а перекрываются во времени. Этим объясняется влияние семантического контекста на процессы построения образа. Более высокие операции влияют на более низкие уровни построения образа посредством систем обратной связи. Селекция информации может осуществляться как на уровне формирования образа, так и на уровне кодирования информации или принятия решения. Одни из механизмов селекции работают параллельно, другие — последовательно. Автор подчеркивает, что параллельность не означает неселективность, так как параллельно можно обрабатывать и с неодинаковой интенсивностью.

Сравнивая временные характеристики работы блоков сканирования и повторения в модели кратковременной памяти Дж. Сперлинга, важно отметить, что скорость сканирования и опознания (10-15 мс на символ) больше, чем на порядок, превышает скорость повторения (300-500 мс на символ). Для чего нужен такой запас прочности в работе блока сканирования? Очевидно, в процессах обработки информации имеются ситуации, когда подобная скорость сканирования оправданна. Это ситуации, когда от человека требуется не столько полное воспроизведение предъявленного материала, сколько его узнавание, оценка степени полезности и отбор небольшой части информации, релевантной задачам деятельности. В таких ситуациях не всякое узнавание влечет за собой формирование программы моторной инструкции для повторения.

Однако едва ли правильным будет заключение о том, что информация, которая не попала в блок повторения, теряется и совсем не используется в поведении. Именно такое заключение делал Сперлинг в своих первых исследованиях кратковременной памяти. Возникает вопрос, какую позитивную функцию могут выполнять эти потенциальные, избыточные и не реализуемые в блоке повторения программы моторных инструкций. О том, что эти программы действительно могут выполнять определенные позитивные функции, можно судить по так называемому быстрому чтению, когда большая часть текста минует блок повторения.

Исследования, выполненные В.П. Зинченко и Г.Г. Вучетич (1970), позволили предположить, что в иерархической системе преобразования информации в кратковременной памяти может функционировать блок семантической обработки информации. В этом блоке осуществляется переработка воспринимаемой информации, преобразование одних оперативных единиц в другие, более адекватные и привычные, и т.п. В этом случае в блок повторения переводится смысл, извлеченный из ситуации, а не исходная информация, данная зрительно. Примером, иллюстрирующим это положение, могут служить эксперименты Г.Л. Смоляна, в которых квалифицированным шахматистам тахистоскопически прдъявлялись достаточно сложные позиции и давалась инструкция воспроизвести их после предъявления. Для экспериментаторов и для испытуемых было неожиданным то, что последние точно оценивали соотношение сил, хотя не могли воспроизвести количество и расположение фигур. Эти факты свидетельствуют о том, что оценка ситуации может происходить до расчлененного и осознанного восприятия и тем более запоминания ее элементов.

Итак, согласно многочисленным экспериментальным данным, информация поступает сначала в чрезвычайно лабильную память, в которой записывается неограниченное количество информации. Затем часть информации из перцептивной памяти передается через ряд промежуточных функциональных блоков в кратковременную память, которая является более стабильной. Кратковременная память имеет значительно меньший объем для хранения информации по сравнению с перцептивной.

При всей убедительности доводов в пользу существования перцептивной памяти, следует иметь в виду, что заключения о неограниченном ее объеме делались на основании методики частичного воспроизведения, предложенной Сперлингом, или ее модификаций. Получить в эксперименте полное воспроизведение всей информации, которая хранится в перцептивной памяти, едва ли возможно (разумеется, если это количество информации превышает объем кратковременной памяти). Поэтому исследователи практически всегда имеют дело с остатком, который из перцептивной памяти перешел в кратковременную. Она и была в течение многих десятилетий объектом изучения экспериментальной психологии.

С точки зрения ряда авторов, основным средством сохранения информации в кратковременной памяти и ее перевода в долговременную является повторение материала.

В пользу правомерности гипотезы о перекодировании в кратковременной памяти зрительно предъявленных стимулов в акустические коды, или алфавиты, которыми испытуемые пользуются в повседневном общении, свидетельствуют результаты исследования Д.Л. Локк и В.Л. Локка (1971). Авторы обнаружили различия в использовании слухового и зрительного кодирования у различных групп испытуемых: здоровых детей; глухих, владеющих разговорной речью, и глухих, плохо владеющих разговорной речью. Оказалось, что слышащие испытуемые допускали лишь ошибки, основанные на фонетическом сходстве букв, в то время как ошибки, допускаемые глухими детьми, не владеющими звуковой разговорной речью, основывались преимущественно на зрительном сходстве.

Если испытуемому предъявляется для запоминания ряд стимулов, то лучший способ запомнить его - это повторять элементы, начиная с первого и увеличивая число повторяемых элементов после предъявления каждого очередного стимула. При неизменной скорости предъявления такая стратегия должна привести к увеличению скорости повторения. Д. Канеман (1973) получил подтверждение этого предположения, используя для оценки интенсивности повторения метод измерения диаметра зрачка.

Установлено, что повторение основано на произносимом слове. Материал, запомненный путем повторения, по-видимому, хранится в том виде, как он произносится. Об этом свидетельствуют ошибки воспроизведения, акустически сходные со стимулами даже при условии зрительного предъявления материала. Повторение является серийным процессом; одновременно может повторяться только один объект.

По вопросу о природе и функциях повторения высказываются различные мнения: повторение сравнивается с произвольными попытками репетировать про себя словесный материал; повторение не обязательно сознательный процесс; повторение содействует удержанию материала таким же образом, как повторные предъявления стимульного материала; повторение представляет собой более фундаментальную операцию по сравнению с повторным восприятием тест-объекта. Н. Во и Д. Норман (1965) утверждают, что повторение может служить как для удержания материала в первичной памяти, так и для переноса его в более постоянное хранилище. Если повторение выполняет эту функцию, то оно может быть ключом к пониманию взаимоотношений между вниманием и памятью.

Резюмируя результаты исследований процесса повторения, Д. Канеман и Райт выделяют следующие его функции:

  1. Повторение способствует переводу информации из перцептивной памяти в кратковременную.
  2. Повторение способствует циркуляции информации в кратковременной памяти и тем самым снижает нагрузку на кратковременную память.
  3. Повторение способствует переводу информации из кратковременной в долговременную память.
  4. Во время повторения формируется способ группировки материала, используемый затем при воспроизведении.

При изучении роли повторения в процессе обработки информации испытуемым дают отвлекающие задания, затрудняющие повторение. Примером такого задания, выполнение которого, по-видимому, препятствует повторению, является счет вслух через три цифры в обратном порядке с большой скоростью. Важно отметить сходство условий, препятствующих повторению, с условиями, сокращающими количество внимания, которое испытуемый уделяет этому материалу. Все, что мешает вниманию, мешает и повторению. Те же переменные типы заданий, которые применяются в исследованиях внимания, адекватны и для изучения повторения. Вместе с тем в последние годы накапливаются экспериментальные данные, заставляющие усомниться в принципиальной необходимости повторения для сохранения зрительных впечатлений. Изучение временных характеристик зрительного восприятия микрогенетическим методом показало, что через 300 мс после тахистоскопического предъявления материала зрительный образ только формируется, а не прекращает свое существование. Этот вывод соответствует результатам ряда исследований, свидетельствующих о том, что зрительная информация, полученная при коротких экспозициях, может сохраняться в памяти по крайней мере в течение десятков секунд, что значительно превышает время хранения в блоке «зрительной памяти» в соответствии с моделью Сперлинга. Исследования опознания запахов, оттенков цветов, интонаций голоса и т.п. показывают, что затруднения речевого описания могут не влиять на возможности долговременного хранения сенсорной информации.

Основной методический прием, использованный в работах, в которых ставится под сомнение правомерность моделей трех блоков памяти: перцептивной, кратковременной и долговременной, состоит в предъявлении испытуемым достаточно большого количества сенсорной информации, трудно поддающейся вербализации, и в тестировании ее сохранения с помощью различных вариантов методики опознания. Так, в исследовании Б.М. Величковского (1977), направленном на выявление роли постперцептивных процессов, в частности проговаривания и семантического описания в процессах запоминания и узнавания, в качестве стимульного материала использовались 940 цветных видовых слайдов, изображавших новые жилые кварталы различных городов СССР. Как показали предварительные опыты, дифференциация отдельных слайдов по их словесному описанию оказалась невозможной. Время экспозиции слайдов в эксперименте составляло 1 и 4 с, длительность межстимульных интервалов - 1, 2 и 3 с. В результате исследования была установлена возможность узнавания семантически однородных видовых слайдов через одну и пять недель после ознакомления с ними, что находится в противоречии с моделями, допускающими существование лишь семантической долговременной памяти. Особое внимание автор обращает на независимость успешности опознания от длительности межстимульных интервалов. Этот результат свидетельствует о том, что продуктивность запоминания определялась процессами, продолжавшимися лишь до тех пор, пока сохранялась сенсорная стимуляция.

Независимость опознания сложного зрительного материала от процессов повторения Б.М. Величковский объясняет с помощью предложенной Р. Хейбером гипотезы автономной зрительной памяти и расположения долговременной памяти перед кратковременной.

Другая возможная интерпретация этих данных связана, по мнению автора, с отказом от блочного представления процессов запоминания. В частности, успешность опознания может определяться «глубиной обработки» материала и дифференцированностью его представления в памяти. Под «глубиной обработки» понимается преимущественное выделение перцептивных или семантических характеристик материала. Так как перцептивное описание вербальной (или вербализуемой) информации осуществляется путем выделения ее фонетического рисунка, самый различный по своему содержанию материал будет представлен в этом случае в субъективном пространстве нескольких десятков фонемных категорий. Поэтому перцептивное представление вербальной информации может быть лишь кратковременным и ограниченным по объему, в отличие от ее семантического представления. Иначе обстоит дело с запоминанием сложного зрительного материала. Описание картины в терминах пространственного расположения, размера, формы и цвета объектов может обеспечить значительно более дифференцированное представление информации в памяти. Запоминание перцептивных характеристик, по Б.М. Величковскому, приобретает при этом устойчивость и объем долговременной памяти, а запоминание семантических - лабильность кратковременной.

В более широком теоретическом контексте эти данные подтверждают сформулированное В.П. Зинченко представление о гибкости основных звеньев памяти человека.

Таким образом, долговременное запоминание возможно без участия промежуточного вербального кодирования. Как отмечает Б.М. Величковский (1990), актуальное функционирование и даже формирование невербальных репрезентаций могут происходить вне сферы непосредственного сознательного управления. Операциональность и автоматизированность невербальных репрезентаций позволяют автору рассматривать их как особую процедурную форму знания, обеспечивающую высокую эффективность познавательной активности. Б.М. Величковский отмечает отличия закономерностей невербальной долговременной памяти от закономерностей запоминания вербальной или легко вербализуемой информации (неограниченный объем, исключительная стабильность, нечувствительность к нагрузке на кратковременную память и пр.).