Исследование кратковременной памяти в психологической науке

История развития кинематографа хорошо демонстрирует  прогресс знаний по инерции зрения. Старое кино со скоростью протяжки 18 кадров в секунду недостаточно учитывало меру инерционности зрения, и поэтому теперь, когда мы смотрим старые фильмы, хорошо заметны мелькание и неестественность движений, отсутствие плавности и слитности. Только когда увеличили скорость протяжки до 24 кадров в секунду, движение стало восприниматься адекватно. В этом случае кадры сменяют друг друга в таком темпе, что если один кадр в секунду вырезать и сделать пустым, то человек этого не заметит. Были проведены эксперименты, при которых в киноленту с некоторым фильмом каждым 25-м кадром вкрапливался другой фильм. Зрители совсем не замечали этого и не отдавали себе отчет в том, что лента имеет какие-либо особенности. Эти же эксперименты показали, что информация о втором вкрапленном фильме не осознается, но тем не менее она накапливается в подсознании и может проявиться в изменении поведения. Так, если сюжет второго фильма содержал рекламу мороженого на фоне знойной пустыни, то было отмечено резкое повышение числа купивших мороженое среди просмотревших комбинированную киноленту [23].

Мгновенная  память обеспечивает задержку изменения  состояния чувствительного входа  под воздействием сигналов, что создает  возможность локализовать объект в  пространстве, и тем самым возникает  предметная отнесенность образа, но ни константность, ни обобщенность еще не формируются. В. П. Зинченко считает полезным разделять интервал мгновенной памяти на два подынтервала. Первый – длительностью 100 мс – он называет сенсорной памятью и оставляет за ней функцию локализации объекта в пространстве, а второй – до 800-1000 мс – соотносит с периодом организации предметной отнесенности как подготовкой к процессу символизации в кратковременной памяти. Информация о внешнем объекте попадает из мгновенной памяти в кратковременную. Хранилищ мгновенных следов несколько – столько, сколько модальностей: иконическое, экоическое и т. д. Кратковременное хранилище – единственное и имеет ограниченный объем, поэтому оно не может вместить информацию от всех входов одновременно. Приоритет определяется направленностью внимания в данный момент. Таким образом, если на данный вход перенесено внимание, то информация с него заполняет кратковременную память. Эта форма памяти по ряду свойств отличается от мгновенной: во-первых, другим механизмом сохранения, во-вторых, другими формами преобразования информации, в-третьих, другим объемом и, наконец, иными способами продления срока сохранения. Поскольку хранилище кратковременной памяти общее для всех входов, то информация в ней теряет разнообразие чувственной специфичности (зрительную, слуховую и т. д.) и представлена абстрактным последовательным кодом. Сохранение в кратковременной памяти связано не столько с одновременным состоянием некоторых структур (как в долговременной памяти), сколько с быстротекущим последовательным процессом. Обнаружили, что все известные воздействия, вызывающие забывание недавних событий, изменяли также электрическую активность центральной нервной системы, нарушая динамику циркуляции импульсов по нейронным путям. Установили, что, чем меньше времени проходит между обучением и вмешательством повреждающих или отвлекающих факторов, тем больше нарушается информация в кратковременной памяти. Для объяснения этих фактов была выдвинута гипотеза консолидации [3]. Сущность гипотезы состоит в том, что динамический процесс в субстрате кратковременной памяти продолжается некоторое время (период консолидации), за которое накапливаются структурные изменения в нейронах, обеспечивающие в дальнейшем сохранение следа в долговременной памяти. Через некоторое время после поступления новой информации (обучения) вызванный динамический процесс естественным образом прекращается, и после этого сохранение следа осуществляется структурными изменениями долговременной памяти, поэтому воздействия, нарушающие сохранение следа по окончании консолидации, не способны его разрушить, коль скоро след переведен в долговременное хранение. Если искусственно прекратить динамический процесс в интервале консолидации, то величина потерь будет зависеть от момента обрыва процесса. Период консолидации сильно варьирует в зависимости от сложности навыка и характера воздействия, но не превышает часа. Известно, что если через несколько минут после обучения дать наркоз или подвергнуть человека кислородному голоданию, то запоминание ухудшается. Интересно отметить, что влияния подобных разрушающих факторов суммируются.

Таким образом, временной интервал кратковременной памяти определяется накоплением структурных изменений  в субстрате долговременной памяти, достаточных для дальнейшего  неограниченно длительного сохранения информации.

Одним из воздействий, нарушающих сохранение информации в кратковременной памяти, является травма. Обнаружено, что человек  забывает события, непосредственно  предшествовавшие травме. Это свойство получило название ретроградной амнезии. А. Р. Лурия приводил на лекциях следующее наблюдение. Из памяти мотоциклиста, попавшего в аварию на 78-м километре дороги, выпали все события, начинавшиеся с 64-го километра пути. Поскольку он ехал со скоростью 60 км/ч, то травма привела к тому, что в его памяти не закрепились следы впечатлений, возникшие за 10–15 минут до травмы. Травматическое воздействие, случившееся в течение этого промежутка времени, нарушило консолидацию. Описанные факты были толчком для специальных экспериментов, проведенных Ф. Д. Горбовым [84]. Испытуемый помещался перед окошечком, через которое последовательно проходили цифры с алгебраическими знаками (+ 4, – 1, – 8, + 5 и т. п.), и должен был произвести соответствующие арифметические операции, прибавляя данное число к результату ранее полученных операций или вычитая из него соответствующее число. Естественно, что для выполнения этой задачи он должен был прочно удерживать в кратковременной памяти следы ранее полученного результата. Внезапно испытуемый подвергался действию «шока» в виде яркой световой вспышки. В этих случаях испытуемый, как правило, «забывал» только что полученный результат и начинал отсчет не с последнего, а с предшествующего числа. Этот опыт показывает, что даже незначительное, но внезапное воздействие «стирает» предшествующие следы, устраняя условия, необходимые для их консолидации.

кратковременный память цифровой буквенный

1.4 Факторы эффективности кратковременного  запоминания

Для решения вопроса о природе  носителя кратковременной памяти обращаются с одной стороны, к изучению нейронных процессов в мозге, вызываемых действием какого-либо раздражителя и сохраняющихся некоторое время после прекращения этого действия, а с другой стороны – к анализу некоторых электрофизиологических феноменов, могущих рассматриваться в качестве своеобразных проявлений процессов памяти в конкретных экспериментальных условиях. К подобным процессам и феноменам, выдвинутым в качестве возможного носителя кратковременной памяти, относятся посттетаническое потенциирование (41), относительно стойкие поляризационные сдвиги (В. С. Русинов, Моррелл), персеверационные процессы, представляемые обычно в виде циркуляции импульсов в нейронных сетях (Мюллер и Пильзекер, Хебб, Джерард), изменения в частотной структуре или разовых сдвигах ЭЭГ-ритмов (М. Н. Ливанов и К. Л. Поляков, Майкопский, Джон с сотр., Эйди и др.) и некоторые другие.

В настоящее время каждое из выдвинутых предположений сталкивается с известными, то более, то менее серьезными возражениями. Так, посттетаническое потенциирование, являющееся пресинаптическим феноменом, в условиях реальных частот и продолжительностей импульсаций через одиночное волокно в центральной нервной системе вряд ли может обладать достаточной длительностью, характеризующей кратковременную память (десятки минут, часы). Неясно, как такое волокно может использоваться в фазу кратковременной памяти для «посторонних» импульсаций, сохраняя при этом избирательность для конкретных следов (очевидно, что «запирание» волокна на минуты и часы вряд ли допустимо), как пресинаптические процессы посттетанического потенциирования могут формировать структурные изменения долговременной памяти. Наконец, перед лицом исключительной пластичности мозговых нейродинамических структур, дающей возможность лишь в вероятностном плане определить участие конкретных нейронов в конкретном акте осуществления функции, посттетаническое потенциирование в силу своей известной статичности требует, как носитель кратковременной памяти, такой избыточной представленности в мозге, какая вряд ли может иметь место в реальных условиях обычной жизнедеятельности организма. Фессар попытался устранить подобные возражения путем связывания феномена посттетанического потенциирования не только с ритмом вызванной данным стимулом импульсаций, но и со спонтанными импульсациями (вернее, с алгебраической суммацией вызванных и спонтанных импульсаций), а также с деятельностью мультисенсорных нейронов. Из памяти всегда стираются самые последние события, случившиеся в определенный промежуток времени, непосредственно предшествующий травме, т. е. ретроградная амнезия является избирательной по отношению ко времени события и не избирательной по отношению к его содержанию: важно только, как близко событие к моменту травмы, и неважно, каково оно. В период выздоровления человека после травмы восстановление начинается с припоминания более ранних событий и постепенно распространяется на более поздние, часто так и не достигая информации, связанной с самой травмой, а часть информации забывается необратимо.

Имеются данные об избирательном повреждении процессов кратковременной памяти при практической неуязвимости долговременной [15]. Например, у больных при корсаковском синдроме наблюдается полная сохранность немедленного (через несколько секунд) воспроизведения предъявленного материала (цифр, короткого рассказа, рисунков) и очень быстрое (через 3–5 минут) забывание этого материала. Через 5 минут человек еще может передать основное содержание рассказа, через 10 минут он помнит лишь факт его предъявления, но при подсказке может кое-что воспроизвести, а через 20–30 минут не помнит даже факта предъявления рассказа, и подсказка не помогает воспроизведению. Поведение таких людей необычно: выйдя из палаты в больнице, они не могут вспомнить дорогу назад и каждый день заново знакомятся с лечащим врачом. Предполагают, что в этих случаях нарушается способность переводить новый материал из кратковременной памяти в долговременную, в результате чего большинство текущих событий не воспроизводится, но при этом могут без затруднений вспоминаться события и знания из предшествовавших заболеванию периодов жизни. Специалист по исследованию памяти Прибрам, желая подчеркнуть специфику повреждаемости кратковременной памяти, однажды привел в докладе такой шуточный пример. «Представьте себе,– сказал он,– что вы только что познакомились с девушкой, и она вам чрезвычайно понравилась. Вы делаете с ней несколько первых шагов, и вот неприятность! Она встречает какого-то другого мужчину и дает ему свой домашний телефон. Что нужно делать в этом случае? Немедленно дать ему пощечину! Конечно, вы будете иметь неприятности от дамы сердца, но зато сможете спать спокойно. Если вы исполните эту акцию сразу, то я вам ручаюсь, что телефона он не запомнит, а если замешкаетесь, то такой надежности уже нет».

Таким образом, предполагается, что  в первой фазе после поступления информации след хранится в динамической форме и очень легко поддается различным влияниям. За период консолидации след упрочивается и не поддается даже таким сильным влияниям, как глубокий наркоз, электрический шок, клиническая смерть. Многие особенности поведения человека связаны с малой емкостью кратковременной памяти. Даже такая простая задача, как запоминание номера телефона, перенапрягает память большинства людей – они вынуждены, набирая номер, обращаться к записной книжке. Количество информации, которое человек может сохранить в кратковременной памяти, ограничено. Как установил Миллер, оно измеряется не в абсолютных, а в структурных единицах и равно 7±2. Миллер приводил по этому поводу такую отдаленную аналогию. «Это похоже на то, как если бы нам пришлось носить все наши деньги в кошельке, который может вместить только семь монет. Кошельку совершенно безразлично, будут ли эти монеты пенсами или серебряными долларами. Процесс организации и реорганизации представляет собой всепроникающую отличительную черту человека, и этот процесс мотивируется, по крайней мере отчасти, стремлением наилучшим образом использовать способности нашей памяти» [18, с. 141]. Человек может увеличить количество информации, которую он способен удерживать в кратковременной памяти, путем перекодирования этой информации в новые структурные единицы Оперативные единицы зависят от способности человека организовать восприятие информации. Установлено, что отдельная буква воспроизводится лучше, чем две, а две – лучше, чем три. Если же сочетание букв образует знакомое слово, то оно воспроизводится так же хорошо, как одна буква, независимо от числа входящих в него букв. Показано, что улучшает запоминание не только организация букв в слова. Даже тогда, когда предъявляемые бессмысленные слоги произносятся как связная, ритмически организованная последовательность (псевдопредложение), среднее число запоминаемых испытуемым слогов увеличивается. Все формы организации материала позволяют сжать большой объем информации в меньшее число структурных, или оперативных, единиц. Многие люди замечают необычайную популярность числа семь, которое вошло во многие поговорки. В книге С. М. Иванова [11] приведена целая коллекция, например: «Семь раз примерь – один отрежь», «Семь бед – один ответ», «Семеро одного не ждут», «Семь пядей во лбу». Еще в Ветхом Завете говорилось о семи днях творения, семи коровах тучных и семи тощих, семи смертных грехах. Еще раньше, по древним преданиям второго тысячелетия до нашей эры, судьбами древних шумеров тоже распоряжались семь богов и богинь, а когда шумер умирал, он входил в подземное царство через одно из семи врат, где его ожидал один из семи судей. Все эти примеры говорят, по-видимому, о глубинном отражении в языке и мышлении «магического» числа семь, соотносимого теперь с ограничением объема кратковременной памяти.

На каждом шагу человек упирается  в этот барьер. Так, начиная фразу, мы должны удерживать в памяти грамматическую конструкцию и пользоваться ею до завершения этой фразы, иначе высказывание получится грамматически неправильным. Ингве [16] выдвинул гипотезу, согласно которой количество промежуточных сведений, хранимых при построении фразы в оперативной памяти, также колеблется около семи. Количество таких правил, или запоминаемых единиц, каждая из которых отмечает определенный шаг развертывания фразы, названо «глубиной» фразы. Гипотеза базируется на наблюдении, что глубина реально употребляемых человеком фраз невысока и не превышает 7±2. Люди интуитивно избегают употреблять очень «глубокие» предложения, особенно в ответственных ситуациях, когда правильный прием сообщения чрезвычайно важен. Так, при переговорах между летчиком и авиадиспетчером в критических ситуациях наблюдалось упрощение фраз. Запоминание фраз при большой их глубине заметно ухудшается. В работах Л. А. Чистович [2] было показано, что при восприятии фраз, превышающих семь слов, разборчивость резко снижается. Ограничениями кратковременной памяти определяется не только средняя глубина фразы, но и средняя длина слов. Как установлено В. А. Москвичом [189], частота слов длиной от одного до четырех слогов составляет в разных языках от 90 до 99% суммарной частоты всех слов. Более длинные слова (от пяти до девяти слогов) встречаются значительно реже – начинает сказываться ограниченность объема кратковременной памяти, а слова еще большей длины употребляются весьма редко. Изобретатель азбуки для слепых Брайль пришел к выводу, что нельзя использовать более шести базовых точек при конструировании этой азбуки. Таким образом, барьер кратковременной памяти направлял развитие не только естественных языков, но и искусственных знаковых систем [2].

Ограниченность объема кратковременной  памяти подтверждается резким изменением в легкости запоминания. Например, 400 испытуемым предложили посмотреть рекламный  раздел журнала в течение 20 минут и тут же перечислить те заголовки, которые им запомнились. Большинство испытуемых – 64% – вспомнили заголовки, которые содержали менее шести слов, а заголовки, которые состояли из шести и более слов, запомнили лишь 13% испытуемых.

Кратко затронув такие наиболее значимые стороны кратковременной  памяти, как отсутствие модальной  специфики, динамический характер и  ограниченный объем, уясним функциональные связи ее характеристик с познавательными  процессами. Мы упоминали, что в мгновенной памяти создаются первые условия для формирования одного из основных свойств образа – предметности. Свойства кратковременной памяти позволяют формировать и константность образа. Такая принципиальная возможность возникновения константности обеспечивается синтезом информации от разных чувственных входов с информацией от двигательного входа.