Трехкомпонентные модели

Представление о трех блоках памяти долгое время выполняло функции основной теоретической схемы когнитивной психологии, которая позволяла упорядочивать поток эмпирических данных, обрабатываемых и отчасти создаваемых находящимися на линии психологического эксперимента вычислительными машинами. Не затрагивая вопроса об истории различения первичной и вторичной памяти, следы которой теряются в 19-м веке, можно сказать, что в 1960-е годы практически все основные работы в этой области вели к выделению трех компонентов памяти человека. Очертания этих блоков можно найти уже у Д. Бродбента, затем Дж. Сперлинг обосновал существование «очень короткой» зрительной памяти, Н. Во и Д. Норман разработали первую математическую модель, а Улрик Найссер продемонстрировал в «Когнитивной психологии», каким образом огромное число разнообразных психологических феноменов можно привести в соответствие с этой жесткой структурной схемой.

В истории когнитивных исследований непосредственного запоминания выдающуюся роль сыграла трехкомпонентная модель памяти, предложенная в 1968 году американскими психологами Ричардом Ат-кинсоном и Ричардом Шиффрином (см. Аткинсон, 1980). Она была незначительно модифицирована тремя годами позже и показана в этой модификации на рис. 5.3. Очень похожие модели были разработаны затем и другими, в том числе российскими авторами.

3. Модель памяти Р. Аткинсона и Р. Шиффрина (Аткинсон, 1980).

Согласно этой модели, информация из внешней среды попадает сначала в модатьно-специфические сенсорные регистры (гипа обсуждавшихся выше иконической и эхоической памяти — см. 3.2.1 и 3.2.2), где хранится около секунды в форме очень полного описания, своего рода отпечатка физической стимуляции. Затем информация либо стирается («угасает»), либо переводится в кратковременное хранилище, где остается на 10—20 секунд в форме амодатьного вербально-акустического кода. Управляя циркуляцией информации между блоками, можно удлинять этот срок. Типичными для блока кратковременной памяти являются именно процессы управления — проговаривание. перекодирование, принятие решения, выбор стратегии запоминания и т.д. Проговаривание выполняет функцию «вербальной петли» (verbal loop), позволяющей не только сохранять информацию в кратковременном хранилище, но и переводить ее в долговременную памя!ь. Чем дольше сохраняется материал в кратковременной памяти, тем прочнее формирующийся долговременный след. Сама долговременная память оказывается в этой модели перманентной — ее следы не подлежат распаду и сохраняются, в форме семантического кода, в течение месяцев и лег. Характеристики трех блоков памяти, как они понимались в 1970-е годы, представлены в табл. 5.4.

Исключительная популярность этой модели объясняется тем, что с ее помощью удалось единообразно объяснить — гомогенизировать — множество феноменов памяти, внимания и восприятия. При этом сама модель прямо воспроизводила архитектуру компьютера: три вида памяти соответствуют входным интерфейсам, активному процессору и пассивной памяти, а процессы управления — программным алгоритмам, определяющим движение и характер преобразований информации от поступления на вход системы до выдачи ответа. В работах 1960—70-х годов приводились десятки аргументов в пользу разделения кратковременной и долговременной памяти. При этом упоминались и клинические данные об особенностях запоминания информации пациентами с амнестическим синдромом»1. Подавляющее большинство аргументов было связано с анализом ошибок полного воспроизведения и зависимости от позиции элемента в ряду, то есть с классическим эффектом края, первоначально обнаруженным Эббингаузом (см. 1.2.3).

Действительно, в эти годы было установлено, что успешность воспроизведения первых и последних элементов последовательно предъявляемого для воспроизведения ряда букв, цифр или слов зависит от ряда различных факторов, что привело к разделению эффекта края на, соот-

111 Чаще всего в лих работах упоминался Корсаковскии синдром — нарушение памяти, чаще всего возникающее под влиянием длительной алкогольной интоксикации. Для этого варианта ачнестическот синдрома, описанного С.С. Корсаковым, характерны чрезвычайно плохое долговременное удержание новой информации, конфабулянии (псевло-воспоминания), а также общие затруднения в припоминании материала, выученного за-368 долго до начала заболевания (признак ретроградной амнезии — см 5.4.1 ).

Таблица 5.4. Характеристики блоков сохранения информации в трехкомпонентных моделях памя1и

Параметры и виды памяти Сенсорные регистры Кратковременная память Долговременная память
Ввод информации механизмы предвнимания внимание проговаривание
Репрезентация информации след сенсорного воздействия акустическая и/или артикуляционная, возможно, зрительная и семантическая в основном семантическая
Объем хранящейся информации большой маленький, в пределах «магического числа» предел неизвестен
Забывание информации угасание вытеснение, возможно, интерференция возможно, отсутствует
Время сохранения порядка 300 мс порядка 30 с от минут до десятилетий
Извлечение информации считывание поиск возможно, поиск
Стру к гура памяти неассоциативная неассоциативная ассоциативная

ветственно, эффект первичности и эффект недавности. Например, включение в запоминаемый список слов-синонимов (условие семантической интерференции) приводит к избирательному снижению эффекта первичности, тогда как в случае списка, состоящего преимущественно из гомофонов, то есть таких похожих по звучанию, но различных по значению слов, как «магнолия» и «Монголия» (условие артикуляцион-но-фонологической интерференции), уменьшается также и эффект недавности. Аналогичная разнонаправленность влияний на эффекты первичности и недавности была обнаружена для ряда других факторов — скорости предъявления материала, распределения повторений, отсрочки воспроизведения в условиях решения интерферирующей задачи и т.д. (см., например, Андерсон, 2002).

В рамках модели Аткинеона и Шиффрина эти факты получают простое объяснение, согласно которому эффект недавности обусловлен извлечением информации из вербально-фонологической кратковременной памяти, а эффект первичности — из семантической долговременной. В пользу гипотезы о фонематической основе кратковременного сохранения информации говорило также то, что даже в случае зрительного

предъявления буквенного материала ошибки при его непосредственном воспроизведении часто имеют характер акустического, а не зрительного смешения. Таким образом, с помощью одной модели объясняются данные о форме репрезентации (перцептивная, вербально-акустическая, семантическая), о продолжительности различных видов памяти и об объеме хранящейся в них информации.

Аткинсон и Шиффрин разработали также математическую модель, описывающую функционирование системы с тремя блоками памяти. Параметрами модели были величина буфера повторения, веройтность ввода нового элемента в буфер, темп увеличения прочности и распада долговременного следа. Примером использования этой модели может служить один из экспериментов на парные ассоциации, в котором двузначные числа из фиксированного набора ассоциировались с буквами. Испытуемые должны были по мере предъявления все новых символов называть букву, которая в последний раз ассоциировалась с данным числом, и запоминать новые ассоциации к этому же числу. Независимыми переменными были задержка между заучиванием ассоциации и ее тестированием, а также объем набора чисел. В этих достаточно жестких условиях данные лучше всего описывались следующими значениями параметров — величина буфера повторения г=2, вероятность ввода нового элемента в буфер а=0,32, скорость увеличения прочности 9=0,40, скорость распада следа Т=0,93. В одной из модификаций эксперимента условия были упрощены: после тестирования испытуемые должны были запоминать ту же самую ассоциацию. Это привело к сдвигу значений параметров: г=Ъ, ?=0,65, ?=1,24, 7=0,82. Очевидно, долговременное сохранение стало здесь существенным подспорьем в решении задачи, поэтому испытуемые без прежней робости вводили новые элементы в буфер повторения. В общей сложности только первая статья этих авторов насчитывала 12 таких экспериментов. Во всех этих экспериментах удалось добиться довольно хорошей аппроксимации результатов.

Наконец, была предпринята попытка распространить трехкомпонент-ную модель на объяснение хронометрических данных экспериментов по опознанию. Р. Агкинсон и Дж. Джуола предположили, что каждый тестовый стимул ассоциирован с некоторым значением «знакомости», которое определяется частотой и недавностью предыдущих предъявлений. Отрицательные тестовые стимулы в задаче стернбергского типа характеризуются распределением, имеющим меньшее среднее значение знакомости, чем распределение положительных стимулов. Как видно из рис. 5.4А, определяющим для выбора той или иной стратегии узнавания является сопоставление знакомости с двумя критериями, устанавливаемыми испытуемыми. Если знакомость тестового стимула достаточно высока или низка по сравнению с положением высокого и низкого критерия, то это ведет к быстрым положительным или, соответственно, отрицательным ответам. Если знакомость занимает промежуточное положение, то испытуемый вынужден прибегать к более или менее развернутому поиску в памяти. Этот поиск разворачивается как в кратковременной, так и в долговременной памяти. ?»

369 369 Объем

369	369	Объем

положительного множества

4. Динамика зрительного опознания в зависимости от знакомости материала: А. Выбор стратегии опознания на основе величины знакомости (по: Аткинсон, 1980); Б. Изменение зависимости скорости ответов от объема положительного множества по ходу многодневного эксперимента (по: Величковский, 19826).

Вероятностная комбинация стратегий прямого доступа и развернутого поиска среди содержаний памяти позволяет объяснить ряд эффектов, известных из исследований поиска в памяти (см. 5.1.2). В ряде случаев, например в наших экспериментах, где использовались не простые буквенно-цифровые стимулы или слова, а сложные видовые слайды (Зинченко, Величковский, Вучетич, 1980), были в общих чертах получены традиционные зависимости, но наклон прямых был настолько мал (2—5 мс/слайд), что ни о какой строго последовательной обработке

не могло быть и речи — она должна была бы осуществляться со скоростью 200—500 изображений в секунду.

Далее, данная модель объясняет наблюдаемую в ряде случаев разную динамику наклонов функций положительных и отрицательных ответов по мере проведения экспериментов на узнавание. Ее иллюстрируют показанные на рис. 5.4Б данные наших исследований — с течением времени наклон функций положительных ответов уменьшается, а отрицательных — растет.

Эти данные можно объяснить общим монотонным ростом знакомости, в силу которого распределение знакомости положительных в некоторой пробе стимулов сдвигается в зону быстрых положительных ответов, а распределение отрицательных постепенно выходит из зоны быстрых отрицательных ответов и оказывается в зоне поиска (ср. рис. 5.4А). Важной особенностью показанных здесь результатов является то, что по условиям нашего эксперимента рост знакомости мог происходить только в последовательные дни. Поскольку суточный интервал явно превышает продолжительность хранения информации в кратковременной памяти, рост знакомости мог происходить лишь на базе долговременных репрезентаций. Это могло бы означать, что кратковременная память является не столько независимым «хранилищем», сколько фрагментом более продолжительной формы памяти.

Попытки распространить трехкомпонентные модели на данные хронометрических исследований процессов поиска в памяти совпали с началом экспериментальной критики представлений о взаимодействии кратковременной и долговременной памяти, характерных для начального периода развития когнитивной психологии. В конце 1970-х годов стали выдвигаться многочисленные альтернативные предположения, например, что на самом деле существует лишь единственный след памяти или что в зависимости от типа материала и характера задачи механизмы запоминания могут быть совершенно различными.

Действительно, многие факты объясняет возникшая именно в этот период теория единого следа Уайна Уикелгрина Рассматривая аргументы, используемые для обоснования разделения памяти на кратковременную и долговременную, Уикелгрин пришел к выводу, что все они недостаточно убедительны. По его мнению, в памяти существует единственный след, прочность которого меняется под влиянием времени и интерференции со стороны вновь приобретаемого материала. Во-первых, многие данные можно объяснить просто различиями в кодировании, которые вторично влияют на показатели забывания. Так, с увеличением сходства между элементами запоминаемого материала интерференция и скорость забывания, очевидно, будут возрастать (см. 5.4 1). При фонологическом кодировании вербального материала такое сходство больше, чем при семантическом, так как в каждом языке существует лишь сравнительно ограниченный набор из 3—5 десятков фонем, но несколько десятков тысяч различных понятий (см. 7.1.1). Поэтому фонологический компонент единого следа будет распадаться быстрее, чем семантический. Во-вторых, известно (из первого закона Иоста — см 1.2.3), что скорость забывания уменьшается при увеличении интервала сохранения Если эк-

страполировать эту зависимость на первые секунды сохранения, то необходимость в постулировании особого кратковременного следа отпадает. Теоретическая функция сохранения выглядит следующим образом.

страполировать эту зависимость на первые секунды сохранения, то необходимость в постулировании особого кратковременного следа отпадает. Теоретическая функция сохранения выглядит следующим образом.

dm=a(l+?) *(е »), где ?, ?, ?, ? > 0.

В этом уравнении dm — интервальная оценка прочности следа d’, ? — величина исходного уровня запоминания, ? и ? — параметры скорости изменения прочности, е — основание натуральных логарифмов, a ? — параметр, определяющий степень сходства материала Если последний параметр близок к единице, то зависимость приобретает экспоненциальный характер, описывающий динамику кратковременного запоминания. Если он близок к нулю, зависимость принимает вид степенной функции, как в случае долговременной памяти.

Особую роль сыграла экспериментальная критика, показавшая, что в рамках трехкомпонентных моделей сделана попытка сведения качественно различных явлений к одной структурной схеме. Под вопросом постепенно оказалась и конвергенция методических процедур. Как мы отмечали выше, доказательством разделения памяти на блоки кратковременного и долговременного хранения служит эффект края. Однако американские психологи Генри Рёдигер и Роберт Краудер обнаружили эффект края в таких условиях, при которых весь материал должен был бы заведомо находиться в одном и том же блоке памяти, а именно в долговременной памяти. Когда они просили прохожих вспомнить всех президентов США, то в позиционных кривых полного воспроизведения наблюдался выраженный эффект края: более или менее стабильно припоминались лишь самые первые и самые последние президенты (с тремя «отклонениями» в середине ряда: А. Линкольном, Ф.Д. Рузвельтом и Дж.Ф. Кеннеди). Вполне возможно, что при семантической категоризации любой относительно однородной последовательности мы просто разделяем ее на две части, поэтому при необходимости воспроизведения типичные представители — первые и последние элементы — воспроизводятся наиболее успешно.

Предположение о смене форм репрезентации в каждом из блоков памяти было поставлено под сомнение данными о семантическом кодировании при кратковременном запоминании и фонематическом при долговременном. Особенно неожиданными оказались свойства памяти на сенсорно-перцептивный материал. Так, анализ узнавания тональных звуков показал, что память на них является как бы продолжением восприятия — интерференция в кратковременной памяти, как и воспринимаемое сходство звуков, объяснялись близостью в координатах музыкальной шкалы. В других исследованиях было показано, что испытуемые могут успешно (порядка 90% правильных ответов) узнавать отдельные звуки из прослушанного ими ранее набора сотен звуков — плач ребенка, скрип двери, лай собаки и т.д. Примерно то же самое было установлено по отношению к элементам набора синтетических запахов, хотя для них было довольно сложно придумать вербальные обозначения. Наконец, сначала Р. Шепард, а затем Л. Стэндинг обнаружили исключительные возможности зрительного запоминания и узнавания материала. В последней из этих работ испытуемым однократно предъявлялось 11 000 (!) слайдов, и, тем не менее, успешность узнавания составила через четыре недели после ознакомления около 75% правильных ответов (при вероятности угадывания, равной 50%). Только предъявление материала продолжалось здесь двое суток (Standing, 1973).

В эксперименте, проведенном нами совместно с К.-Д. Шмидтом (Величковский, 1977), испытуемые должны были узнавать элементы набора из 940 цветных слайдов с видами городов, настолько похожих семантически, что вербальные описания не позволяли их различать. Несмотря на это, даже через пять недель после показа испытуемые могли отличить старые и новые слайды. Узнавание зависело только от длительности первоначального показа, а не от общего времени между последовательными слайдами — асинхронности включения, в течение которого могло бы происходить вербальное и семантическое кодирование. Следовательно, эта удивительная по возможностям форма долговременной памяти связана с процессами, которые разворачиваются лишь до тех пор, пока есть наличный сенсорный материал. В другой работе испытуемым предъявлялись 252 цветные фотографии, причем интервал предъявления варьировался на пяти уровнях: от 110 до 1500 мс. Успешность узнавания отдельных слайдов никак не коррелировала со временем, необходимым для возникновения словесных ассоциаций (Potter, 1999). Было установлено также, что при использовании сложного, предметно организованного зрительного материала позиционные кривые воспроизведения не обнаруживают обычного эффекта края, свидетельствующего об использовании процессов проговаривания.

Так как отличительной чертой кратковременной памяти считалось сохранение информации в форме фонологического и/или артикуляционного кода, а долговременной — в форме семантического, среди вызванных этими работами вопросов был вопрос о том, существуют ли эти блоки вообще. Действительно, если хранилища памяти разделяются по параметру продолжительности хранения информации, то минимальным требованием является инвариантность данных о времени удержания относительно различных методик и экспериментальных условий. Однако в результате многочисленных исследований так и не удалось точно определить время пребывания информации в кратковременной памяти: по разным подсчетам оно составляет от двух секунд до нескольких часов.

Требование инвариантности приложимо и к вопросу об объеме хранящейся информации. За полвека, прошедшие со времени публикации Дж. Миллера (см. 2.1.3), предпринималось множество попыток уточнить величину «магического числа». При этом только один автор — Герберт

Саймон (1918—2001) — подтвердил исходные результаты, все остальные оценки оказались более низкими». Сравнение результатов нескольких десятков экспериментов, направленных на оценку объема кратковременной памяти, показывает, что мода распределения оценок (наиболее часто встречающееся в распределении значение) лежит где-то около трех единиц материала, то есть оказывается значительно ниже «магического числа». Вместе с тем, эти единицы очень подвижны — в их качестве могут выступить как отдельные фонемы, так и целые фразы, поэтому, например, объем удерживаемых в кратковременной памяти слов меняется в диапазоне от двух до 26.

Таким образом, хотя одни данные говорят о том, что в кратковременной памяти хранятся продукты относительно поверхностного фонематического описания материала, другие столь же убедительно свидетельствуют об удержании информации в зрительной форме, а равно о выполнении сложной семантической обработки. Как мы видели выше (см. 3.2.1 и 3.2.2), к концу 1970-х годов критике стало подвергаться и представление о периферических сенсорных регистрах. Постепенно характеристики всех блоков трехкомпонентной модели были поставлены под сомнение, так что сама эта модель стала частью истории психологии. На смену этому представлению пришли новые подходы, сосуществующие по сегодняшний день. Первый из них, к рассмотрению которого мы сейчас перейдем, отвергает концепцию блоков памяти и рассматривает память как побочный продукт решения более широких задач. Второй подход (см. 5.2.3) связан с развитием представлений о центральном компоненте трехблочных моделей — кратковременной памяти. Наконец, третий подход (см. 5.3.2) направлен на расщепление прежде единой долговременной памяти на отдельные подсистемы и уровни.

Январь 24, 2019 Психология труда, инженерная психология, эргономика
Еще по теме
ТРЕХКОМПОНЕНТНАЯ ТЕОРИЯ ЛЮБВИ СТЕРН-БЕРГА
ТРЕХКОМПОНЕНТНАЯ ТЕОРИЯ ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ (ТЕОРИЯ ЮНГА—ГЕЛЬМГОЛЬЦА)
14.2. НАУКА И «МОДЕЛИ» РЕАЛЬНОСТИ (МОДЕЛИ ЧЕЛОВЕКА, ОРГАНИЗАЦИИ, ОБЩЕСТВА)
СИСТЕМА МОДЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ВИЛЬСОНА.
МОДЕЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО РАЗРЕЗА И КОГНИТИВНЫЕ МОДЕЛИ
ОДНОУРОВНЕВЫЕ МОДЕЛИ
РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ
ИДЕНТИФИКАЦИЯ МОДЕЛИ.
ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
СЕТЕВЫЕ МОДЕЛИ
ИСТОРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИНТЕЛЛЕКТА
Модель Во и Нормана
МОДЕЛИ
КОННЕКЦИОНИСТСКИЕ МОДЕЛИ
МОДЕЛЬ МЕЖОТРАСЛЕВЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ.
МОДЕЛЬ ВЫПОЛНЕНИЯ
Определение модели
Добавить комментарий