Pamięć — modele

Endel Tulving (1984, 1985) zaproponował, że pamięć nie jest jednolitym systemem, lecz rodziną odrębnych systemów. Kryteria odrębności: różne funkcje behawioralne i kognitywne, różne reguły działania, różne podłoże neuronalne, różne pojawienie się w ontogenezie i filogenezie.

Taksonomia Squire'a i Zola-Morgana (1991) hierarchicznie organizuje pamięć deklaratywną vs. niedeklaratywną — jest standardowym modelem klinicznym i badawczym.

Richard Atkinson i Richard Shiffrin (1968, 1971) zaproponowali model magazynowy złożony z trzech komponentów połączonych przepływem informacji.

Magazyn sensoryczny (sensory store): bardzo krótkotrwałe, modalnie specyficzne przechowywanie. Pamięć ikoniczna (wzrokowa): pojemna (~9–12 elementów), ale zanika w 100–500 ms (Sperling, 1960). Pamięć echoiczna (słuchowa): mniejsza, ale utrzymuje się do 4 s.

Pamięć krótkotrwała (STM): ograniczona pojemność i czas. George Miller (1956) w klasycznej pracy "The Magical Number Seven, Plus or Minus Two" wykazał, że pojemność STM wynosi 7 ± 2 jednostek (chunks). Kluczowe pojęcie: porcja (chunk) — jednostka znacząca, której rozmiar zależy od wiedzy i doświadczenia. Cyfry 1-4-9-2-1-7-7-6 jako 8 odrębnych cyfr przekraczają pojemność STM; sczytane jako daty (1492, 1776) tworzą 2 chunki. Eksperci szachowi "chunkują" pozycje figur, pamiętając 5–7 konfiguracji zamiast 20–30 figur.

Pamięć długotrwała (LTM): potencjalnie nieograniczona pojemność i czas. Transfer STM→LTM zależy od powtarzania i głębokości przetwarzania. LTM dostarcza wskazówek do przeszukiwania STM.

George Sperling (1960) opracował paradygmat odtwarzania częściowego (partial report) w celu zmierzenia pojemności i czasu trwania pamięci ikonicznej.

Procedura: Matryce liter (np. 3 wiersze × 4 kolumny = 12 liter) eksponowane tachistoskopowo przez 50 ms. W warunku pełnego odtwarzania (whole report): badani poprawnie reprodukowali 4–5 liter, sugerując pojemność STM (~4–5 elementów). W warunku odtwarzania częściowego: zaraz po ekspozycji podawano wskazówkę akustyczną (wysoki/średni/niski ton) wskazującą, który wiersz odtworzyć. Czas podania wskazówki manipulowano: 0, 100, 200, 500 ms po zniknięciu bodźca.

Wyniki: Przy natychmiastowej wskazówce (0 ms): odtworzenie wskazanego wiersza sięgało ~100% (3 z 4 liter) — jakby badany miał dostęp do całej matrycy. Przeliczając na całą matrycę: ~12 liter jest dostępnych. Poprawność spadała wykładniczo, osiągając poziom pełnego odtwarzania (~4–5 liter) przy opóźnieniu ~500 ms.

Wnioski: Bezpośrednio po ekspozycji w pamięci ikonicznej przechowywana jest niemal cała zawartość matrycy (9–12 elementów), jednak ta reprezentacja szybko zanika. Wynik dostarczył dowodów na istnienie pamięci sensorycznej o dużej pojemności i bardzo krótkim czasie utrzymywania, odrębnej od STM.

Pamięć echoiczna (słuchowa pamięć sensoryczna): badana przez paradygmat "sufiks" (Crowder i Morton, 1969). Ekspozycja listy słów zakończona bodźcem "sufiks" (np. "zero") powoduje wymazanie efektu świeżości — potwierdzając, że ostatnie elementy są przechowywane w echoicznej pamięci sensorycznej, nie w STM. Czas trwania ~2–4 s.

Pamięć długotrwała (LTM) nie jest jednolitym systemem — Tulving i Squire wyróżnili kilka jakościowo różnych podsystemów opartych na neuroanatomicznie odrębnych mechanizmach.

Krzywa pozycyjna (serial position curve): przy uczeniu list słów pierwsze elementy pamiętane są lepiej (efekt pierwszeństwa — miały czas trafić do LTM przez powtarzanie) i ostatnie (efekt świeżości — są jeszcze w STM podczas testu). Kształt krzywej odzwierciedla oba systemy jednocześnie. Zakłócenie powtarzania (zadanie arytmetyczne po prezentacji) eliminuje efekt świeżości, nie pierwszeństwa — potwierdzając dysocjację.

Alan Baddeley i Graham Hitch (1974) zaproponowali model pamięci roboczej (working memory, WM) jako rozwinięcie pojęcia STM. Model okazał się znacznie bardziej szczegółowy i empirycznie produktywny.

Dowody na odrębność VSSP od pętli fonologicznej: podwójne zadania wzrokowe zakłócają VSSP (wyobrażanie sobie jednoczesnie drogi i dźwięku), podczas gdy podwójne zadania werbalne zakłócają pętlę. Pacjent LH (Farah i in., 1988): uszkodzenie umożliwiało wyobraźnię wzrokową przy zachowanej wyobraźni przestrzennej — dysocjacja podskładników VSSP.

Bufor epizodyczny (episodic buffer, Baddeley, 2000): czwarty składnik dodany 26 lat po pierwotnym modelu. Integruje informacje z różnych podsystemów (werbalne + wzrokowe) oraz z LTM w spójne wielowymiarowe epizody. Stanowi interfejs między WM a LTM, umożliwiając przechowywanie "pełnych scen" w WM. Pojemność: ~4 epizody. Jego istnienie tłumaczy, dlaczego frazy (jako zintegrowane jednostki semantyczne) są lepiej pamiętane niż listy niezwiązanych słów.

Nelson Cowan (1988, 1993, 1995, 2001) zaproponował alternatywne, ekonomiczne ujęcie WM bez odrębnych podsystemów. W modelu Cowana WM to aktywna część LTM.

Ograniczenie WM wynika z pojemności ogniska uwagi, nie z limitowanej liczby buforów. Cowan (2001) przeprowadził meta-analizę i wykazał, że gdy chunking jest kontrolowany (badani nie mogą grupować elementów), pojemność WM wynosi ~3–5, a modalna to 4.

Różnice od modelu Baddeleya: Cowan nie zakłada wyspecjalizowanych podsystemów — różne modalności korzystają z tej samej LTM i ogniska uwagi. Zapominanie w WM wynika z interferencji i czasu (automatyczne wygaszanie aktywacji), nie z odrębnych mechanizmów zanikania.

Znaczenie dla edukacji: pojemność WM (~4 elementy) determinuje liczbę jednoczesnych elementów, które można przetwarzać w nauce. Teoria obciążenia poznawczego (Sweller, 1988) opiera się na modelu zasobów WM i z niej wyprowadza wskazówki dydaktyczne.