Tradiční modely paměti

Tradiční modely paměti

Studiem lidí stižených amnézií, lidí s mimořádnou pamětí („hypermnezie“, „mnemonici“) a lidí s normální pamětí získali kognitivní psychologové o paměti řadu klíčových informací. Jak tyto informace ve snaze porozumět paměti uspořádali? Rozliční kognitivní psychologové, jak lze snadno odhadnout, vysvětlují stejné informace různým způsobem. Základní rozdíly mezi těmito alternativními pohledy jsou dány rozdíly v metaforách užívaných pro pojmový popis paměti (Roediger, 1980b). Metafory často pomáhají vědcům natolik dobře formulovat a pojmově uchopit nějaký jev, že jej mohou zkoumat. V průběhu vývoje výzkumu se metafora (mentální model) reprezentující psychologický jev dá modifikovat tak, aby se přizpůsobila novým informacím, případně mohou další badatelé předložit alternativní modely. Nancy Waughová a Donald Norman navrhli v polovině šedesátých let 20. století (1965) na základě soudobých informací model paměti, který rozlišoval dva systémy: primární paměť, reprezentující dočasné, právě užívané informace, a sekundární paměť, která reprezentuje informace trvale nebo přinejmenším velmi dlouho.

Koncem šedesátých let 20. století navrhli Richard Atkinson a Richard Shiffrin (1968) odlišnou metaforu, která popisovala paměť trojsložkově: a) senzorickou paměť schopnou ukládat relativně omezené množství informací po značně krátkou dobu; b) krátkodobou paměť schopnou ukládat informace na poněkud delší dobu, rovněž s omezenou kapacitou; c) dlouhodobou paměť s rozsáhlou kapacitou, schopnou ukládat informace na velmi dlouhou dobu, dokonce snad časově neomezeně.

@Obr. 5.1 (Obr. 5.1): Trojsložkový model paměti

Teoretický model informačního toku lidským informačním procesorem předložili Richard Atkinson a Richard Shiffrin (podle Atkinsona a Shiffrina, 1971).@@

Atkinson a Shiffrin rozlišovali mezi strukturami, které nazvali doslovně sklady (stores, případně databáze), a informacemi, jež se v těchto skladech ukládají - ty pojmenovali paměť (memory). V současnosti však kognitivní psychologové běžně tyto tři sklady nazývají senzorická, krátkodobá (short-term; STM) a dlouhodobá (long-term; LTM) paměť. Atkinson a Shiffrin netvrdili, že uvedené tři sklady jsou rozličné fyziologické struktury, považovali je spíše za hypotetické pojmové konstrukce, pojmy, které sice nejsou přímo měřitelné ani pozorovatelné, nicméně slouží jako modely pro pochopení činnosti psychologického jevu, jako je paměť. Na obrázku 5.1 je jednoduchý model zpracování informace v uvedených skladech (Atkinson a Shiffrin, 1971). Z obrázku plyne, že Atkinsonův-Shiffrinův model zdůrazňuje pasivní „nádrže“, v nichž se uchovávají paměťové záznamy (memories), současně však naznačuje i existenci některých řídících a kontrolních procesů ovládajících přesun informace z jednoho skladu do skladu dalšího.

Trojsložkový model však není jediný způsob popisu paměti. Nejprve sdělíme, co o paměti víme v pojmech trojsložkového modelu, poté tato kapitola přinese některé alternativní popisy paměti. Začneme se senzorickou pamětí.

#Senzorická paměť

Senzorickou paměť si vědci představují jako počáteční úložiště většiny informací, které nakonec vstupují do krátkodobé a dlouhodobé paměti. Existují silné (nicméně diskutované, viz Haber, 1983) důvody podporující existenci ikonické paměti. Ikonická paměť je vymezený zrakový registr - pojmenování plyne z přesvědčení některých autorů majících za to, že se informace ukládá v podobě ikon (zrakových představ, jež něco reprezentují; ikony se tomu, co reprezentují, obvykle podobají).

Jestliže jste někdy „napsali“ své jméno špičkou hořícího klacku do tmy nebo světelným perem na tmavé pozadí, prožili jste perzistující zrakový paměťový záznam; krátce „vidíte“ své jméno, i když hořící klacek ani světelné pero nezanechává fyzickou stopu. Tato zraková perzistence je příkladem informace v ikonickém „skladu“. Překvapivé je, že prvotní objev týkající se existence ikonického „skladu“ je v doktorské disertační práci absolventa Harvardské univerzity George Sperlinga (1960).

#Sperlingův objev

@Obr. 5.2 (Obr. 5.2): Sperlingův test ikonické paměti

Tato tabulka symbolů se podobá tabulce užívané Georgem Sperlingem při testu reprodukce vizuálních podnětů.@@

Sperling zkoumal otázku, kolik informace dokážeme zakódovat v průběhu jediného krátkého pohledu na množinu podnětů. Na obrazovku tedy promítl na dobu pouhých 50 milisekund řádku písmen a číslic. Úlohou pokusných osob bylo identifikovat a určit umístění co největšího počtu písmen a číslic, které si dokázaly vybavit. Sperling si byl jist, že jde skutečně o jediný pohled, neboť předchozí výzkum doložil, že právě jedinému pohledu na podnět 0,05 sekundy stačí.

Sperling zjistil, že testované osoby si vybavovaly přibližně čtyři symboly (doložil tím Brigdenův objev z roku 1933). Počet symbolů, které si vyšetřované osoby vybavovaly, byl týž - bez ohledu na jejich počet na obrazovce. Některé Sperlingovy pokusné osoby poznamenaly, že jasně viděly všechny symboly, nicméně v průběhu doby, kdy o nich mluvily, část symbolů zapomněly. Ve Sperlingově hlavě se poté vylíhl chytrý nápad, jak měřit, co pokusné osoby viděly. Postup, který užil R. Brigden, zpočátku rovněž užívaný Sperlingem, se dá nazvat celá zpráva (whole-report procedure). Pokusné osoby oznamují všechno, co viděly. Sperling poté zavedl postup, jejž lze označit pojmem částečná zpráva (partial-report procedure). Pokusné osoby oznamují jen část toho, co viděly.

Sperling vymyslel způsob, jak získat část obsahu paměti testovaných osob. Z tohoto vzorku pak soudil na celý obsah podobně, jako se výsledky zkoušení ve škole užívají jako vzorek žákovy celkové znalosti probírané látky. Sperling testovaným osobám předkládal vždy čtyři symboly, které byly uspořádány ve třech řadách. Na obrázku 5.2 je příklad toho, co pokusné osoby zahlédly. Sperling jim řekl, že si mají vybavit jen jednu řadu symbolů. Řadu, kterou měly reprodukovat, označoval vysoký, střední a hluboký tón odpovídající horní, prostřední a dolní řadě.

Ve snaze určit délku trvání ikonické paměti Sperling proměňoval interval mezi promítnutím řady symbolů a tónem. Rozsah tohoto intervalu byl od 0,1 sekundy před promítnutím do 1 sekundy po promítnutí. Postup označený jako částečná zpráva dramaticky proměnil rozsah informace, kterou si vyšetřovaní dokázali vybavit. Sperling poté násobil počet tímto způsobem vybavených symbolů třikrát, protože pokusné osoby reprodukovaly jen třetinu předváděné informace - nevěděly však, na kterou řadu se jich Sperling zeptá.

Sperling takto zjistil, že si testované osoby vybavovaly přibližně 9 z 12 symbolů, pokud se jim dostalo zvukového podnětu bezprostředně před nebo po předvádění symbolů na obrazovce. Jestliže pokusné osoby uslyšely zvukový podnět o sekundu později, vybavily si pouze 4-5 z 12 předváděných položek, přibližně tentýž počet, který si vybavovaly postupem označeným jako „celá zpráva“. Z těchto dat plyne, že ikonická paměť dokáže podržet přibližně 9 položek a že se velice rychle rozpadá (viz obr. 5.3). Výtěžek postupu označeného pojmem „částečná zpráva“ je drasticky redukován zpožděním pouhých 0,3 sekundy, zpoždění 1 sekundy nástupu tónu jej prakticky zruší.

@Obr. 5.3 (Obr. 5.3): Jak ovlivní zpoždění reprodukci vizuálního podnětu?

ukazuje průměrný počet písmen (levá osa, ekvivalenty v procentech jsou na pravé ose), která pokusné osoby reprodukují na základě postupu označovaného „částečná zpráva“. Počet písmen je funkcí zpoždění mezi prezentací písmen a tónem, který oznamuje, že se má začít s reprodukcí. Úsečka v pravém dolním rohu označuje počet písmen, která pokusné osoby reprodukovaly, jestliže užívaly postup označovaný „celá zpráva“. (Sperling, 1960)@@

Sperlingovy výsledky ukazují, že z ikonické paměti informace mizí rychle. Proč si toho jevu nejsme vědomi? Za prvé proto, že jen vzácně musíme vyprávět o podnětech, které se objevují na pouhých 50 milisekund a potom zmizí. Za druhé - a to je důležitější - neumíme rozlišit jevy, které vidíme v ikonické paměti, od jevů, jež skutečně vidíme v prostředí. To, co vidíme v ikonické paměti, považujeme za jev, který je v prostředí. Účastníci Sperlingova experimentu obvykle říkali, že vidí symboly na obrazovce až 150 milisekund poté, co bylo jejich promítání ukončeno.

Sperlingovo užití postupu označeného „částečná zpráva“ bylo elegantní, nicméně v jisté malé míře trpělo problémem skrytým i v postupu označeném „celá zpráva“. Úkolem pokusných osob bylo podat zprávu o větším počtu symbolů. Tyto osoby mohly prožít v průběhu doby, kdy sdělovaly, co vidí, vyhasínání tohoto paměťového záznamu. Existuje však možnost interference při výstupu informace z paměti (output interference), v jejímž průběhu tvorba výstupu (v tomto případě slovní popis mnoha symbolů) interferuje se zkoumaným jevem (v tomto případě s ikonickou pamětí).

#Další rozpracování teorie

V průběhu následujících pokusů (Averbach a Coriell, 1961) sledovaly testované osoby na obrazovce dvě řady osmi náhodně volených písmen po dobu 50 milisekund. Nad právě jedním místem, kde se písmeno objevilo (nebo objevit mělo), se v rozličném časovém intervalu objevovala před nebo po prezentaci písmen malá značka. Při tomto pokusu bylo úkolem testovaných osob podat zprávu v jednom časovém intervalu o pouze jediném písmenu - tím se minimalizovala možnost interference. Uvedení vědci zjistili, že si vyšetřované osoby písmena přesně vybavovaly přibližně v 75 % pokusů tehdy, jakmile se značka v podobě čárky objevovala bezprostředně před prezentací podnětu nebo po ní. Z toho plyne, že ve své senzorické paměti uchovaly asi 12 položek (75 % ze 16). Sperlingův odhad kapacity ikonické paměti tudíž může být konzervativní. Z uvedené studie plyne, že za předpokladu výrazného snížení míry interference při výstupu informace může kapacita ikonické paměti obnášet až 12 položek.

Další pokus (Averbach a Coriell, 1961) prozradil další významnou vlastnost ikonické paměti - lze ji vymazat. Tato vlastnost ikonické paměti jistě způsobuje, že jsme schopni lépe vnímat zrakové počitky. Pokud by totiž příliš dlouho přetrvávalo vše, co jsme ve svém vizuálním prostředí spatřili, měli bychom vážné obtíže. Jestliže si kupř. prohlížíme své prostředí s velkou rychlostí, potřebujeme, aby zrakové informace mizely ještě rychleji, než plyne ze Sperlingova pokusu.

Averbach a Coriell (1961) zjistili, že prezentace stimulu následující po prezentaci cílového písmene a zaujímající tutéž polohu jako cílové písmeno dokáže zrakovou ikonu vymazat. Interference daná umístěním jednoho podnětu do místa, kde se předtím objevil podnět jiný, se jmenuje zpětné vizuální maskování (backward visual masking). Badatelé zjistili, že prezentace maskujícího podnětu do téhož místa, kde písmeno bylo, a to v časovém odstupu 100 milisekund, způsobí superpozici maskujícího podnětu na písmeno (např. písmeno F následované písmenem L „vidí“ testované osoby jako E). Jestliže je interval mezi cílem a maskujícím podnětem delší, maskovací podnět vymaže jen originální podnět (jestliže se např. prezentuje F a po něm L, zůstává jen L). Prodlouží-li se interval mezi cílovým a maskujícím podnětem ještě více, maskující podnět neinterferuje, pravděpodobně proto, že se cílová informace již přenesla do dlouhodobější paměti.

Souhrnně řečeno, zdá se, že zraková informace vstupuje do paměťového systému prostřednictvím ikonické paměti, která ji uchovává jen na velmi krátkou dobu. Za normálního průběhu událostí se tato informace buď přenáší do jiného druhu paměti, nebo je v případě superpozice další informace vymazána, není-li současně k dispozici dostatečně dlouhá doba k přenosu do takového druhu paměti.[1]

#Krátkodobá paměť

Většina z nás není, nebo je jen málo schopna introspektivně zkoumat vlastní senzorickou paměť. Do své krátkodobé paměti však vstupujeme všichni. Krátkodobá paměť uchovává informace na dobu sekund, příležitostně i několika minut. Vybavíte si třeba jméno vědce, který objevil ikonickou paměť? Jak se jmenují badatelé, kteří následně tuto práci prohloubili? Jestliže si zmíněná jména vybavíte, užili jste část procesů, které paměť řídí. Podle Atkinsonova-Shiffrinova modelu uchovává krátkodobá paměť nejen několik položek, ale i některé kontrolní procesy regulující obousměrný informační tok do dlouhodobé paměti, která údaje uchovává delší dobu.

Kolik položek jsme s to uchovat v krátkodobé paměti? George Miller (1956) napsal ve své klasické práci, že kapacitu naší bezprostřední (krátkodobé) paměti pro celou řadu rozmanitých položek vystihuje číslo 7ą2. Položka může být něco jednoduchého, např. číslice, ale i složitějšího, např. slovo. Jestliže uspořádáme řadu, dejme tomu, 20 písmen nebo číslic do sedmi smysluplných položek, zapamatujeme si je - bez tohoto uspořádání si 20 položek zapamatovat a poté je bezprostředně zopakovat nedovedeme. Většina z nás např. nedokáže v krátkodobé paměti uchovávat řadu 21 číslic 101001000100001000100. Jestliže je však uspořádáme do větších celků, jako jsou 10, 100, 1000, 10 000, 1000 a 100, pak pravděpodobně budeme s to snadno reprodukovat všech 21 číslic jako 6 položek (viz G. A. Miller, 1956, část o dvojkové a osmičkové soustavě).

Na kapacitu paměti pro dočasné ukládání působí i další vlivy. Například počet slabik, které vyslovujeme s každou položkou, ovlivňuje počet položek, které si umíme vybavit. Jestliže mají položky větší počet slabik, vybavíme si jich méně (viz např. Baddeley, Thomson a Buchanan, 1975; Naveh-Benjamin a Ayres, 1986; Schweickert a Boruff, 1986). Jakékoli zpoždění nebo interference však kapacitu krátkodobé paměti omezí na přibližně tři položky.

Nancy Waughová a Donald Norman (1965) navrhli matematický postup, jenž dokáže určit kapacitu krátkodobé paměti. Postup byl užit při zadáních užívajících volnou reprodukci položek z jejich seznamu (free recall). Výpočty založené na technice těchto autorů ukazují, že kapacita krátkodobé paměti odpovídá za uvedených podmínek dvěma až třem položkám.

#Dlouhodobá paměť

V průběhu běžné činnosti užíváme krátkodobou paměť trvale, mluví-li však většina z nás o paměti, má obvykle na mysli dlouhodobou paměť, v níž se uchovávají paměťové záznamy po dlouhá časová období, snad i neomezeně. Na dlouhodobou paměť spoléháme vydatně všichni. V dlouhodobé paměti máme informace, které potřebujeme k tomu, abychom se vyrovnali s každodenním životem: lidská jména, místa, kam si ukládáme věci, plánování činnosti v jednotlivých dnech apod. Jakmile se začneme bát, že naše dlouhodobá paměť nefunguje, jak by měla, máme starosti.

Jaká je kapacita dlouhodobé paměti a jak dlouho tato paměť uchovává informace? Otázku kapacity dlouhodobé paměti můžeme rychle odložit. Odpověď je prostá: Nevíme - a ani nevíme, jak by se to dalo zjistit. Experimenty, které ověří meze krátkodobé paměti, vymyslet umíme, způsob, jak ověřit meze dlouhodobé paměti - a tím pádem i její kapacitu, však znám není. Někteří teoretici tvrdili, že kapacita dlouhodobé paměti je nekonečná, přinejmenším prakticky (Bahrick, 1984a, 1984b; Bahrick a Hall, 1991; Hintzman, 1978). Zjišťuje se, že ani na otázku, jak dlouho přetrvává informace v dlouhodobé paměti, není snadná odpověď, neboť v současnosti důkaz pro možnost existence absolutní horní meze dlouhodobého uchování informace neexistuje.

Jedna z méně obvyklých demonstrací činnosti dlouhodobé paměti byla provedena spíše přímým vyšetřováním toho, co se v mozku ukládá. Wilder Penfield prováděl operace mozku bdělých pacientů stižených epilepsií. Snažil se najít původ obtíží svých pacientů tím, že elektricky stimuloval různá místa jejich mozkové kůry. Jeho práce však spíše přesně umístila motorické a senzorické korové oblasti popsané ve kapitole 2 této knihy.

V průběhu těchto stimulačních experimentů Penfield (1955, 1969) zjistil, že si pacienti někdy vybavují vzpomínky z dávného dětství, a to vzpomínky, které si předtím nevybavovali celé roky. (Všimněte si, že u pacientů lze stimulací vybavit epizody, jako jsou události z jejich dětství, nikoli však fakta, jako jsou jména amerických prezidentů.) Penfield tato data vysvětloval tím, že dlouhodobé paměťové záznamy mohou být permanentní.

Někteří vědci (např. Loftus a Loftus, 1980) zpochybňovali Penfieldův výklad tím, že Penfield sice operoval stovky pacientů, nicméně počet těch, kteří si na základě stimulace vybavovali vzpomínky, byl malý. Kromě toho si nemůžeme být jisti, že si pacienti skutečně vzpomínali, že své vzpomínky „nevytvářeli“, snad nechtěně, jako je tomu ve snech. Další badatelé, kteří užili empirické techniky u starších testovaných osob, došli k rozporným výsledkům.

Zajímavý výzkum paměti pro jména a tváře vedli Harry Bahrick, Phyllis Bahricková a Roy Wittlinger (1975). Testovali paměť pokusných osob pro jména a fotografie jejich spolužáků ze střední školy. Zapomínání bylo v některých směrech po plných 25 letech nevelké. Testované osoby v seznamu různých jmen rozpoznávaly jména svých spolužáků. Dokázaly také přiřadit jména k jejich tvářím na fotografiích. Reprodukování jmen spolužáků však bylo podle očekávání horší. Na základě této studie a dalšího výzkumu razil Harry Bahrick pro velmi dlouhodobé paměťové záznamy přinejmenším některých informací, jako je znalost cizího jazyka (Bahrick, 1984a, 1984b; Bahrick, Bahrick, Bahrick a Bahrick, 1993) a matematiky (Bahrick a Hall, 1991), pojem permanentní paměť (permastore).