Когнитивная психология

До сих пор мы сосредоточивались на экспериментах, которые помогали ученым решать отдельные части головоломки памяти, из этих исследований мы узнали, что некоторые переживания удерживаются в памяти в течение короткого времени, в то время как другие, по-видимому, остаются в ней надолго. В 1960-е годы активно проводились исследования памяти, примерно в это же время ученые начинали формулировать некоторые всеобъемлющие теории памяти. В этом разделе мы рассмотрим некоторые из наиболее жизнеспособных теорий памяти того времени.

Модель Во и Нормана

Первая современная поведенческая модель, способная проникнуть в глубь памяти, модель, в которой первичная память послужила отправной точкой для многих современных теорий, была разработана Во и Норманом (Waugh & Norman, 1965). Лежащая в ее основе концепция дуалистична: первичная память, или система кратковременного хранения, представлена как независимая от вторичной памяти, или системы более длительного хранения. Здесь деление памяти на первичную и вторичную было с некоторыми вольностями позаимствовано у Уильяма Джемса; модель, показанная в виде схемы на рис. 8.2, спровоцировала появление метафоры «ящиков в голове», которая быстро распространилась в литературе по когнитивной психологии.

Во и Норман сделали то, что так и не попытался сделать Джемс: они дали количественную оценку свойствам первичной памяти (ПП). По их мнению, система краткого хранения обладает весьма ограниченным объемом и информация в ней теряется не просто в зависимости от времени, но (когда использован весь объем хранения) и за счет вытеснения «старых» элементов новыми. ПП можно представить в виде хранилища с вертикальной картотекой, в ячейках которой размещается информация, а если все ячейки уже заняты, то она вытесняет какой-нибудь элемент и занимает его ячейку.

Во и Норман проследили судьбу элементов ПП при помощи списков из шестнадцати цифр, которые зачитывались испытуемому со скоростью одна цифра в секунду или четыре цифры в секунду. Шестнадцатая (или «пробная») цифра была повторной, то есть она уже появлялась в списке 3,5, 7, 9, 10, 11, 12, 13или 14. Пробная цифра сопровождалась звуковым сигналом; этот сигнал был командой испытуемому воспроизвести цифру, следовавшую за пробной, когда пробная называлась в первый раз. Типичная последовательность цифр выглядела так:

В приведенном случае правильный ответ будет «9» (цифра, следующая за первым предъявлением цифры «2»). Остальные десять цифр помещаются между первым и пробным предъявлениями этой цифры. Поскольку испытуемые не знали, какая из цифр станет пробной, они не могли просто сосредоточиться на какой-то одной и повторять ее. Предъявление с интервалом 1 и 1/4 с имело целью определить, является ли забывание функцией затухания (то есть происходит ли оно с течением времени) или функцией интерференции внутри ПП. Если бы забывание определялось затуханием, то можно было бы ожидать, что при меньшем темпе предъявления (одна цифра в секунду) правильных ответов будет меньше; если же забывание — результат интерференции, то качество ответов не будет зависеть от темпа предъявления. Одно и то же количество информации предъявлялось в разном темпе, так как Во и Норман полагали, что процесс затухания идет с одинаковой скоростью. Можно было бы возразить, что даже темп один элемент в секунду достаточен, чтобы дополнительная экспериментальная информация поступила в ПП испытуемых, но в последующих экспериментах (Norman, 1966a), где скорость предъявления менялась от одной до десяти цифр за заданный период, были получены данные о скорости забывания, совпадающие с предсказаниями первоначальной модели. Как вы можете видеть на рис. 8.5, скорость забывания была примерно одинаковой при разных темпах предъявления. Отсюда следует вывод, что в ПП интерференция играет в забывании большую роль, чем затухание.

Рис. 8.5. Результаты эксперимента с пробной цифрой. Адаптировано из: Waugh & Norman, 1965

Модель Во и Нормана выглядит вполне логичной. ПП удерживает вербальную информацию и позволяет осуществлять дословное воспроизведение, что очевидно, например, при обычном разговоре. Мы способны абсолютно точно вспомнить последнюю часть только что услышанного предложения, даже если мы едва обратили внимание на сказанное. Однако невозможно воспроизвести ту же самую информацию некоторое время спустя, если мы не повторили ее и тем самым не обеспечили доступ к ней через КВП.

Модель Аткинсона и Шифрина

Объяснения человеческой памяти в терминах «ящиков в голове» уже достаточно широко распространились, когда Аткинсон и Шифрин (Atkinson & Shiffrin, 1968) предложили новую систему[55], разработанную в рамках представления о памяти как имеющей фиксированную структуру и меняющиеся процессы управления. Они разделяли концепцию двойственной памяти, описанную Во и Норманом, но ввели в состав КВП и ДВП гораздо больше подсистем. Представьте для сравнения, что Во и Норман открыли такие элементы, как земля, огонь, воздух и вода, а Аткинсон и Шифрин описали элементы, составляющие периодическую таблицу; это более поздние представления, более сложные, функциональные, всеобъемлющие, и они более полно описывают широкий круг явлений. Аткинсон и Шифрин заметили, что упрощенное понимание памяти не позволяет объяснить такие сложные явления, как внимание, сравнение, управление воспроизведением, передача информации из КВП в ДВП, образы, кодирование в сенсорной памяти и т. д. Единственным выходом было «разделять и властвовать», то есть формулировать свойства памяти и разрабатывать эмпирические правила их различения.

Модель Аткинсона и Шифрина (рис. 8.6) предусматривает наличие трех хранилищ информации: 1) сенсорный регистр; 2) кратковременное хранилище (КВХ) и 3) долговременное хранилище (ДВХ). Входящий стимул непосредственно регистрируется в соответствующей сенсорной модальности и либо теряется, либо передается дальше на обработку. Зрительная система — это подотдел сенсорного регистра; ей соответствует иконическое хранение, детально рассмотренное в главе 3. Ее свойства достаточно хорошо изучены: это большие информационные возможности и быстрое затухание. Когда Аткинсон и Шифрин развивали свою модель, системы других сенсорных модальностей были не так хорошо изучены, как сегодня (хотя они все еще хранят много секретов), но в модели предусмотрено место и для них — в предвидении будущих исследований, которые раскроют неизвестные пока свойства.

Рис. 8.6. Модель системы памяти с расширенным составом управляющих процессов. Сплошные стрелки — пути переноса информации; пунктирные стрелки — связи, обеспечивающие сравнение информации о различных областях знаний, а также потенциальные пути сигналов, активизирующих передачу данных, механизм повторения и т. д. Долговременное хранилище хранит информацию постоянно, кратковременное — не более 30 с (без повторений) и сенсорный регистр (СР) — несколько сотен миллисекунд. Адаптировано из: Shiffrin & Atkinson, 1969

Аткинсон и Шифрин ввели важное разграничение между понятием памяти и понятием хранилищ памяти. Термином «память» они обозначали данные, подлежащие сохранению, а термином «хранилище» — структурный элемент, в котором эти данные хранятся. Просто указать, как долго сохраняется элемент, — это не значит определить, где именно в структуре памяти он расположен. Так, согласно их системе, информация может быть допущена в ДВХ вскоре после ее предъявления, а может несколько минут удерживаться в КВХ, но так никогда и не войти в ДВХ.

Кратковременное хранилище рассматривалось ими как рабочая система, в которой входная информация затухает и быстро исчезает (но не так быстро, как из сенсорного регистра). Форма представления информации в КВХ может отличаться от первоначальной сенсорной формы (например, слово, предъявленное визуально, в кратковременном хранилище может быть представлено в слуховых кодах).

Информация, содержащаяся в третьей системе, то есть в долговременном хранилище, рассматривалась авторами как относительно постоянная, несмотря на то что она может быть недоступна вследствие интерференции с входной информацией. Функция ДВХ — отслеживать стимулы во входном регистре (контролировать стимулы, поступающие в КВХ) и обеспечивать место для хранения информации, приходящей из КВХ.

Переход информации из одного хранилища в другое контролируется преимущественно самим человеком. Информация, кратковременно удерживаемая в сенсорном регистре, сканируется, и отобранная ее часть вводится в КВХ. Авторы модели считают, что процесс передачи информации из КВХ может длиться столько же времени, сколько она здесь удерживалась. Аткинсон и Шифрин также постулировали, что информация может поступать в долговременное хранилище непосредственно из сенсорного регистра.

Уровень воспроизведения (УВ)

В работе, не слишком хорошо известной на Западе, российский психолог П. И. Зинченко поставил вопрос о том, как человек взаимодействует с изучаемым и запоминаемым материалом. Основная идея, предлагаемая Зинченко (Zinchenko, 1962, 1981), состоит в том, что слова, кодируемые специальными способами, будут сохраняться в непроизвольной памяти лучше, чем слова, кодируемые другими, более поверхностными способами, Так, запоминаемость слов в значительной мере зависит от цели, которая стоит перед испытуемым во время предъявления материала. Предполагается, что различные цели активизируют различные системы связей, поскольку люди имеют разное отношение к материалу.

Этот тезис был проверен в эксперименте, в ходе которого испытуемым давали 10 наборов по 4 слова. Первое слово они должны были связать с одним из других слов, но инструкции для каждой из трех групп испытуемых были разные. Пример такого набора: ДОМ — ОКНО — ЗДАНИЕ — РЫБА. В одной группе испытуемых просили назвать слово, значение которого отличается от значения первого слова (ДОМ — РЫБА). В другой группе испытуемых просили установить конкретную связь между первым словом и одним из остальных слов (например, ДОМ — ОКНО). В третьей группе испытуемых просили установить «логическую» связь между первым словом и одним из трех других слов (например, ДОМ — ЗДАНИЕ). Зинченко полагал, что в разных условиях у испытуемых будут не только разные целевые установки по отношению к материалу, но им также потребуется изучить значение каждого слова. После краткой прерывающей задачи испытуемых просили воспроизвести предъявленные слова. Результаты приведены на рис. 8.7. В группе, где испытуемые формировали логические связи между первым и еще одним словом, целевое слово воспроизводилось с большей частотой, чем в других группах; воспроизведение слов при конкретных связях слов было лучше, чем при установлении связей не по смыслу.

Рис. 8.7. Воспроизведение слов при трех различных инструкциях. Данные из: Zinchenko, 1962, 1981

Таким образом, «уровень воспроизведения» (УВ), как назвал его Зинченко, определяется целью действия. Из описания эксперимента мы видим, что когда испытуемым дается установка заучивания или инструкция обрабатывать материал на том или ином уровне (если использовать современный жаргон), это очень сильно влияет на воспроизведение. Поскольку оригинал статьи был опубликован на русском языке и не получил широкого распространения, он не был включен в общую разработку моделей памяти. И все же, как мы увидим ниже, изложенный Зинченко эксперимент имел важное теоретическое значение для обоснования понятия «уровней обработки», оказавшего большое влияние на когнитивную психологию и наши представления о памяти человека.

Уровни обработки (УО): Крэйк

Похоже, что на ранних этапах научного развития успех достигается в основном благодаря реакции и контрреакции, а не благодаря открытию великих и непреложных истин. Модель «уровней обработки» (УО), предложенная Крэйком и Локхартом (Craik & Lockhart, 1972), была реакцией на представление о строении памяти в виде «ящиков в голове». Эти авторы придерживались мнения, что все имеющиеся данные удобнее описывать, если концепция памяти будет построена на основе понятия «уровней обработки». Общая идея состоит в том, что входящие стимулы проходят ряд аналитических процедур начиная с поверхностного сенсорного анализа и далее — к более глубокому, более сложному, абстрактному и семантическому анализу. Обрабатывается ли стимул поверхностно или глубоко — это зависит от природы стимула и от времени, отпущенного на его обработку. У элемента, обработанного на глубоком уровне, меньше шансов быть забытым, чем у того, что обрабатывался на поверхностном уровне. На самом раннем уровне входящие стимулы подвергаются сенсорному и подетальному анализу. На более глубоком уровне элемент может быть опознан посредством механизмов распознавания паттернов и выделения значения; а на еще более глубоком уровне этот элемент может вызывать у субъекта долговременные ассоциации. С углублением обработки увеличивается доля семантического или когнитивного анализа. Возьмем, например, распознавание слов: на предварительных стадиях зрительный паттерн анализируется по его чисто физическим или сенсорным деталям, таким как линии и углы. На более поздних стадиях эти стимулы сопоставляются с уже имеющейся информацией — например, когда одна из букв соответствует паттерну, идентифицированному как А. На самом высоком уровне опознаваемый паттерн может «вызывать ассоциации, образы или сюжеты в зависимости от прошлого опыта употребления данного слова» (Craik & Lockhart, 1972).

Важная проблема, по мнению Крэйка и Локхарта, состоит в том, что нам удается воспринимать информацию на уровне значений до проведения ее анализа на более элементарном уровне. Таким образом, уровни обработки — это, скорее, «расширенная» обработка, когда хорошо знакомые и значимые стимулы обрабатываются на более глубоком уровне с большей вероятностью, чем менее значимые.

То, что мы можем воспринимать информацию на более глубоком уровне, не проанализировав ее предварительно на поверхностном уровне, ставит под сомнение первоначальную формулировку идеи об уровнях обработки. Возможно, мы просто имеем дело с различными видами обработки, не выстроенными в строгую последовательность. Если все виды обработки равно доступны для входящих стимулов, тогда понятие уровней можно заменить системой, опирающейся не на понятие «уровня» или «глубины», а на некоторые из идей Крэйка и Локхарта о повторении и образовании следов в памяти; Модель, сходная с их первоначальной идеей, но не содержащая «ящиков», приведена на рис. 8.8. Эти фигуры изображают активацию памяти в процессе чтения отрывка текста в двух случаях: с целью уловить суть прочитанного и с целью корректировки самого текста. Для корректировки текста — скольжения по поверхности отрывка — требуется интенсивная поверхностям работа и минимальная обработка смысла. Чтение же с пониманием сути — попытка уловить существенные моменты — предусматривает минимум поверхностной обработки (или минимум «повторения для удержания в памяти») без размышления, но требует глубокого анализа на семантическом уровне[56]. В результате ряда исследований (Craik & Watkins, 1973; Lockhart, Craik & Jacoby, 1975) идею о неизменной последовательности этапов обработки пришлось оставить, но был сохранен общий принцип, согласно которому семантическому анализу должна предшествовать некоторая сенсорная обработка.

Рис. 8.8. Активизация памяти при двух типах чтения. Сделано на основе эскиза, любезно предоставленного Ф. И. М. Крайком

Уровни обработки и информационный подход. Информационный подход к моделям памяти обычно делает акцент на структурных компонентах (например, сенсорном хранилище, КВП, ДВП), участвующих в обработке (внимании, кодировании, повторении, преобразовании информации и забывании); обработка — это операция, связанная (иногда уникальным образом) с определенными структурными компонентами. Однако можно использовать другой подход: сначала постулировать процесс, а затем сформулировать систему памяти в терминах этих операций. Крэйк и Локхарт заняли как раз такую позицию, и их безоговорочная критика (совместно с Найссером (Neisser, 1976)) информационного подхода указывает нам, что для последнего наступают трудные времена.

Если информационный подход к памяти подчеркивает наличие последовательных этапов продвижения и обработки информации, то, согласно другому подходу, следы памяти возникают как побочный продукт перцептивной обработки. Так, предполагается, что длительность хранения в памяти зависит от глубины обработки, то есть что информация, которая не стала объектом внимания и анализируется только на поверхностном уровне, вскоре будет забыта. А информация, глубоко обрабатываемая — захватившая внимание, полностью анализируемая и обогащаемая ассоциациями или образами,- сохранится надолго. Модель уровневой обработки также не избегла критики (см. Craik & Tulving, 1975; Baddeley, 1978), обратившей внимание на следующее: 1) эта модель говорит только о том, что значимые события лучше запоминаются, а это весьма заурядный вывод; 2) она очень расплывчата и вообще не поддается проверке; 3) она просто зациклена на том, что всякое хорошо запомнившееся событие обязательно было «глубоко обработано», причем никакого объективного и независимого доказательства не приводится.

Одно из главных отличий теорий «ящиков в голове» (Во и Норман; Аткинсон и Шифрин) и «уровневой обработки» (Крэйк и Локхарт) состоит в различном подходе к пониманию роли повторения. Согласно первой теории, повторение информации в КВП служит для передачи ее в хранилище с более длительным сроком хранения. Согласно второй, повторение нужно для сохранения информации на одном уровне анализа или для обработки информации путем перевода ее на более глубокий уровень. Первый тип повторения — для удержания в памяти — не ведет к лучшей сохранности информации.

Крэйк и Тульвинг (Craik & Tulving, 1975) проверяли идею о том, что чем глубже уровень обработки слов, тем лучше они должны воспроизводиться. С этой целью исследователи предложили участникам эксперимента просто оценить слова по их структурным, фонематическим и семантическим характеристикам. Вот примеры типичных вопросов:

Крэйк и Тульвинг измеряли время принятия решения и опознания оцениваемых испытуемыми слов. (В другом эксперименте измерялось кроме прочего воспроизведение.) Из полученных данных (рис. 8.9) следует, что: 1) более глубокая обработка требует большего времени; 2) опознание кодированных слов возрастает прямо пропорционально конечному уровню обработки, то есть слова, привязанные к, смысловым характеристикам, опознаются лучше, чем слова, привязанные только к фонематическим или структурным характеристикам. Сходные результаты в не слишком отличающихся экспериментах получили также Д'Агостино, О'Нил и Пэвио (D'Agostino, O'Neill & Paivio, 1977), Кляйн и Салтц (Klein & Saltz, 1976) и Шульман (Schulman, 1974).

Рис. 8.9. Зависимость времени скрытой реакции и количества опознанных слов от типа решаемой задачи. Источник: Craik & Tulving, 1975

Предыдущие исследования были основаны на представлении о том, что память — это функция способа начального кодирования исходной информации; а семантически кодируемая информация воспроизводится лучше, чем перцептивно кодируемая. Принимая нейрокогнитологическую точку зрения (некоторые философы называют эту позицию «биологическим редукционизмом»), ученый ищет анатомическую основу выраженного эффекта памяти, связанного с уровнями обработки. К счастью, именно такое исследование было проведено Капуром, Крэйком, Тульвингом, Уилсоном, Хойлем и Брауном (Kapur, Craik, Tulving, Wilson, Hoyle & Brown, 1994) с использованием технологии ПЭТ-сканирования, что позволило получить интересные результаты. Задача, используемая в эксперименте, проведенном Капуром и его коллегами, была подобна заданиям, используемым в упомянутых выше исследованиях. В одном условии участников просились просто обнаружить наличие или отсутствие буквы в слове (например: «Содержит ли это слово букву Л?»); в другом условии участники изучали каждое слово, а затем их спрашивали, обозначает ли оно что-то живое или неживое. Предполагалось, что в первом условии обработка должна быть поверхностной, а во втором — глубокой. Поведенческие реакции (ответы «да» или «нет») на эти вопросы регистрировались посредством щелчка мышью компьютера, но для исследователей также важны были данные об активизации определенных областей мозга во время решения этих задач, полученные с помощью ПЭТ-снимков с использованием помеченной изотопом О₁₅ воды. Поведенческие данные свидетельствовали о том, что участники демонстрировали лучшую память на опознание слов, обработанных на глубоком уровне (живой или неживой объект), чем на слова, обработанные на поверхностном уровне (А или не А). Результаты ПЭТ-сканирования показаны на рис. 8.10.

Рис. 8.10. Области мозга, в которых обнаружено увеличение мозгового кровотока при глубокой обработке (живой или неживой объект). Рисунок вверху слева — вид сбоку, с лобными областями справа и затылочной долей слева. Рисунок вверху справа -вертикальное поперечное сечение. Сетка и числа обозначают стандартные координатные пространства. ВЗК — вертикальная линия через заднюю комиссуру, а ВПК — вертикальная линия через переднюю комиссуру

Различия между этими двумя группами показали существенное увеличение мозговой активности в левой нижней префронтальной коре при решении смысловой глубокой задачи по сравнению с перцептивной поверхностной задачей. По-видимому, в настоящем исследовании данный тип хранения информации может быть связан с левой префронтальной областью, связанной с улучшением работы памяти. Для полного понимания процессов памяти необходимо, конечно, учитывать когнитивные процессы, нервную активность и работу памяти, объединенные в общую теорию памяти.

Эффект соотнесения с собой (ЭСС)

Новые аспекты концепции уровневой обработки выявили Роджерс, Куипер и Киркер (Rogers, Kuiper & Kirker, 1977), показавшие, что соотнесение с собой — это мощная методическая переменная. Используя методику, сходную с методикой Крэйка и Тульвинга (Craik & Tulving, 1975), они просили участников оценить список из 40 прилагательных с точки зрения четырех вопросов, различавшихся, как предполагалось, по глубине обработки информации, или смысловой насыщенности. Из четырех вопросов один относился к структурным, другой — к фонематическим, третий — к семантическим характеристикам, а четвертый касался самого участника. Вот типичные вопросы:

Как и в работе Крэйка и Тульвинга, здесь предполагалось, что слова, глубже кодируемые в процессе их оценки, должны воспроизводиться лучше, чем слова, закодированные поверхностно. После того как участники проводили оценку слов, их просили в свободном порядке воспроизвести как можно больше слов из списка.

Хуже всего воспроизводились слова, охарактеризованные по структурному признаку; воспроизведение слов, проанализированных с точки зрения фонетики и семантики, значительно улучшалось. Слова, соотнесенные участниками с самими собой, воспроизводились лучше всего. На рис. 8.11 показаны результаты воспроизведения. Очевидно, что лидирует воспроизведение слов, оцененных относительно себя, а это указывает на то, что оценка относительно себя — это мощная система кодирования.

Рис. 8.11. Зависимость среднего показателя воспроизведения от характера вопроса для положительных («да») и отрицательных («нет») оценок слов. Источник. Rogers, Kuiper & Kirker, 1977

Открытым остается вопрос о том, хранятся ли эти связанные с оценкой воспоминания в различных частях мозга.

Нарциссическая черта. В нескольких лабораториях почти с тем же результатом проводились эксперименты, являвшиеся модификациями первоначальной процедуры. Некоторые исследователи утверждали, что задачи на соотнесение с собой хранятся в специальной системе памяти. Конечно, если вас попросили в порядке самоописания оценить некую черту, например жадность, влюбчивость или раздражительность, вы используете очень мощную схему «я», то есть организованную систему внутренних признаков, которые группируются вокруг темы «я, мой, меня». Мы называем это нарциссической особенностью. Так как все мы многое знаем о самих себе (и эмоционально, если не интеллектуально, глубоко погружены в себя), мы имеем разветвленную внутреннюю сеть, предназначенную для хранения информации о себе. Благодаря этим сложным внутренним структурам новую информацию (если она имеет к нам непосредственное отношение) организовать легче, чем другую, более безличную[57]. Действительно ли связанные с оценкой воспоминания хранятся в различных частях мозга, остается вопросом, но есть подозрение, что значительная часть драгоценного пространства мозга предоставлена в распоряжение нарциссической особенности.

Эпизодическая и семантическая память: Тульвинг

Тульвинг (Tulving, 1972,1983,1986,1989а, b) разделил память на два типа: эпизодическую и семантическую. Такое разделение весьма важно. Обычно полагают, что ДВП существует в единственном состоянии. Тульвинг же различает две ее формы и видит в них средство для ориентации исследований и теоретических разработок.

Эпизодическая память «получает и хранит информацию о датированных по времени эпизодах или событиях и о... связях между этими событиями». Так, воспоминания о конкретном переживании — встреча с океаном, первый поцелуй, поход в отличный китайский ресторан в Сан-Франциско — это все события эпизодической памяти. Такие события всегда хранятся в виде «автобиографической вехи». Эпизодическая память подвержена изменениям или потерям информации, но она важна, поскольку составляет основу для опознания событий, людей и мест, встречавшихся в прошлом. Этим воспоминаниям во многом не хватает формальной структуры, которую мы применяем ко всякой другой информации, особенно хранящейся в семантической памяти.

Семантическая память — это память на слова, понятия, правила и абстрактные идеи; она необходима, чтобы пользоваться языком.

По словам Тульвинга:

Когда мы употребляем слово синий, мы относим его не к конкретному эпизоду в нашей памяти, где это слово было использовано, а к общему значению этого слова. В повседневной жизни мы часто воспроизводим информацию из семантической памяти и используем ее в разговоре, при решении задач или чтении книги. Наша способность быстро обрабатывать разнообразную информацию существует благодаря высокоэффективному процессу воспроизведения и хорошей организации материала в семантической памяти.

Семантическая и эпизодическая память различаются не только по содержанию, но и по своей подверженности забыванию. Информация в эпизодической памяти быстро теряется по мере непрерывного поступления новой информации. Собственно процесс воспроизведения — это часть потока информации в эпизодической памяти: если вас попросить перемножить 37 и 3 (для этого потребуется информация из семантической памяти) или вспомнить, что вы ели на завтрак (для этого потребуется информация из эпизодической памяти), то вам сначала придется ввести эти вопросы (в качестве «событий») в свою эпизодическую память. Вы можете также записать в эпизодической памяти, что вы умножали 37 на 3 и вспоминали, что вы ели на завтрак. Эпизодическая память постоянно получает новые задачи (и изменяется в результате их выполнения), тогда как семантическая память активизируется реже, и остается относительно стабильной во времени.

Гипотеза Тульвинга о системах памяти явилась вызовом традиционным моделям обработки информации. В статье под названием «Сколько же существует систем памяти?» (Tulving, 1985a) он описывает память как состоящую из множества систем, каждая из которых служит своей цели и работает по своим принципам. Комбинация систем и принципов составляет то, что мы называем памятью. Рассмотрим детали этой перспективной гипотезы.

Одна память или много. Как мы уже говорили, чтобы объяснить результаты наблюдений в области памяти, необходимо несколько систем памяти — от одной до многих. Тульвинг полагает, что существует пять соображений в пользу множественной системы памяти:

1. До сих пор нельзя провести глубоких обобщений, касающихся памяти в целом.

2. Считается, что память развивается в результате долгой эволюции и что этот процесс характеризуется неравномерным ростом. Человеческая память как естественное явление отражает эти неожиданные повороты эволюции.

3. Исследования работы мозга показали, что на разные виды воздействий окружающей среды реагируют различные механизмы мозга.

4. Большинство наших представлений об умственной деятельности неверны и будут со временем заменены более совершенными теориями.

5. Одна-единственная теория памяти не в состоянии охватить весь круг разнообразнейших явлений научения и памяти (например, моторная адаптация к искажающим линзам, с одной стороны, и запомнившиеся похороны близкого друга — с другой).

Система памяти, наилучшим образом объясняющая сложность и приспособляемость человека, согласно Тульвингу, имеет трехкомпонентное строение и состоит из процедурной, семантической и эпизодической памяти; две последние были описаны выше.

Три системы памяти образуют единую иерархию в том смысле, что самая нижняя система — процедурная память — содержит в себе следующую систему — семантическую память как отдельную целостность, тогда как семантическая память включает эпизодическую память как свою отдельную специализированную подсистему. Каждая из более высоких систем зависит от нижней системы или систем и поддерживается ими; однако каждая система обладает своими уникальными возможностями.

Процедурная, низшая форма памяти сохраняет связи между стимулами и реакциями. Ее можно сравнить с тем, что Оукли (Oakley, 1981) назвал ассоциативной памятью. Семантическая память обладает дополнительными возможностями репрезентации внутренних событий, не происходящих в настоящий момент, а эпизодическая память имеет дополнительную возможность приобретать и удерживать знания о лично переживаемых событиях.

Убедительные доказательства в пользу существования семантической и эпизодической памяти были продемонстрированы Тульвингом (см. обсуждение в главе 2; Tulving, 1989a, b; Tulving et al., 1994), который представил на рассмотрение коллег физические данные о системах памяти. Сообщалось о двух типах исследований. В одном Тульвинг описывает человека, известного как К. С., который имел поражение мозга в результате падения с мотоцикла (см. материал во врезке под названием «Случай К. С.: нарушение эпизодический памяти»). Наиболее серьезно были повреждены левая лобно-теменная и правая теменно-затылочная области. К. С. остался устойчиво утратившим память, но замечателен тип амнезии: этот человек испытывает трудности при запоминании обычного, повседневного сознательного опыта. Он не может осознать «ничего из того, что он когда-либо сделал или пережил» (Tulving, 1989a). Однако он не является умственно отсталым, он способен вести внешне нормальную беседу, он может читать и писать, он может узнавать знакомые объекты и фотографии, и в течение минуты или двух после совершения некого действия он помнит об этом. Очевидно, несчастный случай нанес серьезное повреждение части мозга К. С., необходимой для работы эпизодической памяти, и в намного меньшей степени — семантической системы.

Исследования второго типа, в которых применялось измерение локального мозгового кровотока (ЛМК); указывают на корковое местоположение семантической и эпизодической памяти. Поскольку эта техника и результаты уже обсуждались в главе 2 и кратко — в начале этой главы, мы повторяем их описание лишь вкратце. Измеряя с помощью модифицированной процедуры ПЭТ-сканирования кровоток в коре (который интерпретируют как признак локальной нервной активности), можно создать карту коры мозга при выполнении различных операций памяти. В моменты активности у испытуемого семантической памяти «освещались» определенные области мозга, в то время как операции эпизодической памяти вели к активизации других областей коры.

Коннекционистская (PDP) модель памяти: Румельхарт и Мак-Клелланд

Описанный в предыдущем разделе подход к памяти, которого придерживается Тульвинг, обнаруживает прямые корреляции между нервными действиями и типами памяти. Коннекционистская (или PDP[58]) модель, созданная Румельхартом, Мак-Клелландом и другими (Rumelhart et al., 1986), также основана на нервных процессах, но она пытается описывать память с точки зрения еще более тонкого анализа обрабатывающих единиц, которые напоминают нейроны. Кроме того, так как модель Тульвинга построена на основе наблюдений активности мозга, коннекционистская модель базируется на развитии законов, которые управляют репрезентацией знания в памяти. Одна дополнительная особенность модели памяти PDP состоит в том, что это не только модель памяти, но и модель действия и репрезентации знания. Основы модели PDP обсуждены в главе 1.

Согласно фундаментальному предположению модели PDP, умственные процессы осуществляются через систему тесно связанных единиц, которые активизируются и связываются с другими единицами. Эти единицы — простые элементы обработки, символизирующие возможные гипотезы о характере вещей, таких как буквы на дисплее, правила, управляющие синтаксисом, и цели или действия (например, цель набора буквы на клавиатуре или проигрывания ноты на фортепьяно). Единицы можно сравнить с атомами, так как и те и другие являются компоновочными блоками для более сложных структур и объединяются с другими такими же единицами, чтобы формировать большие сети. Каким образом такая единица, как нейрон мозга, объединяется с другими нейронами в более крупные системы для параллельной обработки?

Единицы организованы в модули, подобно тому как атомы организованы в молекулы. На рис. 8.12 показан простой модуль обработки информации. В этой весьма упрощенной репрезентации модуля (на самом деле число единиц в модуле колеблется от тысяч до миллионов) каждая единица получает информацию от других модулей (слева) через входящие линии и после обработки передает информацию к другим модулям через выходящие линии (справа).

Рис. 8.12. Упрощенная версия модуля обработки, содержащего восемь единиц обработки. Каждая единица связана со всеми другими единицами, что обозначено ответвлениями выходных линий, которые возвращаются назад на входные линии, ведущие к каждой единице. Адаптировано из: McClelland & Rumelhart, 1985

Согласно этой модели, полученная информация распространяется по всей системе и оставляет следы там, где она прошла. Эти следы изменяются по силе (иногда называемой весом) связей между отдельными единицами в системе. След памяти, например имя друга, может быть распределен по различным связям. Считается, что хранящуюся информацию (например, об имени друга) можно найти по ее содержанию, то есть мы можем получить доступ к информации в памяти на основе ее признаков. Вы можете вспомнить имя вашего друга, если я показываю вам его изображение, говорю вам, где он живет, или описываю, чем он занимается. Все эта признаки могут использоваться, чтобы получить доступ к имени в памяти. Конечно, некоторые признаки лучше, чем другие.

Даже при всей абстрактности этой теории, она имеет отношение к действиями реальной жизни. Возвращаясь к примеру с именем вашего друга, предположим, что я спрашиваю: «Как зовут человека, с которым вы играете в теннис?» Такой вопрос дает по крайней мере два адресуемых содержанию признака: человек и партнер по теннису. Если вы играете в теннис только с одним человеком (и вы знаете его имя), то ответ найти легко. Если у вас много партнеров, которые являются мужчинами, ответить будет невозможно. Дополнительная информация (например, мужчина с бородой, игрок-левша, парень в красных теннисных шортах, пижон с мощной подачей, парень с бостонским терьером и т. д.) может значительно сузить поиск Вы можете вообразить, насколько прост был бы поиск, если все эти признаки были бы связаны только с одним человеком: мужчина, с которым вы играете в теннис. имеет бороду, левша, носит красные теннисные шорты, хорошо играет на подаче и у него есть терьер. В реальной жизни каждый из этих признаков может быть связан больше чем с одним человеком. Вы можете знать несколько человек, имеющих сильную подачу или носящих бороду. Если это так, можно вспомнить не то имя. Однако, если категории являются достаточно специфичными и взаимно исключающими, воспроизведение, вероятно, будет точным. Каким образом модульное понятие о памяти в модели PDP не позволяет этим интерферирующим компонентам сталкиваться друг с другом?

Согласно этой модели, информация представлена в памяти в терминах многочисленных связей с другими единицами. Если признак — это часть множества различных воспоминаний, то при активизации (например, в вопросе: «Как зовут вашего друга?») он будет иметь тенденцию возбуждать все воспоминания, частью которых он является. Один из способов, препятствующих перегрузке системы интерферирующими компонентами, состоит в том, чтобы представить отношения между единицами как подчиняющиеся законам торможения. Так, когда мы идентифицируем человека, с которым вы играете в теннис, как мужчину, теоретически мы тормозим поиск людей, которые являются женщинами. Когда мы добавляем, что он имеет терьера в Бостоне, мы не ищем имен мужчин, с которыми вы не играете теннис и у которых нет бостонского терьера.

«Ракеты» и «Акулы». Системы памяти, подобные только что описанной, изучались Мак-Клелландом, а также Мак-Клелландом и Румельхартом (McClelland, 1981; McClelland & Rumelhart, 1985), показавшими, как эта система памяти с доступом по содержанию работала бы в модели PDP. В табл. 8.2 приведены имена неких отрицательных (гипотетических) персонажей, живущих в неблагополучном районе (также воображаемом).

Таблица 8.2. Признаки членов банд «Ракет» и «Акул». Источник: McClelland, 1981.

Поднабор единиц, представляющих эту информацию, приведен- на рис. 8.13.

Рис. 8.13. Пример единиц и связей между ними, необходимый, чтобы представить персонажи табл. 8.2. Двунаправленные стрелки указывают, что единицы оказывают взаимно возбуждающее влияние. Единицы в пределах каждого «облака» взаимно исключающие (то есть нельзя принадлежать к «Ракетам» и «Акулам»). Источник: McClelland, 1981

На этом рисунке группы на периферии содержат взаимоисключающую информацию (например, Арт не может быть Риком). Все признаки персонажей связаны во взаимно возбуждающей сети. Если сеть хорошо тренирована, то есть если связи между единицами установлены, то мы можем воспроизвести свойства данного человека.

Предположим, что вы хотите воспроизвести признаки Ральфа. Исследуя систему с Ральфом (в системе есть только один Ральф), вы можете вспомнить, что он принадлежит к банде «Ракет», ему больше 30 лет, он имеет неполное среднее образование, холост и занимается торговлей наркотиками. В сущности, мы воспроизвели репрезентацию Ральфа. Другими словами, таков Ральф. Однако, если мы подойдем к системе с другой стороны, не обладая при этом полной информацией, то получим неоднозначные результаты. Например, если мы ищем человека, который принадлежит к банде «Ракет», ему больше 30 лет, он имеет неполное среднее образование и холост, мы воспроизводим два имени — Ральф и Майк. Нам требуется больше информации, чтобы быть точным. (С помощью подобной сети включений и исключений проводятся полицейские расследования.)

Одна из особенностей коннекционистской модели памяти состоит в том, что она может объяснить сложное научение — разновидность операций памяти, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни. Эти операции могут включать изучение категорий или формирование прототипа (см. главу 5). Эти процессы намного более сложны, чем изучение бессмысленных слогов, которым первоначально занимался Эббингауз, о чем сообщалось в начале данной главы.

Мальчик и собака. Рассмотрим следующий пример научения по прототипу, предложенный Мак-Клелландом и Румельхартом (McClelland & Rumelhart, 1986). Маленький мальчик видит много различных собак, каждую лишь один раз, и все они имеют разные клички. Все собаки имеют свои особенности, но их можно рассматривать как вариации собаки-прототипа — воплощения «собаки». Как и в случае лица-прототипа в исследовании Солсо и Мак-Карти, которое было сформировано на основе опыта восприятия вариантов лиц (см. главу 4), мальчик формирует воспоминание собаки-прототипа на основе опыта восприятия отдельных собак. Как в примере с лицами, мальчик, вероятно, опознает собаку-прототип как собаку, даже если он никогда не видел ее. Конечно, мальчик вряд ли будет помнить клички всех собак, хотя собака, воспринятая последней, все же может остаться в памяти. Объяснение формирования прототипа, предлагаемое коннекционистской моделью, несколько похоже на пример с «Ракетами» и «Акулами». В случае мальчика и собаки (прототипа) коннекционистская модель предполагает, что каждый раз, когда мальчик видит собаку, создается визуальный паттерн активации более чем нескольких единиц в модуле. Напротив, кличка собаки производит меньший паттерн активации. Объединенная активация всех отдельных собак суммируется в собаке-прототипе, которая может быть устойчивой репрезентацией памяти. Таким образом, модель, более детальная, чем представленная здесь, по-видимому, довольно хорошо объясняет эту форму памяти.

За последние несколько лет коннекционистская модель памяти приобрела многих сторонников. Ее популярность частично объясняется ее изящными математическими моделями, связью с нейронными сетями и ее гибкостью в объяснении разнообразных форм воспоминаний.