Кратковременная (оперативная, рабочая) память

КП удерживает материал иного типа, нежели «непосредственный отпечаток» сенсорной информации. Для того чтобы тот или иной материал закреплялся в памяти, он должен быть соответствующим образом переработан субъектом. Такая переработка требует определенного времени, которое называют временем консолидации следов. Субъективно этот процесс переживается как отзвук только что прошедшего события: на какое-то мгновение мы как бы продолжаем видеть, слышать и т. д. то, чего уже непосредственно не воспринимаем (стоит перед глазами, звучит в ушах и т. д.). Эти процессы неустойчивы и обратимы, но они настолько специфичны, и их роль в функционировании механизмов накопления опыта столь значительна, что их рассматривают в качестве особого вида запоминания, сохранения и воспроизведения информации, который получил название кратковременной памяти.

В самом термине «кратковременная память» закреплен внешний, временной параметр явления безотносительно к тому, как оно связано с деятельностью индивида, с ее целями и мотивами.

Удерживаемая в КП информация представляет собой не полное отображение событий, происшедших на сенсорном уровне, а непосредственную интерпретацию этих событий. Между запоминанием образа событий и запоминанием интерпретации событий имеется явное различие.

Чтобы получить общее представление о КП, нужно осознать факт, что, например, мы не поймем какую-либо фразу, не удерживая в памяти ее начало до тех пор, пока не доберемся до конца фразы. Ее невозможно понять, если не запомнить составляющие ее слова и порядок их расположения. Предыдущее предложение — хорошая иллюстрация этого факта. Аналогично, если надо умножить в уме 23 на 7, то мы не получим 161, если не удержим в памяти результаты промежуточных операций, которые перестают быть нужны и забываются после получения конечного результата.

Таким образом, при выполнении речевых и арифметических операций имеется необходимость во временном хранилище информации для выполнения различных вспомогательных функций дополнительно к пониманию или вычислению. После выполнения задания эта дополнительная информация больше не требуется. Подобное временное хранение необходимо для решения любых (а не только простых арифметических, как в нашем примере) задач, для обеспечения процесса логического мышления.

Систему кратковременного хранения информации и называют кратковременной (оперативной, рабочей) памятью. Обратим внимание на то, что оперативная и рабочая память — это практически одно и то же (просто термин оперативная память возник раньше, в 1950;е гг., и его чаще используют отечественные авторы, а термин «рабочая память» ввел в 1980;х гг. А. Бэддели, и этот термин широко используется в англоязычной, а в последнее время и в русскоязычной литературе), кратковременна же она в том смысле, что существует столько времени, сколько необходимо для реализации сиюминутной программы действия. После выполнения поведенческой программы информация, хранящаяся в ней, стирается за ненадобностью. В момент же выполнения поведенческой программы она может взаимодействовать с долговременной памятью, извлекая из нее информацию. Сугубая важность этого вида памяти иллюстртруется, например, тем, что все попытки компьютерного моделирования поведения приводили к необходимости создания рабочей (оперативной) памяти как составной части общей системы удержания обрабатываемой информации и оперирования ею.

Что же представляет собой по современным представлениям система рабочей памяти? Изложим взгляд на ее структуру и функционирование автора модели рабочей памяти Алана Бэддели.

Еще в 70-е гг. Аткинсон пришел к выводу о том, что кратковременное хранилище памяти участвует в процессах мышления, понимания и научения. Этот вывод противоречил представлениям о КП первого периода ее изучения (60-е гг.), в соответствии с которыми считалось, что в КП хранятся продукты элементарной обработки материала в виде речевых кодов (результат прослушивания и/или проговаривания). Воспользовавшись результатами Аткинсона, Бэддели предположил, что кратковременная (рабочая) память представляет собой сложную и гибкую систему, состоящую из отдельных компонентов: центрального процессора, осуществляющего сложные преобразования информации (благодаря которым КП участвует в процессах мышления, понимания, научения) и двух обслуживающих блоков, а именно, артикуляционной (или фонологической) петли и визуально-пространственной матрицы (ВПМ). Обслуживающие блоки снимают с центрального процессора часть функций по храпению информации (рутинная работа), позволяя направить освободившиеся емкости на ее обработку (творческая работа).

В артикуляционной петле в результате субвокализации (проговаривание про себя) автоматически прокручивается некоторое количество вербальной информации, представленной в виде акустических (слуховых) или артикуляционных (мышечных) кодов, и в это время осуществляется контроль за расположением информации. То есть артикуляционная петля — это механизм контроля за порядком расположения информации (каждому из личного опыта известно, что чем сложнее текст, тем важнее для его понимания отслеживать точный порядок слов, что мы и делаем при субвокализации). Если артикуляцию подавлять, то емкость рабочей памяти снижается.

Но главное назначение этого блока — с чем было эволюционно связано его возникновение — это необходимость овладевать речью: экспериментально показано, что у взрослых, не имеющих необходимости учить иностранные языки, нарушения работы фонологической петли (недостаточная способность к повторению) заметных жизненных проблем не вызывали, дети же и взрослые, нуждавшиеся в овладении языком, при нарушении у них работы фонологической петли имели с этим проблемы.

Выделение визуально-пространственной матрицы в качестве самостоятельного блока КП связано с тем фактом, что зрительные образы играют большую роль при заучивании вербальной информации. То есть КП хранит не только акустическую, но и зрительную информацию. Сам же факт существования зрительного кодирования в КП впервые был экспериментально доказан Познером в 1969 г. в экспериментах по измерению времени реакции на предъявляемые различные пары букв.

Словосочетание «визуально-пространственная» говорит о том, что зрительный образ имеет две составляющие: визуальную = зрительную (яркость, форма, цвет, размер) и пространственную (местоположение, взаимное расположение). Причем эксперименты и наблюдения за нейропсихологическими больными показали, что зрительный и пространственный аспекты образа существуют раздельно. При этом зрительные образы хранятся, скорее всего, в виде зрительных кодов, сохраняющих метрические свойства реального пространства в затылочных долях мозга. На это указывают результаты ряда экспериментов, например, Шепарда и Кослина. Пространственная же информация хранится в ДП в форме абстрактного кода, и, чтобы ею воспользоваться, нужна пространственная вспомогательная система — часть ВПМ.

Связь ВПМ (а также фонологической петли) с ДП осуществляет центральный процессор рабочей памяти.

Таким образом, рабочая память сочетает собственно память (вспомогательные блоки) с переработкой информации центральным процессором.

Обобщим сказанное о КП.

1. Основная функция кратковременной памяти — первичная ориентировка в окружающей среде. Первичная ориентировка — это отражение пространственно-временной структуры среды в конкретный момент времени и анализ степени многообразия параметров внешнего мира, соответствующих этому моменту времени.

Такая ориентировка может, с одной стороны, давать материал для долговременной памяти, а с другой — активизировать старые, но нужные в данный момент мнемические следы. Чтобы первичная ориентировка была возможна, КП должна, во-первых, отражать быстро изменяющиеся процессы; во-вторых, фильтровать события по признаку новизны. То есть КП как поставщик материала для ДП должна реагировать в первую очередь на его новизну и только потом на значимость сигнала.

• 2. Длительность сохранения материала в КП так и не удалось определить сколько-нибудь точно. По Аткинсону, она составляет до 30 с, по Величковскому, она может колебаться от 2 с до нескольких часов. С помощью контрольных процессов (процессов управления), в частности повторения, возможно произвольное удлинение срока сохранения — вплоть до перевода информации в ДП. Типичными для блока КП являются именно контрольные процессы — повторение, перекодирование и т. д. А это — типичные сознательные процессы, осуществляемые посредством проговаривания. Эти данные соответствуют разработанным в школе Выготского взглядам о роли словесного опосредствования в процессах запоминания.
• 3. Объем КП впервые определил Джекобе в 1887 г. Он читал испытуемым вслух последовательность чисел без определенного порядка и сразу же после этого просил их записать все, что они запомнили. Максимальное число воспроизведенных чисел было равно 7. Такие эксперименты проводились различными авторами на протяжении нескольких десятилетий с применением самых разнообразных объектов, включая бессмысленные слоги, числа, буквы и слова, но результат был неизменным: объем КП не превышал 7 элементов.

Дж. Миллер установил, что объем КП ограничен числом 7 ± 2, и назвал это число «магическим». Количество информации, способной удерживаться в КП, можно изменить лишь путем уплотнения информационной насыщенности единиц этой информации. Предпринимались попытки точнее определить величину «магического числа»; только Саймоном было получено подтверждение результатов Миллера, все остальные оценки оказались более низкими. Так, по данным 32 экспериментов построили гистограмму распределения объема КП. Оказалось, что мода распределения лежит около 2 единиц материала. Но эти единицы очень подвижны: в качестве единиц могут выступать как отдельные фонемы, так и целые фразы. Поэтому объем КП может изменяться от 2 до 26 слов.

Существует предположение о существовании еще одной разновидности памяти — промежуточной [8]. Объем КП явно недостаточен для того, чтобы обеспечить запись в ДП непрерывного потока важной внешней и внутренней информации, а значит, и эффективное взаимодействие человека с внешней средой. Поэтому считается, что промежуточная память обладает значительно большей емкостью, чем КП, и сохраняет информацию в течение нескольких часов без повторения. Однако емкость промежуточной памяти также ограничена. Предполагается, что обработка и перевод информации из промежуточной памяти в ДП осуществляются в два этапа. Первый этап — логическая обработка информации — происходит в период медленного сна. Второй этап — перевод обработанной информации в ДП — осуществляется в период быстрого сна. Эта гипотеза нуждается в дальнейшей проверке.

Оперативная память. В отечественной психологической традиции кратковременную рабочую память принято называть оперативной памятью (термин был введен Н. И. Жинкиным в 1958 г.), под которой понимают мнемические процессы, обслуживающие непосредственно осуществляемые человеком актуальные действия, операции. Мы говорили об ОП, когда рассматривали пример решения достаточно сложной арифметической задачи, при котором мы удерживаем в уме некоторые промежуточные результаты до тех пор, пока имеем с ними дело. По мере продвижения к конечному результату конкретный «отработанный» материал может забываться.

Участие ОП можно обнаружить в любом виде деятельности. Например, письмо под диктовку или по образцу (списывание).

Функция ОП здесь выражается в запоминании определенных кусков текста и их сохранении в течение небольшого отрезка времени. Куски материала, которыми при этом оперирует человек, могут быть различными.

Существенный вклад в изучение ОП внесли инженерные психологи (Д. А. Ошанин, В. Н. Зинченко), разработавшие понятие оперативного образа, в котором акцентированы характеристики объекта, существенные для конкретного действия, и, наоборот, свернуты малоинформативные в данный момент свойства.

Основная характеристика ОП (ее объем) — показатель количества запоминаемого и сохраняемого в ней материала. Объем ОП измеряется оперативными единицами памяти (ОЕП). ОЕП— это образы более или менее сложных сочетаний элементов материала, которые конструируются при выполнении действия в результате активных преобразований материала в соответствии со стоящими перед человеком задачами.

ОЕП бывают минимально возможные и реально используемые в данной деятельности. Первые выделяются аналитически — последовательным расчленением предъявляемого материала на элементы (пока действие не утрачивает смысл). В реальных условиях человек, как правило, оперирует более крупными единицами, объединяя несколько элементов в более крупные символы. Ступеньки такого усложнения можно предвидеть, но определить, какими именно единицами реально оперирует человек, можно только экспериментальным путем.

От чего зависит качество оперативного запоминания? Показано, что качество работы ОП меняется в процессе тренировки, поскольку меняется характер используемых в деятельности ОЕП.

ОЕП могут быть в разной степени адекватными содержанию задач деятельности. Или — иначе — существуют разные уровни ОЕП.

Единицы низшего уровня едва обеспечивают достижение цели действия. Оптимальные ОЕП в наибольшей степени 40.

адекватны решаемой задаче. Между этими крайними полюсами располагаются единицы промежуточного уровня.

То есть уровень ОЕП не константное свойство человека, он складывается в процессе обучения выполнению данного вида деятельности. Формирование ОЕП оптимального уровня является основным средством повышения продуктивности ОП и обслуживаемой деят ельност и.

В одном из исследований психолога Г. В. Репкиной изучалось формирование ОЕП в процессе обучения. Предметом исследования служило списывание текста. Было установлено, что списывание осуществляется при оперировании различными ОЕП: буквами, слогами, словами, отдельными словосочетаниями и целыми предложениями. Исходя из объема ОЕП, автор разделила их на три уровня: буквы и слоги — низший уровень; слова — средний; словосочетания и предложения — высший уровень.

Оказалось, что уже во втором классе у большинства учащихся отмечается переход к использованию единиц среднего уровня (60% учащихся), отдельные учащиеся (около 7%) начинают оперировать ОЕП высшего уровня. Однако эта картина почти не меняется вплоть до 6-го класса; и там основная масса учащихся списывает по отдельным словам (54,6%) или очень небольшими словосочетаниями — в два слова (27,3%); лишь очень небольшая часть учащихся (18,1%) овладевает единицами высшего уровня.

Характер ОЕП оказывает влияние на качество выполнения деятельности. Наиболее существенным является то, что ОЕП низшего и среднего уровней не могут обеспечить одновременное осуществление важнейших задач данной деятельности — смысловой и технической. Если, например, учащиеся ставятся в такие условия, когда ведущей задачей становится смысловая, то резко снижается орфографическая точность. Только у учащихся, оперирующих ОЕП высшего уровня, отмечается и высокая точность, и большая помехоустойчивость, и возможность выполнять одновременно смысловую и орфографическую задачи.

Рспкиной было предпринято экспериментальное обучение учащихся формированию укрупненных ОЕП. В процессе обучения перед ними ставились следующие задачи: при восприятии на слух предложения из 5−8 слов точно запомнить и воспроизвести его; точно записать услышанное предложение, не допуская орфографических ошибок; сделать то же самое при работе с печатным текстом. Было проведено 20 занятий, каждое продолжительностью 20−30 минут. Результаты исследования показали, что все учащиеся перешли к оперированию крупными ОЕП (табл. 1) [10, с. 53].

Основные результаты обучающих экспериментов (по Г. В. Репкиной)

Таблица 1

Переход к оперированию словосочетаниями и предложениями сопровождается значительным повышением точности и некоторым повышением скорости письма. На основании результатов исследований Репкина приходит к заключению, что основной путь формирования ОЕП состоит в превращении целенаправленных действий в автоматизированные операции.