Перенос из кратковременной памяти в долговременную
Как мы узнали из предыдущего, у кратковременной памяти две основные функции. Прежде всего, она хранит материал, необходимый на короткое время, и служит рабочим пространством для вычислений в уме. Другая ее возможная функция заключается в том, что она служит промежуточной станцией на пути в долговременную память. То есть пока информация кодируется или передается в долговременную память, она может размещаться в кратковременной (Raaijmakers, 1992; Atkinson & Shiffrin, 1971). Хотя существуют различные способы такого переноса, одним из наиболее изученных является повторение (репетиция), сознательное повторение информации, хранящейся в кратковременной памяти.
Повторение элемента не только удерживает его в кратковременной памяти, но и заставляет его перейти в долговременную память. Таким образом, термин «сохранительное повторение» используется для обозначения активных усилий по удержанию информации в рабочей памяти; а термин «развивающее повторение» служит для обозначения усилий по кодированию информации для ее переноса в долговременную память.
Наилучшее подтверждение этим идеям получено в экспериментах со свободным воспроизведением. В них испытуемым сначала показывали слова, выбираемые из списка, например 40 бессвязных слов; слова предъявлялись по одному. После предъявления всех слов испытуемые должны были немедленно их вспомнить в любом порядке (отсюда название «свободное воспроизведение»). Результаты одного такого эксперимента показаны на рис. 8.6. На нем вероятность верного воспроизведения слова показана в зависимости от порядкового номера элемента в списке. Левая часть кривой относится к первым нескольким элементам, а правая часть — к последним.
Рис. 8.6. Результаты эксперимента на свободное воспроизведение.Вероятность воспроизведения меняется в зависимости от порядкового номера элемента в списке, причем наибольшая вероятность — примерно у последних пяти элементов, за ней по величине идет вероятность воспроизведения нескольких первых элементов, а наименьшая вероятность у элементов из середины списка. Воспроизведение нескольких последних элементов основано на кратковременной памяти, а остальных — на долговременной (по: Glanzer, 1972; Murdock, 1962).
Предполагается, что во время воспроизведения последние несколько предъявленных слов еще находятся в кратковременной памяти, тогда как остальные слова — в долговременной. Значит, следует ожидать высокой вероятности воспроизведения последних нескольких слов, поскольку из кратковременной памяти элементы воспроизвести легко. На рис. 8.6 видно, что так оно и есть. Но воспроизведение первых нескольких элементов тоже довольно хорошее. Почему так? Именно здесь в игру вступает повторение. Когда первые слова предъявлены, они вводятся в кратковременную память и повторяются. Поскольку кратковременная память еще почти не загружена, они повторяются часто и поэтому передаются в долговременную память. По мере предъявления остальных элементов кратковременная память быстро переполняется и возможность для повторения каждого данного элемента и переноса его в долговременную память значительно уменьшается. Поэтому только у первых нескольких предъявленных элементов есть дополнительная возможность перехода в долговременную память, и вот почему они позднее так хорошо из нее воспроизводятся.
Таким образом, кратковременная память является системой, способной удерживать 7 ± 2 блока информации либо в фонологическом (акустическом), либо в визуальном формате. Информация из кратковременной памяти теряется вследствие угасания либо замещения и извлекается (воспроизводится) из этой системы посредством процесса, на функционирование которого оказывает влияние общее количество элементов памяти, активизированных в каждый конкретный момент времени. Наконец, кратковременная память используется для хранения и переработки информации, необходимой для решения задач, а потому играющей важную роль в процессе мышления.
Долговременная память
Долговременная память необходима, когда информацию нужно удерживать или в течение всего нескольких минут (например, замечание в разговоре, сделанное ранее), или на всем протяжении жизни (например, воспоминания взрослого о детстве). В экспериментах с долговременной памятью психологи в общем изучали забывание по истечении нескольких минут, часов или недель, но было очень мало исследований, связанных с периодами длиной в годы и тем более десятилетия. Эксперименты, охватывающие многолетний период, часто включают воспроизведение личных переживаний (то, что называют автобиографической памятью), а не лабораторных материалов. В дальнейшем мы не будем различать исследования, использующие тот или другой материал, поскольку в них отразились во многом одни и те же принципы.
Обсуждая долговременную память, мы снова будем различать три стадии памяти — кодирование, хранение и воспроизведение, но на этот раз введем два усложнения. Во-первых, в отличие от ситуации с кратковременной памятью, в долговременной памяти происходят важные взаимодействия между кодированием и воспроизведением. С учетом этих взаимодействий мы затронем некоторые аспекты воспроизведения при рассмотрении кодирования и отдельно рассмотрим взаимодействие между кодированием и воспроизведением. Вторая сложность состоит в том, что зачастую трудно установить, объясняется ли забывание в долговременной памяти потерей хранения или неудачным воспроизведением. Чтобы справиться с этой проблемой, мы отложим обсуждение хранения до тех пор, пока не рассмотрим воспроизведение, чтобы иметь более ясное представление о том, что является надежным критерием потери хранения.
Кодирование
Кодирование значения.Преобладающая репрезентация вербального материала в долговременной памяти не является ни слуховой, ни зрительной; она основана на значениях элементов. Элементы кодируются по их значениям даже тогда, когда это отдельные слова и, что еще более удивительно, когда это предложения. Через несколько минут после того, как вы услышали предложение, большая часть того, что вы можете воспроизвести или распознать, — это его смысл. Предположим, вы слышите предложение «Автор послал комитету длинное письмо». Данные показывают, что спустя всего две минуты вы в лучшем случае только случайно сможете определить, слышали ли вы именно это предложение или предложение с тем же смыслом «Длинное письмо было послано комитету автором» (Sachs, 1967).
Кодирование значения распространено в повседневной жизни. Когда люди рассказывают о сложных социальных или политических ситуациях, они могут неверно вспоминать многие частности (кто что кому сказал, когда что-либо говорилось и кто еще был там), но вполне точно описывают суть происходившего. Так, во время Уотергейтского скандала начала 70-х годов главный правительственный свидетель (Джон Дин), как впоследствии было показано, сделал много ошибок, описывая, что говорилось в тех или иных ситуациях, и все же его свидетельство в целом считают точным описанием происходивших событий (Neisser, 1982).
Несмотря на то что значение является доминирующим способом представления материала в долговременной памяти, иногда кодируются и другие его аспекты. Например, мы можем запоминать поэмы и декламировать их слово в слово. В таких случаях кодируется не только смысл стихотворения, но и точные слова. Слуховой код также может использоваться в долговременной памяти. Когда звонит телефон и на другом конце говорят «алло», вы часто узнаете голос. В подобных случаях вы должны были закодировать в долговременной памяти звучание голоса этого человека. Зрительные впечатления, вкусы и запахи также кодируются в долговременной памяти. Таким образом, для вербальной информации в долговременной памяти существует предпочитаемый код (а именно — значение), но другие коды тоже используются.
Добавление смысловых связей.Часто случается, что смысл имеют сами элементы, которые надо запомнить, но не связи между ними. В таких случаях можно улучшить запоминание путем создания реальных или искусственных связей между этими элементами. Например, людям, изучающим нотную грамоту, надо запомнить, что пять линеек в нотной записи обозначаются как EGBDF; хотя сами эти символы значимы (они означают ноты на клавиатуре), их порядок выглядит произвольным. Многие учащиеся поэтому превращают эти символы в предложение «Every Good Boy Does Fine» («каждый хороший мальчик поступает правильно»); каждый символ здесь обозначен первой буквой слова, а отношения между словами в этом предложении замещают смысловые связи между символами. Эти связи способствуют запоминанию, поскольку они задают пути воспроизведения между словами: например, после воспроизведения слова «хороший» открывается путь к слову «мальчик» — следующему слову, которое надо воспроизвести.
Один из лучших способов добавления связей — более глубокое осмысление материала во время его кодирования. Чем тщательнее проработано кодируемое значение, тем лучше будет запоминание (Craik & Tulving, 1975). Если надо запомнить что-либо из учебника, лучше сосредоточиться на его смысле, а не на точных словах. И чем глубже и основательнее вы расширяете его значение, тем лучше вы его воспроизведете.
Иллюстрацию некоторых из этих положений дает следующий эксперимент (Brandshaw & Anderson, 1982). Испытуемые читали о фактах из жизни известных людей, которые позднее им предстояло вспомнить, например: «В критический момент своей жизни Моцарт совершил переезд из Мюнхена в Париж». Некоторые факты прорабатывались в отношении их причин и следствий, например: «Моцарт хотел уехать из Мюнхена, чтобы избежать запутанности в сердечных делах». Другие факты предъявлялись только сами по себе. Позднее тестировалось запоминание испытуемыми только самих фактов (не их осмысливания). Те факты, которые предъявлялись развернуто, испытуемые запоминали лучше, чем факты, предъявлявшиеся только сами по себе. По-видимому, путем добавления причины (или следствия) к репрезентации факта в памяти испытуемые задавали путь воспроизведения от причины к искомому факту следующим образом:
Во время припоминания испытуемые могли воспроизвести искомый факт как непосредственно, так и косвенно, следуя по пути от его причины. Даже если они полностью забывали искомый факт, они могли вывести его логически, если воспроизводили причину.
Результаты, подобные вышеизложенным, указывают на тесную связь понимания и памяти. Чем лучше мы понимаем тот или иной материал, тем больше связей мы видим между его частями. Эти связи могут служить звеньями в цепочке воспроизведения, поэтому чем больше мы понимаем, тем больше помним.
Воспроизведение
Забывание в долговременной памяти часто происходит из-за потери доступа к информации, а не потери самой информации. То есть плохая память часто объясняется невозможностью воспроизвести, а не плохой сохранностью (заметьте, что это отличается от кратковременной памяти, где забывание является результатом угасания или вытеснения, а воспроизведение, как полагают, относительно безошибочно). Попытка воспроизвести элемент из долговременной памяти подобна поиску книги в большой библиотеке. Невозможность найти книгу не обязательно означает, что ее там нет; возможно, вы ищете не там или она просто была неверно зарегистрирована.
<Рис. Когда мы забываем информацию, хранящуюся в долговременной памяти, это не означает, что сама информация утрачена. Мы можем воспроизвести эту информацию, если нечто напоминает нам о ней. Это одна из причин, по которой люди собирают семейные альбомы.>
Данные о неудачных воспроизведениях.Множество свидетельств неудач при воспроизведении материала имеются в повседневном опыте. Каждый человек время от времени оказывается неспособен воспроизвести факт или переживание, которое только потом приходит ему в голову. Сколько раз во время экзамена вы не могли вспомнить какое-нибудь имя и вспоминали его только после экзамена. Другой пример — это ситуация «на кончике языка», когда то или иное слово или имя находится где-то совсем близко, но воспроизвести его мы не можем (Brown & McNeil, 1966). Мы можем совершенно известись, роясь в памяти (извлекая и тут же отбрасывая слова, близкие, но неподходящие), пока наконец не найдем нужное слово.
Еще более удивительный пример неудачного воспроизведения — когда во время сеанса психотерапии человек случайно вспоминает что-то ранее забытое. Хотя у нас нет надежных подтверждений таких случаев, они по меньшей мере дают основания полагать, что некоторые кажущиеся забытыми воспоминания не потеряны. Их просто трудно заполучить, и для них требуется подходящий признак воспроизведения, в качестве которого может служить все, что помогает воспроизвести воспоминание.
В качестве более сильного подтверждения тому, что неудачное воспроизведение может быть причиной забывания, рассмотрим следующий эксперимент. Испытуемых просят запомнить длинный список слов. Некоторые из них — названия животных, например собака, кот, лошадь; некоторые — названия фруктов, например яблоко, апельсин, груша; некоторые — предметы мебели и т. д. (табл. 8.1). Во время воспроизведения испытуемые делятся на две группы. Одной группе дают признаки воспроизведения — «животное», «фрукты» и т. д.; другой, контрольной группе их не дают. Группа, получавшая признаки, воспроизводит больше слов, чем контрольная группа. При последующем тестировании, когда признаки воспроизведения дают обеим группам, они вспоминают одинаковое количество слов. Следовательно, первоначальное различие между этими двумя группами объясняется неудачным воспроизведением.
Таблица 8.1. Пример из исследования неудачных воспроизведений
Запоминаемый список
| собака | хлопок | нефть |
| кошка | шерсть | бензин |
| лошадь | шелк | уголь |
| корова | синтетика | дерево |
| яблоко | синий | доктор |
| апельсин | красный | юрист |
| груша | зеленый | учитель |
| банан | желтый | дантист |
| стул | нож | футбол |
| стол | ложка | бейсбол |
| кровать | вилка | баскетбол |
| диван | кастрюля | теннис |
| нож | молоток | рубашка |
| ружье | пила | носки |
| винтовка | гвозди | брюки |
| бомба | отвертка | ботинки |
Признаки воспроизведения
| животные | одежда | топливо |
| фрукты | цвета | профессии |
| мебель | посуда | виды спорта |
| оружие | инструмент | одежда |
Испытуемые, которым не давали признаков воспроизведения, вспоминали меньше слов из запомненного списка, чем те, которые получали признаки. Эти данные показывают, что за некоторые неудачи памяти ответственность несет стадия воспроизведения из долговременной памяти (по: Tulving & Pearlstone, 1966).
Поэтому чем лучше признаки воспроизведения, тем лучше память. Это объясняет, почему результаты теста на распознавание обычно лучше результатов теста на воспроизведение. В тесте на распознавание спрашивают, видели ли мы раньше тот или иной элемент (например: «Была ли Бесси Смит среди тех, кого вы встретили на свадьбе?»). Тестовый элемент сам по себе служит превосходным признаком воспроизведения для воспоминаний об этом элементе. Напротив, в тесте на воспроизведение предстоит вызвать запомненный элемент при минимуме признаков воспроизведения (например: «Вспомните имя женщины, которую вы встретили на вечеринке»). Поскольку в тесте на распознавание признаки воспроизведения вообще более полезны, чем в тесте на воспроизведение, результаты тестов на распознавание, как правило, лучше результатов теста на воспроизведение (Tulving, 1974).
Интерференция.Интерференция является самым важным фактором среди тех, которые могут нарушать воспроизведение. Если с одним и тем же признаком ассоциируются различные элементы и мы пытаемся воспользоваться им для воспроизведения одного из них (целевого элемента), то другие элементы также могут активироваться и мешать воспроизведению целевого элемента. Например, если ваш друг Дэн переехал и вы наконец выучили его новый номер телефона, вам станет трудно воспроизводить старый номер. Почему? Вы используете признак «номер телефона Дэна», чтобы воспроизвести старый номер, но вместо этого данный признак активирует новый номер, который мешает воспроизводиться старому. Или представим, что вы поменяли место, резервируемое в парковочном гараже, которым вы пользовались год. Поначалу вам трудно воспроизводить из памяти место новой парковки. Почему? Вы пытаетесь выучить ассоциацию нового места с признаком «мое место парковки», но этот признак воспроизводит старое место, которое мешает выучить новое. В обоих примерах способность признаков воспроизведения («номер телефона Дэна» и «мое место парковки») активировать определенные целевые элементы уменьшается с увеличением количества других элементов, ассоциированных с этими признаками. Чем больше элементов ассоциировано с признаком, тем более последний становится перегруженным и тем меньше эффективность воспроизведения элемента.
Интерференция может действовать на разных уровнях. В одном эксперименте испытуемые сначала учились ассоциировать различные факты с названиями профессий. Например:
Банкир:
1) попросил обратиться к толпе,
2) разбил бутылку,
3) не отложил поездку.
Юрист:
1) увидел, что шов разошелся,
2) выкрасил старый амбар.
Названия профессий «банкир» и «юрист» служили здесь признаками воспроизведения. Поскольку «банкир» ассоциировался с тремя фактами, а «юрист» — всего с двумя, слово «банкир» должно было служить менее хорошим признаком воспроизведения для любого из ассоциированных с ним фактов, чем «юрист», поскольку «банкир» был более перегруженным признаком. Когда позднее испытуемых тестировали на распознавание, им требовалось больше времени для распознавания любого из трех фактов, относящихся к банкиру, чем для распознавания фактов, относящихся к юристу. В этом исследовании, таким образом, интерференция замедляла воспроизведение. Многие другие эксперименты показали, что интерференция может приводить к полной невозможности воспроизвести материал, если слабы целевые элементы или сильна интерференция (Anderson, 1983). Действительно, долгое время полагали, что интерференция в долговременной памяти служит основной причиной роста забывания с течением времени; проще говоря, больше забывается потому, что со временем соответствующие признаки воспроизведения становятся более и более перегруженными (рис. 8.7).
Рис. 8.7. Зависимость забывания от времени.Кривая зависимости забывания от времени показывает спад воспроизведения. Эта кривая забывания, первая из когда-либо опубликованных, взята из работы Эббингауза 1885 года. Он заучивал списки из 13 слогов, которые повторял, пока не был способен воспроизвести список без ошибок в двух последовательных попытках. Затем, по прошествии времени от 20 минут до 31 дня, он себя проверял, определяя, сколько времени уходит на перезаучивание этого списка относительно первоначального уровня; чем меньше было забывание, тем меньше требовалось попыток на перезаучивание списка. На рисунке показана мера легкости перезаучиваний (доля «сохраненных элементов») в зависимости от времени; из рисунка следует, что мы забываем много информации за первые несколько часов, но после этого темп забывания снижается. Эта кривая отражает запоминание бессвязного вербального материала, а для других видов материала были получены другие кривые (см., например: Bahrick & Phelphs, 1987). Во всех случаях интерференция, как полагают, играет определенную роль в изменении забывания со временем.
Модели воспроизведения.Для объяснения влияния интерференции был разработан ряд моделей воспроизведения. Как и в случае с кратковременной памятью, некоторые модели воспроизведения из долговременной памяти основаны на процессе поиска, а некоторые — на процессе активации.
Влияние интерференции, выявленное в эксперименте с банкиром и юристом, хорошо согласуется с представлением, что воспроизведение из долговременной памяти — это процесс поиска (см., напр.: Raaijmakers & Shiffrin, 1981). Для иллюстрации рассмотрим, как может распознаваться предложение из предыдущего эксперимента: «банкир разбил бутылку» (рис. 8-8). Термин «банкир» достигает своей репрезентации в памяти, локализуя тем самым поиск в соответствующей части долговременной памяти. Начиная с этого момента, чтобы убедиться, что утверждение «разбил бутылку» было одним из фактов, относящихся к банкиру, поиск должен вестись по трем путям. Напротив, при проверке предложения «юрист выкрасил старый амбар» существуют только два пути для поиска. Поскольку длительность поиска возрастает с количеством проверяемых путей, в случае предложения с «банкиром» воспроизведение будет медленнее, чем в случае предложения с «юристом». Вообще, воспроизведение труднее, когда с признаком воспроизведения связано больше фактов, поскольку каждый факт добавляет еще один путь поиска.
Воспроизведение можно также представлять как процесс активации. Например, при попытке распознать предложение «банкир разбил бутылку» испытуемый активирует репрезентацию «банкир», и затем активация распространяется по трем путям, исходящим от репрезентации «банкир» (рис. 8.8). Когда определенная степень активации достигает предложения «разбил бутылку», оно может быть распознано. Интерференция возникает из-за того, что активация, идущая от термина «банкир», должна разделиться на три пути. Значит, чем больше фактов ассоциировано с термином «банкир», тем слабее будет активация по каждому из путей и тем больше пройдет времени, пока достаточное количество активации достигнет какого-либо определенного факта. Так что представление воспроизведения в терминах активации также может объяснить, почему интерференция замедляет воспроизведение (Anderson, 1983).
Рис. 8.8. Воспроизведение как процесс поиска или процесс активации.При предъявлении предложения «банкир разбил бутылку» термин «банкир» достигает своей репрезентации в долговременной памяти; после того как он достиг своей репрезентации, возникают три пути для поиска. При предъявлении предложения «юрист покрасил старый амбар» термин «юрист» достигает своей репрезентации, от которой идут два пути поиска. Или же термин «банкир» может активировать репрезентацию термина «банкир», где эта активация распространяется по трем путям одновременно (аналогично происходит в случае «юриста»).
Хранение
Маловероятно, чтобы неудачное воспроизведение было единственной причиной забывания. То, что забывание иногда происходит из-за неудачного воспроизведения, не означает, что оно всегда происходит из-за этого. И уж совсем невероятно, чтобы все, что мы когда-либо выучили, все еще находилось бы там, в памяти, ожидая верного признака для воспроизведения. Некоторая информация почти наверняка теряется из хранения (Loftus & Loftus, 1980).
Некоторые подтверждения потери хранения получены у людей, подвергавшихся электросудорожной терапии с целью купирования сильной депресии (пропускание через мозг умеренного электрического тока вызывает краткий эпилептоподобный припадок и кратковременную потерю сознания; см. гл. 16). В таких случаях пациент теряет некоторые воспоминания о событиях, происшедших в течение месяцев, непосредственно предшествующих шоку, но не о более ранних событиях (Squire & Fox, 1980). Маловероятно, чтобы эти потери воспоминаний были следствием плохого воспроизведения, поскольку если бы шок нарушал воспроизведение, то он сказывался бы на всех воспоминаниях, а не только на недавних. Скорее, шок прерывает процессы хранения, которые консолидируют недавние воспоминания (о событиях месячной и более давности), и информация, которая не консолидировалась, теряется из хранения.
Большинство исследований по хранению в долговременной памяти проводится на биологическом уровне. Достигнут существенный прогресс в выявлении нейроанатомической базы процесса консолидации. Основными структурами мозга, участвующими в ней, являются гиппокамп (его мы обсуждали в начале этой главы) и окружающая его кора (к ней относятся энторинальная, периринальная и парагиппокамповая кора; они участвуют в обмене информацией между гиппокампом и многими другими участками коры большого мозга). Роль гиппокампа в консолидации заключается в том, что через него реализуется система перекрестных ссылок, связывающая различные аспекты определенного воспоминания, которые хранятся в разных участках мозга (Squire, 1992). Если общая потеря памяти у человека возникает обычно, только когда поврежден и гиппокамп, и окружающая его кора, то повреждение одного только гиппокампа может приводить к серьезному нарушению памяти. Это было продемонстрировано в исследовании, которое началось с анализа затруднений с памятью у одного пациента (из-за осложнений после операции по шунтированию коронарного сосуда) и закончилось подробной аутопсией его мозга после его смерти; единственной поврежденной структурой мозга оказался гиппокамп (Zola-Morgan, Squire & Amaral, 1989).
Наилучшее подтверждение тому, что функция гиппокампа состоит в консолидации относительно новых воспоминаний, получено в исследовании с обезьянами. Группу экспериментальных обезьян научили различать 100 пар предметов. В каждой паре под одним предметом была пища, которую обезьяна получала, только если брала его. Поскольку все предметы были разные, обезьяны по сути выучили 100 разных задач. Из этих задач 20 были выучены за 16 недель до того, как исследователи удалили у обезьян гиппокамп; остальные наборы по 20 задач выучивались за 12, 8, 4 и 2 недели до удаления гиппокампа. Через 2 недели после операции исследователи проверили память обезьян, давая одну пробу на каждую из 100 задач. Решающим результатом было то, что экспериментальные обезьяны помнили дифференцировки, выученные за 8, 12 и 16 недель до операции так же хорошо, как и нормальные контрольные обезьяны, но дифференцировки, выученные за 2 и 4 недели до операции, они помнили хуже контрольных. Кроме того, о дифференцировках, выученных за 2 и 4 недели до операции, экспериментальные обезьяны на самом деле помнили меньше, чем о тех, которые были выучены ранее. Эти результаты дают основание предполагать, что воспоминания нуждаются в обработке гиппокампа в течение нескольких недель, поскольку только воспоминания за этот период нарушаются при удалении гиппокампа. Постоянное долговременное хранилище памяти почти наверняка расположено в коре, особенно в тех ее участках, где интерпретируется сенсорная информация (Squire, 1992; Zola-Morgan & Squire, 1990).