Przetwarzanie pamięci szeregowej
Przetwarzanie w pamięci szeregowej polega na zajmowaniu się i przetwarzaniu jednego elementu na raz. Kontrastuje to zwykle z równoległym przetwarzaniem pamięci, które polega na zajmowaniu się i przetwarzaniu wszystkich elementów jednocześnie.
W zadaniach związanych z pamięcią krótkotrwałą uczestnicy otrzymują zestaw elementów (np. litery, cyfry) pojedynczo, a następnie, po różnych okresach opóźnienia, są proszeni o przywołanie tych elementów. Uczestników można było również zapytać, czy w ich oryginalnym zestawie znajdował się określony przedmiot docelowy. Kolejność elementów i relacje między nimi mogą mieć różny wpływ na szybkość i dokładność przywoływania elementu.
Przegląd
Przetwarzanie pamięci szeregowej wykorzystuje wewnętrzne reprezentacje zestawu pamięci w celu porównania ich z prezentowanym bodźcem docelowym lub elementem. Te wewnętrzne reprezentacje są następnie porównywane z bodźcem docelowym, pojedynczo. Czas reakcji rośnie liniowo wraz z rozmiarem zestawu, przy czym im więcej elementów w zestawie pamięci, tym dłużej zajmie porównanie.
Przetwarzanie pamięci szeregowej może być samokończące się lub wyczerpujące. Samozakończenie oznacza, że porównania zatrzymują się nagle, gdy tylko cel zostanie znaleziony, a następnie generowana jest odpowiedź. Dowody na tę metodę można znaleźć w badaniach czasu reakcji. Jeśli nachylenie czasu reakcji dla pozytywnej próby (gdzie cel był obecny w zestawie pamięci) wynosi około połowy nachylenia dla negatywnej próby (gdzie cel nie był obecny w zestawie pamięci), wskazuje to na samokończące się przetwarzanie. Dzieje się tak dlatego, że średnio uczestnicy (w próbach pozytywnych) przerywają porównania mniej więcej w połowie, gdy znajdą dopasowanie docelowe, ale uczestnicy (w próbach negatywnych) będą musieli porównywać do końca, gdy nie zostaną znalezione żadne dopasowania docelowe. Z drugiej strony wyczerpujący oznacza, że porównania są kontynuowane do momentu porównania całego zestawu i wygenerowania odpowiedzi. Dowody na tę metodę można również znaleźć w badaniach czasu reakcji. W tym przypadku nachylenie czasu reakcji jest równe zarówno dla pozytywnej, jak i negatywnej próby, ponieważ w obu przypadkach porównania są dokonywane do końca. Uczestnicy mogą przetwarzać niektóre zestawy pamięci szeregowej przy użyciu metody samokończącej się, aw innych przypadkach stosować metodę wyczerpującą, nie ma wyraźnego rozróżnienia między tym, która metoda jest lepsza.
Charakterystyka przetwarzania
- Efekty pierwszeństwa i aktualności
W przetwarzaniu pamięci szeregowej często spotyka się efekty efektu prymatu i efektu aktualności dla dokładności przywoływania. Efekty te występują zarówno dla bodźców wzrokowych, jak i słuchowych w zadaniach pamięciowych. Oznacza to, że spośród wielu pozycji w zestawie pamięci podczas przetwarzania w pamięci szeregowej, pierwsza i ostatnia pozycja wydają się być przywoływane szybciej i dokładniej niż inne pozycje. Efekty te mogą wystąpić, jeśli błędy przywołania są spowodowane pozycją szeregową. Teoretyzuje się, że pozycje są mylone z innymi pozycjami z pobliskiej pozycji w zbiorze pamięci (np. 5. pozycja jest mylona z 4. lub 6. pozycją). Ponieważ w zestawie jest więcej pozycji szeregowych w pobliżu pozycji środkowych, istnieje więcej możliwości pomieszania pozycji. Z drugiej strony, w pobliżu pierwszej i ostatniej pozycji jest bardzo niewiele pozycji szeregowych, dlatego pozycje te można zapamiętać dokładniej (lub mniej się pomylić). Pierwsza i ostatnia pozycja może być mniej podatna na błędy i łatwiejsza do przywołania.
Efekt sufiksu to efekt, który usuwa efekt aktualności poprzez dodanie bezsensownego elementu na końcu oryginalnego zestawu pamięci. Uważa się, że ten bezsensowny element zostanie zapamiętany zamiast przedostatniego elementu, który został pierwotnie zapamiętany z powodu efektu świeżości. Jednak efekt sufiksu różni się w zależności od podobieństwa elementu do zestawu. W przypadku bodźców wzrokowych dodanie elementu bez znaczenia, niezależnie od tego, czy jest wizualnie podobny do oryginalnego zestawu pamięci, usunie efekt świeżości. W przypadku bodźców słuchowych dodanie bezsensownej pozycji usunie efekt świeżości tylko wtedy, gdy jest ona podobna fonologicznie. Dodanie pozycji różniącej się fonologicznie (np. A, Q) nie przyniesie takiego efektu.
- Efekty grupowania bodźców
Elementy w pamięci szeregowej mogą być prezentowane w sposób promujący grupowanie elementów. Osoby mogą pogrupować zestaw przedmiotów przestrzennie i czasowo na podstawie ich charakterystyki prezentacji.
Grupowanie przestrzenne odnosi się do elementów w oryginalnym zbiorze pamięci pogrupowanych według ich cech przestrzennych. Przykładem może być zaprezentowanie pierwszych trzech pozycji w prawym górnym rogu, a pozostałych trzech pozycji w lewym dolnym rogu. Elementy te są teraz podzielone na dwie grupy po trzy w oparciu o ich atrybuty przestrzenne. Stwierdzono, że im dłuższe przestrzenne ścieżki od elementu do elementu, tym wolniejszy czas przypominania i mniejsza dokładność przypominania. Dlatego przedmioty, które mają małą przestrzenną ścieżkę między sobą, są lepiej i szybciej zapamiętywane. W takim przypadku czwarty element byłby trudniejszy do zapamiętania, ponieważ ścieżka przestrzenna od prawego górnego rogu (gdzie znajdował się trzeci element) do lewego dolnego rogu (gdzie będzie czwarty element) jest dłuższa niż większość.
Grupowanie czasowe odnosi się do elementów w oryginalnym zbiorze pamięci pogrupowanych według ich cech czasowych. Przykładem tego może być jednoczesne zaprezentowanie pierwszych trzech pozycji, następnie odczekanie pięciu sekund, a następnie zaprezentowanie pozostałych trzech pozycji. Przedmioty te są teraz podzielone na dwie grupy po trzy na podstawie ich czasowych atrybutów. Stwierdzono, że gdy przedmioty są zgrupowane czasowo, dokładność przywołania jest wyższa niż wtedy, gdy nie są. Istnieją również dowody na to, że uczestnicy mogą tworzyć własne grupy czasowe. W zadaniu pamięciowym, w którym elementy nie były pogrupowane czasowo, czasy reakcji przywoływania dla 1., 4. i 7. (z 9) elementów były znacznie szybsze. To odkrycie pokazuje, że uczestnicy mogą tworzyć własną grupę czasową składającą się z trzech osób, ponieważ pierwszy element każdej grupy (1., 4. i 7.) jest przywoływany szybciej niż pozostałe elementy w ich „grupie”.
- Inne błędy
Istnieją inne błędy występujące w zadaniach pamięci szeregowej na podstawie charakterystyki elementu. Szeregowe błędy pozycji zostały omówione wcześniej w związku z efektem pierwszeństwa i aktualności. Stwierdzono, że błędy te są niezależne od innych błędów, takich jak błędy akustyczne. Błędy akustyczne wynikają z przedmiotów, które są fonologicznie podobne. Przykładem tego byłoby przywołanie „B” w przeciwieństwie do rzeczywistej pozycji „P”. Elementy te są fonologicznie podobne i mogą powodować błędy akustyczne. Są one również związane z efektem sufiksu, który wykazał, że efekt rozpoznawania został usunięty tylko wtedy, gdy zastosowano bodźce podobne fonologicznie. Stwierdzono również, że inne zmienne bodźców werbalnych powodują błędy akustyczne. Przykładami tych zmiennych są długość słowa, częstotliwość słowa i leksykalność. Wchodzą one w interakcję, powodując błędy akustyczne w zadaniach pamięci szeregowej, dodając akustyczną konfuzję między elementami.
- Przetwarzanie u osób nietypowych
Stwierdzono, że po zrównaniu wieku umysłowego dzieci z autyzmem nie różnią się wynikami w zadaniach pamięci seryjnej . Jest to ważne odkrycie, ponieważ przetwarzanie pamięci szeregowej jest zdolnością poznawczą, która może nie być związana z innymi zdolnościami poznawczymi, które są utrudnione przez zaburzenia ze spektrum autyzmu.
- Neuroperspektywa
Przetwarzanie pamięci szeregowej badano neurologicznie i stwierdzono, że pewne obszary mózgu są związane z tym przetwarzaniem. Istnieją dowody na to, że zarówno kora przedczołowa , jak i region hipokampa są związane z przetwarzaniem pamięci szeregowej. Dzieje się tak, ponieważ zmiany w tych obszarach są zwykle związane z upośledzoną zdolnością zapamiętywania kolejności seryjnej. Te obszary mózgu mogą mieć upośledzenie pamięci dla porządku czasowego. Uszkodzenia na przyśrodkowej korze przedczołowej wykazują całkowitą utratę pamięci dla porządku czasowego lokalizacji przestrzennych (zostało to przetestowane na podstawie umiejętności zadania labiryntu). Z drugiej strony zmiany w obszarach hipokampa wykazały opóźnioną utratę pamięci. Uczestnicy na krótko zapamiętywali porządek czasowy lokalizacji przestrzennych; ta pamięć spadła później. Badania na szczurach wykazały, że zmiany w korze przedczołowej powodują niezdolność do zapamiętania drugiego z dwóch elementów w zestawie. Również szczury wykazały wzrost kortykosteronu podczas doświadczania stresu podczas zadania pamięci szeregowej. Z drugiej strony badania na szczurach wykazały również, że zmiany w obszarach hipokampa powodują niezdolność do zapamiętania pierwszego z dwóch elementów. Co więcej, szczury te nie wykazują wzrostu poziomu kortykosteronu podczas doświadczania stresu, wykazując różne skutki dla różnych obszarów mózgu. Pokazuje również, że różne regiony mózgu w różny sposób aktywują kortykosteron, hormon związany z efektami pamięci.
Ogólnie stwierdzono, że lewa półkula jest lepsza w przetwarzaniu szeregowym i porównywaniu pamięci szeregowej niż prawa półkula . Procesy te mogą być bardziej związane z lateralizacją funkcji lewej półkuli niż prawej półkuli.
Powiązane modele
Jednym z popularnych modeli wykorzystywanych do organizowania przetwarzania pamięci szeregowej jest ACT-R . Model ACT-R to Adaptacyjna Kontrola Myślowo-Racjonalna. Ta kognitywna architektura została wykorzystana do pomocy w hierarchicznej organizacji pamięci szeregowej. Model ten rozdziela pamięć deklaratywną i produkcyjną na osobne funkcje. Podczas przetwarzania pamięci szeregowej pamięć deklaratywna działa w celu zakodowania fizycznych pozycji elementów w oryginalnym zestawie pamięci. Pamięć produkcyjna pomaga również w organizowaniu późniejszego przywołania elementów z zestawu pamięci. ACT-R to model o ograniczonej pojemności, co oznacza, że dostępna jest ograniczona ilość aktywacji do wykorzystania do przetwarzania. Ta ograniczona pojemność pomaga wyjaśnić liniową zależność między czasem przywołania a rozmiarem zestawu pamięci. Zgodnie z ACT-R, im dłuższy jest pierwotny zestaw pamięci, tym dłuższe jest przywołanie, ponieważ ilość dostępnej aktywacji jest teraz dzielona na więcej elementów. Istnieje więcej dowodów na modelowanie przetwarzania pamięci szeregowej ACT-R. Stwierdzono, że ACT-R prawie idealnie modeluje błąd pozycji szeregowej. Daje takie same efekty pierwszeństwa i aktualności, jak we wcześniejszych badaniach. Stwierdzono również, że ACT-R prawie doskonale modeluje błędy akustyczne. Pokazuje te same ustalenia dotyczące fonologicznie podobnych i różnych elementów, które znaleziono we wcześniejszych badaniach.
Innym modelem przetwarzania pamięci szeregowej jest model rozpoznawania pozycji. Ten model pomaga wyjaśnić, w jaki sposób elementy w zestawie pamięci są porównywane z elementem docelowym. Wyjaśnia procesy związane z podjęciem decyzji o odpowiedzi, czy element docelowy był obecny w oryginalnym zbiorze elementów pamięci. Po pierwsze, model ten stwierdza, że po przedstawieniu elementu docelowego, porównywanego ze zbiorem pamięci, jest on następnie kodowany do mózgu. Następnym krokiem jest dokończenie porównań seryjnych w oparciu o mentalną reprezentację elementów pamięci i elementu docelowego. Porównania te są przeprowadzane seryjnie, w kolejności i zależą od rozmiaru oryginalnego zestawu pamięci. Im dłuższy jest oryginalny zestaw elementów w pamięci, tym dłużej trwa porównywanie. Podczas przeprowadzania porównań dla każdego porównania podejmowana jest decyzja binarna. Ta decyzja jest pozytywna lub negatywna, w zależności od tego, czy element docelowy pasuje do reprezentacji elementu w zbiorze pamięci. Po zakończeniu każdego porównania i podjęciu indywidualnej decyzji odpowiedzi są porządkowane i ostatecznie wyrażane. Model ten pokazuje zależności między długością ustawionej pamięci a dłuższym czasem przywoływania. Ponadto model ten koncentruje się na wyczerpującym przetwarzaniu, w którym dokonywane są wszystkie porównania, niezależnie od tego, czy znaleziono pozytywną odpowiedź.
Stwierdzono, że pomieszanie pozycji w zestawie pamięci może wpływać na rozpoznawanie pozycji. Zamieszanie słuchowe i fonologiczne w zbiorze pamięci wiąże się ze zwiększonym czasem kodowania. Również wizualne zamieszanie w zestawie pamięci wiąże się ze zwiększonym czasem porównania. Pokazano, że modalność pozycji może wpływać na różne procesy rozpoznawania pozycji.