Робоча пам'ять

Робоча пам'ять — ядро виконавчих функцій^[en], когнітивна система з обмеженою пропускною спроможністю, яка забезпечує обробку та маніпулювання інформацією.^[1][2] Робоча пам'ять відіграє важливу роль при розмірковуваннях та керуванні прийняттям рішень і поведінкою. Робоча пам'ять часто застосовується як синонім короткочасної пам'яті, але нейропсихологи вважають, що це дві різні форми пам'яті, оскільки вони виникають у різних нейронних підсистемах префронтальної кори. Робоча пам'ять є короткостроковим сховищем, де відбуваються операції та процеси з короткочасної пам’яті, й у той же час працює з деякими елементами з довготривалої пам’яті. Натомість короткочасна пам'ять відіграє роль тільки в короткочасному утримуванні інформації і не спричинює маніпулювання або організацію матеріалів, що зберігаються в довготривалій пам'яті. Робоча пам'ять також розвивається пізніше і в більш повільному темпі, ніж короткочасна пам'ять.^[3]

Модель багатокомпонентної робочої пам'яті виділяє підсистеми, які зберігають і обробляють візуальні образи або вербальну інформацію, а також центрального виконавця, який координує підсистеми. РП здійснює активне ведення інформації короткочасного зберігання, з урахуванням актуальних елементів довгострокової пам’яті, та зберігання інформації в пам'яті, але також працює протягом обмеженого періоду часу.^[4]

Робоча пам'ять має важливе значення для навігації нейронними мережами при вирішенні складних когнітивних завдань, як-то розуміння, навчання та розмірковування.^[5] Робоча пам'ять, категоризація, зорове судження та міркування розглядаються як сфери, пов'язані з організацією структур обробки інформації. Робоча пам'ять відіграє роль наглядача, наприклад, за маніпулюванням інформацією або поведінкою, в межах виконання цілеспрямованих дій в умовах заважаючих процесів і відволікаючих чинників. Когнітивні процеси, необхідні для виконання завдань, включають в себе виконавчі функції, увагу і контроль короткочасної пам'яті, яка дозволяє тимчасову інтеграцію, обробку, видалення і витягання інформації.^[6] Ці процеси чутливі до віку: робоча пам'ять пов'язана з когнітивним розвитком, і дослідження показують, що його здатність має тенденцію до зниження з віком. Робоча пам'ять є першорядним теоретичним поняттям для когнітивної психології та нейробіології.

Історія

Термін «робоча пам'ять» був запропонований Міллером, Галантером і Прибрамом,^[7][8] і був використаний в 1960-ті роки в контексті теорій, які прирівнювали розум до комп'ютера. У 1968 році Аткінсон і Шіффрін^[9] використовували цей термін для опису їх «короткострокового магазину». Те, що ми зараз називаємо робочою пам'яттю, раніше називали по-різному: «короткостроковим сховищем», або короткочасною, первинною, оперативною пам'яттю.^[10] Короткочасна пам'ять має здатність утримувати інформацію протягом короткого періоду (протягом декількох секунд). Більшість теоретиків сьогодні використовують концепцію робочої пам'яті, щоб замінити або включити стару концепцію короткочасної пам'яті, роблячи більший акцент на понятті маніпулювання інформацією, а не пасивного обслуговування.

Найбільш рання згадка про експерименти з нейробіологічних основ робочої пам'яті з'явилися більш ніж 100 років тому, в описі Гітцигом та Фер'є експериментів з видаленням префронтальної кори (ПФК); вони дійшли висновку, що лобова кора головного мозку важлива саме когнітивних, а не сенсорних процесів. У 1935 і 1936 роках Карлайл Якобсен і його колеги були першими, хто показав згубний вплив префронтальної абляції на сповільнення реакцій.^{[11] [12]}

Модель робочої пам'яті

На думку Алана Бедделі, робоча пам'ять є частиною довготривалої пам'яті і включає в себе короткочасну пам'ять.^[13] Робоча пам'ять містить лише ту інформацію з довготривалої пам'яті, яка знаходиться в активній обробці. У робочій пам'яті знаходяться зорово-просторовий ескіз, фонологічна петля, центральний виконавець, який координує когнітивні процеси (що зв'язує інформацію, яка надходить з різноманітних джерел, скеровує увагу), епізодичний буфер та інші підсистеми.

Ємність

Робоча пам'ять, як правило, має обмежені можливості. Найбільш рання кількісна оцінка межі потужності, пов'язана з короткочасною пам'яттю і мала «магічне число сім», запропоноване Міллером в 1956 році.^[14] Він стверджував, що здатність обробки інформації молодих та дорослих становить близько семи одночасних елементів, які він назвав «шматки», незалежно від того, цифри, букви, слова або інші одиниці. Пізніші дослідження показали, що це число залежить від категорії (наприклад, термін може бути близько семи цифр, шести листів, і п'яти слів). Загалом тривалість пам'яті словесного вмісту (цифр, букв, слів тощо) істотно залежить від часу, який потрібен, щоб проговорити вголос зміст (зміст, або слова, відомі людині або невідомі).

Проте, Коуен запропонував, що робоча пам'ять має ємність близько чотирьох шматків в молодих та дорослих (менше у дітей і літніх людей).^[15] Тоді як більшість дорослих може повторити близько семи цифр у правильному порядку, а деякі люди показали вражаючі здібності, вони могли запам'ятати до 80 цифр. Це можливо за рахунок широкої підготовки стратегії кодування, за допомогою яких цифри в списку згруповані (як правило, в групах від трьох до п'яти), і ці групи кодуються як єдине ціле (шматок). Для цього, щоб домогтися успіху, учасники мають бути в змозі розпізнавати групи.

Робочий об'єм пам'яті, як правило, розглядається як стабільна ознака людини і значною мірою залежить від генетичного складу. Ємність робочої пам'яті також залежить від таких факторів, як ситуаційний стрес або тривога, які можуть пригнічувати досягнення. Крім того, важливо відзначити, що ємність робочої пам'яті, як правило, збільшується з віком.

Список літератури

1. Diamond A (2013). "Executive functions". Annu Rev Psychol. 64: 135–168. doi:10.1146/annurev-psych-113011-143750. PMC 4084861Freely accessible. PMID 23020641. WM (holding information in mind and manipulating it) is distinct from short-term memory (just holding information in mind). They cluster onto separate factors in factor analyses of children, adolescents, and adults (Alloway et al. 2004, Gathercole et al. 2004). They are linked to different neural subsystems. WM relies more on dorsolateral prefrontal cortex, whereas maintaining information in mind but not manipulating it [as long as the number of items is not huge (suprathreshold)] does not need involvement of dorsolateral prefrontal cortex (D’Esposito et al. 1999, Eldreth et al. 2006, Smith & Jonides 1999). Imaging studies show frontal activation only in ventrolateral prefrontal cortex for memory maintenance that is not suprathreshold.
2. Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). "Chapter 13: Higher Cognitive Function and Behavioral Control". In Sydor A, Brown RY. Molecular Neuropharmacology: A Foundation for Clinical Neuroscience (2nd ed.). New York: McGraw-Hill Medical. pp. 313–321. ISBN 978-0-07-148127-4. • Executive function, the cognitive control of behavior, depends on the prefrontal cortex, which is highly developed in higher primates and especially humans. • Working memory is a short-term, capacity-limited cognitive buffer that stores information and permits its manipulation to guide decision-making and behavior. ... working memory may be impaired in ADHD, the most common childhood psychiatric disorder seen in clinical settings ... ADHD can be conceptualized as a disorder of executive function; specifically, ADHD is characterized by reduced ability to exert and maintain cognitive control of behavior. Compared with healthy individuals, those with ADHD have diminished ability to suppress inappropriate prepotent responses to stimuli (impaired response inhibition) and diminished ability to inhibit responses to irrelevant stimuli (impaired interference suppression). ... Early results with structural MRI show thinning of the cerebral cortex in ADHD subjects compared with age-matched controls in prefrontal cortex and posterior parietal cortex, areas involved in working memory and attention.
3. Cowan, Nelson (2008). "What are the differences between long-term, short-term, and working memory?". Prog Brain Res. Progress in Brain Research. 169 (169): 323–338. doi:10.1016/S0079-6123(07)00020-9. ISBN 978-0-444-53164-3. PMC 2657600Freely accessible. PMID 18394484.
4. Schacter, Daniel (2011) [2009]. Psychology Second Edition. US: Worth Publishers. p. 227. ISBN 978-1-4292-3719-2.
5. Jump up ^ Baddeley, A. (1986). Working Memory. Oxford: Clarendon Press. pp. 33–35.
6. Mandler, George (2013). "The limit of mental structures.". Journal of General Psychology (140): 243–250.
7. Pribram, Karl H.; Miller, George A.; Galanter, Eugene (1960). Plans and the structure of behavior. New York: Holt, Rinehart and Winston. p. 65. ISBN 0-03-010075-5. OCLC 190675.
8. Baddeley A (October 2003). "Working memory: looking back and looking". Nature Reviews Neuroscience. 4 (10): 829–39. doi:10.1038/nrn1201. PMID 14523382.
9. Atkinson, R.C.; Shiffrin, R.M. (1968). Kenneth W Spence; Janet T Spence, eds. Human Memory: A Proposed System and its Control Processes. The psychology of learning and motivation. 2. Academic Press. pp. 89–195. doi:10.1016/S0079-7421(08)60422-3. ISBN 978-0-12-543302-0. OCLC 185468704.
10. Fuster, Joaquin M. (1997). The prefrontal cortex: anatomy, physiology, and neuropsychology of the frontal lobe. Philadelphia: Lippincott-Raven. ISBN 0-397-51849-8. OCLC 807338522.[page needed].
11. Fuster, Joaquin (2008). The prefrontal cortex (4 ed.). Oxford, UK: Elsevier. p. 126. ISBN 978-0-12-373644-4.
12. Benton, A. L. (1991). "The prefrontal region:Its early history". In Levin, Harvey, S.; Eisenberg, Howard, M.; Benton, Arthur, L. Frontal lobe function and dysfunction. New York: Oxford University Press. p. 19. ISBN 0-19-506284-1.
13. Baddeley, Alan D.; Hitch, Graham (1974). Gordon H. Bower, ed. Working Memory. The psychology of learning and motivation. 2. Academic Press. pp. 47–89. doi:10.1016/S0079-7421(08)60452-1. ISBN 978-0-12-543308-2. OCLC 777285348.
14. Miller GA (March 1956). "The magical number seven plus or minus two: some limits on our capacity for processing information". Psychological Review. 63 (2): 81–97. doi:10.1037/h0043158. PMID 13310704. Republished: Miller GA (April 1994). "The magical number seven, plus or minus two: some limits on our capacity for processing information. 1956". Psychological Review. 101 (2): 343–52. doi:10.1037/0033-295X.101.2.343. PMID 8022966.
15. Cowan, Nelson (2001). "The magical number 4 in short-term memory: A reconsideration of mental storage capacity". Behavioral and Brain Sciences. 24: 87–185. doi:10.1017/S0140525X01003922. PMID 11515286.