metody badania pamięci roboczej

Transkrypt

METODY BADANIA PAMIĘCI ROBOCZEJ
Krzysztof T. Piotrowski1,2
Zbigniew Stettner1
Robert Balas3
1
Instytut Psychologii Uniwersytetu Jagiellońskiego
2
Studium Pedagogiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego
3
Szkoła Wyższa Psychologii Społecznej
Piotrowski, Stettner i Balas, Metody badania pamięci roboczej
STRESZCZENIE
W artykule zaprezentowane zostały podstawowe metody i procedury
eksperymentalne wykorzystywane w badaniach nad pamięcią
roboczą. Wyróżniono metody pozwalające na badanie różnych
aspektów pamięci roboczej: pojemności oraz czasu przechowywania
informacji, funkcji wykonawczych pamięci roboczej i różnic w
przechowywaniu i przetwarzaniu informacji różnych modalności.
Przedstawiona metodologia została opisana w odniesieniu do
dwóch koncepcji pamięci roboczej: modelu Alana Baddeleya i
Nelsona Cowana.
2
WPROWADZENIE
W artykule tym przedstawimy niektóre metody badania
różnych aspektów pamięci roboczej. Wybór metody stosowanej
przez badacza zależy od postawionych przez niego pytań, a co za
tym idzie, także od przyjętego modelu pamięci roboczej. Na
wstępie przedstawimy zatem podstawowe informacje o dwóch,
ujęciach pamięci roboczej. Jako pierwszy zaprezentujemy
rozwijany przez Baddeleya i współpracowników (Baddeley i Hitch
1974; Baddeley 1986; Baddeley i Logie 1999; Baddeley 2000)
model strukturalny, zawierający oddzielne moduły odpowiedzialne
za różne funkcje pamięci roboczej. Drugie ujęcie przedstawimy
na przykładzie modelu zaproponowanego przez Cowana (1995) i
rozwijanego przez wielu autorów (Conway i Engle 1996; Cowan
1999; Oberauer 2002), którzy opisują pamięć roboczą jako
strukturę dynamiczną, opierającą się na chwilowej aktywacji
śladów pamięciowych w pamięci długotrwałej.
Oprócz dociekania struktury pamięci roboczej, niezwykle
istotnym elementem rozważań są funkcje, które spełnia ona w
systemie poznawczym. Badacze stosunkowo zgodnie wskazują na
dwie podstawowe jej funkcje (Daneman i Carpenter 1980; Baddeley
i Logie 1999). Pierwszą z nich jest przechowywanie ograniczonej
ilości informacji potrzebnych ze względu na bieżąco wykonywane
operacje poznawcze, drugą zaś jest przetwarzanie informacji. W
dalszej części zajmiemy się tymi dwiema funkcjami ujmowanymi z
3
perspektywy dwóch wcześniej wspomnianych podejść teoretycznych
dotyczących struktury pamięci roboczej.
POJEMNOŚĆ PAMIĘCI ROBOCZEJ
Pojemność pamięci roboczej stanowi ważną zmienną zarówno
dla zrozumienia funkcjonowania poznawczego człowieka, jak i ze
względu na istnienie różnic indywidualnych. Wielu badaczy
wykorzystuje podział na osoby o wyższej i niższej pojemności
pamięci roboczej (low span i high span) dla określenia związków
sprawności pamięci roboczej z innymi miarami funkcjonowania
poznawczego (Conway i Engle 1996). Problem pojemności można
rozpatrywać na dwa sposoby. Po pierwsze, można próbować
określić liczbę przechowywanych elementów (por. Miller 1956),
po drugie zaś, czas zanikania dostępu do informacji (Baddeley i
Logie 1999; Cowan 2001). Oba podejścia często są łączone, Cowan
(1995), Engle, Kane i Tuholski (1999), Oberauer (2000) a także
Baddeley i Logie (1999) twierdzą, że liczba elementów w pamięci
roboczej jest zależna od ich aktywacji, która z czasem zanika.
Przedstawimy zatem metody pozwalające na określanie pojemności
w obu ujęciach teoretycznych.
PRZETWARZANIE INFORMACJI
Jedną z podstawowych kwestii, obecnych w koncepcjach
pamięci roboczej, są różnice w przechowywaniu i przetwarzaniu
informacji różnych modalności. Różnice te podkreśla Baddeley
(1986, 2000; Baddeley i Logie 1999), wprowadzając w swoim
modelu odrębne struktury dla informacji werbalnych i wzrokowoprzestrzennych. W modelu EPIC (Executive-Process Interactive4
Control; Kieras i Meyer 1994; Kieras, Meyer, Mueller i Seymour
1999) autorzy wyróżniają trzy magazyny pamięci roboczej
przechowujące informacje wzrokowe, słuchowe i dotykowe, a także
magazyn przechowujący informacje motoryczne. Istnieje cała
grupa badań stworzonych do analizy różnic w przechowywaniu i
przetwarzaniu informacji angażujących różne zmysły lub kody
pamięciowe.
Baddeley (1986) podzielił pamięć roboczą na trzy
komponenty: dwa magazyny pamięciowe (fonologiczny i wzrokowoprzestrzenny) oraz system zarządzający zasobami uwagi i pracą
tych magazynów. Podsystem fonologiczny został podzielony na
pasywny magazyn, odpowiedzialny za przechowywanie śladów
pamięciowych, oraz aktywną pętlę artykulacyjną, której rolą
jest powtarzanie informacji przechowywanych czasowo w magazynie
fonologicznym. Drugi podsystem to magazyn wzrokowoprzestrzenny, przechowujący informacje o kształtach, kolorach,
wielkości lub położeniu przestrzennym obiektów. Jest to
struktura znacznie słabiej poznana od pętli artykulacyjnej.
Trudno jednoznacznie określić czy magazynowanie w tym
podsystemie ma charakter statyczny, czy, analogicznie do pętli
artykulacyjnej, dynamiczny (Baddeley i Logie 1999; Logie 1995).
Trzecim komponentem jest centralny system wykonawczy,
czyli podsystem kontrolny. Jego zadaniem jest, między innymi,
przydział zasobów pozostałym podsystemom (Baddeley i Logie
1999). W kilku wcześniejszych, wersjach teorii pamięci
roboczej, centralny system wykonawczy był opisywany jako ogólny
5
mechanizm kontrolny (por. Towse i Houston-Price 2001).
Oryginalna wersja teorii Baddeleya (Baddeley i Hitch 1974)
określa go jako centralny procesor, którego zadaniem jest
przetwarzanie informacji, a w sytuacji dużego obciążenia
pamięci roboczej, zarządzanie przetargiem miedzy przetwarzaniem
i przechowywaniem informacji. W późniejszych pracach Baddeley
(1996a, 1997, Baddeley i Logie 1999) próbował wyizolować jego
pojedyncze, bardziej szczegółowe funkcje i badać je oddzielnie.
Baddeley i inni autorzy zajmujący się pamięcią roboczą
wymieniają cały katalog funkcji, które wykonuje centralny
system wykonawczy, jak:
a)
koordynacja informacji z różnych źródeł bądź z różnych
modalności (Baddeley, Bressi, Della Sala, Logie i
Spinnler 1991; Baddeley i Logie 1999),
b)
koordynacja dwóch jednocześnie wykonywanych zadań (Baddeley
1986).
c)
integracja kolejnych operacji w większe sekwencje
(Oberauer, Süß, Schulze, Wilhelm, i Wittmann 2000;
Oberauer, Süß, Wilhelm i Wittmann 2003; Mayr, i
Kliegl 1993)
d)
integracja elementów zadania w większe całości, lub
tworzenie z nich nowych struktur (Mayr, i Kliegl 1993;
Oberauer i in. 2000, 2003),
e)
nadzorowanie (supervision) operacji umysłowych, czyli
monitorowanie czy w trakcie ich wykonywania nie pojawiają
6
się błędy (Baddeley 1996a, 1997, Miyake, Friedman, Emerson,
Witzki i Howeter 2000),
f)
planowanie, wybór strategii działania (Baddeley, 1996a).
g)
umożliwianie dostępu do informacji w pamięci długotrwałej i
manipulowania nią (Baddeley i Logie 1999).
W jednej z nowszych wersji teorii Baddeley wprowadził nowy
podsystem – bufor epizodyczny (Baddeley 2000), mający przez
krótki czas przechowywać złożone informacje. Ma być on
krótkotrwałym odpowiednikiem pamięci epizodycznej (Tulving
1972). Aktualna wersja modelu pamięci roboczej Baddeleya wraz z
połączeniami z pamięcią długotrwałą przedstawiona jest poniżej
(Ryc. 1).
Tu wstawić Ryc. 1.
Alternatywny wobec teorii Baddeleya model pamięci roboczej
został zaproponowany przez Nelsona Cowana (1995). W tym ujęciu,
pamięć robocza jest zaktywowaną częścią pamięci długotrwałej.
Cowan nie określa ani liczby podsystemów WM, ani specyficznych
dla nich kodów. To bardziej procesualne ujęcie pamięci roboczej
opisane jest szczegółowo w artykule Orzechowskiego i Balasa (w
tym tomie).
METODY BADANIA POJEMNOŚCI PAMIĘCI ROBOCZEJ
Paradygmat zadań mierzących pojemność (span task) obejmuje
procedury szacowania ilości informacji przechowywanych w
pamięci roboczej lub i operacji wykonywanych na tych
7
elementach. Procedury wykorzystywane w tym paradygmacie
badawczym opierają się na ustalaniu maksymalnego obciążenia
pamięci roboczej, nie powodującego przeładowania WM. Paradygmat
span task wykorzystuje się nie tylko do mierzenia pojemności
pamięci krótkotrwałej (simple span task), ale także sprawności
przetwarzania informacji (complex span task).
Najprostsze wersje span task, używane do pomiaru
pojemności pamięci krótkotrwałej, polegają na prezentowaniu
liczb (digit span) lub wyrazów (word span) i przypominaniu ich
przez badanych w kolejności prezentacji. Bardziej skomplikowaną
odmianę tego rodzaju zadań stanowią zadania dostosowujące
trudność (liczbę elementów) do indywidualnych możliwości osób
badanych. Kiedy osoba badana wykonuje poprawnie zadanie
łatwiejsze, prezentuje się jej zadania z wyższego poziomu.
Jeśli badany nie potrafi udzielić poprawnej odpowiedzi na trzy
zadania z jednego poziomu, procedura zostaje przerwana. Za
maksymalną pojemność pamięci roboczej uznaje się pojemność
określoną przez ostatni poprawnie rozwiązany poziom trudności.
Wykorzystanie span tasks w badaniach pamięci roboczej
spowodowało zmianę ich charakteru. Wprowadzono procedury
wymagające dokonywania operacji na przechowywanym materiale i
jednoczesnego zapamiętywania ich wyników. W jednym z pierwszych
zadań mierzących pojemność pamięci roboczej badani mieli czytać
zdania ze zrozumieniem i na prośbę eksperymentatora przypomnieć
sobie ostatnie słowo tych zdań (reading span task: Daneman i
Carpenter 1980). Modyfikację tego zadania stworzyli Turner i
8
Engle (1989). W ich procedurze (sentence-word span task) badani
słuchali zdań i dodatkowo mieli określać ich prawdziwość.
Modyfikacja ta miała na celu upewnienie się, że badani słuchają
zdań ze zrozumieniem. Ci sami autorzy wprowadzili zadanie
operation-word span task. W tej procedurze badani rozwiązują
zadania arytmetyczne i zapamiętują słowo towarzyszące temu
zadaniu. Przykładowy fragment może wyglądać następująco: „8/41=1? Port”. Kiedy wymagają tego hipotezy, w zadaniach tego typu
wykorzystuje się także materiał niewerbalny (np. klocki
Corsiego – zadanie opisane dalej w tekście).
Odmianą span task jest często wykorzystywana w zadaniach
podwójnych procedura supra span (Vandierendonck, De Vooght i
Van der Goten 1998). Badanym prezentowany jest materiał, który
przekracza możliwości pamięciowe. Ma to na celu obciążenie
systemu poznawczego w czasie wykonywania zadania
konkurencyjnego (o zadaniach podwójnych - poniżej).
Towse, Hitch i Hutton (2000) wskazują na pewien problem w
interpretacji wyników zadań badających pojemność pamięci
roboczej metodą span task. Ponieważ zadania zawierają złożony
materiał (wymagający zarówno przechowywania jak i przetwarzania
informacji), osoby badane mogą nie tyle dzielić dostępne zasoby
pamięci i uwagi, co przełączać się między zadaniami. Poprawność
wykonywania zadania może zatem być zależna nie od pojemności
pamięci, ale od szybkości przełączania się między różnymi
zadaniami.
METODY BADANIA CZASU PRZECHOWYWANIA INFORMACJI
9
Baddeley (1986) określał czas przechowywania informacji
słownych mierząc czas ich artykulacji. Przegląd metod badania
czasu artykulacji można znaleźć w tekście Mueller, Seymoura,
Kierasa i Meyera (2003).
Badania nad ograniczeniami czasowymi pamięci roboczej
najczęściej prowadzone są z wykorzystaniem sekwencyjnej
prezentacji bodźców. Pozwala to na analizę tempa zanikania
informacji (decay). Należy tu wymienić paradygmat szybkiej,
sekwencyjnej prezentacji wzrokowej (rapid serial visual
presentation; RSVP. Paradygmat ten obejmuje metody, w których
czasy prezentacji bodźców i przerw między nimi są krótkie (od
kilkudziesięciu do ok. 300 milisekund). Przykładami metod
wykorzystywanych w paradygmacie RSVP są np. zadania span task,
przeszukiwania pamięci lub n-back (o dwóch ostatnich metodach
piszemy w dalszej części artykułu). Szybka prezentacja
zapobiega powtarzaniu materiału, przez co daje możliwość
sprawdzenia tempa zanikania śladu pamięciowego.
Do szacowania czasu przechowywania wykorzystuje się często
metodę stworzoną przez Saula Sternberga (1966, 1969). W zadaniu
Sternberga, osobom badanym prezentowane są bodźce w układzie
sekwencyjnym (Ryc. 2), po których pojawia się jeden bodziec
testowy. Badani mają odpowiedzieć czy bodziec testowy był we
wcześniej prezentowanym zbiorze czy nie. Jako bodźców używa się
zazwyczaj liczb lub liter, ale bywają także warianty zadania
wykorzystujące materiał niewerbalny (por. Balas, Stettner i
Piotrowski w tym tomie).
10
Tu wstawić Ryc. 2.
Zadanie Sternberga daje dość duże możliwości manipulacji.
Można zmieniać np. wielkość zbioru, czas prezentacji bodźców,
czas przerw między bodźcami, położenie przestrzenne bodźców,
kolor czcionki itd. Metoda ta, w różnych modyfikacjach,
wykorzystywana jest również do analizy funkcjonowania uwagi
skierowanej na reprezentacje informacji w pamięci (Oberauer
2001; Piotrowski 2004), pozwala także na analizę procesów
pamięciowych w terminach teorii detekcji sygnałów (Yonelinas
1994, 2002).
METODY BADANIA FUNKCJI WYKONAWCZYCH PAMIĘCI ROBOCZEJ
Główny problem w badaniu centralnego systemu wykonawczego
polega na ogromnej trudności w skonstruowaniu takich zadań,
które minimalizowałyby wpływ podsystemów pamięci roboczej,
„zarządzanych” i kontrolowanych przez centralny system
wykonawczy. Badacze próbują sobie radzić z tym problemem na
kilka sposobów. W dalszej części omówione zostaną trzy takie
sposoby: (a) proste zadania mające badać procesy kontrolne w
minimalnym stopniu angażujące pozostałe podsystemy, (b)
klasyczne zadania wykorzystywane w badaniach nad uwagą a
zaadaptowane do badania funkcji kontrolnych pamięci roboczej
oraz (c) tzw. zadania podwójne (dual-tasks). Na koniec zostaną
omówione złożone zadania, przeznaczone do badania
funkcjonowania pamięci roboczej jako całości, które, jak się
11
wydaje, dotyczą przede wszystkim działania centralnego systemu
wykonawczego (tzw. n-back task: McElree 2001) i zadanie
„Horyzont” (Nęcka 2000).
Badacze starają się projektować proste zadania
minimalizujące wymagania wobec podległych podsystemów a
jednocześnie badające funkcje kontrolne. Przykładem takiego
zadania jest generowanie losowych interwałów czasowych (GIL)
(Vandierendonck 2000a). Zadanie to polega na nierytmicznym,
losowym stukaniu w klawisz komputera lub myszki. Zadanie
wykorzystuje trudności, jakie sprawia przełamanie automatycznej
tendencji do generowania regularnych rytmów. Aby tego uniknąć
badany musi przez cały czas monitorować swoje reakcje. W
przeciwieństwie do podobnych zadań (np. GLL, Towse i Neil,
1998), wydaje się, że zadanie to nie obciąża prawie wcale
„pamięciowych” podsystemów pamięci roboczej (Vandierendonck, De
Vooght i Van der Goten 1998).
Zauważając podobieństwo funkcji centralnego systemu
wykonawczego i funkcji przypisywanych uwadze próbuje się też
wykorzystywać proste zadania uwagowe do badania pojedynczych
aspektów tej struktury i ich wzajemnych zależności. Na przykład
Miyake i współpracownicy (2000) wyróżnili szereg funkcji, jakie
może pełnić centralny system wykonawczy: a) „przełączanie” (np.
między różnymi modalnościami, operacjami, zadaniami bądź
schematami), b) monitorowanie napływających informacji i
uaktualnianie pamięci roboczej, c) hamowanie (np. narzucających
się reakcji, schematów reagowania). Zmierzyli je za pomocą
12
prostych zadań eksperymentalnych koncentrujących się na
wybranej funkcji a następnie przeprowadzili szereg analiz,
które pozwoliły im na zbudowanie modelu podsystemu kontrolnego
w pamięci. I tak do badania pierwszej z tych funkcji
wykorzystali, między innymi, prostą wersję zadania Navona (tzw.
local-global task, Navon 1977). W zadaniu tym badanym
prezentowane są figury złożone z innych, mniejszych figur (np.
kwadraty złożone z kółek). Badany musi przełączać się między
warunkami, w których musi udzielić odpowiedzi dotyczących
dużych (warunek globalny) bądź małych figur (warunek lokalny).
Przykładem zadania badającego monitorowanie i uaktualnianie
treści pamięci roboczej może być zadanie zapamiętywania liter
(letter memory tak, por. Morris i Jones 1990). W zadaniu tym
badanym prezentuje się pojedynczo litery. Za każdym razem
badany musi powtórzyć cztery ostatnie litery. Do badania
trzeciej grupy funkcji wykorzystano, między innymi zadanie
Stroopa (Stroop 1935). Jest to zadanie, w którym badani muszą
nazywać kolory, jakimi są napisane prezentowane im słowa. W
warunku eksperymentalnym kolor słowa jest niezgodny z jego
treścią (np. słowo „zielony” jest napisane kolorem czerwonym).
Poprawne nazwanie koloru atramentu w tym warunku wymaga
wyhamowania automatycznego procesu dekodowania znaczenia słów.
W badaniach mających na celu analizę centralnego systemu
wykonawczego wykorzystuje się też paradygmat badawczy
podwójnego zadania. W tym paradygmacie osoby badane wykonują
dwa zadania jednocześnie, co powoduje pogorszenie poziomu
13
wykonania jednego lub obu zadań. Zadania podwójne
wykorzystywane są głównie w badaniach nad podsystemami
pamięciowymi odpowiedzialnymi za przechowywanie materiału
werbalnego lub wzrokowo-przestrzennego (w ujęciu Baddeleya),
lub nad funkcjami wykonawczymi (przetarg o zasoby uwagi,
centralny system wykonawczy). Najczęściej zadania są tak
dobierane, aby sprawiały problemy z ich jednoczesnym sprawnym
wykonywaniem.
Zadania podwójne różnią się między sobą także ze względu
na priorytet. Zazwyczaj jedno z zadań jest traktowane jako
ważniejsze (zadanie główne), zaś drugie jako zadanie dodatkowe
(zadanie dystrakcyjne lub obciążające pamięć roboczą).
Najczęściej analizuje się poziom wykonania zadania głównego, w
porównaniu do grupy kontrolnej (Baddeley 1986), która nie
wykonuje drugiego zadania. Nierówną wagę zadań można także
wykorzystać manipulując instrukcją w celu uzyskania informacji
o wpływach dwustronnych (Wierzchoń i Piotrowski, 2003). Z kolei
w niektórych zadaniach, np. z wykorzystaniem procedury
generowania interwałów losowych (Vandierendonck, De Vooght i
Van der Goten 1998; Piotrowski 1999) analizuje się wyniki
uzyskane w zadaniu dystrakcyjnym, korzystając z faktu, że
badani nie traktują go jako zadania głównego. Analiza wyników
zadań dystrakcyjnych pozwala na określenie stopnia
zaangażowania zasobów pamięci roboczej w zadania główne. Jeśli
zaangażowanie tych zasobów jest duże, to niewiele pozostaje na
wykonanie zadania dodatkowego.
14
W zależności od postawionych przez badaczy problemów
badawczych w zadaniach podwójnych zestawia się różnego rodzaju
procedury. W badaniach nad problemem jednorodności pamięci
roboczej pod względem rodzaju przechowywanego i przetwarzanego
materiału (modalności) zestawia się zadania na przechowywanie i
obserwuje się interferencję między różnymi modalnościami
(problematyka ta zostanie poruszona poniżej).
Paradygmat zadania podwójnego daje bardzo duże możliwości
analizowania różnego rodzaju wskaźników funkcjonowania pamięci
roboczej. Najpowszechniej analizowanymi zmiennymi, podobnie jak
w poprzednich metodach, są liczba błędów i czas wykonania. W
przypadku badań z wykorzystaniem metod generowania reakcji
losowych, określa się także odchylenie wyników od poziomu
losowego dla zadań dystrakcyjnych (dokładny opis testów
odchyleń: Vandierendonck 2000b; Stettner i Nęcka 2003).
W badaniach weryfikujących model Baddeleya stosuje się zadania
dystrakcyjne angażujące wyróżnione przez niego systemy pamięci
roboczej. Wcześniej wspomniane zostały przykłady stosowania
procedur związanych z dwoma modułami: procedura wypierania
artykulacyjnego (pętla fonologiczna) i śledzenia (notatnik
wzrokowo-przestrzenny). Przykładem zadania dystrakcyjnego
bezpośrednio angażującego centralny system wykonawczy (por.
Vandierendonck, De Vooght i Van der Goten 1998) jest omówione
wcześniej zadanie GIL.
Na koniec rozdziału o metodach badania funkcji kontrolnych
należy wspomnieć o zadaniach, które mają mierzyć funkcjonowanie
15
pamięci roboczej jako całości, ale w ich wykonywanie
zaangażowany jest głównie centralny system wykonawczy.
Pierwszym z takich zadań jest zadanie n-wstecz (n-back task,
McElree 2001). W zadaniu tym badanym prezentuje się kolejno
bodźce (np. litery), zaś badany ma udzielić odpowiedzi czy
prezentowany bodziec jest identyczny z prezentowanym wcześniej
(np. w warunku n-2 podpowiedź twierdząca powinna być udzielona
jeżeli aktualnie prezentowany bodziec jest taki sam, jak
prezentowany dwie próby wcześniej). Zadanie to stawia bardzo
duże wymagania wobec funkcji kontrolnych pamięci roboczej.
Zawartość tzw. ogniska uwagi w pamięci roboczej (McElree 2001)
musi być cały czas uaktualniana przy jednoczesnym usuwaniu z
pamięci informacji już niepotrzebnych. Po każdej próbie zmienia
się też status poszczególnych bodźców przechowywanych w pamięci
– te, które do tej pory były dystraktorami, stają się bodźcami
docelowymi i na odwrót. Podobne zadanie o nazwie „Horyzont”
zaproponował Nęcka (2000). Różnica między nimi polega na tym,
że w zadaniu Nęcki od badanego wymaga się jedynie odpowiedzi
czy prezentowany bodziec pojawił się już wcześniej (bez względu
na to jak dawno temu). Nie ma więc potrzeby usuwania informacji
z pamięci. Wydaje się, że jest to zadanie nieco prostsze i
mniej obciążające centralny system wykonawczy.
METODY BADANIA RÓŻNIC W PRZECHOWYWANIU I PRZETWARZANIU
INFORMACJI RÓŻNYCH MODALNOŚCI
Wraz z tą koncepcją Baddeleya (Baddeley i Hitch 1974)
rozwinęły się także metody badań różnic w wykonywaniu zadań
16
wykorzystujących materiał werbalny i wzrokowo-przestrzenny.
Metody te w większości wykorzystują procedurę zadania
podwójnego, zestawiając ze sobą zadania obciążające różne
podsystemy. Analizy pojemności i sprawności pętli fonologicznej
dokonuje się na podstawie jednoczesnego wykonania dwóch zadań
angażujących ten podsystem (np. reading span task wraz z
zadaniem wypierania artykulacyjnego; por. opis poniżej). Dla
badania pojemności i sprawności podsystemu wzrokowoprzestrzennego badani mogą wykonywać dwa zadania na materiale
wzrokowym, dwa zadania na materiale przestrzennym lub jedno na
materiale przestrzennym a drugie na materiale wzrokowym.
Badacze wskazują na istnienie różnic między przetwarzaniem
informacji wzrokowych (np. kolor) i przestrzennych (relacje:
na, pod, obok, itd.), jednak uznają istnienie jednego wspólnego
podsystemu pamięci roboczej (Logie 1995; Baddeley i Logie
1999). Można także porównywać sprawność wykonywania zadań, z
których jedno angażuje podsystem fonologiczny, a drugie
wzrokowo przestrzenny. Taka procedura pozwala na określenie
zakresu autonomii tych podsystemów lub ich zależności od
centralnych zasobów.
Jedna z rozwiniętych przez Baddeleya metod badania
podsystemu fonologicznego wykorzystuje zjawisko wypierania
artykulacyjnego (articulatory suppression). Metoda ta wywodzi
się z paradygmatu Browna i Petersonów (Brown 1958; Peterson i
Peterson 1959) i opiera się na wprowadzaniu równoczesnego
wykonywania dwóch zadań wykorzystujących materiał werbalny.
17
Zgodnie z koncepcją Baddeleya wypowiadanie słów (nawet
bezgłośne) obciąża moduł pamięci werbalnej – pętlę
fonologiczną. W paradygmacie wypierania artykulacyjnego, osoby
badane mają, w trakcie zapamiętywania materiału werbalnego (np.
listy słów) lub wykonywania operacji na takim materiale (np.
wykonywania zadań arytmetycznych w pamięci), wypowiadać słowa
lub sylaby, zazwyczaj pozbawione sensu. Baddeley wykorzystywał
powtarzanie słowa „the”. Analogicznym pod względem założeń
teoretycznych, lecz opierającym się na materiale wzrokowoprzestrzennym, jest zadanie śledzenia (tracking task: Baddeley
1996b). Badani w trakcie wykonywania zadań związanych z
zapamiętywaniem lub przetwarzaniem informacji niewerbalnej mają
śledzić poruszający się bodziec (np. punkt na ekranie).
Jedną z najczęściej wykorzystywanych procedur w badaniach
nad przechowywaniem materiału wzrokowo-przestrzennego (także
dla oszacowania pojemności tego modułu pamięci roboczej) są
klocki Corsiego (Corsi blocks; Milner 1971). Zadanie to polega
na zapamiętywaniu i odwzorowywaniu przestrzennego układu
klocków (Ryc.3). Badani obserwują planszę, na której w
ustalonych odstępach czasu (np. raz na sekundę) pojawiają się
sześcienne klocki w układzie i tempie zadanym przez
eksperymentatora. Po zakończeniu prezentacji badani mają
odtworzyć ułożenie i kolejność klocków.
Tu wstawić Ryc. 3.
18
W literaturze można spotkać liczne modyfikacje tego
zadania. Manipulowano m.in. czasem prezentacji, kolorem,
wielkością i liczbą klocków, układem klocków na planszy,
kolejnością przypominania (por. Berch, Krikorian i Huha 1998;
Vandierendonck, Kemps, Fastame i Szmalec 2004). Zmodyfikowane
zadanie (goal search task) można wykorzystać także do badań nad
udziałem pamięci roboczej w procesach decyzyjnych (Lehto 1996).
UWAGI KOŃCOWE
Przedstawione powyżej metody badań stanowią tylko
przykłady. W artykule nie zostały opisane dwie, niezwykle
istotne i dynamicznie rozwijające się grupy metod badawczych:
badania różnic indywidualnych w zakresie pamięci roboczej oraz
badania psychofizjologiczne. Jednak obie grupy metod
najczęściej wykorzystują zadania opisane w artykule, lub ich
modyfikacje. Autorzy mają nadzieję, że powyższy zbiór ułatwi
dobór metod, zwłaszcza młodym badaczom, oraz stanowić będzie
inspirację do powstawania nowych procedur.
19
LITERATURA CYTOWANA
Baddeley A. D. (1986). Working memory. Oxford: Oxford
University Press.
Baddeley A. D. (1996a) Exploring the central executive.
Quarterly Journal of Experimental Psychology, 49A, 5-28.
Baddeley A. D. (1996b). The franctionation of working memory.
9. Baddeley, A. (1996) Proceedings of the National Academy
of Sciences of USA, 93, 13468–13472.
Baddeley A. D. (1997). Human memory: Theory and Practise.
Needham Heights, Mass: Allyn and Bacon.
Baddeley A. D. (2000) The episodic buffer: A new component of
working memory? Trends in Cognitive Sciences, 4(11), 417423.
Baddeley A. D., Bressi S., Della Sala S., Logie R. i Spinnler
H. (1991). The decline of working memory in Alzheimer's
disease: a longitudinal study. Brain, 114, 2521–2542.
Baddeley A. D. i Hitch G. (1974). Working memory. W: G. A.
Bower (Red.), The psychology of learning and motivation:
Advances in research and theory, 8 (s. 47-90). New York:
Academic Press.
Baddeley A. D. i Logie R. H. (1999). Working memory: The
multiple–component model. W: A. Miyake i P. Shah (Red.),
Models of working memory: Mechanisms of active maintenance
and executive control (s. 28-61). Cambridge: Cambridge
University Press.
20
Berch D., Krikorian R. i Huha, E. (1998). The Corsi BlockTapping task: Methodological and theoretical
considerations. Brain and Cognition, 38, 317-338.
Brown J. (1958). Some Tests of the Decay Theory of Immediate
Memory. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 10,
12-21.
Conway A. R. A. i Engle R. W. (1996). Individual differences in
working memory capacity: More evidence for a general
capacity theory. Memory, 4, 577-590.
Cowan N. (1995). Attention and memory: an integrated framework.
Oxford: Oxford University Press.
Cowan N. (2001) The magical number 4 in short-term memory: A
reconsideration of mental storage capacity. Behavioral and
Brain Sciences, 24(1), 87-114.
Daneman M. i Carpenter P. A. (1980). Individual differences in
working memory and reading. Journal of Verbal Learning and
Verbal Behavior, 19, 450-466.
Engle R. W., Kane M. J., i Tuholski S. W. (1999). Individual
differences in working memory capacity and what they tell
us about controlled attention, general fluid intelligence,
and functions of the prefrontal cortex. W A. Miyake, i P.
Shah (Red.), Models of working memory: Mechanisms of active
maintenance and executive control (pp. 102 – 134).
Cambridge: Cambridge University Press
Kieras D.E. i Meyer D.E. (1994). The EPIC architecture for
modeling human information-processing: A brief
21
introduction. (EPIC Tech. Rep. No. 1, TR-94/ONR-EPIC-1).
Ann Arbor, University of Michigan, Department of Electrical
Engineering and Computer Science.
Kieras D. E., Meyer D. E., Mueller S. i Seymour T. (1999)
Insights into working memory from the perspective of the
EPIC architecture for modeling skilled perceptual-motor and
cognitive human performance. W A. Miyake i P. Shah (Red.),
Models of working memory: Mechanisms of active maintenance
and executive control (s. 183 - 223). Cambridge: Cambridge
University Press.
Lehto J. (1996). Are Executive Functioning Tests Dependent Upon
Working Memory Capacity. Quarterly Journal of Experimental
Psychology. 49A(1), 29 - 51.
Logie R. H. (1995). Visuo-spatial working memory. Hove, UK:
Lawrence Erlbaum Associates Ltd.
Mayr U. i Kliegl R. (1993). Sequential and coordinative
complexity: Age-based processing limitations in figural
transformations. Journal of Experimental Psychology.
Learning, Memory and Cognition, 19, 1297-1320.
McElree B. (2001). Working Memory and Focal Attention. Journal
of Experimental Psychology: Learning, Memory and Cognition,
27(3), 817-835.
Milner B. (1971). Interhemispheric differences in the
localisation of psychological processes in man. British
Medical Bulletin, 27, 272-277.
22
Miyake A., Friedman N. P., Emerson M. J., Witzki A. H. i
Howerter A. (2000). The Unity and Diversity of Executive
Functions and Their Contributions to Complex “Frontal Lobe”
Tasks: A Latenet Variable Analysis. Cognitive Psychology,
41, 49-100.
Mueller S. T., Seymour T. L., Kieras D. E. i Meyer D. E.
(2003). Theoretical Implications of Articulatory Duration,
Phonological Similarity, and Phonological Complexity in
Verbal Working Memory. Journal of Experimental Psychology:
Learning, Memory, & Cognition, 29(6), 1353-1380.
Navon D. (1977). Forest before trees: The precedence of global
features in visual perception. Cognitive Psychology, 9,
353-383.
Nęcka E. (2000). Pobudzenie umysłu – zarys formalnej teorii
inteligencji. Kraków: TAIWPN Universitas
Miller G. A. (1956). The Magical number seven plus or minus
two: Some limits on our capacity for processing
information. Psychological Review, 63, 81 - 97.
Oberauer K. (2001). Removing irrelevant information from
working memory: A cognitive aging study with the modified
sternberg task. Journal of Experimental Psychology:
Learning, Memory and Cognition, 27(4), 948-957.
Oberauer K. (2002). Access to information in working memory.
Exploring the focus of attention. Journal of Experimental
Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 28(3), 411421.
23
Oberauer K., Süß H-M., Schulze R., Wilhelm O. i Wittmann W. W.
(2000). Working memory capacity - facets of a cognitive
ability construct. Personality and Individual Differences,
29, 1017-1045.
Oberauer K., Süß H-M., Wilhelm O. i Wittmann W. W. (2003). The
Multiple Faces of Working Memory" Storage, Processing,
Supervision, and Coordination. Intelligence, 31, 167-193.
Peterson L. R. i Peterson M. J. (1959). Short-term retention of
individiual verbal items. Journal of Experimental
Psychology, 58, 193 - 198.
Stroop J. R. (1935). Studies on interference in serial verbal
reactions. Journal of Experimental Psychology, 18, 643-662.
Piotrowski K. T. (1999). Zadania konwergencyjne i dywergencyjne
a pamięć robocza: Badanie metodą generowania interwałów
losowych. Czasopismo Psychologiczne, 5(2), 177-186.
Piotrowski K. T. (2004). Rola centralnego systemu wykonawczego
pamięci roboczej w krótkotrwałym przechowywaniu informacji:
badanie metodą generowania interwałów losowych.
Niepublikowana rozprawa doktorska.
Sternberg S. (1966). High-Speed Scanning in Human Memory.
Science, 155, 652-654.
Towse, J. N., Hitch, G. J. i Hutton, U. (2000). On the
interpretation of working memory span in adults. Memory &
Cognition, 28(3),341-348.
Towse J. N. i Houston-Price C. M. T. (2001). Reflections on the
concept of the central executive. W: J. Andrade (Red.),
24
Working memory in perspective (s. 240-260). Hove, UK:
Psychology Press.
Towse J. N. i Neil D. (1998). Analyzing human random generation
behavior: A review of methods used and a computer program
for describing performance. Behavior Research Methods,
Instruments & Computers, 30(4), 583-591.
Tulving E. (1972). Episodic and semantic memory. W: E. Tulving
i W. Donaldson (Red.), Organisation of memory (s. 381-403).
New York: Academic Press.
Vandierendonck A. (2000a). Is judgement of random time
intervals biased and capacity-limited? Psychological
Research, 63, 199-209.
Vandierendonck A. (2000b). Analyzing human random time
generation behavior: A methodology and computer program.
Behavior Research Methods, Instruments & Computers, 32(4),
555 – 565.
Vandierendonck A., De Vooght G. i Van der Goten K. (1998). Does
random time interval generation interfere with working
memory executive functions? European Journal of Cognitive
Psychology, 10, 413 - 442.
Vandierendonck A., Kemps E., Fastame M. C. i Szmalec A. (2004).
Working memory components involved in the Corsi block test.
British Journal of Psychology, 95, 57 - 79.
Wierzchoń M. i Piotrowski K. T. (2003). O nie-inteligentnym
uczeniu się: Poznawcza analiza badań nad związkami uczenia
25
mimowolnego z inteligencją. Studia Psychologiczne, 41, 191
- 206
Yonelinas A. (1994). Receiver-operating characteristics in
recognition memory: Evidence for a dual-process model.
Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and
Cognition, 20, 1341 – 1354.
Yonelinas A. (2002). The Nature of Recollection and
Familiarity: A review of 30 Years of Research. Journal of
Memory and Language, 46, 441-517.
26
PODPISY POD RYCINAMI
Ryc. 1. Model Alana Baddeleya (cytowanie?).
Ryc. 2. Schemat zadania Saula Sternberga (1966).
Ryc. 3. Przykład zadania wykorzystującego klocki Corsiego.
27
Ryc. 1
centralny
system
wykonawczy
Pętla fonologiczna
Pętla artykulacyjna
Bufor epizodyczny
Podręczny
magazyn wzrokowy
Magazyn fonologiczny
Język
Brudnopis
wzrokowo-przestrzenny
Wewnętrzny
system piszący
Pamięć epizodyczna
P a m i ę ć
Znaczenia
informacji wzrokowych
d ł u g o t r w a ł a
28
Ryc. 2.
29
Ryc. 3.
30
ABSTRACT
The paper reviews methods of investigation into the structure
and functional role of working memory (WM). The methodology of
working memory studies are comprehensively analyzed from the
perspective of two main theoretical approaches. Firstly, Alan
Baddeley’s multiple-systems model of WM serves as a ground for
the review and analysis of different methodologies aimed at
determining the capacity and functions of two slave subsystems
(phonological loop and visual sketchpad) dedicated to storing
and processing verbal and visual information, respectively. The
advantages and limits of these are concerned as well. Secondly,
Cowan’s single-system model of WM based on activation mechanism
is analyzed. We present also methods aimed at investigating
control and executive functions of the working memory system.
31

metody badania pamięci roboczej

Transkrypt

Podobne dokumenty

SESJA B

Prezydencja UE Spotkanie z Dyrektorem Agencji Praw

Protokół z ustaleń VII Spotkanie Grupy roboczej ds edukacji 10 03