Зрительная кратковременная память
При изучении зрения знаковую зрительная кратковременная память ( ВСТМ ) является одной из трех обширных систем памяти, включая память и долговременную память . VSTM — это тип кратковременной памяти , но ограниченный информацией в зрительной области.
Термин VSTM нейтрально с теоретической точки зрения относится к непостоянному хранению визуальной информации в течение длительного периода времени. [ 1 ] — Зрительно-пространственный блокнот это подкомпонент VSTM теоретической модели рабочей памяти , предложенной Аланом Бэддели; в котором утверждается, что рабочая память помогает решать умственные задачи, такие как планирование и сравнение. [ 2 ] [ 3 ] В то время как знаковые воспоминания хрупкие, быстро разрушаются и не могут активно поддерживаться, визуальные краткосрочные воспоминания устойчивы к последующим стимулам и сохраняются в течение многих секунд. С другой стороны, VSTM отличается от долговременной памяти прежде всего своей весьма ограниченной емкостью. [ 4 ] [ 5 ]
Обзор
[ редактировать ]Введение стимулов , которые трудно выразить словами и которые вряд ли можно будет сохранить в долговременной памяти , произвело революцию в изучении VSTM в начале 1970-х годов. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Основная использованная экспериментальная техника требовала от наблюдателей указать, являются ли две матрицы [ 7 ] [ 8 ] или цифры, [ 6 ] разделенные коротким временным интервалом, были одинаковыми. Тот факт, что наблюдатели смогли сообщить о произошедшем изменении на уровне, значительно превышающем случайный, указывает на то, что они были способны кодировать аспект первого стимула в чисто визуальном хранилище, по крайней мере, на период до предъявления второго стимула. . Однако, поскольку используемые стимулы были сложными, а характер изменений относительно неконтролируемым, эти эксперименты оставили открытыми различные вопросы, такие как:
- сохраняется ли только подмножество измерений восприятия, содержащих зрительный стимул (например, пространственная частота, яркость или контрастность)
- сохраняются ли измерения восприятия в VSTM с большей точностью, чем в других
- характер кодирования этих измерений (т. е. кодируются ли измерения восприятия в отдельных параллельных каналах или все измерения восприятия хранятся как единый связанный объект в VSTM?).
Эффекты заданного размера
[ редактировать ]Много усилий было посвящено исследованию ограничений пропускной способности VSTM. В типичной задаче по обнаружению изменений наблюдателям предоставляются два массива, состоящих из ряда стимулов. Два массива разделены коротким временным интервалом, и задача наблюдателей состоит в том, чтобы решить, идентичны ли первый и второй массивы или различается один элемент на двух дисплеях. [ а ] Производительность критически зависит от количества элементов в массиве. Хотя производительность обычно почти идеальна для массивов из одного или двух элементов, правильные ответы неизменно монотонно снижаются по мере добавления новых элементов. Для объяснения ограничений хранилища VSTM были предложены различные теоретические модели, и различие между ними остается активной областью исследований.
Модели пределов мощности
[ редактировать ]Слотовые модели
[ редактировать ]Известный класс моделей предполагает, что наблюдатели ограничены общим количеством элементов, которые могут быть закодированы, либо потому, что емкость самого VSTM ограничена. [ б ] Этот тип модели имеет очевидное сходство с моделями урн, используемыми в теории вероятностей. [ с ] По сути, модель урн предполагает, что емкость VSTM ограничена лишь несколькими предметами, k (часто оценивается в диапазоне от трех до пяти у взрослых, хотя меньше у детей). [ 9 ] ). Вероятность того, что надпороговое изменение будет обнаружено, представляет собой просто вероятность того, что элемент изменения закодирован в VSTM (т. е. k / N ). Этот предел мощности связан с задней теменной корой, активность которой первоначально увеличивается с увеличением количества стимулов в массивах, но насыщается при более высоких размерах набора. [ 10 ] Хотя модели урны обычно используются для описания ограничений производительности в VSTM, [ д ] лишь недавно стала рассматриваться реальная структура хранящихся предметов. Лак и его коллеги сообщили о серии экспериментов, специально разработанных для выяснения структуры информации, хранящейся в VSTM. [ 11 ] Эта работа доказывает, что элементы, хранящиеся в VSTM, являются связными объектами, а не более элементарными функциями, из которых эти объекты состоят.
Шумовые модели
[ редактировать ]Альтернативная концепция была предложена Уилкеном и Ма, которые предполагают, что очевидные ограничения емкости в VSTM вызваны монотонным снижением качества хранимых внутренних представлений (т. е. монотонным увеличением шума) в зависимости от размера набора. В этой концепции ограничения емкости памяти вызваны не ограничением количества объектов, которые можно закодировать, а снижением качества представления каждого объекта по мере того, как в память добавляется все больше объектов. В своих экспериментах 2004 года они меняли цвет, пространственную частоту и ориентацию объектов, хранящихся в VSTM, используя подход теории обнаружения сигналов. [ и ] Участников попросили сообщить о различиях между визуальными стимулами, предъявляемыми им в последовательном порядке. Исследователи обнаружили, что различные стимулы кодировались независимо и параллельно, и что основным фактором, ограничивающим качество отчетов, был нейронный шум (который является функцией размера зрительного набора). [ 12 ]
В рамках этой концепции ключевым фактором, ограничивающим производительность рабочей памяти, является точность, с которой может храниться визуальная информация, а не количество элементов, которые можно запомнить. [ 12 ] Дополнительные доказательства этой теории были получены Бэйсом и Хусейном с помощью задачи на распознавание. Они показали, что, в отличие от «слотовой» модели VSTM, модель обнаружения сигналов может учитывать как эффективность распознавания в их исследовании, так и предыдущие результаты задач по обнаружению изменений. [ ж ] Эти авторы предположили, что VSTM — это гибкий ресурс, распределяемый между элементами визуальной сцены — элементы, которые получают больше ресурсов, сохраняются с большей точностью. В подтверждение этого они показали, что увеличение значимости одного элемента в массиве памяти приводило к тому, что этот элемент вызывался с увеличенным разрешением, но за счет снижения разрешения хранения других элементов на дисплее. [ 13 ]
Психофизические модели
[ редактировать ]Психофизические эксперименты показывают, что информация кодируется в VSTM по множеству параллельных каналов, каждый из которых связан с определенным атрибутом восприятия. [ 14 ] В рамках этой концепции снижение способности наблюдателя обнаруживать изменения с увеличением размера набора можно объяснить двумя разными процессами:
- если решения принимаются по разным каналам, снижение производительности обычно невелико и соответствует ожидаемому снижению при принятии нескольких независимых решений. [ 15 ] [ 16 ]
- если несколько решений принимаются в одном и том же канале, снижение производительности намного больше, чем ожидалось, только на основе увеличения шума принятия решений, и объясняется помехами, вызванными несколькими решениями в одном и том же канале восприятия. [ 17 ]
Однако модель Гринли-Томаса [ 15 ] имеет два недостатка в качестве модели эффектов размера набора в VSTM. Во-первых, он был протестирован эмпирически только на дисплеях, состоящих из одного или двух элементов. В различных экспериментальных парадигмах неоднократно было показано, что эффекты размера набора различаются для дисплеев, состоящих из относительно небольшого числа элементов (т. е. 4 элементов или менее), и эффектов, связанных с более крупными дисплеями (т. е. более 4 элементов). Модель Гринли-Томаса не дает объяснения, почему это может быть так. Во-вторых, в то время как Магнуссен, Гринли и Томас [ 18 ] [ нужна полная цитата ] могут использовать эту модель, чтобы предсказать, что большее вмешательство будет обнаружено, когда двойные решения принимаются в одном и том же измерении восприятия, а не в разных измерениях восприятия, этому прогнозу не хватает количественной строгости, и он не может точно предсказать размер увеличения порога или дать подробное объяснение его основных причин.
Помимо модели Гринли-Томаса, существует два других известных подхода к описанию эффектов размера набора в VSTM. Эти два подхода можно назвать моделями размера выборки. [ 19 ] и модели урн. [ г ] Они отличаются от модели Гринли-Томаса:
- приписывание основной причины эффектов заданного размера этапу, предшествующему принятию решения
- не делая теоретических различий между решениями, принятыми в одном и том же или в разных измерениях восприятия.
Промежуточный визуальный магазин
[ редактировать ]Есть некоторые свидетельства существования промежуточного зрительного хранилища с характеристиками как знаковой памяти, так и VSTM. [ 20 ] Предполагается, что это промежуточное хранилище будет иметь большую емкость (до 15 элементов) и увеличенную длительность следа в памяти (до 4 секунд). Он сосуществует с VSTM, но в отличие от него визуальные стимулы могут перезаписывать содержимое его визуального хранилища. [ 21 ] Дальнейшие исследования предполагают участие зрительной области V4 в сохранении информации о цвете стимула в зрительной рабочей памяти. [ 22 ] [ 23 ] и роль области VO1 в сохранении информации о своей форме. [ 23 ] Показано, что в области VO2 все характеристики сохраняющегося в памяти стимула объединяются в целостный образ. [ 23 ]
Функция представлений зрительной кратковременной памяти
[ редактировать ]VSTM - это мысль [ кем? ] быть визуальным компонентом системы рабочей памяти и как таковой используется в качестве буфера для временного хранения информации в процессе естественно возникающих задач. Но какие естественные задачи на самом деле требуют VSTM? Большая часть работ по этой проблеме была сосредоточена на роли VSTM в преодолении сенсорных разрывов, вызванных саккадическими движениями глаз. Такое внезапное изменение взгляда обычно происходит 2–4 раза в секунду, и во время движения глаз зрение на короткое время подавляется. Таким образом, визуальный ввод состоит из серии пространственно сдвинутых снимков всей сцены, разделенных короткими промежутками. Со временем из этих кратких проблесков входных данных создается богатое и детальное представление долговременной памяти, и считается, что VSTM [ кем? ] преодолеть промежутки между этими проблесками и позволить соответствующим частям одного проблеска совпасть с значимыми частями следующего проблеска. Как пространственные, так и объектные системы VSTM могут играть важную роль в интеграции информации о движениях глаз. На движения глаз также влияют представления VSTM. Сконструированные представления, хранящиеся в VSTM, могут влиять на движения глаз, даже если задача явно не требует движений глаз: направление небольших микросаккад указывает на расположение объектов в VSTM. [ 24 ]
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ например, Luck & Vogel 1997 .
- ^ например, Коуэн 2001 ; Удача и Фогель 1997 ; Пашлер 1988 .
- ^ См., например, Mendenhall 1967 . [ нужна полная цитата ]
- ^ например, Luck & Vogel 1997 ; Пашлер 1988 ; Сперлинг 1960 .
- ↑ См. также близкую работу Palmer 1990 .
- ^ например, Luck & Vogel 1997 .
- ^ например, Пашлер 1988 .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Басс, Аарон Т.; Росс-Шихи, Шеннон; Рейнольдс, Грег Д. (01 октября 2018 г.). «Зрительная рабочая память на раннем этапе развития: взгляд на когнитивную нейробиологию развития» . Журнал нейрофизиологии . 120 (4): 1472–1483. дои : 10.1152/jn.00087.2018 . ISSN 0022-3077 . ПМИД 29897858 . S2CID 49189631 .
- ^ Басс, Аарон Т.; Росс-Шихи, Шеннон; Рейнольдс, Грег Д. (01 октября 2018 г.). «Зрительная рабочая память на раннем этапе развития: взгляд на когнитивную нейробиологию развития» . Журнал нейрофизиологии . 120 (4): 1472–1483. дои : 10.1152/jn.00087.2018 . ISSN 0022-3077 . ПМИД 29897858 . S2CID 49189631 .
- ^ Логи, Роберт (1 апреля 1988 г.). «Рабочая память, Алан Бэддели, Oxford University Press, Оксфорд, 1986. Количество страниц: 289. Цена 30 фунтов стерлингов (в твердом переплете), ISBN 0 19 852116 2» . Прикладная когнитивная психология . 2 (2): 166–168. дои : 10.1002/acp.2350020209 .
- ^ Басс, Аарон Т.; Росс-Шихи, Шеннон; Рейнольдс, Грег Д. (01 октября 2018 г.). «Зрительная рабочая память на раннем этапе развития: взгляд на когнитивную нейробиологию развития» . Журнал нейрофизиологии . 120 (4): 1472–1483. дои : 10.1152/jn.00087.2018 . ISSN 0022-3077 . ПМИД 29897858 . S2CID 49189631 .
- ^ Бэддели, Алан Д.; Хитч, Грэм (1974-01-01), Бауэр, Гордон Х. (редактор), Рабочая память , Психология обучения и мотивации, том. 8, Academic Press, стр. 47–89, номер документа : 10.1016/s0079-7421(08)60452-1 , ISBN. 9780125433082 , получено 16 мая 2022 г.
- ^ Jump up to: а б Чермак, Грегори В. (1971). «Кратковременная память распознавания сложных фигур произвольной формы» . Психономическая наука . 25 (4): 209–211. дои : 10.3758/BF03329095 .
- ^ Jump up to: а б Филлипс, Вашингтон (1974). «О различии сенсорной памяти и кратковременной зрительной памяти» . Восприятие и психофизика . 16 (2): 283–290. дои : 10.3758/bf03203943 .
- ^ Jump up to: а б Филлипс, Вашингтон; Баддели, AD (1971). «Время реакции и кратковременная зрительная память» . Психономическая наука . 22 (2): 73–74. дои : 10.3758/bf03332500 .
- ^ Риггс, К.Дж.; МакТаггарт, Дж.; Симпсон, А. (2006). «Изменения объема зрительной рабочей памяти у детей от 5 до 10 лет». Журнал экспериментальной детской психологии . 95 (1): 18–26. дои : 10.1016/j.jecp.2006.03.009 . PMID 16678845 .
- ^ Тодд, Дж. Джей; Маруа, Рене (2004). «Предел емкости зрительной кратковременной памяти в задней теменной коре человека». Природа . 428 (6984): 751–754. Бибкод : 2004Natur.428..751T . дои : 10.1038/nature02466 . ПМИД 15085133 . S2CID 4415712 .
- ^ Удачи, SJ; Фогель, ЭК (1997). «Объем зрительной рабочей памяти на особенности и союзы». Природа . 390 (6657): 279–281. Бибкод : 1997Natur.390..279L . дои : 10.1038/36846 . ПМИД 9384378 . S2CID 205025290 .
- ^ Jump up to: а б Уилкен, П.; Ма, WJ (2004). «Теория обнаружения изменений» . Джей Вис . 4 (12): 1120–1135. дои : 10.1167/4.12.11 . ПМИД 15669916 .
- ^ Бэйс, ПМ; Хусейн, М. (2008). «Динамические сдвиги ограниченных ресурсов рабочей памяти в зрении человека» . Наука . 321 (5890): 851–854. Бибкод : 2008Sci...321..851B . дои : 10.1126/science.1158023 . ПМЦ 2532743 . ПМИД 18687968 .
- ^ Магнуссен, С (2000). «Низкоуровневые процессы памяти в зрении». Тенденции в нейронауках . 23 (6): 247–251. дои : 10.1016/s0166-2236(00)01569-1 . ПМИД 10838593 . S2CID 16231057 .
- ^ Jump up to: а б Гринли, Миссури; Томас, JP (1993). «Одновременное различение пространственной частоты и контрастности периодических раздражителей». Журнал Оптического общества Америки А. 10 (3): 395–404. Бибкод : 1993JOSAA..10..395G . дои : 10.1364/josaa.10.000395 . ПМИД 8473947 .
- ^ Винсент, А.; Риган, Д. (1995). «Параллельное независимое кодирование ориентации, пространственной частоты и контраста». Восприятие . 24 (5): 491–499. дои : 10.1068/p240491 . PMID 7567425 . S2CID 25950156 .
- ^ Магнуссен, С.; Гринли, Миссури (1997). «Конкуренция и обмен ресурсами обработки изображений в визуальной дискриминации». Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и деятельность . 23 (6): 1603–1616. дои : 10.1037/0096-1523.23.6.1603 . ПМИД 9425670 .
- ^ Магнуссен, Гринли и Томас, 1997 г.,
- ^ Палмер, Дж (1990). «Ограничения внимания на восприятие и память визуальной информации». Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и деятельность . 16 (2): 332–350. дои : 10.1037/0096-1523.16.2.332 . ПМИД 2142203 .
- ^ Слигте, Илья Г.; Шолте, Х. Стивен; Ламме, Виктор А.Ф. (2008). «Существует ли несколько хранилищ визуальной кратковременной памяти?» . ПЛОС ОДИН . 3 (2): e1699. Бибкод : 2008PLoSO...3.1699S . дои : 10.1371/journal.pone.0001699 . ПМК 2246033 . ПМИД 18301775 .
- ^ Пинто, Ю.; Слигте, Исландия; Шапиро, КЛ; Ламме, ВАФ (2013). «Хрупкая визуальная кратковременная память — это объектно-ориентированное хранилище» . Психономический бюллетень и обзор . 20 (4): 732–739. дои : 10.3758/s13423-013-0393-4 . ПМИД 23456410 .
- ^ Слигте, И.Г.; Шольте, ХС; Ламме, ВАФ (2009). «Активность V4 прогнозирует силу представлений визуальной кратковременной памяти» . Журнал неврологии . 29 (23): 7432–7438. doi : 10.1523/JNEUROSCI.0784-09.2009 . ПМК 6665414 . ПМИД 19515911 .
- ^ Jump up to: а б с Козловский Станислав; Рогачев, Антон (2021). «Как взаимодействуют области вентрального зрительного потока, когда мы запоминаем информацию о цвете и форме» . Достижения в области когнитивных исследований, искусственного интеллекта и нейроинформатики . Достижения в области интеллектуальных систем и вычислений. Том. 1358. Спрингер-Природа. стр. 95–100. дои : 10.1007/978-3-030-71637-0_10 . ISBN 978-3-030-71636-3 . ISSN 2194-5357 . S2CID 234902744 .
- ^ Мартинес-Конде, С; Александр, Р. (2019). «Смещение взгляда в мысленном взоре». Природа человеческого поведения . 3 (5): 424–425. дои : 10.1038/s41562-019-0546-1 . ПМИД 31089295 . S2CID 71148025 .
Источники
[ редактировать ]- Коуэн, Н. (2001). «Магическое число 4 в кратковременной памяти: переосмысление умственных способностей» . Поведенческие и мозговые науки . 24 (1): 87–114, обсуждение 114–85. дои : 10.1017/S0140525X01003922 . ПМИД 11515286 .
- Пашлер, Х (1988). «Ознакомление и визуальное обнаружение изменений» . Восприятие и психофизика . 44 (4): 369–378. дои : 10.3758/bf03210419 . ПМИД 3226885 .
- Сперлинг, Дж. (1960). «Информация доступна в кратких визуальных презентациях». Психологические монографии: общие и прикладные . 74 (11): 1–30. дои : 10.1037/h0093759 .