Семантическая память

Семантическая память относится к общим знаниям о мире , которые люди накопили на протяжении всей своей жизни. Это общее знание ( значения слов , понятия , факты и идеи) переплетается с опытом и зависит от культуры . Новые концепции изучаются путем применения знаний, полученных из прошлого.

Семантическая память отличается от эпизодической памяти — памяти об опыте и конкретных событиях, происходящих в жизни человека, которые могут быть воссозданы в любой данный момент. Например, семантическая память может содержать информацию о том, что такое кошка, тогда как эпизодическая память может содержать конкретное воспоминание о поглаживании конкретной кошки.

Семантическая память и эпизодическая память представляют собой типы явной памяти (или декларативной памяти) или памяти о фактах или событиях, которые можно сознательно вспомнить и «декларировать». Аналогом декларативной или явной памяти является неявная память (также известная как недекларативная память).

История

Идея семантической памяти была впервые выдвинута после конференции в 1972 году между Энделем Тулвингом и У. Дональдсоном о роли организации в человеческой памяти. Тулвинг предложил различать эпизодическую память и то, что он назвал семантической памятью. Основное влияние на него оказали идеи Райффа и Ширса, которые в 1959 году провели различие между двумя основными формами памяти. Одна форма называлась «воспоминания» , другая — «память» . Концепция воспоминания имела дело с воспоминаниями, которые содержали опыт автобиографического указателя, тогда как концепция мемориа имела дело с воспоминаниями, которые не ссылались на переживания, имеющие автобиографический указатель.

Семантическая память отражает знание мира, и термин «общее знание» часто используется . Он содержит общую информацию, которая, скорее всего, получена в различных контекстах и ​​используется в разных ситуациях. Согласно Мэдигану в его книге « Память » , семантическая память — это сумма всех полученных знаний — словарного запаса, понимания математики или всех известных фактов. В своей книге « Эпизодическая и семантическая память » Тулвинг заимствовал термин «семантическая» у лингвистов для обозначения системы памяти «слов и вербальных символов, их значений и референтов, отношений между ними, а также правил, формул или алгоритмов воздействия на них». их".

Использование семантической памяти отличается от эпизодической памяти: семантическая память относится к общим фактам и значениям, которые человек разделяет с другими, тогда как эпизодическая память относится к уникальному и конкретному личному опыту. Предложение Тульвинга об этом различении было широко принято, прежде всего потому, что оно позволяло раздельную концептуализацию мирового знания. Тулвинг обсуждает концепции эпизодической и семантической памяти в своей книге « Точные элементы эпизодической памяти» . в котором он утверждает, что несколько факторов различают эпизодическую память и семантическую память, в том числе

1. особенности их деятельности,
2. тип информации, которую они обрабатывают, и
3. их применение в реальном мире, а также в лаборатории памяти.

В 2022 году исследователи Фелипе Де Бригар, Шарда Уманат и Муиренн Айриш утверждали, что Тулвинг концептуализировал семантическую память как отличие от эпизодической памяти тем, что «эпизодические воспоминания рассматривались как поддерживаемые через пространственно-временные отношения, в то время как информация в семантической памяти передавалась через концептуальные, смысловые отношения». основанные ассоциации».

Недавние исследования сосредоточился на идее, что, когда люди получают доступ к значению слова, автоматически активируется сенсомоторная информация, которая используется для восприятия и воздействия на конкретный объект, который предлагает это слово. В теории обоснованного познания значение конкретного слова основано на сенсомоторных системах. Например, когда человек думает о груше, знания о хватании, жевании, взглядах, звуках и вкусах, используемые для кодирования эпизодических переживаний, связанных с грушей, вспоминаются посредством сенсомоторного моделирования.

Подход обоснованного моделирования относится к контекстно-зависимым повторным активациям, которые интегрируют важные особенности эпизодического опыта в текущее изображение. Такое исследование поставило под сомнение ранее использовавшиеся амодальные взгляды. Мозг кодирует множество входных данных, таких как слова и изображения, для интеграции и создания более широкой концептуальной идеи с использованием амодальных представлений (также известных как амодальное восприятие ). Вместо того, чтобы быть репрезентациями в системах, специфичных для модальности, репрезентации семантической памяти ранее рассматривались как переописания состояний, специфичных для модальности. Некоторые сведения о семантическом дефиците, специфичном для конкретной категории, который является амодальным, сохраняются, хотя исследователи начинают находить поддержку теорий, в которых знание привязано к специфичным для модальности областям мозга. Концепция о том, что семантические представления основаны на модально-специфичных областях мозга, может быть подтверждена эпизодической и семантической памятью, которая, по-видимому, функционирует разными, но взаимозависимыми способами. Различие между семантической и эпизодической памятью стало частью более широкого научного дискурса. Например, исследователи предполагают, что семантическая память фиксирует стабильные аспекты нашей личности, в то время как эпизоды болезней могут иметь более эпизодический характер.

Эмпирические данные

Джейкоби и Даллас (1981)

Это исследование не был создан исключительно для того, чтобы предоставить доказательства различия семантических и эпизодических хранилищ памяти. Однако они использовали экспериментальный метод диссоциации, который подтверждает гипотезу Талвинга.

В первой части испытуемым предлагалось в общей сложности 60 слов (по одному) и задавались разные вопросы.

• Некоторые задаваемые вопросы должны были побудить испытуемого обратить внимание на внешний вид: Набрано ли слово жирным шрифтом?
• Некоторые вопросы побудили участников обратить внимание на звучание слова: Рифмуется ли это слово со словом «мяч»?
• Некоторые вопросы заставили испытуемых обратить внимание на значение слова: Относится ли это слово к форме общения?
• На половину вопросов был ответ «нет», на другую половину — «да».

На втором этапе эксперимента испытуемым по одному предъявлялись 60 «старых слов», увиденных на первом этапе, и 20 «новых слов», не показанных на первом этапе.

Испытуемым было дано одно из двух заданий:

• Задача перцептивной идентификации: слова отображались на видеоэкране в течение 35 миллисекунд, и испытуемые должны были сказать, что это за слово.
• Задание на эпизодическое распознавание: испытуемым предлагалось каждое слово, и они должны были решить, видели ли они это слово на предыдущем этапе эксперимента.

Результаты показали, что процент правильных ответов в смысловой задаче (перцептивная идентификация) не менялся в зависимости от условий кодирования внешнего вида, звука или значения. Процент правильных ответов на эпизодическое задание увеличился от условия появления (0,50), к состоянию звука (0,63), к состоянию значения (0,86). Эффект также был выше для кодирующих слов «да», чем для кодирующих слов «нет», что предполагает сильное различие в выполнении эпизодических и семантических задач, подтверждая гипотезу Талвинга.

Модели

Содержимое семантической памяти не привязано к какому-либо конкретному случаю опыта, как в эпизодической памяти. Вместо этого в семантической памяти хранится «суть» опыта, абстрактная структура, которая применима к широкому спектру объектов опыта и определяет категориальные и функциональные отношения между такими объектами. Существует множество подтеорий, связанных с семантической памятью, которые возникли с тех пор, как Талвинг первоначально выдвинул свой аргумент о различиях между семантической и эпизодической памятью; примером является вера в иерархии семантической памяти, в которой различная информация, которую человек узнал, связана с определенными уровнями связанных знаний. Согласно этой теории, мозг способен связывать конкретную информацию с другими разрозненными идеями, несмотря на отсутствие уникальных воспоминаний, соответствующих тому времени, когда эти знания были сохранены. Эта теория иерархий также применялась к эпизодической памяти, как в случае с работой Уильяма Брюэра над концепцией автобиографической памяти.

Сетевые модели

Сети различных типов играют неотъемлемую роль во многих теориях семантической памяти. Вообще говоря, сеть состоит из набора узлов, соединенных ссылками. Узлы могут представлять понятия, слова, особенности восприятия или вообще ничего. Ссылки могут иметь такой вес, что некоторые из них прочнее других или, что то же самое, иметь такую ​​длину, что для прохождения некоторых ссылок требуется больше времени, чем других. Все эти особенности сетей были использованы в моделях семантической памяти.

Обучаемый понимающий язык

Одним из первых примеров сетевой модели семантической памяти является обучаемый модуль понимания языка (TLC). В этой модели каждый узел представляет собой слово, представляющее концепцию (например, « птица »). Внутри каждого узла хранится набор свойств (например, «может летать» или «имеет крылья»), а также ссылки на другие узлы (например, «курица »). Узел напрямую связан с теми узлами, подклассом или суперклассом которых он является (т. е. птица будет связана как с курицей , так и с животным ). Свойства хранятся на самом высоком уровне категории, к которому они применяются; например, «желтый» будет храниться с канарейкой , «имеет крылья» будет храниться с птицей (на один уровень выше), а «может двигаться» будет храниться с животным (еще на один уровень выше). Узлы также могут хранить отрицания свойств своих вышестоящих узлов (т. е. «НЕ-может летать» будет храниться вместе с «пингвином»).

Обработка в TLC является формой распространения активации . Когда узел становится активным, эта активация распространяется на другие узлы через связи между ними. В таком случае самое время ответить на вопрос «Является ли курица птицей?» является функцией того, насколько далеко должна распространяться активация между узлами для курицы и птицы , или количества связей между этими узлами.

Исходная версия TLC не придавала веса связям между узлами. Эта версия выполняла многие задачи сравнимо с людьми, но не смогла предсказать, что люди будут быстрее отвечать на вопросы, касающиеся более типичных экземпляров категорий, чем на вопросы, связанные с менее типичными экземплярами. Аллан Коллинз и Куиллиан позже обновили TLC, включив в него взвешенные связи для учета этого эффекта. что позволило объяснить как эффект знакомства, так и эффект типичности. Его самым большим преимуществом является то, что он ясно объясняет прайминг : информация из памяти будет извлечена с большей вероятностью, если соответствующая информация («прайм») была представлена ​​незадолго до этого. До сих пор существует ряд феноменов памяти, о которых TLC не знает, в том числе, почему люди способны быстро отвечать на явно ложные вопросы (например, «является ли курица метеором?»), когда соответствующие узлы в сети расположены очень далеко друг от друга.

Семантические сети

TLC является примером более общего класса моделей, известных как семантические сети . В семантической сети каждый узел следует интерпретировать как представляющий определенное понятие, слово или признак; каждый узел является символом. Семантические сети обычно не используют распределенные представления концепций, как это можно обнаружить в нейронной сети . Определяющей особенностью семантической сети является то, что ее ссылки почти всегда направлены (то есть они указывают только в одном направлении, от базы к цели), а ссылки бывают разных типов, каждый из которых обозначает определенное отношение, которое может находиться между любыми двумя узлами.

Семантические сети находят наибольшее применение в моделях дискурса и логического понимания , а также в искусственном интеллекте . В этих моделях узлы соответствуют словам или основам слов, а ссылки представляют синтаксические отношения между ними.

Функциональные модели

В моделях признаков семантические категории рассматриваются как состоящие из относительно неструктурированных наборов признаков. Модель семантического сравнения функций описывает память как состоящую из списков функций для различных концепций. Согласно этой точке зрения, отношения между категориями не будут извлекаться напрямую, а вместо этого будут вычисляться косвенно. Например, испытуемые могут проверить предложение, сравнивая наборы функций, которые представляют его концепции субъекта и предиката. К таким вычислительным моделям сравнения характеристик относятся модели, предложенные Мейером (1970): Рипс (1975), и Смит и др. (1974).

Ранние работы в области перцептивной и концептуальной категоризации предполагали, что категории обладают важными характеристиками и что членство в категории может определяться логическими правилами комбинации характеристик. Более поздние теории признали, что категории могут иметь нечеткую или «нечеткую» структуру. и предложили вероятностные или глобальные модели сходства для проверки принадлежности к категории.

Ассоциативные модели

Набор ассоциаций между набором элементов в памяти эквивалентен связям между узлами в сети, где каждый узел соответствует уникальному элементу в памяти. Действительно, нейронные сети и семантические сети можно охарактеризовать как ассоциативные модели познания. Однако ассоциации часто более наглядно представляются в виде матрицы N × N , где N — количество элементов в памяти; каждая ячейка матрицы соответствует силе связи между элементом строки и элементом столбца.

Обычно считается, что изучение ассоциаций представляет собой процесс Хебба , при котором всякий раз, когда два объекта в памяти активны одновременно, связь между ними становится сильнее, и тем больше вероятность того, что один из элементов активирует другой. Ниже приведены конкретные варианты реализации ассоциативных моделей.

Поиск ассоциативной памяти

Стандартной моделью памяти, которая использует ассоциацию таким образом, является модель поиска ассоциативной памяти (SAM). Хотя SAM изначально был разработан для моделирования эпизодической памяти, его механизмов достаточно для поддержки некоторых представлений семантической памяти. Модель содержит краткосрочное хранилище (STS) и долгосрочное хранилище (LTS), где STS — это кратковременно активированное подмножество информации в LTS. STS имеет ограниченную емкость и влияет на процесс поиска, ограничивая объем информации, которая может быть выбрана, и время, в течение которого выбранное подмножество находится в активном режиме. Процесс поиска в LTS зависит от сигнала и является вероятностным, что означает, что сигнал инициирует процесс поиска, а выбранная информация из памяти является случайной. Вероятность попадания в выборку зависит от силы связи между сигналом и извлекаемым элементом, при этом более сильные ассоциации отбираются до того, как один из них будет выбран. Размер буфера определяется как r , а не фиксированное число, и по мере того, как элементы репетируются в буфере, сила ассоциаций растет линейно как функция общего времени внутри буфера. В SAM, когда любые два элемента одновременно занимают буфер рабочей памяти, сила их связи увеличивается; предметы, которые встречаются чаще, связаны более тесно. Элементы в SAM также связаны с определенным контекстом, причем сила этой связи определяется тем, как долго каждый элемент присутствует в данном контексте. В SAM воспоминания состоят из набора ассоциаций между элементами в памяти, а также между элементами и контекстами. Наличие набора элементов и/или контекста с большей вероятностью вызовет некоторое подмножество элементов в памяти. элементов Степень, в которой элементы вызывают друг друга — либо в силу их общего контекста, либо в силу их совместного появления — является показателем семантической связи .

В обновленной версии SAM уже существующие семантические ассоциации учитываются с помощью семантической матрицы . В ходе эксперимента семантические ассоциации остаются фиксированными, что указывает на предположение о том, что на семантические ассоциации не оказывает существенного влияния эпизодический опыт одного эксперимента. Двумя мерами, используемыми для измерения семантической связанности в этой модели, являются скрытый семантический анализ (LSA) и пространства словесных ассоциаций (WAS). Метод LSA утверждает, что сходство между словами отражается через их совместное появление в локальном контексте. WAS был разработан путем анализа базы данных норм свободных ассоциаций, и именно здесь «слова, имеющие схожие ассоциативные структуры, помещаются в схожие области пространства».

ACT-R: модель производственной системы

Адаптивный контроль мышления (ACT) (а позже ACT-R (Адаптивное управление мышлением-рациональное) ) теория познания представляет декларативную память (частью которой является семантическая память) как «куски», состоящие из метки, набора определенных отношений с другими фрагментами (например, «это _» или «это имеет _") и любое количество свойств, специфичных для чанка. Чанки могут быть отображены как семантическая сеть, учитывая, что каждый узел представляет собой чанк со своими уникальными свойствами, а каждая ссылка представляет собой отношение этого чанка к другому чану. В ACT активация чанка уменьшается в зависимости от времени, прошедшего с момента его создания, и увеличивается с количеством раз, когда чанк был извлечен из памяти. Чанки также могут получать активацию от гауссовского шума и от их сходства с другими чанками. Например, если курица в качестве сигнала поиска используется , канарейка получит активацию в силу ее сходства с сигналом. При извлечении элементов из памяти ACT просматривает наиболее активный фрагмент памяти; если оно превышает пороговое значение, оно извлекается; в противном случае произошла «ошибка пропуска» и элемент был забыт. Существует также задержка извлечения, которая изменяется обратно пропорционально величине, на которую активация полученного фрагмента превышает порог извлечения. Эта задержка используется для измерения времени отклика модели ACT и сравнения его с производительностью человека.

Статистические модели

Некоторые модели характеризуют получение семантической информации как форму статистического вывода из набора дискретного опыта, распределенного по ряду контекстов . (Элемент × Контекст) Хотя эти модели различаются по специфике, они обычно используют матрицу , где каждая ячейка представляет количество раз, когда элемент в памяти появлялся в данном контексте. Семантическая информация собирается путем статистического анализа этой матрицы.

Многие из этих моделей имеют сходство с алгоритмами, используемыми в поисковых системах , хотя пока неясно, действительно ли они используют те же вычислительные механизмы.

Скрытый семантический анализ

Одной из наиболее популярных моделей является латентно-семантический анализ (LSA). В LSA матрица T × D строится из корпуса текстов , где T — количество терминов в корпусе, а D — количество документов (здесь «контекст» интерпретируется как «документ» и только слова — или словосочетания). — считаются элементами в памяти). Затем каждая ячейка матрицы преобразуется в соответствии с уравнением:

$\mathbf {M} _{t,d}'={\frac {\ln {(1+\mathbf {M} _{t,d})}}{-\sum _{i=0}^{D}P(i|t)\ln {P(i|t)}}}$

где $P(i|t)$ вероятность того, что контекст $i$ активен, учитывая этот элемент $t$ произошло (это получается просто путем деления исходной частоты, $\mathbf {M} _{t,d}$ по сумме вектора элемента, $\sum _{i=0}^{D}\mathbf {M} _{t,i}$).

Гиперпространственный аналог языка (HAL)

Модель гиперпространственного аналога языка (HAL). рассматривает контекст только как слова, которые непосредственно окружают данное слово. HAL вычисляет матрицу NxN, где N — количество слов в словаре, используя рамку считывания из 10 слов, которая постепенно перемещается по корпусу текста. Как и в случае с SAM, каждый раз, когда в кадре одновременно присутствуют два слова, связь между ними увеличивается, то есть соответствующая ячейка в матрице NxN увеличивается. Чем больше расстояние между двумя словами, тем на меньшую величину увеличивается ассоциация (в частности, $\Delta =11-d$, где $d$ расстояние между двумя словами в кадре).

Расположение семантической памяти в мозге

Когнитивная нейробиология семантической памяти — спорный вопрос, в котором преобладают две точки зрения.

Многие исследователи и клиницисты полагают, что семантическая память хранится в тех же системах мозга , которые участвуют в эпизодической памяти , то есть в медиальных височных долях , включая образование гиппокампа . В этой системе формирование гиппокампа «кодирует» воспоминания или позволяет воспоминаниям вообще формироваться, а неокортекс сохраняет воспоминания после завершения первоначального процесса кодирования. Недавно, были представлены новые данные в поддержку более точной интерпретации этой гипотезы. В состав гиппокампальной формации входят, среди других структур: сам гиппокамп, энторинальная кора и периринальная кора . Последние два составляют парагиппокампальную кору. Больные амнезией с повреждением гиппокампа, но с некоторой сохранившейся парагиппокампальной корой смогли продемонстрировать некоторую степень сохранности семантической памяти, несмотря на полную потерю эпизодической памяти, что убедительно свидетельствует о том, что кодирование информации, ведущее к семантической памяти, не имеет физиологической основы в гиппокампе.

Другие исследователи полагают, что гиппокамп участвует только в эпизодической памяти и пространственном познании , что поднимает вопрос о том, где может располагаться семантическая память. Некоторые считают, что семантическая память живет в височной коре , другие полагают, что она широко распространена во всех областях мозга.

Нейронные корреляты и биологическое действие

Области гиппокампа связывают семантическую память с декларативной памятью. Левая нижняя префронтальная кора и левая задняя височная область — это другие области, участвующие в использовании семантической памяти. Повреждение височной доли, затрагивающее латеральную и медиальную кору, связано с семантическими нарушениями. Повреждения разных участков мозга по-разному влияют на семантическую память.

Данные нейровизуализации показывают, что левые области гиппокампа демонстрируют увеличение активности во время задач на семантическую память. Во время семантического поиска две области в правой средней лобной извилине и область правой нижней височной извилины аналогичным образом демонстрируют увеличение активности. Повреждение областей, участвующих в семантической памяти, приводит к различным нарушениям в зависимости от области и типа повреждения. Например, Ламбон Ральф, Лоу и Роджерс (2007) обнаружили, что нарушения, специфичные для конкретной категории, могут возникать, когда у пациентов наблюдается разный дефицит знаний для одной семантической категории по сравнению с другой, в зависимости от местоположения и типа повреждения. Нарушения, специфичные для конкретной категории, могут указывать на то, что знания могут по-разному зависеть от сенсорных и моторных свойств, закодированных в разных областях (Farah and McClelland, 1991).

Нарушения, специфичные для конкретной категории, могут затрагивать области коры, где представлены живые и неживые объекты, а также где представлены особенности и концептуальные отношения. В зависимости от повреждения семантической системы один тип может быть предпочтительнее другого. Во многих случаях существует точка, в которой одна область лучше другой (например, представление живых и неживых объектов над признаками и концептуальными отношениями или наоборот).

Различные заболевания и расстройства могут влиять на биологическую работу семантической памяти. Было проведено множество исследований в попытке определить влияние на различные аспекты семантической памяти. Например, Ламбон, Лоу и Роджерс изучали различные эффекты семантической деменции и энцефалита, вызванного вирусом простого герпеса, на семантическую память. Они обнаружили, что семантическая деменция имеет более генерализованные семантические нарушения. Кроме того, дефицит семантической памяти в результате энцефалита, вызванного вирусом простого герпеса, как правило, имеет более специфичные для категории нарушения. Другие расстройства, влияющие на семантическую память, такие как болезнь Альцгеймера , клинически наблюдаются в виде ошибок в назывании, распознавании или описании объектов. Тогда как исследователи связывают такие нарушения с деградацией семантических знаний.

Различные нейронные визуализации и исследования указывают на семантическую память и эпизодическую память, возникающую в различных областях мозга. Другие исследования показывают, что и семантическая память, и эпизодическая память являются частью единой системы декларативной памяти, но представляют собой разные сектора и части в рамках единого целого. Различные области мозга активируются в зависимости от того, к семантической или эпизодической памяти осуществляется доступ.

расстройства

Семантические нарушения по конкретным категориям

Семантические нарушения, специфичные для категории, представляют собой нейропсихологическое явление, при котором индивидуальная способность идентифицировать определенные категории объектов выборочно нарушается, в то время как другие категории остаются неповрежденными. Это состояние может привести к обширному, очаговому или локализованному повреждению головного мозга. Исследования показывают, что височная доля, а точнее система структурного описания, может быть ответственна за определенные категории нарушений семантической памяти.

Теории семантического дефицита по конкретным категориям, как правило, делятся на две разные группы в зависимости от лежащих в их основе принципов. Теории, основанные на принципе коррелированной структуры, который утверждает, что концептуальная организация знаний в мозгу является отражением того, как часто возникают свойства объекта, предполагают, что мозг отражает статистическую связь свойств объекта и то, как они связаны друг с другом. Теории, основанные на принципе нейронной структуры, который утверждает, что организация концептуальных знаний в мозгу контролируется репрезентативными ограничениями, налагаемыми самим мозгом, предполагают, что организация является внутренней. Эти теории предполагают, что естественное избирательное давление привело к формированию нейронных цепей, специфичных для определенных областей, и что они предназначены для решения проблем и выживания. Животные, растения и инструменты — все это примеры конкретных цепей, которые могут быть сформированы на основе этой теории.

Категории обесценения

Семантические дефициты, специфичные для конкретной категории, как правило, делятся на две разные категории, каждую из которых можно исключить или подчеркнуть в зависимости от конкретного дефицита человека. Первая категория состоит из одушевленных объектов, наиболее частым недостатком которых являются животные. Вторая категория состоит из неодушевленных предметов с двумя подкатегориями: фрукты и овощи (биологические неодушевленные предметы) и артефакты, являющиеся наиболее частыми недостатками. Тип дефицита не указывает на недостаток концептуальных знаний, связанных с этой категорией, поскольку зрительная система, используемая для идентификации и описания структуры объектов, функционирует независимо от базы концептуальных знаний человека.

В большинстве случаев эти две категории согласуются с данными тематических исследований. Однако из правил есть несколько исключений. Было показано, что такие категории, как еда, части тела и музыкальные инструменты, не поддаются категориальному разделению на живое/неживое или биологическое/небиологическое. В некоторых случаях было показано, что музыкальные инструменты имеют тенденцию нарушаться у пациентов с повреждением живых существ, несмотря на то, что музыкальные инструменты относятся к небиологической/неживой категории. Однако бывают случаи биологических нарушений, когда качество исполнения музыкальных инструментов находится на нормальном уровне. Аналогичным образом было показано, что питание ухудшается у людей с нарушениями биологической категории. В частности, категория продуктов питания может представлять некоторые нарушения, поскольку она может быть натуральной, но она также может быть подвергнута высокой степени обработки, как, например, в тематическом исследовании человека, у которого были нарушения в отношении овощей и животных, в то время как его категория продуктов питания оставалась неизменной.

Роль модальности

Модальность относится к семантической категории значения, которая связана с необходимостью и вероятностью, выраженными через язык. В лингвистике говорят, что некоторые выражения имеют модальные значения. Несколько примеров этого включают условные предложения , вспомогательные глаголы , наречия и существительные. При рассмотрении семантических дефицитов по конкретным категориям существует другой вид модальности, который рассматривает отношения слов, что гораздо более актуально для этих расстройств и нарушений.

Для конкретных категорий нарушений существуют теории, специфичные для модальности, которые основаны на нескольких общих предсказаниях. Эти теории утверждают, что повреждение зрительной модальности приведет к дефициту биологических объектов, а повреждение функциональной модальности приведет к дефициту небиологических объектов (артефактов). Теории, основанные на модальности, предполагают, что если будет нанесен ущерб модально-специфическому знанию, то будут повреждены все категории, подпадающие под него. В этом случае повреждение зрительной модальности приведет к дефициту всех биологических объектов, при этом дефицит не будет ограничен более конкретными категориями. Например, не будет никаких семантических дефицитов, специфичных для категории, только для «животных» или просто «фруктов и овощей».

Причины семантического дефицита по конкретной категории

Семантическая деменция

Семантическая деменция — это расстройство семантической памяти, из-за которого пациенты теряют способность сопоставлять слова или изображения с их значениями. У пациентов с семантической деменцией довольно редко развиваются нарушения, специфичные для данной категории, хотя зарегистрированы случаи их возникновения. Обычно более генерализованные семантические нарушения возникают в результате затемнения семантических представлений в мозге.

Болезнь Альцгеймера — это подкатегория семантической деменции, которая может вызывать схожие симптомы. Основное различие между ними заключается в том, что болезнь Альцгеймера классифицируется как атрофия обеих сторон мозга, тогда как семантическая деменция классифицируется как потеря мозговой ткани в передней части левой височной доли. В частности, при болезни Альцгеймера взаимодействие с семантической памятью с течением времени приводит к различным закономерностям дефицита между пациентами и категориями, что вызвано искаженными представлениями в мозгу. Например, при начальном начале болезни Альцгеймера у пациентов возникают легкие трудности с категорией артефактов. По мере прогрессирования заболевания прогрессируют и семантические дефициты, специфичные для категорий, и пациенты видят более конкретный дефицит естественных категорий. Другими словами, дефицит, как правило, сильнее у живых существ, чем у неживых.

Герпесвирусный энцефалит

Энцефалит, вызванный вирусом простого герпеса (ВПГВ), представляет собой неврологическое заболевание, вызывающее воспаление головного мозга. Ранние симптомы включают головную боль, лихорадку и сонливость, но со временем развиваются такие симптомы, как снижение способности говорить, потеря памяти и афазия. HSVE также может вызывать семантический дефицит для конкретной категории. Когда это происходит, у пациентов обычно наблюдается повреждение височной доли, которое затрагивает медиальную и латеральную кору, а также лобную долю. Исследования также показали, что пациенты с ВПГВ имеют гораздо более высокую частоту семантических дефицитов, специфичных для конкретной категории, чем пациенты с семантической деменцией, хотя оба они вызывают нарушение кровотока через височную долю.

Поражения головного мозга

Поражение головного мозга – это любая аномальная ткань внутри или на головном мозге, чаще всего вызванная травмой или инфекцией. В одном тематическом исследовании пациенту была сделана операция по удалению аневризмы, и хирургу пришлось перерезать переднюю соединительную артерию, что привело к повреждению основания переднего мозга и свода. До операции этот пациент был полностью независим и не имел проблем с семантической памятью. Однако после операции и развития повреждений пациент сообщил о трудностях с называнием и идентификацией объектов, выполнением задач по распознаванию и пониманию. У пациента было гораздо более значительное количество проблем с объектами из категории живых, что можно было увидеть в рисунках животных, которые пациента просили сделать, а также в данных заданий на сопоставление и идентификацию. Каждое поражение индивидуально, но в данном случае исследователи предположили, что семантический дефицит возник в результате отсоединения височной доли. Результаты привели к выводу, что любой тип поражения височной доли, в зависимости от тяжести и локализации, может вызывать семантический дефицит.

Семантические различия в родах

В следующей таблице суммированы выводы журнала клинической и экспериментальной нейропсихологии .

Семантические задачи и рейтинги знакомства: экспериментальные результаты

Мужчины	Женщины
Лучше с названиями инструментов	Лучше с названиями фруктов
Назовите больше животных и артефактов.	Назовите больше фруктов и овощей.
Более глубокое знакомство с транспортными средствами	Большее знакомство с цветами и пожилыми людьми

Эти результаты дают основу для различий в семантических знаниях по полу у здоровых людей. Экспериментальные данные показывают, что мужчины с семантическим дефицитом, специфичным для конкретной категории, в основном страдают от фруктов и овощей, в то время как женщины с семантическим дефицитом, специфичным для конкретной категории, в основном страдают от животных и артефактов. Был сделан вывод, что существуют значительные гендерные различия, когда речь идет о семантическом дефиците по конкретным категориям, и что у пациента будет тенденция к нарушениям в категориях, по которым с самого начала было меньше существующих знаний.

Нарушения, специфичные для модальности

Семантическая память также обсуждается в отношении модальности . Разные компоненты представляют информацию из разных сенсомоторных каналов. Модально-специфические нарушения подразделяются на отдельные подсистемы на основе входной модальности. Примеры различных модальностей ввода включают визуальный, слуховой и тактильный ввод. Нарушения, специфичные для модальности, также делятся на подсистемы в зависимости от типа информации. Визуальная и вербальная информация, а также перцептивная и функциональная информация являются примерами типов информации.

Семантические нарушения памяти

Расстройства семантической памяти делятся на две группы. Семантические рефрактерные расстройства доступа противопоставляются расстройствам семантического хранения в соответствии с четырьмя факторами: временными факторами, постоянством ответов, частотой и семантической связанностью. Ключевой особенностью семантических рефрактерных расстройств доступа являются временные искажения, при которых отмечается уменьшение времени реакции на определенные стимулы по сравнению с естественным временем реакции. При расстройствах доступа наблюдаются непоследовательности в понимании и реагировании на стимулы, предъявляемые много раз. Временные факторы влияют на последовательность ответов. При расстройствах хранения не наблюдается противоречивой реакции на конкретные предметы. Частота стимула определяет эффективность на всех стадиях познания. Экстремальные эффекты частоты слов распространены при нарушениях семантической памяти, тогда как при семантических рефрактерных нарушениях доступа эффекты частоты слов минимальны. Сравнение близких и отдаленных групп проверяет семантическую родственность. В тесных группах есть слова, которые связаны друг с другом, поскольку взяты из одной категории, например список типов одежды. Удаленные группы содержат слова с широкими категориальными различиями, например, несвязанные слова. Сравнение близких и отдаленных групп показывает, что при нарушениях доступа семантическая родственность оказывает негативное влияние, чего не наблюдается при расстройствах семантического накопления. Нарушения, специфичные для категории и модальности, являются важными компонентами нарушений доступа и хранения семантической памяти.

Настоящее и будущее исследование

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) позволяют когнитивным нейробиологам исследовать различные гипотезы, касающиеся нейронной сетевой организации семантической памяти. Используя эти методы нейровизуализации, исследователи могут наблюдать за активностью мозга участников во время выполнения ими когнитивных задач. Эти задачи могут включать, помимо прочего, присвоение названий объектам, определение принадлежности двух стимулов к одной и той же категории объектов или сопоставление изображений с их письменными или устными названиями.

Развивающаяся теория утверждает, что семантическую память, как и восприятие, можно разделить на типы визуальной информации — цвет, размер, форму и движение. Томпсон-Шилл (2003) обнаружил, что левая или двусторонняя вентральная височная кора, по-видимому, участвует в восстановлении знаний о цвете и форме, левая латеральная височная кора — в знании движения, а теменная кора — в знании размера.

Исследования нейровизуализации предполагают наличие большой распределенной сети семантических представлений, которые организованы минимально по атрибутам и, возможно, дополнительно по категориям. Эти сети включают в себя «обширные области вентральной (знание формы и цвета) и латеральной (знание движения) височной коры, теменной коры (знание размера) и премоторной коры (знание манипулирования). Другие области, такие как более передние области височной коры, может быть вовлечен в репрезентацию неперцептивного (например, вербального) концептуального знания, возможно, в некоторой категориально-организованной форме».

См. также

• Семантика памяти
• Разреженная распределенная память
• Семантическое сходство

Дальнейшее чтение

• Уильям Дэймон, Ричард М. Лернер, Нэнси Айзенберг. 2006. Справочник по детской психологии, социальному, эмоциональному и личностному развитию. Издатель Джон Уайли и сыновья. ISBN   0471272906 , 9780471272908
• Джон Харт, Майкл А. Краут. 2007. Нейронные основы семантической памяти. Издательство — издательство Кембриджского университета. ISBN   0521848709 , 9780521848701
• Франк Крюгер. 2000. Кодирование временных отношений в семантической памяти. Издательство-Ваксманн Верлаг. ISBN   3893259430 , 9783893259434
• Сари Лаату. 2003. Дефицит семантической памяти при болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и рассеянном склерозе: нарушения сознательного понимания значений понятий и визуального распознавания объектов. Издатель-Турун Юлиописто
• Лора Эйлин Матцен. 2008. Семантическое и фонологическое влияние на память, ложную память и напоминание. Издательство-ПроКвест. ISBN   0549909958 , 9780549909958
• Розаль Маккарти. 1995. Семантические знания и семантические представления: специальный выпуск памяти. Издательство Psychology Press. ISBN   0863779360 , 9780863779367
• Омар, Рохани; Хейлстоун, Джулия К.; Уоррен, Джейсон Д. (2012). «Семантическая память музыки при деменции». Музыкальное восприятие . 29 (5): 467–477. дои : 10.1525/mp.2012.29.5.467 .
• Смит, Эдвард Э. (2000). «Нейронные основы рабочей памяти человека» (PDF) . Современные направления психологической науки . 9 (2): 45–49. дои : 10.1111/1467-8721.00058 . hdl : 2027.42/72435 . S2CID   18632040 .
• Ванстон, Эшли Д.; Сикка, Риту; Тангнесс, Лейла; Шам, Розалинда; Гарсия, Анхелес; Кадди, Лола Л. (2012). «Эпизодическая и семантическая память мелодий при болезни Альцгеймера». Музыкальное восприятие . 29 (5): 501–507. дои : 10.1525/mp.2012.29.5.501 .
• Витске Вонк. 1979. Извлечение из семантической памяти. Издательство Шпрингер-Верлаг.
• Сандра Л. Зокколи. 2007. Характеристики объектов и распознавание объектов: возможности семантической памяти во время нормального процесса старения. Издательство-ПроКвест. ISBN   0549321071 , 9780549321071

Внешние ссылки

• http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn10012
• http://diodor.eti.pg.gda.pl. Архивировано 27 августа 2020 г. на Wayback Machine. Применение вычислительной модели семантической памяти. Играет в игру «20 вопросов» о животных.
• S-Space Package , Java-библиотека с открытым исходным кодом, которая включает в себя несколько реализаций семантической памяти, таких как PEN и IS, для генерации статистической семантики из текстового корпуса.
• http://www.semantikoz.com/blog/2008/02/25/hyperspace-analogue-to-language-hal-introduction/ Подробное объяснение варианта семантической памяти гиперпространственного аналога языка (HAL)