Dołącz do czytelników
Brak wyników

Mózg i umysł , Laboratorium

21 stycznia 2016

Inteligentny menedżer

70

Pamięć robocza pracuje ciężko i nieprzerwanie. Jest niczym niezawodny zarządca wielkiej posiadłości, który trzyma wszystko pod kontrolą, albo niezastąpiona asystentka, która na bieżąco zapisuje i przetwarza napływające do nas informacje.

Pamięć robocza, określana również jako pamięć operacyjna, od kilkunastu lat robi wśród badaczy ludzkiego umysłu furorę. Fascynuje nie tylko psychologów poznawczych, którzy z definicji zajmują się badaniem takich procesów, jak: uwaga, inteligencja czy właśnie pamięć, ale również naukowców prowadzących badania z zakresu psychopatologii bądź neuroobrazowania. Coraz częściej zaburzenia w obrębie pamięci roboczej są identyfikowane jako podłoże deficytów bardziej złożonych funkcji poznawczych, które występują na przykład w schizofrenii, depresji, ADHD, czyli zespole nadpobudliwości psychoruchowej z deficytami uwagi, chorobie Parkinsona czy stwardnieniu rozsianym. Naukowcy dostrzegają również niezwykle silne powiązania pomiędzy sprawnością pamięci roboczej a poziomem inteligencji. Ostatnie badania sugerują, że pamięć roboczą można wytrenować, a poprawa jej działania znajduje odzwierciedlenie w lepszych wynikach uzyskiwanych w testach inteligencji.

POLECAMY

Sam termin pamięć robocza pojawił się w psychologii stosunkowo niedawno, bo w 1974 roku. Wtedy to Alan Baddeley – obecnie profesor psychologii na University of York w Wielkiej Brytanii, „guru” badaczy pamięci roboczej – i jego doktorant Graham Hitch przedstawili swoją wielomodułową teorię pamięci operacyjnej. Nie im jednak zawdzięczamy powstanie terminu. Po raz pierwszy został bowiem użyty w 1960 roku przez trzech badaczy – George’a Millera, Eugene’a Galantera i Karla Pribrama – którzy w książce Plany i struktura zachowania pisali: „Kiedy podejmujemy decyzję o przeprowadzeniu konkretnego Planu, jego wykonanie najprawdopodobniej przebiega w pewnym specjalnym stanie czy też miejscu, w którym może być on jednocześnie przechowywany i wykonywany. (…)

Powinniśmy mówić o pamięci, którą wykorzystujemy w celu wykonania naszych Planów, jako pewnego rodzaju łatwo dostępnej, pracującej pamięci”. Opis pamięci operacyjnej przez nich przedstawiony wciąż jest niezwykle aktualny i spójny pod pewnymi względami z wieloma współczesnymi teoriami. Co więcej, autorzy przytoczonej definicji, spekulując o odpowiednim miejscu w mózgu dla tak ciężko pracującego systemu, wskazywali na płaty czołowe, co potwierdziły także współczesne badania z użyciem neuroobrazowania.

Baddeley i Hitch zasugerowali istnienie bardzo podobnego mechanizmu, którego zakres działań wychodził daleko poza funkcje pamięci krótkotrwałej, wymienianej w powszechnym wówczas pudełkowym modelu pamięci. Owszem, nawiązywali do idei magazynu pamięci krótkotrwałej, lecz tak znacząco rozszerzyli zakres jej obowiązków, że zaproponowali nawet nową nazwę: pamięć robocza (ang. working memory). Termin ten o niebo lepiej oddawał funkcje, które badacze przypisywali pamięci krótkotrwałej, wskazywał bowiem na zdolność do jednoczesnego przechowywania i przetwarzania informacji (co ciekawe, ta właściwość pamięci operacyjnej stała się jej najkrótszą definicją). Nowa nazwa miała podkreślać funkcjonalny charakter tego konstruktu – w opozycji do prostego przechowywania informacji, wiązanego z pamięcią krótkotrwałą.

Model pamięci roboczej zakłada istnienie trzech głównych komponentów, powiązanych ze sobą w sposób hierarchiczny. Nadrzędną część stanowi centralny ośrodek wykonawczy (ang. central executive), który zarządza dwoma podległymi systemami: pętlą fonologiczną (ang. phonological loop) oraz notatnikiem wzrokowo-przestrzennym (ang. visuospacial sketchpad). Pętla fonologiczna służy do krótkotrwałego przechowywania i przetwarzania informacji o charakterze werbalnym, natomiast notatnik wzrokowo-przestrzenny zajmuje się informacjami wzrokowymi. Choć początkowo zakładano, że elementy te są strukturalnie jednorodne, liczne badania pokazały, że jest inaczej. W efekcie pętlę fonologiczną podzielono na część pasywną, czyli tzw. magazyn fonologiczny, oraz część aktywną, tj. system artykulacyjnego powtarzania. Z kolei w notatniku wzrokowo-przestrzennym wyodrębniono dwa podsystemy: pasywny, który przetwarza wzorce wizualne, oraz aktywny, który przetwarza wzorce ruchów.

Mądry zarządca
Kluczowym elementem w tej koncepcji pamięci operacyjnej jest centralny ośrodek wykonawczy. Jego rola w pierwotnym modelu była zdefiniowana dosyć enigmatycznie – pełnił funkcję systemu uwagowego zarządzającego dwoma podległymi podsystemami. Baddeley definiował zakres jego „obowiązków”, odwołując się do neuropsychologicznego modelu kontroli przetwarzania informacji Dona Normana i Tima Shallice’a, a w szczególności do jednego z jego systemów kontrolujących, nazywanego nadrzędnym systemem uwagowym (ang. supervisory attentional system), który wkracza do akcji w przypadku nowych albo problematycznych sytuacji.

Takie przedstawienie centralnego ośrodka wykonawczego nasuwa uzasadnione skojarzenia z homunkulusem, czyli małą istotką obdarzoną rozumem, która siedzi gdzieś w głowie i zarządza naszymi procesami pamięciowymi. W najnowszych omówieniach swojego modelu Baddeley opisuje go już jednak jako złożony system, na który składa się kilka odrębnych procesów. Pierwszym z nich jest zdolność do koncentracji uwagi (ang. capacity to focus attention). Wszystko, co ogranicza pojemność uwagi, przyczynia się do gorszego wykonywania zadań. Następną niezwykle ważną funkcją ośrodka wykonawczego jest podzielność uwagi (ang. dividing attention).

Ostatnia wyróżniona przez Baddeleya funkcja to zdolność do przełączania uwagi z jednego celu na inny (ang. switching attention). Gdyby komuś wciąż było mało funkcji, w które Baddeley „wyposażył” pamięć roboczą, to można jeszcze dodać wprowadzony ostatnio bufor epizodyczny. Jest to specjalny system, umożliwiający komunikację między pamięcią roboczą a zasobami pamięci długotrwałej. A wszystko po to, aby jak najdokładniej opisać sposób krótkotrwałego przechowywania informacji i wykonywanych na nich jednocześnie operacji umysłowych.

Ograniczone zasoby
Koncepcja Baddeleya jest tylko jedną z wielu teorii na temat pamięci roboczej. Mieści się w szerszym nurcie tzw. modeli wielu zasobów, zgodnie z którymi wykonywanie konkretnego zadania wspomagane jest przez liczne podsystemy pamięci roboczej, powiązane z aktualnie wykorzystywanymi procesami i modalnością przetwarzanych informacji (słuchową, wzrokową). Istnieje również drugi nurt teoretyczny – tzw. modele dzielenia zasobów. Modele te zakładają, że zasoby pamięci operacyjnej mają względnie stały poziom, a ich pula jest dzielona między przechowywanie i przetwarzanie informacji. Ów ograniczony zasób pamięci operacyjnej wynika z natury ośrodka wykonawczego, który jest zaangażowany w oba te procesy.

Oznacza to, że jeśli obciążymy pamięć operacyjną solidną dawką materiału do zapamiętania, nie zostanie zbyt wiele „miejsca” na przetwarzanie informacji, i vice versa. Jednym z badaczy rozwijających taki sposób myślenia o pamięci roboczej jest Randall Engle, psycholog z Georgia Institute of Technology. Według niego przechowywanie informacji w pamięci operacyjnej odbywa się na zasadzie aktywacji śladów pamięci długotrwałej. Innymi słowy, pamięć operacyjna to nic innego jak część materiału już utrwalonego, który aktywnie utrzymujemy w łatwo dostępnej postaci. Jest to możliwe dzięki funkcji, którą Engle nazywa kontrolowaną uwagą, czyli zdolnością do utrzymywania i kontrolowania uwagi, szczególnie w momencie wystąpienia dystraktorów lub interferencji.

Tym, co szczególnie różni modele dzielenia zasobów od koncepcji z nurtu modeli wielu zasobów, jest fakt, że nie rozróżniają one komponentów „obsługujących” różne rodzaje modalności. Bardzo wyraźne są za to powiązania z pamięcią długotrwałą. Propozycja Engle’a ma swe korzenie w badaniach dotyczących zakresu pamięci operacyjnej (ang. working memory span), prowadzonych w latach osiemdziesiątych XX wieku przez dwie badaczki – Meredith Daneman i Patricię Carpenter. Zadania, które miały mierzyć tę właściwość, polegały na odczytywaniu kilku zdań i zapamiętywaniu ostatnich wyrazów z każdego zdania. W wykonywanie tej czynności zaangażowane jest przetwarzanie informacji, czyli czytanie tekstu, jak również zapamiętywanie materiału, tj. ostatniego słowa w zdaniu. Okazało się, że maksymalna liczba zdań, które możemy przeczytać ze zrozumieniem i jednoczesnym zapamiętaniem ich końcowych słów, waha się od 2 do 5.

Pojawiło się jednak pytanie, czy zdolność ta odnosi się tylko do treści werbalnych, czy można ją uogólnić. Kwestię tę postanowił rozstrzygnąć właśnie Engle i jego współpracownicy. W swoich eksperymentach zdania zastąpili operacjami arytmetycznymi, choć uczestnicy wciąż mieli zapamiętać pojawiające się po nich słowo, oraz wzorami przestrzennymi. Badacze doszli w ten sposób do wniosku, że istnieje system zarządzający uwagą, który ma ograniczoną pojemność i jest modalnie niespecyficzny. Engle mówił tu o pojemności pamięci roboczej (ang. working memory capacity).

Mistrz szachownicy
Pojemność pamięci operacyjnej okazała się cechą niezwykłą. Badania przeprowadzone przez zespół Randalla Engle’a i innych naukowców pokazały, że znając poziom pojemności pamięci roboczej, możemy z bardzo dużym prawdopodobieństwem przewidywać poziom inteligencji osoby. Czyżby zamiast długich i żmudnych testów inteligencji wystarczyło poprosić badanego o rozwiązanie krótkiego i stosunkowo prostego testu na zapamiętywanie? Część badaczy odpowiada na to pytanie twierdząco, zrównując pamięć roboczą z czynnikiem g, czyli in...

Ten artykuł dostępny jest tylko dla Prenumeratorów.

Sprawdź, co zyskasz, kupując prenumeratę.

Zobacz więcej

Przypisy