SiNAPSA, sobota, 15. december 2018

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Zakaj ne zapeljem s ceste, ko kihnem?

Preučevanje zmogljivosti vidnega delovnega spomina

Anka Slana Ozimič, Grega Repovš

Ste se že kdaj vprašali, kako da ne zapeljete s ceste, ko med vožnjo avtomobila kihnete, zaprete oči in tako za nekaj trenutkov izgubite dostop do vidnih informacij? Da lahko podobo okolja vzdržujemo tudi, ko ga neposredno ne vidimo, nam pomaga vidni delovni spomin, ena od temeljnih sposobnosti naših možganov. Kljub našemu občutku, da si lahko zapomnimo veliko število vidnih informacij in da lahko v spominu za kratek čas vzdržujemo bogato podobo o našem neposrednem okolju, raziskave kažejo, da je naš vidni delovni spomin močno omejen in da si lahko naenkrat zapomnimo le 3–4 objekte. A kako si pravzaprav zapomnimo vidne informacije? Koliko si jih zapomnimo in kako lahko to izmerimo?

Kaj je delovni spomin?

Delovni spomin je sposobnost vzdrževanja in manipulacije informacij potrebnih za izvedbo tekoče naloge1. Vsakodnevno ga uporabljamo v najrazličnejših situacijah, npr. kadar si v mislih ponavljamo telefonsko številko, ki nam jo je zaupal privlačen fant, medtem ko po torbici iščemo telefon, da si jo zapišemo, kadar v trgovini sproti preverjamo, koliko nas bo stal nakup izdelkov v košarici, kadar si poskušamo zapomniti ime osebe, ki nam jo je nekdo pravkar predstavil, da jo bomo lahko predstavili naprej.

Slika 1
Multikomponentni model delovnega spomina Baddeleya in Hitcha.2

Ko govorimo o delovnem spominu, najpogosteje pomislimo na t.i. besedni delovni spomin, obliko delovnega spomina, v katerem informacije hranimo v obliki besed in zvoka. To pa ni edina vrsta informacij, ki jih v vsakdanjem življenju zaupamo delovnemu spominu v hranjenje. Baddeley in Hitch2 sta že pred dobrimi štiridesetimi let razmišljala, na kakšne načine še vzdržujemo in manipuliramo z informacijami v delovnem spominu. Svoje izsledke in razmišljanja sta združila v izjemno vplivnem in široko citiranem multikomponentnem modelu delovnega spomina (Slika 1). V njem sta, kot pove že ime, predvidevala delitev delovnega spomina na več komponent in sicer na fonološko zanko, ki je zadolžena za vzdrževanje besednih informacij, vidno-prostorsko skicirko, ki hrani vidne in prostorske informacije ter centralnega izvršitelja, ki nadzoruje in upravlja celotni sistem, omogoča manipulacijo z informacijami ter se povezuje z dolgoročnim spominom. Leta kasneje je Baddeley3 modelu dodal še četrto komponento, epizodični medpomnilnik, ki bi naj bil odgovoren za hranjenje integriranih informacij različnih modalnosti v obliki kratkih epizod. Že ta model je predpostavil, da lahko informacije hranimo tako v besedni, kot tudi vidni ali prostorski obliki, nekatere druge študije pa so pokazale, da lahko informacije hranimo tudi v obliki vonja, okusa ter obliki drugih čutnih zaznav45. O pomembnosti nebesednih oblik vzdrževanja informacij govori tudi dejstvo, da se živali lahko zanašajo le na te, saj jezikovnih sposobnosti, kot jih poznamo pri človeku, nimajo.

Koliko informacij lahko shranimo v delovnem spominu?

Sočasno z raziskovanjem različnih oblik hranjenja informacij je postalo aktualno tudi vprašanje, koliko informacij in kako natančno si sploh lahko zapomnimo. Raziskave kažejo, da se zmogljivost delovnega spomina med posamezniki pomembno razlikuje 6. Pomembno povezana je s splošno intelektualno sposobnostjo7, s starostjo8, v veliki meri pa je odvisna tudi od modalnosti, v kateri si informacije zapomnimo. Raziskave kažejo, da lahko s pomočjo besednega delovnega spomina vzdržujemo približno 7±2 elementov (npr. številk, črk ali besed), ugotovitev, ki je poznana kot magično število 79. Bolj presenetljivo je spoznanje, da lahko v vidnem delovnem spominu hkrati vzdržujemo le 3–4 objekte10, kar preseneča predvsem zaradi našega občutka, da lahko v spominu vzdržujemo bogato in zelo podrobno podobo o našem neposrednem okolju.

Kako merimo zmogljivost delovnega spomina?

Merjenje zmogljivosti vidnega delovnega spomina pri ljudeh se je skozi številne raziskave izkazalo kot precejšen izziv. Ni namreč nujno, da informacije, ki so nam predstavljene v vidni obliki, v vidni obliki tudi vzdržujemo v spominu. Predstavljajte si, da želite v mobilni telefon vtipkati telefonsko številko, ki je zapisana na papirju. Najverjetneje boste številko naprej prebrali in si jo nato tiho ponavljali, vse dokler je ne boste zapisali v telefon. V tem primeru bi si telefonsko številko zapomnili v obliki besed za števila. Kaj pa če bi vam na računalniškem zaslonu za kratek čas pokazali kvadratke različnih barv, nato pa bi jih čez nekaj trenutkov ponovno prikazali ter vas prosili, da presodite, ali je barva vseh kvadratkov ostala enaka (Slika 2A). Na kakšen način bi si poskušali zapomniti barve? Bi jih vzdrževali tako, kot so vam bile predstavljene, torej v obliki podobe barvnih kvadratkov iz zaslona, ali bi barve poimenovali in si jih potihoma ponavljali? V slednjem primeru bi za vzdrževanje informacij uporabili besedni delovni spomin, zato izmerjen obseg spomina s pomočjo takšne naloge ne bi podal veljavnih podatkov o zmogljivosti vašega vidnega delovnega spomina, kot bi morda predpostavili zaradi vidne narave naloge. Opisana naloga prepoznavanja sprememb (ang. change detection task), v kateri si morajo udeleženci za prikazane objekte zapomniti določeno lastnost (npr. barvo, orientacijo, obliko), je ena izmed tipičnih nalog, s katerimi znanstveniki merijo obseg delovnega spomina11. Z njo lahko na podlagi pravilnosti odgovorov in števila objektov, ki si jih mora udeleženec zapomniti, ocenimo obseg posameznikovega delovnega spomina za različne lastnosti dražljajev.

Slika 2
Naloga prepoznavanja sprememb (A) in naloga podrobnega priklica (B).

Žal uporaba tovrstnih nalog pušča dvom, ali izmerjen obseg zares odraža zmogljivost vidnega delovnega spomina in ne npr. besednega. Raziskovalci se pri oblikovanju eksperimentov tem pomislekom skušajo izogniti na različne načine. Ena izmed možnosti je uporaba t.i. dvojnih nalog (ang. dual task), v katerih udeleženci med izvajanjem naloge vidnega delovnega spomina izvajajo še dodatno nalogo, ki obremeni njihovo sposobnost ubesedenja (npr. glasno ponavljanje besede “banana”) in tako prepreči ali pa vsaj oteži, da bi vidne informacije v delovnem spominu vzdrževali v besedni obliki. Druga možnost, ki se je raziskovalci pogosto poslužujejo, je uporaba nalog podrobnega priklica (Slika 2B), ki od nas zahtevajo zelo natančne odgovore, pri katerih nam uporaba jezika ne olajša izvedbe. Primer takšne naloge je, ko si moramo zapomniti več barvnih odtenkov iste barve, potem pa s pomočjo barvne palete natančno označiti točni odtenek zapomnjene barve. Ker je ime barve različnih odtenkov enako, nam poimenovanje in zanašanje na besedni spomin v tem primeru ne more priskočiti na pomoč. Tretja možnost, s katero bi znanstveniki lahko prišli do pomembnih informacij glede oblike, v kateri vzdržujemo informacije v delovnem spominu, ki pa je v literaturi skoraj ni zaznati, je, da udeležence temeljito, s pomočjo usmerjenih fenomenoloških intervjujev, povprašamo po strategijah, s katerimi so si pomagali pri pomnjenju informacij. Namesto, da skušamo preprečiti ali vzpodbujati uporabo določenih strategij pomnjenja (npr. uporabe jezika), lahko udeležence vprašamo, na kak način so poskušali vzdrževati informacije in s kakšnimi strategijami so si pri tem pomagali. Uporaba te možnosti se zdi smiselna zlasti, ko raziskavo načrtujemo in nalogo preverjamo na manjšem številu udeležencev. Povratne informacije udeležencev so nam lahko v veliko korist pri presojanju, kaj pravzaprav merimo s pripravljeno nalogo in kako jo spremeniti, da bomo optimalno merili tisto, kar nas zanima.

Zakaj “se splača” raziskovati vidni delovni spomin?

Predstavljeni postopki zajemajo le nekatere od pristopov preučevanja vidnega delovnega spomina. Ob tem si lahko zastavimo vprašanje, zakaj sploh vlagati čas in energijo v razvoj nalog za podrobno preverjanje delovanja in sposobnosti vidnega delovnega spomina? Kot smo izpostavili na začetku, se v vsakodnevnem življenju pogosto zanašamo na sposobnosti delovnega spomina. Ko med vožnjo avtomobila pogled za trenutek usmerimo na nastavitve radia ali klime, se zanašamo, da nam bo vzdrževanje informacij o poteku ceste ter položaju drugih avtomobilov v delovnem spominu omogočilo, da v odsotnosti nepredvidenih dogodkov uspešno nadaljujemo z vožnjo. Kot ponazarja tudi slika 3, raziskave kažejo, da ljudje hitro precenjujemo svoje sposobnosti, kar ima lahko v prometu usodne posledice. Podrobno poznavanje lastnosti in omejitev delovnega spomina (kot tudi drugih kognitivnih sposobnosti), načrtovalcem vozil in drugih strojev omogočajo, da oblikujejo in razporejajo instrumente na način, ki zmanjšuje obremenitev delovnega spomina in s tem prispeva k večji varnosti.

Slika 3
Slika 3. Preveri zmogljivost svojega delovnega spomina. Klikni na povezavo/sliko in poskušaj prepoznati razliko med dvema zaporedno prikazanima slikama. Koliko razlik najdeš med slikama?

Delovni spomin je tudi med prvimi kognitivnimi sposobnostmi, katerih zmogljivost upada v zdravem staranju in je pomembno prizadeta v različnih nevroloških (npr. Parkinsonova bolezen 12) in psihiatričnih (npr. shizofrenija13) boleznih ali poškodbah možganov. Pri naslavljanju naštetih izzivov nam podrobno poznavanje mehanizmov in zmogljivosti delovnega spomina ter zanesljivi in veljavni postopki njegovega merjenja in preučevanja podajajo pomembno orodje. Poznavanje razvojnih sprememb v zmogljivosti delovnega spomina nam omogoča načrtovanje okolja, orodij in pripomočkov, ki starostnikom olajšajo soočanje z vsakdanjimi nalogami in izzivi8. Poznavanje patoloških procesov in narave oškodovanosti delovnega spomina pa prispeva k zgodnejšemu prepoznavanju bolezni ter hitrejši in učinkovitejši pomoči prizadetim.

    ___
  1. Baddeley, A. (1996). Exploring the central executive. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 49A(1), 5–28. 

  2. Baddeley, A. D., & Hitch, G. J. (1974). Working memory. In G. Bower (Ed.), Recent advances in learning and motivation, Vol.8 (str. 47–90). New York: Academic Press. 

  3. Baddeley, A. (2000). The episodic buffer: a new component of working memory? Trends in Cognitive Sciences, 4(11), 417–423. 

  4. Harris, J. A., Harris, I. M., & Diamond, M. E. (2001). The topography of tactile working memory. Journal of Neuroscience, 21(20), 8262–8269. 

  5. Dade, L. A., Zatorre, R. J., Evans, A. C., & Jones-Gotman, M. (2001). Working memory in another dimension: functional imaging of human olfactory working memory. Neuroimage, 14(3), 650–660. 

  6. Engle, R. W., Kane, M. J., & 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. In A. Miyake & P. Shah (Eds.), Models of working memory: Mechanisms of active maintenance and executive control (str. 102–134). 

  7. Kyllonen, P. C., & Christal, R. E. (1990). Reasoning ability is (little more than) working-memory capacity?!. Intelligence, 14(4), 389–433. 

  8. Boduroglu, A., Minear, M., & Shah, P. (2007). Working memory. Handbook of Applied Cognition, Second Edition, 55–82. 

  9. Miller, G. (1956). The magical number seven, plus or minus two: Some limits on our capacity for processing information. The psychological review, 63, 81–97. 

  10. Cowan, N. (2001). The magical number 4 in short-term memory: A reconsideration of mental storage capacity. Behav. Brain Sci., 24, 87–185. 

  11. Vogel, E. K., & Machizawa, M. G. (2004). Neural activity predicts individual differences in visual working memory capacity. Nature, 428(6984), 748–751. 

  12. Bublak, P., Müller, U., Grön, G., Reuter, M., & von Cramon, D. Y. (2002). Manipulation of working memory information is impaired in Parkinson’s disease and related to working memory capacity. Neuropsychology, 16(4), 577. 

  13. Goldman-Rakic, P. S. (1994). Working memory dysfunction in schizophrenia. The Journal of neuropsychiatry and clinical neurosciences. 

Anka Slana, mag. kog. zn. Oddelek za psihologijo
Filozofska fakulteta
Univerza v Ljubljani

prof. dr. Grega Repovš
Oddelek za psihologijo
Filozofska fakulteta
Univerza v Ljubljani