SiNAPSA, ponedeljek, 24. julij 2017

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Delovni spomin pri štiridesetih

Poročilo iz tretje mednarodne konference o delovnem spominu

Grega Repovš

Leta 1974 sta Baddeley in Hitch1 objavila članek, v katerem sta predstavila multikomponentni model delovnega spomina. Danes, 11. julija, se v Cambridgeu, rojstnem mestu modela, izteka tretja mednarodna konferenca o delovnem spominu, posvečena štiridesetletnici modela, zaslužnega za vpeljavo termina in pojmovanje delovnega spomina ter odprtja enega osrednjih področij raziskovanja v kognitivni psihologiji in kognitivni nevroznanosti. Kljub poudarku na eksperimentalni kognitivni psihologiji, v okviru katere je model nastal in se razvijal, je konferenca podala barvit in širok pogled na pridobljena spoznanja in razumevanje delovnega spomina ter implicitni odgovor na vprašanje, kako kaže modelu po štiridesetih letih.

Grega RepovšV svoji osnovi je model izhajal iz razmeroma enostavne strukture, ki je dve neodvisni komponenti za hranjenje modalno specifičnih informacij — eno za vzdrževanje besednih informacij v fonološki obliki (fonološka zanka) in drugo za vzdrževanje nebesednih informacij (vidno-prostorska skicirka) — povezovala s kontrolnim modulom (centralni izvršitelj), katerega naloga je nadzorovati pretok in obdelavo informacij v obeh predhodno omenjenih komponentah. Model se je skozi leta spreminjal in prilagajal novim empiričnim spoznanjem. Med večje spremembe sodi dodatek epizodičnega medpomnilnika2,ki integrira informacije različnih modalnosti ter vzpostavlja most z dolgoročnim spominom.

Poleg podajanja učinkovite organizacijske sheme za razumevanje delovnega spomina, je verjetno največji prispevek modela vzpodbujanje živahnega preučevanja lastnosti, strukture in delovanja delovnega spomina. Medtem, ko so se prve raziskave osredotočale predvsem na preverjanje predpostavk o naravi in delovanju fonološke zanke, se je kasneje preučevanje preusmerilo na vlogo delovnega spomina v izvršilnih procesih, v zadnjih letih pa so — v dobršni meri vzpodbujeni tudi s strani EEG in funkcijskega slikanja možganov — posebne pozornosti deležni vidni in prostorski delovni spomin ter mehanizmi integracije informacij.

Raziskovalno področje se je poleg dopolnjevanja modela in usvajanja novih empiričnih spoznanj širilo tudi z razvojem alternativnih teorij in modelov ter novih raziskovalnih metod in tehnik. Živahnost raziskovalnega dela se je barvito odražala v prispevkih na konferenci. Nekateri so nadalje širili in izpopolnjevali Baddeleyev in Hitchev model z novejšimi spoznanji o epizodičnem medpomnilniku (Graham Hitch3) in ločeni vlogi ter prispevku zaznavne in izvršilne pozornosti (Richard Allen4). Drugi so predstavljali dokaze za aktivno brisanje vsebin iz delovnega spomina (Klaus Oberauer5) in se ob razvoju bolj specifičnih računskih modelov spraševali o smiselnosti predpostavke o spontanem propadu informacij (Stephan Lewandowsky6). Prav slednjim je bil namenjen humoristično, z ‘reci bobu bob’ začinjen prispevek Mika Pagea7, ki opozarja na preciznost pri oblikovanju hipotez in pripisovanju trditev izvornemu modelu, ter skozi njihovo točnejšo opredelitev ter reanalizo eksperimentalnih načrtov in zbranih podatkov pokaže, da - mnogim študijam navkljub - predpostavke izvornega modela, zbrane v zadnjih desetletjih, presenetljivo dobro napovedujejo in pojasnjujejo empirične podatke o besednem delovnem spominu.

Precej pozornosti in navdušenja so vzbudili prispevki, ki širijo uveljavljene raziskovalne paradigme in odpirajo nove poglede na obstoječe rezultate. Ed Vogel8 je tako predstavil nadgradnjo naloge detekcije sprememb, ki omogoča za vsak poskus posebej — in ne le v povprečju, prek več poskusov — oceniti število zapomnjenih elementov. Rezultati pokažejo, da se posamezniki z boljšim in slabšim delovnim spominom razlikujejo predvsem po številu primerov, v katerih spomin popolnoma odpove, in ne po številu elementov, ki so si jih najpogosteje sposobni zapomniti. Povedano drugače, če si gledano preko 100 poskusov Miha v povprečju zapomni 4 elemente, Lojze pa 3, to ni odraz tega, da si pri vsakem poskusu Lojze zapomni en element manj kot Miha, temveč, si oba, kadar sta uspešna, zapomnita 5 elementov, le da Mihi spomin popolnoma odpove — ne zapomni si ničesar — v 20 poskusih, Lojzetu pa kar v 40 poskusih. Analiza hkrati zabeleženega EEG dodatno pokaže, da se uspešni in neuspešni poskusi — med njimi ni opaziti razlike v vedenju udeležencev, v obeh primerih pozorno opazujejo zaslon — razlikujejo predvsem po moči theta valovanja pred in med izvedbo poskusa.

Možnosti preučevanja mehanizmov, ki vzdržujejo informacije v delovnem spominu, kot jih omogočajo moderne metode kognitivne nevroznanosti, sta izvrstno ilustrirala Ed Awh in Brad Postle. Awh[^9] je pokazal, kako je mogoče z razmeroma enostavnim EEG snemanjem, ob uporabi ustreznih računskih modelov in analitičnih metod klasifikacije, opazovati podroben časovni potek in vsebino vzdrževanih reprezentacij v delovnem spominu. Rezultati kažejo na pomen induciranih alfa valov pri vzdrževanju reprezentacij in njihovo ločeno kodiranje preko različnih faznih zamikov, pri čemer velikost faznega zamika dobro napoveduje posameznikovo uspešnost pri točnem kodiranju več reprezentacij.

Postle10 je prav tako z uporabo analize vzorcev in metod klasifikacije fMRI in EEG podatkov pokazal nekaj pomembnih ugotovitev. Medtem ko analiza aktivacije razkriva predvsem vključenost prefrontalnih področij v vzdrževanje delovnega spomina, analiza vzorcev aktivnosti pokaže, da so parietalna področja, ki sicer ne kažejo spremembe aktivnosti, mnogo bolj povedna pri dekodiranju vzdrževanih vsebin. Opisan vzorec potrjuje poprejšnje domneve, da je vloga prefrontalnega korteksa splošno vzdrževanje aktivnosti, medtem ko je specifična vsebina spomina kodirana v modalno specifičnih posteriornih področjih. Postle naredi še korak naprej in predstavi rezultate paradigme, v kateri so morali udeleženci vkodirati objekta dveh vrst, nato podati odgovor o enem, zatem pa še o drugem objektu. Spremljanje vzorca aktivnosti — merjene s fMR v eni in z EEG v drugi študiji — skozi čas izvedbe je pokazalo robustno kodiranje obeh objektov po prikazu, nato popolno odsotnost aktivne reprezentacije drugega objekta v času osredotočanja na prvi objekt, potem pa ponoven pojav aktivne reprezentacije drugega objekta, ko le-ta spet postane relevanten. Opisani rezultati nakazujejo presenetljivo možnost, da objekti, ki so del delovnega spomina, vendar pa ne v središču pozornosti, niso vzdrževani s pomočjo živčne aktivnosti, temveč preko rezidualnega vzorca sprememb moči sinaptičnih povezav.

Zaslediti je bilo tudi nekaj prispevkov, ki so obravnavali že večkrat prikazano tesno povezavo med delovnim spominom in splošno inteligentnostjo. Andrew Conway11 je tako kot alternativo splošnemu faktorju inteligentnosti predstavil teorijo prekrivanja procesov. Teorija visoko korelacijo med kognitivnimi sposobnostmi pojasni s prekrivanjem v uporabi splošnih izvršilnih procesov, ki igrajo pomembno vlogo tudi v delovnem spominu. Zachary Shipstead12 na podlagi kontraintuitivnih rezultatov, ki kažejo večjo korelacijo med izvedbo naloge delovnega spomina in fluidno inteligentnostjo, ko je naloga lažja, postavi pod vprašaj naravo odnosa med delovnim spominom in fluidno inteligentnostjo. Za razliko od splošnega prepričanja, da delovni spomin predstavlja podlago fluidni inteligentnosti, predlaga ločeni in komplementarni vlogi obeh. V izvedbi kompleksnih kognitivnih nalog naj bi bila vloga delovnega spomina vzdrževanje možnih hipotez o poti do rešitve problema, naloga fluidne inteligentnosti pa umik od njih in preprečevanje vračanja k neustreznim hipotezam.Pomembna rdeča nit, ki se je tiho sukala skozi velik del prispevkov, je bilo vedno bolj prisotno spoznanje, da delovni spomin sicer lahko razdelimo na posamične komponente in prepoznamo različne načine in mehanizme vzdrževanja informacij, vendar to ne pomeni, da bomo v posamični situaciji uporabljali le enega izmed njih. Soočeni s potrebo po vzdrževanju informacij bomo vzporedno uporabili več načinov shranjevanja informacij, prožno preklapljali med njimi ter jih integrirali pri oblikovanju odgovora. Z vidika posameznika to zagotavlja najboljšo možnost za uspešno zapomnenje in priklic informacij, z vidika raziskovalcev delovnega spomina pa pomemben izziv.

Zapisano predstavlja le del intenzivne in izredno zanimive konference, katere poglavitna pomanjkljivost je bila pomanjkanje časa za polni razvoj in razplet občasno živahnih razprav. Konferenca je pokazala kompleksnost raziskovalnega področja in obetavno izvirnost pri iskanju novih pristopov k raziskovanju odprtih raziskovalnih vprašanj, predvsem pa je znova utrdila pomen izvirnega modela delovnega spomina Baddeleya in Hitcha. Prav njima je šla tudi večkrat izrečena zahvala za edinstven “izgovor” za skupno druženje.


Več informacij o konferenci s seznamom predstavljajočih ter povzetki predavanj in posterjev lahko najdete na spletni strani konference. Organizatorji obljubljajo, da bodo sčasoma objavljeni tudi video posnetki predavanj.

    ___
  1. Baddeley AD, Hitch GJ (1974) Working memory. In: Recent advances in learning and motivation, Vol. 8 (Bower GA, ed), pp 47–90. New York: Academic Press. 

  2. Baddeley AD (2000) The episodic buffer: a new component of working memory? Trends Cogn Sci 4(11):417–423. 

  3. Graham Hitch, Exploring the episodic buffer 

  4. Richard Allen, Exploring the dynamic interplay between attention and working memory 

  5. Klaus Oberauer, Removal of distractors in complex working memory span tasks 

  6. Stephan Lewandowsky, Mechanisms of forgetting in short-term and working memory 

  7. Mike Page, The phonological loop 40 years on: A mildly controversial view on what it is and what it’s for 

  8. Ed Vogel, Inter- and intra-individual differences in visual working memory capacity and attentional lapses[^9]: Ed Awh, Tracking the content and quality of working memory with near real-time temporal precision 

  9. Brad Postle, Revisiting assumptions about the physiological mechanisms underlying the short-term retention of information 

  10. Andrew Conway, Process Overlap Theory: A new interpretation of working memory capacity 

  11. Zachary Shipstead, Working memory capacity and fluid intelligence: Maintenance and disengagement 

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