Модель рабочей памяти Алана Бэддели

Центральный исполнитель, представляет собой гибкую систему, отвечающую за контроль и регулирование когнитивных процессов. Он направляет фокус и целевую информацию и обеспечивает совместную работу рабочей и долговременной памяти. Исполнительная система, контролирует когнитивные процессы, гарантирует активную работу кратковременных хранилищ и вмешивается, когда они сбиваются, предотвращая их отвлечение.[3]

Выполняет следующие функции:

• обновление, запоминание входящей информации и замена старой информации
• связывание информации из ряда источников в последовательные эпизоды
• координация подчиненных систем
• переключение между задачами и поисковыми стратегиями
• торможение, подавление неадекватных доминантных и автоматических ответов[3]
• избирательное внимание

У центрального исполнителя в исходной модели было две подчинённые базовые системы: визуально-пространственный блокнот для визуальной информации и фонологический цикл для звуковой информации.[4]

Используя парадигму двойных задач, Бэддели и Эрсес, например, обнаружили, что пациенты с деменцией Альцгеймера испытывают трудности при одновременном выполнении нескольких задач, даже если сложность отдельных задач адаптирована к их способностям.[5] Использовались две задачи, включающие задачи на память и слежение. Отдельные действия выполняются хорошо, но по мере того, как болезнь Альцгеймера прогрессирует, выполнение двух или более действий становится все более затруднительным. Это исследование показало ухудшение функционирования центрального исполнителя людей с болезнью Альцгеймера.[6]

Недавние исследования исполнительных функций показывают, что центральный исполнитель не является единым компонентом, в том смысле как это было представлено в модели Бэддели и Хитча. Скорее, существует система отдельных исполнительных функции, которые могут у индивидуумов варьироваться в значительной степени независимо друг от друга и могут селективно быть нарушены или сохранены при повреждениях головного мозга.[7]

Фонологический цикл (или «артикуляционный цикл») в целом имеет дело со звуковой или фонологической информацией. Он состоит из двух частей: кратковременного «фонологического хранилища» со следами звука в памяти, подверженными быстрому затуханию, и «артикуляционной компонентой перезаписи» (называемой, также артикуляционной петлей), которая может обновлять эти следы.

Предполагается, что любая звуковая вербальная информация автоматически записывается в фонологическое хранилище. Визуально представленный текст может быть преобразован в фонологическую форму посредством скрытой артикуляции и, таким образом, записан в фонологическое хранилище. Эта трансформация облегчается процессом артикуляционного управления. Фонологический накопитель действует как «внутреннее ухо», запоминая звуки речи в их временном порядке, в то время как артикуляционный процесс действует как «внутренний голос» и повторяет последовательность слов (или других речевых элементов) в цикле, чтобы предотвратить их угасание. Фонологический цикл может играть ключевую роль в накоплении словарного запаса, особенно в раннем детском возрасте.[8] Этот цикл также может играть жизненно важную роль при изучении второго языка.

Пять основных экспериментальных результатов подтверждают наличие фонологического цикла:

1. Эффект фонологического сходства:
   Слово, со сходным звучанием, запоминаются труднее, чем слова, звучащие по-разному. Семантическое сходство (близость значений) имеет сравнительно небольшой эффект, подтверждая предположение, что вербальная информация запоминается в рабочей памяти в основном в звуковой форме.[9]
2. Эффект подавления артикуляции:
   Вербальная память ухудшается, когда людей просят сказать что-то иррелевантное вслух. Предполагается, что это блокирует процесс артикуляционной перезаписи, приводя к разрушению следов звука в фонологическое хранилище.[10]
3. Преобразование видов информации:
   Визуально представленные предметы взрослые обычно называют и внутренне повторяют артикуляцию, таким образом информация переводится из визуальной формы в звуковую и записывается в память. Подавление артикуляции предотвращает такое преобразование, и в этом случае вышеупомянутый эффект фонологического сходства уничтожается для визуального представления предметов.[10]
4. Нейропсихологические свидетельства:
   Поражение фонологического хранилища объясняет поведение пациентов с недостаточностью фонологической кратковременной памяти. Афазийные пациенты с развивающейся вербальной диспраксией (en: developmental verbal dyspraxia) не могут использовать речевые моторные процедуры, необходимые для артикуляции, что у них вызывает недостаточность процесса артикуляционного повторения.[11]
5. С другой стороны, пациенты с дизартрией, у которых проблемы с речью являются вторичными, демонстрируют нормальную способность к внутреннему повторению. Это говорит о том, что внутреннее повторение является критичным.[12]

Теория рабочей памяти Алана Бэддели включает визуально-пространственный блокнот, являющийся памятью кратковременного хранения зрительной информации для оперирования с ней.[13] Предполагается, что визуально-пространственный блокнот является отдельным независимым хранилищем рабочей памяти, поскольку он не создаёт помех кратковременным процессам фонологического цикла. В ходе исследований было установлено, что оба процесса, обработки зрительных стимулов в визуально-пространственным блокнота и звуковых в фонологическом цикле могут проходить одновременно, не оказывая влияния на эффективность другого.[14] Чтобы объяснить это явление Бэддели расширил теорию кратковременной памяти до теории рабочей памяти. В исходной теории кратковременной памяти предполагалось, что человек обладает только одним хранилищем для непосредственной обработки информации, в котором в течение очень непродолжительного времени, иногда считанные секунды может храниться 7 +/- 2 элементов. Тесты с несколькими цифрами — типичный пример измерения емкости классически определенной кратковременной памяти. Если в течение нескольких минут не удается найти существующую ассоциацию для информации из 7 +/- 2 элемента, которая обеспечивала бы ее сохранение в долговременной памяти, информация не запоминается и безвозвратно теряется.[15]

Визуально-пространственная кратковременная память может хранить визуальную и пространственную информацию в течение очень короткого времени.[15] Люди могут использовать эту память на очень короткие промежутки создавая и возвращаясь к психическому визуально-пространственному образу, которым можно оперировать в сложных и трудных задачах пространственной ориентации. В некоторых случаях возникает несогласованность в функционирования областей мозга при оперировании со зрительной информации, возникающая из-за различных типов повреждения головного мозга.[14] Также может быть недопонимание различий между рабочей визуальной памяти и транзитной памятью, такой как зрительная сенсорная (иконическая) память. Транзитная память — это тип ультракратковременной сенсорной памяти. Зрительная сенсорная память является видом сенсорной памяти, в котором информации сохраняется всего около секунду. Зрительно-сенсорная память функционирует так, что люди могут помнить, что видели вещи, которых на самом деле не было, или не запомнить объекты, которые были в их поле зрения. Память является ультракратковременной, и если она не обрабатывается в течение нескольких секунд, она исчезает.[13]

Логи предложила разделить визуально-пространственный блокнот на две составляющие:

1. Визуальный кеш, в котором хранится информация об объекте: форме и цвете.
2. Внутренний описатель, который имеет дело с пространственной информацией и информацией о движении. Он также перезаписывает информацию в визуальном кэше и транспортирует информацию центральному исполнителю.[16]

Позже Бэддели сделал предположение, что визуально-пространственный блокнот также может еще отвечать и за хранение и использование кинестетической информации.[17]

Три основных полученных результатов свидетельствуют о различии визуальной и пространственной частей визуально-пространственного блокнота:

1. Визуальная и пространственная задачи создают помех друг другу меньше, чем две визуальные или две пространственные задачи.[18]
2. Повреждение мозга может повлиять на один из компонентов, без воздействия на другой.[19]
3. Результаты визуализации мозга показывают, что задачи рабочей памяти с визуальными объектами активируют в основном области в левом полушарии, тогда как задачи с пространственной информацией активируют больше областей в правом полушарии.[20]

Уточнение Логи структуры визуально-пространственного блокнота в целом соответствует гипотезе о двух потоках переработки зрительной информации. В соответствии с этой гипотезой из зрительной информации (находящейся в сенсорной иконической памяти) выделяется и выявляется информация двух видов: визуальная о свойствах объектов (о форме, цвете и распределении объектов) - системой распознавания «что» (по вентральному пути) и пространственная о локализации объектов (местоположении и их движении) - системой распознавания «где»( по дорсальному пути).[21][22]

В 2000 году Бэддели добавил в модель четвертый компонент — эпизодический буфер. Этот компонент представляет собой подчиненную систему ограниченной емкости,[23] предназначенную для связывания информации из областей различной сенсорной модальности и формирования целостных мнемических образований из визуальной, пространственной и вербальной и других видов информации, атрибутированной временными метками (или эпизодическим хронологическим упорядочением[23]), таких образований, как память о некоторой истории (нарративе) или сцене фильма. Предполагается, что эпизодический буфер также содержит ссылки на долговременную память и семантические значения.[24]

Он действует как буферное хранилище, увязывающее не только компоненты рабочей памяти, но и связывающее рабочую память с восприятием и долговременной памятью.[23] Бэддели полагает, что поиск через буфер осуществляется по сознательному намерению.[23] Эпизодический буфер позволяет индивидуумам использовать сформированные в нем интегрированные информационные образования в создании новых представлений. Поскольку эпизодический буфер, вероятно, является требующим внимания процессом, то он существенно будет зависеть от центрального исполнителя.[23]

Основной причиной введения этого компонента было наблюдение, что некоторые (в частности, высокоинтеллектуальные) пациенты с амнезией, не способные, по-видимому, сохранять в долговременной памяти новую информацию, тем не менее, обладают хорошей кратковременной памятью на истории с гораздо большим количеством информации, чем это могло бы содержаться в фонологическом цикле.[25] Эпизодический буфер выглядит способным хранить связанные особенности элементов (пунктов) истории и делать потом их доступными для сознания, но не может предоставить сами эти элементы процессу связывания,[26] и фиксации в долговременной памяти.

Предполагается, что доступ сознанию к содержанию фонологического цикла и блокнота и оперированию им может осуществляться через буфер.[27] Это основано на предположении, что визуально-пространственный блокнот и фонологический цикл являются второстепенными буферами, объединяющими информацию в пределах своей сенсорной модальности. Эпизодический буфер также может взаимодействовать с сенсорной и рабочей памятью на запах и вкус.[27]