Kapitel 05: Short term working memory

Ashcraft, H. M.  & Radvansky, A. G.: Cognition (5. udg.). Pearson International Edition, Prentice Hall. 2010 (svarende til 335 normalsider).

Korttidshukommelse (Short Term Memory (STM))

Er den ældre benævnelse, som refererer til en mere simpel idé. Anvendes ved fokus på input à lagring af nye informationer. Korttidshukommelsen er involveret i udenadslære. Korttidshukommelsen er spil hver gang kort retention (fastholdelse) testes (ikke mere end 15-20 s) og hvor transfer af nye informationer til langtidslagring finder sted.

Betragtes som en enkelt del af den mere komplekse arbejdshukommelse.

s. 148

Korttidshukommelsen – en begrænset flaskehalskapacitet.

Hukommelsesspan: +-7.

Ved lavere intelligens ses ofte en tendens til mindre hukommelsesspan.

Korttidshukommelsen er flaskehals i det menneskelige informations processeringssystem. Sensorisk og langtidshukommelsen kan rumme uanede mængder information, mens STM har store begrænsninger: 7+-2.

Chunking

Flaskehalsen kan overkommes ved at ’chunke’ informationen i grupepringer; fx tlf nr nedbrydes i 4 grupper af tal.

Recoding – omkodning

Når store mængder information omkodes fx vha chunking kaldes det omkodning af informationer.

Princippet bag omkodning er reducere antallet af enheder i arbejdshukommelse og forøge/forstørre informationsenheden (gør den mere kompleks).

Fx dervarengangenmandderboedeiensand: Der var engang en mand, der boede i en spand.

2 betingelser for recoding: Der skal være tilstrækkelig tid til at omkode og der skal være et velkendt skema til omkodning (fx tlf nr er velkendt system at det brydes ned i 4 tal i stedte for 8 – det samme med bogstaver trækkes sammen til ord).

Chunking og recoding er en måde at overkomme den begrænsede kapacitet i korttids- og arbejdshukommelsen.

Arbejdshukommelse

Nyere betegnelse. Mental arbejdsstation.

Arbejdshukommelsen er involveret I retrival af informationer fra langtidshukommelsen, fx ordbetydning. Dette r i arbejdshukommelsen denne proces finder sted.

Intermediate system mellem sensorisk og langtidshukommelsen.

Glemsel fra korttidshukommelsen (s. 150)

Glemsel forårsages primært af interferens ikke forfald på grund af tid.

Jf. The Brown-Petersin task.

Folk bliver præsenteret for 3 bogstaver fx MHA, som efterfølges af 3 tal fx 738 som skal siges højt bagfra. Øvelsen af de 3 bogstaver bleb forhindret af de 3 som siges bagfra, da de processer kræver det samme. Fremsigelsen af de 3 bogstaver fungerer som interferens.

Brown-Peterson task er et udtryk for proaktiv interferens.

Proaktiv interferens (PI)

Når gammelt materiale interfererer frem i tiden ved genkaldelse af en aktuel stimulus.

I forsøget med trigrammer er det de tidligere fremvisninger af trigrammer der interfererer med den aktuelle stimulus.

Eller tidligere viden om fx kognitionspsykologi interferer med indlæring af ny kogviden.

Retroaktiv interferens (RI)

Nyere materiale interfererer bagud i tid med genkaldelse af gammelt materiale.

Release from PI

          Undtagelse fra PI à proaktiv interferens.

Når stimulus præsenteret i forsøget ændres i Brow-Peterson-opgaven ses markant mindre PI.

Fx når FP præsenteres for ord inden for frugtkategorien, efterfulgt af tal ses en nedadgående kurve (obs når trigrammer erstattes af ord er resultatet af korrekt erindrede ord 90 % i modsætning til 30 % ved trigrammer). Når der i 4 runde indsættes andre ordkategorier fx titler, grøntsager eller blomster ses en frigivelse af PI. Release fra PI opstår når et fald i performance forårsaget af PI omvendes af et skift i stimulussen, der skal erindres. Den samme effekt ses når stimulus skifter til semantisk eller meningsbaseret. Jo tættere stimulus er på original stinmulus i 4 forsøg desto mindre er release fra PI.

Pointe i praksis – egen refleksion

Fx ved kurser/undervisning. Det er vigtigt at ændre den form der undervises i.

Gælder dette også visuelle fremstillinger (grafer, skemaer etc.?). Noget kunne tyde på det når det samme gælder for tegnsprog.

Interferens i undervisningssituationer kan være hastigheden undervisningen præsenteres?

Release kunne måske også være teoretisk fremstilling som efterfølgende præsenteres på ny gennem caseeksempler eller en metafor?

Konklusioner:

Forfald i tid er en mulig forklaring på glemsel i arbejdshukommelsen, mens interferens er en mere sandsynlig forklaringsmodel.

STM – retrieval – hentning

Retrieval of information – den konkrete proces hvor informationer bringes i forgrunden af tænkning og evt præsenteres.

To kvaliteter er væsentlige:

Serial Position Effects

Free recall: En metode til at teste hukommelse ifm retrieval. FP kan frit genkalde præsenterede emner uden hensyntagen til rækkefølge.

Serial recall: En metode til at teste retrieval.  FP skal genkalde den original rækkefølge af stimuli. Testen er således vanskeligere end free recall.

Primacy effect:

Er den tendens til at huske de første emner i rækken, fordi de er indøvet flere gange end emner i mdten af en serie. Der refereres til høj og lav primacy effect.

Recency effekt:

Er tendens til at huske de sidst præsenterede ord i en serie. Der refereres til høj og lav recency effect.

Hvis en distractor-opgave præsenteres lige efter testen, fordvinder recency-effekten, fordi det således ikke er de sidste stimuli.

Primacyeffekten kan forandres ved at give mere tid til en øvelse, hvilket forbedrer primacyeffekten. Formentlig fordi der er mere tid til at øve.

Recencyeffekten påvirkes ikke af mere tid, antageligt fordi de sidste stimuli stadig er i arbejdshukommelsen.

STM scanning: The Sternberg Task

Hvordan får vi adgang til info i STM og hvordan hentes de?

Dette er særligt interessant når retrieval fra STM eller LTM er ekstremt hurtig og uden for vores bevidste opfattelse.

En anden hukommelsesopgave: Genkendelse. Fx Multiple Choice.

Dette er en lignende ja/nej genkendelses-beslutninger som times (RT) for at prøve at udlede de underliggende mentale processer som er anvendt i opgaven baseret på hvor lang tid de tog. Det var denne metode Sternberg anvendte, da han arbejdede med at finde ud hvordan vi får adgang til info i STM. Sternberg startede sit arbejde med at pointere at RT måling til at udlede mentale processer havde en ærværdig historie tilbage til Donders tid, 1868 – Stadieteori. Donders havde foreslået en substraktionsmetode for determinering af nødvendig tid til udførelse af simple mentale hændelser. FX hvis du har en primær opgave som involverer proces A, B og C udarbejdes en sammenligningsopgave som kun involverer opgave A og C. RT for de to opgaver substrakteres fra hinanden for at måle proces B. Sternberg pointerer et klart problem ved Donders substraktionsmetode; det er tæt ved umåligt at afgøre om sammenligningsopgaven A & C præcist afspejler de to processer i den primære opgave. Der er også den mulighed at opgave A og C vil blive ændret når proces B elimineres. Sternbergs løsbning var innovativ. I stedet for at eliminere proces B arrangerede han opgaven sådan at den kritiske proces ville blive gentaget nogle gange under en enkelt trial. På tværs af et studie ville der være mange trials hvor B forekom én gang, 2 gange, 3 gange etc. Han undersøgte således RT for disse successive betingelser og udledte proces B ved at bestemme hvor megen tid FP tillagde hver proces hvor B skulle gentages. Dette, sammen med en del statistisk bearbejdning, kaldes additiv factors method.  

The Sternberg Task

STM scanningsopgave, nu kaldet The Sternberg Task. FP blev givet en kort liste med bogstaver, en ad gangen pr. s = Hukommelsessættet. Efterfølgende så FP et enkelt bogstav, probe item og skulle svare ’ja/nej’ til om de havde set dette item i hukommelsessættet.

Nedenstående flowchart over de 4 adskilte mentale processer forekommer under den timede del af hver trial.

Ved punktet: ’Timer bliver igangsat’ begynder FP at indkode opgaven. Når indkodningen er færdig kan søgningen eller scanningen gennem STM begynde. Herved menes, at den mentalt indkodede prøve kan sammenlignes med items i hukommelsen for at se om der er et match. Simpel ja/nej respons efterfulgt af en fysisk respons som stopper timeren, et tryk på en knap.

I Sternbergs opgave var det søgningsprocessen, scanningen af indhold i STM, der var særlig interessant. Det var denne scanningsproces (proces B fra tidligere) der blev gentaget afhængigt af hvor mange items der var i hukommelsessættet. Hvis der var to items ville scanningen forekomme to gange, 3 à 3 gange etc. Sternberg manipulerede størrelsen på hukommelsessættet og influerede derved antallet af cykler gennem søgningsprocessen. Ved undersøgelse af hældningen på RT resultater, kunne Sternberg bestemme hvor meget ekstra tid der var nødvendig for hver cyklus der skulle gennem processen.

Sternbergs resultater

Der var en lineær stigning i RT som hukommelsessættet blev større og større og stigningen var næsten den samme for ja og nej responser. Ligningen RT= 397.2 +37.9 ms viser at y-interceptet af denne RT-funktion var 397.2 ms. Hypotetisk hvis der havde været 0 items i STM, ville y-interceptet være den kombinerede tid for indkodning, beslutning og responsstadier, stadierne som kun forekommer én gang pr. trial. For hver additionelle item i hukommelsessættet tog den mentale scanningsproces yderligere 37, 9 ms. Sagt på en anden måde indikerer Sternbergs resultater, at søgningsraten gennem STM er ca 38 ms pr item – meget hurtigt.

Hvilken form for mental søgning ville producere disse resultater? Sternberg forestillede sig 3 muligheder: Den mest intuitiv tiltiltalende form var seriel self-terminating search. Ved denne type søgning scannes hvert item én gang og scanningen stopper når der er et match. Denne søgningsform ligner når vi leder efter fx vores bilnøgler. Tanken er at gennemsnitligt vil RTs hældning for yes trialsresponser være mindre end nej trials. Ved nej trials skal alle items scannes før FP kan komme med et nej. Men ved ja trials vil FP kunne finde et match ved alle positioner i hukommelsessættet, med lige frekvens ved alle positioner i sættet. Dette mønster ligner det fundet i figur 4.5 side 122. Sternbergs resultater matchede dog ikke denne hypotese idet resultaterne for hhv ja pg nej trials havde samme hældning.

Den anden mulige søgning var parallel søgning i hvilken hver item i hukommelsessættet processereres simultant. Det ville således ikke tage længere tid at processere 6 items end 6. Data matchede heller ikke denne forudsigelse.

Sternberg udledet, at STM er søgt i en seriel exhaustive search. Dette indebærer, at hvert item item scannes et ad gangen – serielt – og hele hukommelsessættet er scannet på hvert trial uafhængigt af om der er et match eller ej. På grund af ligheden mellem både ja og nej grafen argumenterede Sternberg for, at der var tale om denne type søgning-

Begrænsninger for Sternbergs konklusioner

Der har været nogen kritik af Sternbergs konklusioner. Der er blandt andet blevet argumenteret for at den stigende RT kan være udtryk for parallel søgning hvor den successive stigning kan være udtryk for stigning i items der skal processeres. Denne kritik er rejst af Baddeley. Minder om et batteri der kan køre flere motorer ad gangen men de kører langsommere end hvis der kun var én motor ad gangen.

En anden kritik er den modulære stadietænkning, hvor hver proces skal afsluttes inden den næste kan pånegyndes. McClellanmd har argumenteret for at der kan være et vist overlap mellem processeringen af de enkelte processer, som kaskader.

Arbejdshukommelsen

Komponenter i arbejdshukommelsen:

Baddeley mente at STM kun er en komponent i WM.

Baddeleys teori om WM foreskriver, at WM indeholder følgende komponenter/hjerneområder:

The Central Executive

CE er hjertet i WM. Funktionen er ansvarlig for at planlægge fremtidige handlinger, initiere retrival og beslutningsprocesser samt integration af informationer fra subsystemer.

Hvert undersystem til den centrale executive funktion har en ppol af opmærksomhedsmæssige ressourcer, som dog er meget begrænsede. CE har sin pool, som kan anvendes af subsystemer…

The Phonological Loop

Er tale og lydrelateret komponent ansvarlig for øvelse af verbale informationer og fonologisk processering. Funktionen genbruger information til øjeblikkelig genkald, inkl. Artikulering af auditiv øvelse. To komponenter er væsentlige:

The phonological store

Passivt lagerkomponent i den fonologiske loop. Den holder fast i verbale informationer. Informationer i det fonologiske lager vil blive glemt hvis ikke de øves.

The articulatory loop

Den funktion som sørger for øvelse (rehearsel). Er ansvarlig for aktiv genopfriskning af det fonologiske lager. Svarer til en indre stemme, når du mentalt siger noget til dig selv.

The word length effect

Jo længere ordene er, jo færre kan vi huske. Vi har sværere ved at huske flerstavelsesord. Kortere ord huskes bedre fordi de er lettere at øve i den artikulatoriske loop.

The Articulatory suppression effect

Vi husker dårligere hvis vi bliver om at tale mens vi øver noget (interferens).

Grunden hertil er, at der bliver taget ressourcer fra den artikulatoriske loop og dermed trænes ordene mindre og forsvinder fra det fonologiske lager lettere.

Irrelevant tale i omgivelserne mens der øves har lignende effekt. (Irrelevant speech effect).

The Phonological similarity effect

Det er sværere at huske et sæt af ord der fonologisk ligner hinanden eller ord, der er adskiller sig fra hinanden. Ord der ligner hinanden kan forveksles i det fonologiske lager. Når de ligner hinanden kan det være svært at afgøre hvad der er trænet og hvad der ikke er.  Når genkaldelse i WM skal finde sted, kan det mishuskes. Det er ord der ligner hinanden i lyd, der forvirres og ikke ord der ligner hinanden i mening. Dermed lader den fonologiske loop til at være relateret til fonologisk information og ikke semantisk.

The Visuo-Spatial Sketch Pad

System der er specialiseret I visuelle og spatiale informationer som holder eller vedligeholder info i en korttids buffer.

Mental rotation

Involverer mental vending, drejning eller roteren af et objekt i visuo.spatial sketchpad i WM. RT er proportionel med figurens drejning i grader.

Taktil feedback (at have en genstand i hånden) forøget performance.  Embodied cognition of this mental rotation.

Boundary extension

Tendens til at huske ’ud over hvad der vises på et givent billede’. Man husker mere end hvad billedet er vist. Som om billedet var uden grænser.

Representational momentum

Tendens til at vurdere et bevægende objekt, so præsenteres til at være længere ude af den path det følger end det reelt er, når bevægelsen stoppes. WM synes at simulere bevægelsen som om den sker i virkeligheden og fortsættes bevægelsen, hvor den forudses at fortsætte. Det er en bias til at fortsætte denne path.

Funktionen i den visuelle-spatiale sketchpad har til opgave at forsøge at huske (mere eller mindre korrekt) hvordan den fysiske verden fremtræder for bedre at kunne navigere i den.

The Episodic Buffer

En del af WM hvor info fra forskellige modaliteter og kilder samles for at forme nye episodiske erindringer. Det er her vigtig info-chunking fimder sted samt perceptuelle processer.

Konklusion

Subsystemer i WM menes at fungere adskilt af hinanden evt med forskellige neurale substrates.

Subsystemerne har begrænset kapacitet.

Udredning af WM – hvordan WM undersøges ved forsøg

Dual Task Method s. 172

I metoden anvendes to simultane opgaver. Det kan fx være en primær opgave, som er rettet mod den central executive funktion, fx en reasoning opgave ’A går forud for B’, ’B går ikke forud for A’, B går forud for A’, mens der samtidig præsenteres en sekundær opgave fx artikulatorisk suppression, gentagelse af numrene 1-6 eller gentagelse af en tilfældig række nr.

Tanken er, at begge opgaver i en eller anden grad skal være afhængige af WM og forestillingen er, at de simultane opgaver vil konkurrere eller interferere. De to simultane opgaver kan være fuldstændig afhængige, fuldstændig uafhængige eller et mellemliggende grad af afhængighed.

Hvis opgaverne slet ikke interfererer med hinanden er det antageligt, fordi de afhænger af forskellige mentale mekanismer eller ressourcer. Interferens tyder på at de afhænger af de samme subsystemer i WM. Hvis de interfererer under nogen betingelser men ikke alle kan det tyde på en delvis deling af mentale ressourcer.

I Baddeleys forsøg (oven for) ændrede den artikulatoriske suppression og gentagelse af en talrække kun reaktionstiden (RT) en anelse ift kontrolgruppen. Det er fordi øvelserne ikke antages at optage væsentlige WM ressourcer. RT ved gentagelse af tilfældige talrækker var kraftigt stigende som sværhedsgraden i den primære opgave steg. Baddeley forudså, at når sværhedsgraden var høj i den sekundære opgave, ville den dræne den central executive funktion for ressourcer – hvilket nedsætter hastigheden i CE eller korrektheden af opgaverne formindskes.

Working Memory Span

Disse test har til formål at måle individuelle forskelle i WM span. Forskellene er relateret til forskellige kognitive processer. Først måles WM span hos en gruppe, som efterfølgende inddeles i hign-span og low-span. Grupperne gives herefter standard kognitive opgaver med det formål at fortolke de individuelle gruppeforskelle som funktion af WM span.

WM span opgaver involverer processering af fx mening og efterfølgende lagring. Der er høj korrelation mellem scren i WM span test og scoren på comprehension tasks. Der menes at være et underliggende forhold mellem WM span og verbal processering målt på SAT (Scholastic Aptitude Test).

Personer med high WM span er i stand til at holde mere information aktivt i WM mens de forstår sætninger.

En måde at teste WM span er at give FP 3 sætninger fx: For many years, my family and friends have been working on the farm. SPOT. Det er først efter 3. sætning at FP bedes erindre de 3 ord efter sætningen skrevet med stort. De bedes tillige forklare meningen med sætningen og udløser heraf en score i WM span.

Meget tyder på at ligningen er gældende: WM = STM + kontrolleret opmærksomhed.

Forskningen tyder på, at der er en stærk korrelation mellem scoren på testen og WM span, når opgaver fordrer kontrolleret (fokuseret?) opmærksomhed. Dette kræver både vedligeholdelse af af info på kort sigt samt en evne til at få adgang til info i LTM.

Der er evidens for, at WM abilities kan forandres/forbedres. Kvinder performer generelt dårligere end mænd i visio-spatiale opgaver, men kan forbedre deres resultat ved træning og komme på niveau med mænd. De er ikke lige så effektive i anvendelsen af den visuo-spatiale sketch pad som mænd.

WM span test giver ikke indsigt i alle aspekter af kognitive evner. Ved mere komplekse opgaver  ses ikke sammenhæng til WM span. Individuelle forskelle kan tilegnes disse fund.

WMs indflydelse på kognition

WM fungerer ikke isoleret fra andre kognitive funktioner som opmærksomhed, perception etc. WM er en vital nerve til megen aktivitet, særligt bevidst aktivitet.

WM og opmærksomhed

Mennesker med high WM span er bedre til at koncentrere sig. Dette ses i forsøg med cocktail-party effekten, hvor FP med high WM span kun i 20 % tilfælde hørte deres navn i en uskygget besked, mens 65 % af FP med low WM span hørte deres navn. FP med high-WM span fortolkes som langt mere selektivt opmærksomme og bliver mindre distraheret og er mindre engageret i mind-wandering.

Ved Stroop forsøg, hvor FP skal læse en række af ord, navne på farver, hvor nogle af ordene mismatcher. FX farven rød, skrevet med grøn. Når opgaven kun indeholdt 20 % mismatch havde FP med low-WM span dobbelt så mange fejl som FP med high WM span. Low span FP havde sværere ved at fastholde målet med opgaven når der kun var 20 % mismatch.

Low WM span FP bliver lettere forført af irrelevante kilder til viden, fx kulørte billeder som ikke tilfører forøget viden om fx en tekst. Generelt bliver low span lettere distraheret af irrelevante info.

WM og LTM

Forskellige forsøg viser WMs betydning ved opgaver i LTM.

Fx en LTM øvelse hvor FP i 15 skal nævne alle de dyr de kan komme i tanke om. Efter 1 min udkonkurrerer high span FP low span FP. Når forsøgene udvides med en dual task, hvor FP samtidig skal lægge mærke til tal på en skærm og trykke på en knap når 3 ulige tal viste sig. I dette forsøg blev high span FP væsentligt dårligere mens low span udviste samme resultater. Fortolkningen er at high span FP er i stand til ud over almindelig automatisk LTM at anvende bevidst kontrollerede strategisøgning. Ud over alm. Søgning kan high span FP desuden søge strategisk efter usædvanlige dyr. Denne evne forstyrres ved dual tasken, da denne optager ressourcer fra WM og derfor bliver resultatet dårligere for high span FP.

Der er flere eksempler i teksten.

WM og Reasoning

FP der scorer lavt på WM span test kan gøre dette fordi de har sværere ved at kontrollere deres tankeprocesser generelt.

Forsøg hvor WM sættes ift reasoning test fx moralske dilemmaer viser at mennesker med high WM span er mere konsistente i deres valg af beslutninger.

Generelt tyder forskningen på, at mennesker med et højt WM span kan holde flere informationer i WM, hvilket sætter dem i stand til i højere strategisk niveau.

High WM span personer kaldes også mennesker med høj WM kapacitet.

Nogle gange er små WM spans bedre

2 forsøg viser eksempler hvor et mindre WM span giver bedre resultater end high-span WM FP, som generelt performer bedre og har større succes.

Når high WM span fp udsættes for angst inducerende tanker ifm med en kognitiv WM test performer de ækbivalent med fp med low WM span. Fx under high-pressure situationer hvor der sættes tidspres, gives belønning, videofilming etc. I disse opgaver bliver de opgave-irrelevante tanker der optager WM kapaciteten og hermed anvendes mere simple strategier til løsning af opgaven end de almindeligvis ville.  Low WM span personer løste i forvejen opgaver efter mere simple strategier og erfaringsbaseret, hvornmed high WM span personer løste opgaver mere som dem.

Low span personer er mere tilbøjelig til at bruge simple løsninger mens high WM span personer anvender regelbaserede strategier til problemløsning.

Konklusion på kapitlet

WM er generelt et mere anvendeligt navn den opmærksomhedsbegrænsede workbench system i hukommelse.

WM er ansvarlig for den aktive mentale indsats ifm at regulere opmærksomhed, for transfer af info til LTM gennem øvelse og for genkald af info fra LTM.

WM er et lukket system med begrænset kapacitet. Extra ressourcer drænes fra subsystemer i WM. Span i WM lader til at kunne forøges gennem strategier eller træning.

WM associeres med intelligens, særlig ’flydende intelligens’, som er en betegnelse for evnen til at reason og løse nye problemer.

WM er tæt forbundet med executive kontrol, til bevidst kontrolleret (fokuseret) opmærksomhed på en opgave samt vedligeholdelse af effektiv kognitive processer og adfærd.

OBS den præsenterede teori/fund i dette kapitel lader til at høre ind under Baddeleys domæne som står i konkurrence til Engles tradition, som betragter WM som en måling af den executive opmærksomhed og nedtoner vægtninger af WM som multikomponent. Se s. 182.

Punkter hvor de to traditioner er enige: se s. 183.

 

2 thoughts on “Kapitel 05: Short term working memory

Skriv et svar

Udfyld dine oplysninger nedenfor eller klik på et ikon for at logge ind:

WordPress.com Logo

Du kommenterer med din WordPress.com konto. Log Out / Skift )

Twitter picture

Du kommenterer med din Twitter konto. Log Out / Skift )

Facebook photo

Du kommenterer med din Facebook konto. Log Out / Skift )

Google+ photo

Du kommenterer med din Google+ konto. Log Out / Skift )

Connecting to %s