Echoická paměť je jedním ze smyslových paměťových registrů; složka smyslové paměti (SM), která je specifická pro uchování sluchové informace. Smyslová paměť pro zvuky, které lidé právě vnímali, je formou echové paměti. Na rozdíl od zrakové paměti, ve které naše oči mohou snímat podněty znovu a znovu, sluchové podněty nemohou být snímány znovu a znovu. Celkově jsou echové vzpomínky ukládány po poněkud delší dobu než ikonické vzpomínky (vizuální vzpomínky). Sluchové podněty jsou uchem přijímány jeden po druhém, než mohou být zpracovány a pochopeny. Například poslech rádia je velmi odlišný od čtení časopisu. Člověk může slyšet rádio pouze jednou v daném čase, zatímco časopis může být čten znovu a znovu. Lze říci, že echová paměť je jako koncept „držící nádrže“, protože zvuk je nezpracován (nebo zadržen), dokud není slyšet následující zvuk, pak pouze může být učiněn smysluplným. Tento konkrétní smyslový zásobník je schopen uložit velké množství sluchových informací, které jsou uchovávány pouze po krátkou dobu (3-4 sekundy). Tento echový zvuk rezonuje v mysli a je přehráván po tuto krátkou dobu krátce po prezentaci sluchových podnětů. Echoická paměť zašifruje pouze mírně primitivní aspekty podnětů, například výšku tónu, která specifikuje lokalizaci do nespojovaných mozkových oblastí.
Jednoduchým příkladem fungování echoické paměti je, když kamarád odříká seznam čísel, a pak se najednou zastaví a požádá vás, abyste poslední čtyři čísla zopakovali. Abyste se pokusili najít odpověď na otázku, musíte si čísla „přehrát“ zpátky do své mysli, jak jste je slyšeli. Protože echová paměť trvá několik sekund, pokud by mezi okamžikem, kdy váš kamarád přestal odříkávat seznam, a okamžikem, kdy vás požádal, abyste poslední číslice opakovali, nebyla pauza, pak by vaše echoická paměť byla schopna posledních pár čísel zachytit a odříkat je zpátky docela přesně. Pokud by však mezi okamžikem, kdy přestal počítat, a okamžikem, kdy vás požádal, abyste čísla opakovali, byla pauza, vaše paměť by nebyla tak vysoká, protože čísla opustila vaši echovou paměť (Brown, 2001).
Krátce po částečných studiích George Sperlinga o úložišti vizuální smyslové paměti začali výzkumníci zkoumat jeho protějšek v oblasti sluchu. Termín echoická paměť byl vytvořen v roce 1967 Ulricem Neisserem, aby popsal toto krátké znázornění akustické informace. Zpočátku byl studován pomocí podobných paradigmat částečných zpráv, jaké používal Sperling; nicméně moderní neuropsychologické techniky umožnily rozvoj odhadů kapacity, trvání a umístění úložiště echové paměti. S využitím Sperlingova modelu jako analogu výzkumníci nadále aplikují jeho práci na úložiště sluchových smyslů pomocí částečných a celých experimentů se zprávou. Zjistili, že úložiště echové paměti má trvání až 4 sekundy a při absenci interference bylo prokázáno, že trvá až 20 sekund. Nicméně pro existující echo byly navrženy různé doby trvání, jakmile byl předložen sluchový signál. Guttman a Julesz navrhli, že může trvat přibližně jednu sekundu nebo méně, zatímco Eriksen a Johnson navrhli, že to může trvat až 10 sekund.
Baddeleyho model pracovní paměti se skládá z visuoprostorového skicáku, který souvisí s ikonickou pamětí, a fonologické smyčky, která se zabývá zpracováním zvukových informací dvěma způsoby. Prvním je fonologické úložiště, které má schopnost uchovávat informace po dobu 3-4 sekund před rozpadem, což je mnohem delší doba než ikonická paměť (která je menší než 1000 ms). Druhým je proces sub-vokální zkoušky, který udržuje paměťovou stopu pomocí vlastního „vnitřního hlasu“. Tento model však neposkytuje podrobný popis vztahu mezi počátečním smyslovým vstupem a následnými paměťovými procesy.
Ve studiích provedených N. Cowanem poznamenal, že existují důkazy, že echová paměť je zapojena do sluchové pozornosti, stejně jako nalezení důkazů pro dva oddělené systémy (Cowan 1984), které posílily Baddeleyho návrh, a jeho model pracovní paměti (Baddeley 1978). Tuto myšlenku pak rozšířili Ben Weedon a Zofia Kaminska, kteří studovali roli echové paměti v sluchové pozornosti a zjistili, že echová paměť může hrát významnou roli v modelech sluchové pozornosti poté, co poznamenali, že pozornostní kapacita byla 3 zvukové proudy, když echová paměť byla schopna přispět k výkonu paměti (Weedon & Kaminska, 1999).
Model krátkodobé paměti navržený Nelsonem Cowanem se pokouší řešit tento problém podrobnějším popisem vstupu a ukládání slovní senzorické paměti. Navrhuje předpozorný systém ukládání senzorické paměti, který dokáže pojmout velké množství přesných informací během krátkého časového období a skládá se z počátečního fázového vstupu 200-400ms a sekundární fáze, která přenáší informace do dlouhodobějšího paměťového úložiště, které má být integrováno do pracovní paměti, která se začne rozpadat po 10-20s.
Metody testování Echoic paměti
Po Sperlingových (1960) postupech týkajících se ikonických paměťových úloh se budoucí výzkumníci zajímali o testování stejného jevu pro sluchové smyslové úložiště. Echoická paměť se měří behaviorálními úlohami, kdy jsou účastníci požádáni, aby opakovali posloupnost tónů, slov nebo slabik, které jim byly prezentovány, obvykle vyžadující pozornost a motivaci. Nejznámější dílčí úlohou hlášení bylo prezentování účastníků sluchovým podnětem v levém, pravém a obou uších současně. Pak byli požádáni, aby hlásili prostorovou polohu a název kategorie každého podnětu. Výsledky ukázaly, že prostorová poloha byla mnohem snadněji zapamatovatelná než sémantická informace při inhibici informací z jednoho ucha přes druhé. V souladu s výsledky o ikonických paměťových úlohách byla výkonnost u dílčích podmínek hlášení daleko lepší než u celého stavu hlášení. Kromě toho byl pozorován pokles výkonnosti s tím, jak se prodlužoval interstimulační interval (ISI) (doba mezi prezentací podnětu a vyvoláním).
Sluchové Zpětné rozpoznávání Maskování
Maskování sluchového zpětného rozpoznávání (ABRM) je jedním z nejúspěšnějších úkolů při studiu konkurzu. Zahrnuje prezentaci účastníků s krátkým cílovým stimulem, po kterém následuje druhý stimul (maska) po (ISI). Doba, po kterou je sluchová informace dostupná v paměti, je manipulována délkou ISI. Výkon, který je indikován přesností cílové informace, se zvyšuje s nárůstem ISI na 250 ms. Maska neovlivňuje množství informací získaných ze stimulu, ale působí jako interference pro další zpracování.
Objektivnější, nezávislou úlohou schopnou měřit sluchovou smyslovou paměť, která nevyžaduje soustředěnou pozornost, jsou úlohy nesouladu negativity (MMN), které zaznamenávají změny aktivace v mozku pomocí elektroencefalografie (EEG).
Zaznamenává prvky sluchových potenciálů souvisejících s událostmi (ERP) mozkové aktivity vyvolané 150-200 ms po podnětu. Tento podnět je bezobslužný, málo častý, „podivínský“ nebo deviantní podnět prezentovaný mezi sledem standardních podnětů, čímž se deviantní podnět porovnává s paměťovou stopou.
Vstup do fonologické paměti
Echoická paměť může být rozšířena, pokud se opakuje ve fonologické smyčce, která nacvičuje slovní informace, aby je udržela v krátkodobé paměti. V tomto případě, pokud by vám váš přítel dával své telefonní číslo, v duchu byste si ho opakovali, jakýsi „vnitřní hlas“. Pak, pokud by přestal odříkávat čísla a požádal vás, abyste je odříkávali, byla by pravděpodobnější šance, že byste dokázali správně odříkat všechna čísla, navzdory tomu, že by nastala malá pauza (Bogen, 2006).
Bylo zjištěno, že sluchová smyslová paměť je uložena v primární sluchové kůře, která je kontralaterální k uchu prezentace. Toto echotické ukládání paměti zahrnuje několik různých oblastí mozku, vzhledem k různým procesům, na kterých se podílí. Většina zapojených oblastí mozku se nachází v prefrontální kůře mozkové (PFC), protože tam je umístěna výkonná kontrola a je zodpovědná za kontrolu pozornosti. Fonologické úložiště a zkušební systém se zdají být paměťovým systémem založeným na levé hemisféře, protože v těchto oblastech byla pozorována zvýšená mozková aktivita. Hlavní zapojené oblasti jsou levá zadní ventrolaterální prefrontální kůra mozková (VLPFC), levá premotorová kůra mozková (PMC) a levá zadní parietální kůra mozková (PPC). V rámci VLPFC je Brocova oblast hlavním místem zodpovědným za slovní zkoušku a artikulační proces. Dorzální PMC se používá v rytmické organizaci a zkoušení a nakonec PPC ukazuje roli v lokalizaci objektů v prostoru.
Kortikální oblasti v mozku, o kterých se předpokládá, že jsou spojeny se sluchovou smyslovou pamětí a které se projevují reakcí MMN, nebyly specificky lokalizovány. Výsledky však ukázaly komparativní aktivaci u nadřazeného temporálního gyru (STG) a u podřazeného temporálního gyru (ITG).
Byly pozorovány nárůsty aktivace v nervových strukturách odpovědných za echoickou paměť související s věkem, což ukazuje, že s věkem přichází zvýšená zběhlost ve zpracování sluchových smyslových informací.
Nálezy studie (MMN) také naznačují, že délka trvání sluchové smyslové paměti se zvyšuje s věkem, výrazně mezi dvěma a šesti lety od 500-5000ms. Děti ve věku 2 let vykazovaly MMN odpověď v ISI mezi 500ms a 1000ms. Děti ve věku 3 let mají MMN odpověď od 1 do 2 sekund, děti ve věku 4 let od 2 sekund a děti ve věku 6 let od 3 do 5 sekund. Tyto vývojové a kognitivní změny a které se objevují v mladém věku a zasahují až do dospělosti, až nakonec opět klesají ve stáří.
Výzkumníci zjistili zkrácenou dobu echoické paměti u bývalých pozdních mluvčích (LT), dětí se syndromem předsrdečního úlovku (PCS) a ústních rozštěpů, přičemž informace se rozpadají před 2000 ms. Tato snížená echoická paměť však není prediktivní pro jazykové potíže v dospělosti.
V jedné studii bylo zjištěno, že když byla slova prezentována jak mladším subjektům, tak dospělým subjektům, že mladší subjekty mimo provádějí dospělému subjektu, protože míra, ve které jsou slova prezentována, se zvyšuje.
Zdá se, že ovlivněná kapacita echotické paměti je nezávislá na věku.
Bylo prokázáno, že děti s poruchami sluchové paměti mají vývojové poruchy jazyka. Tyto problémy je obtížné posoudit, protože výkon může být způsoben spíše neschopností porozumět danému úkolu než problémem s pamětí.
Osoby s přisuzovaným jednostranným poškozením dorsolaterální prefrontální kůry a temporálně-parietální kůry po prodělané mozkové mrtvici byly měřeny pomocí MMN testu. U kontrolní skupiny byla amplituda MMN největší v pravé hemisféře bez ohledu na to, zda byl tón prezentován v pravém nebo levém uchu.
U pacientů s temporálně-parietálním poškozením byl MMN výrazně snížen, když byl sluchový podnět podán do kontralaterálního ucha na straně léze v mozku. To se drží teorie sluchové smyslové paměti uložené v kontralaterální sluchové kůře prezentace ucha. Další výzkum u obětí mozkové mrtvice se sníženou sluchovou pamětí ukázal, že poslech každodenní hudby nebo audioknih zlepšil jejich echovou paměť. To ukazuje pozitivní vliv hudby na nervovou rehabilitaci po poškození mozku.
Echoická paměť byla zkoumána u pacientů, kteří trpí schizofrenií. Při podání dvou různých zvukových tónů nebyli pacienti se schizofrenií schopni sladit dva tóny po velmi krátké době zpoždění (300 milisekund), ale byli schopni správně sladit, když mezi tóny nebyla prodleva. To ukázalo, že schizofrenie postihuje oblasti mozku, které kontrolují echoickou paměť mimo prefrontální kůru (Strous a kol., 1995).