Zpracování sériové paměti

Sériové zpracování paměti je úkon, kdy se účastník věnuje a zpracovává jednu položku najednou. Obvykle je to v kontrastu s paralelním zpracováním paměti, což je úkon, kdy se věnuje a zpracovává všechny položky současně.
V úlohách krátkodobé paměti je účastníkům dána sada položek (např. písmena, číslice) po jedné a poté jsou po různých časových prodlevách požádáni o navrácení položek. Účastníci mohou být rovněž dotázáni, zda byla v jejich původní sadě přítomna konkrétní cílová položka. Sériové pořadí položek a vztahy mezi nimi mohou mít různý vliv na rychlost a přesnost navrácení položky.

Sériové zpracování paměti používá vnitřní reprezentace paměťové sady, aby je porovnalo s cílovým stimulem nebo položkou, která je prezentována. Tyto vnitřní reprezentace jsou pak porovnávány s cílovým stimulem, jeden po druhém. Důsledně se zjistilo, že reakční čas se zvyšuje lineárně s nastavenou velikostí, kdy čím více položek v paměťové sadě, tím déle bude trvat porovnání.

Sériové zpracování paměti může být buď samoterminační, nebo vyčerpávající. Samoreterminace znamená, že srovnávání se zastaví náhle, jakmile je cíl nalezen, a poté je generována odpověď. Důkazy pro tuto metodu se nacházejí ve studiích reakčního času. Pokud je sklon reakčního času pro pozitivní pokus (kde byl cíl přítomen v paměťové sadě) přibližně poloviční než pro negativní pokus (kde cíl nebyl přítomen v paměťové sadě), prokazuje to samoterminační zpracování. Je to proto, že v průměru účastníci (na pozitivních studiích) zastaví srovnávání přibližně v polovině, když najdou cílovou shodu, ale účastníci (na negativních studiích) budou muset srovnávat až do konce, kdy není nalezena žádná cílová shoda. Na druhé straně vyčerpávající znamená, že srovnávání pokračuje, dokud není porovnána celá sada a poté je generována odpověď. Důkazy pro tuto metodu se nacházejí také ve studiích reakčního času. V tomto případě je sklon reakční doby stejný pro pozitivní i negativní testy, protože v obou případech se provádí porovnávání až do konce. Účastníci mohou zpracovávat některé sady sériové paměti pomocí metody samoukončování a v ostatních případech použít vyčerpávající metodu, neexistuje jasný rozdíl mezi tím, kterou metodu je lepší použít.

Charakteristika zpracování

Při zpracování sériové paměti se běžně vyskytují efekty Primacy effect a Recency effect pro přesnost vyvolání. Tyto efekty se vyskytují u vizuálních i sluchových podnětů v paměťových úlohách. To znamená, že z mnoha položek v paměťové sadě během zpracování sériové paměti se zdá, že první a poslední položka jsou vyvolány rychleji a přesněji než ostatní položky. Tyto efekty mohou existovat, pokud jsou chyby vyvolání způsobeny sériovou pozicí. Teoreticky se předpokládá, že položky jsou zaměňovány za jiné položky z blízké pozice v paměťové sadě (např. 5. položka je zaměněna za 4. položku nebo 6. položku). Vzhledem k tomu, že v sadě je více blízkých sériových pozic k prostředním položkám, existuje proto více příležitostí pro směšování položek. Na druhou stranu je velmi málo sériových pozic v blízkosti první a poslední pozice, a proto tyto pozice mohou být zapamatovány přesněji (nebo zaměněny méně). První a poslední pozice mohou být méně náchylné k chybám a snadněji se vyvolávají.

Tento graf, znovu vytvořený z Nairne (1992), demonstruje efekty prvenství a recencí pro vyvolání sériového pořadí. Tyto efekty jsou konzistentní bez ohledu na délku paměťové sady

Přípona efekt, je efekt, který odstraňuje recency efekt, jednoduše přidáním bezvýznamné položky na konec původní paměťové sady. Věří se, že tato bezvýznamná položka bude zapamatována místo předposlední položky, která byla původně zapamatována díky recency efektu. Nicméně přípona efekt se liší v závislosti na podobnosti položky se sadou. U vizuálních podnětů přidání bezvýznamné položky, ať už je vizuálně podobná původní paměťové sadě, odstraní recency efekt. U sluchových podnětů přidání bezvýznamné položky odstraní recency efekt pouze pokud je fonologicky podobná. Přidání položky, která je fonologicky odlišná (např. A, Q) nebude mít tento efekt.

Položky v sériové paměti mohou být prezentovány způsoby, které podporují seskupení mezi položkami. Jednotlivci mohou seskupit sadu položek prostorově a časově na základě jejich charakteristik prezentace.

Prostorové seskupení odkazuje na položky v původní paměťové sadě seskupené podle jejich prostorových charakteristik. Příkladem může být prezentace prvních tří položek v pravém horním rohu a zbývajících tří položek v levém dolním rohu. Tyto položky jsou nyní seskupeny do dvou skupin po třech na základě jejich prostorových atributů. Bylo zjištěno, že čím delší jsou prostorové cesty od položky k položce, tím pomalejší je doba vyvolání a tím nižší je přesnost vyvolání. Proto položky, které mají mezi sebou malou prostorovou cestu, jsou zapamatovány lépe a rychleji. V tomto případě by čtvrtá položka byla zapamatována méně snadno, protože prostorová cesta od pravého horního rohu (kde byla třetí položka) do levého dolního rohu (kde bude čtvrtá položka) je delší než většina ostatních.

Časové seskupení odkazuje na položky v původní paměťové sadě seskupené podle jejich časových charakteristik. Příkladem může být prezentace prvních tří položek současně, pak čekání pět sekund a pak prezentace zbývajících tří položek. Tyto položky jsou nyní seskupeny do dvou skupin po třech na základě jejich časových atributů. Bylo zjištěno, že když jsou položky seskupeny časově, je přesnost vyvolání vyšší, než když seskupeny nejsou. Stejně tak existují důkazy, že účastníci mohou vytvářet vlastní časová seskupení. V paměťové úloze, kde položky nebyly seskupeny časově, byly reakční časy vyvolání 1., 4. a 7. (z 9) položek výrazně rychlejší. Toto zjištění ukazuje důkazy, že účastníci mohou vytvářet vlastní časovou skupinu po třech, protože první položka každé skupiny (1., 4. a 7.) je vyvolána rychleji než zbytek položek v jejich „skupině“.

Existují další chyby, které existují v úlohách v sériové paměti na základě charakteristik položky. Chyby v sériové poloze byly diskutovány dříve, v souvislosti s efektem prvenství a recence. Bylo zjištěno, že tyto chyby jsou nezávislé na jiných chybách, například na akustických chybách. Akustické chyby vyplývají z položek, které jsou fonologicky podobné. Příkladem toho by bylo připomenutí „B“ na rozdíl od skutečné položky „P“. Tyto položky jsou fonologicky podobné a mohou způsobit akustické chyby. Ty souvisí také s efektem přípony, který zjistil, že efekt rececny byl odstraněn pouze tehdy, když byly použity fonologicky podobné podněty. Stejně tak bylo zjištěno, že další proměnné slovních podnětů způsobují akustické chyby. Příklady těchto proměnných jsou délka slova, frekvence slova a lexikalita. Tyto proměnné interagují a způsobují akustické chyby v úlohách v sériové paměti přidáním akustické zaměnitelnosti mezi položkami.

Bylo zjištěno, že když se porovná mentální věk, není u dětí s autismem rozdíl ve výkonu při úkolech sériové paměti. To je důležité zjištění, protože zpracování sériové paměti je kognitivní schopnost, která nemusí souviset s jinými kognitivními schopnostmi, kterým brání poruchy autistického spektra.

Sériové zpracování paměti bylo zkoumáno neurologicky a bylo zjištěno, že s tímto zpracováním jsou spojeny určité oblasti mozku. Je prokázáno, že prefrontální kůra i hipokampální oblast souvisejí se sériovým zpracováním paměti. Je to proto, že léze v těchto oblastech bývají spojeny s narušenou schopností zapamatovat si pořadí. • Tyto oblasti mozku mohou mít poruchy paměti pro časové pořadí. Léze na mediální prefrontální kůře ukazují úplnou ztrátu paměti pro časové pořadí prostorových umístění (to bylo testováno schopností na úkolu v bludišti). Na druhé straně léze v hipokampálních oblastech vykazovaly opožděnou ztrátu paměti. Účastníci si krátkou dobu pamatovali časové pořadí prostorových umístění, tyto paměti poté klesaly. Studie na potkanech ukázaly, že léze v prefrontální kůře způsobují neschopnost zapamatovat si 2. ze dvou položek v množině. Rovněž u potkanů se projevila zvýšená hladina kortikosteronu při prožívání stresu během úkolu s sériovou pamětí. Na druhou stranu studie na potkanech také ukázaly, že léze v hipokampálních oblastech způsobují neschopnost zapamatovat si 1. ze dvou položek. Dále u těchto potkanů nedochází při prožívání stresu ke zvýšení hladiny kortikosteronu, což prokazuje odlišné účinky na různé oblasti mozku. Stejně tak se ukazuje, že různé oblasti mozku rozdílně aktivují kortikosteron, hormon související s účinky na paměť.

Obecně bylo zjištěno, že levá hemisféra je lepší v sériovém zpracování a porovnávání sériové paměti než pravá hemisféra. Tyto procesy mohou souviset spíše s lateralizací funkcí levé hemisféry než pravé hemisféry.

Jedním z populárních modelů, který se používá k organizování zpracování sériové paměti, je ACT-R. Model ACT-R je Adaptive Control of Thought-Rational. Tato kognitivní architektura byla použita k pomoci hierarchicky uspořádat sériovou paměť. Tento model odděluje deklarativní paměť a produkční paměť do oddělených funkcí. Během zpracování sériové paměti pracuje deklarativní paměť na zakódování fyzických pozic položek v původní paměťové sadě. Produkční paměť také pomáhá uspořádat pozdější vyvolání položek v paměťové sadě. ACT-R je model s omezenou kapacitou, což znamená, že je k dispozici omezené množství aktivace, kterou lze použít pro zpracování. Tato omezená kapacita pomáhá vysvětlit lineární vztah mezi časem vyvolání a velikostí paměťové sady. Podle ACT-R platí, že čím delší je původní paměťová sada, tím delší je vyvolání, protože množství dostupné aktivace je nyní rozděleno mezi více položek. Existuje více důkazů pro modelování sériové paměti ACT-R. Bylo zjištěno, že ACT-R modeluje chybu sériové polohy téměř dokonale. Vyvolává stejné efekty primátů a recencí, jaké byly nalezeny v dřívějších studiích. Stejně tak bylo zjištěno, že ACT-R modeluje akustické chyby téměř dokonale. Vykazuje stejná zjištění fonologicky podobných a různých položek, jaké byly nalezeny v dřívějších studiích.

Další model zpracování sériové paměti, je model pro rozpoznávání položek. Tento model pomáhá vysvětlit, jak jsou položky v paměťové sadě porovnávány s cílovou položkou. Vysvětluje procesy, které vstupují do rozhodnutí o odpovědi, zda cílová položka byla přítomna v původní paměťové sadě položek. Nejprve tento model uvádí, že poté, co je cílová položka, porovnávána s paměťovou sadou, prezentována, je pak zakódována do mozku. Dalším krokem je dokončení sériového porovnávání na základě mentální reprezentace paměťových položek a cílové položky. Tato porovnávání se dokončují sériově, v pořadí a jsou ovlivněna velikostí původní paměťové sady. Kde čím delší je původní paměťová sada položek, tím delší bude dokončení porovnávání. Během porovnávání se provádí binární rozhodnutí pro každé porovnávání. Toto rozhodnutí je buď kladné nebo záporné v závislosti na tom, zda se cílová položka shoduje s reprezentací položky v paměťové sadě. Po dokončení každého porovnání a individuálního rozhodnutí se odpovědi uspořádají a nakonec vyjádří. Tento model demonstruje vztahy mezi délkami paměťové sady a delší dobou vyvolání. Tento model se také zaměřuje na vyčerpávající zpracování, kde se provádí všechna srovnání bez ohledu na to, zda byla nalezena kladná odpověď.

Bylo zjištěno, že zaměnitelnost v položkách v paměťové sadě může ovlivnit rozpoznávání položek. Sluchová a fonologická zaměnitelnost v paměťové sadě je spojena se zvýšením doby kódování. Stejně tak vizuální zaměnitelnost v paměťové sadě je spojena se zvýšením doby porovnávání. Je prokázáno, že modalita položek může ovlivnit různé procesy v rozpoznávání položek.