Efekt úrovně zpracování, identifikovaný Fergusem I. M. Craikem a Robertem S. Lockhartem v roce 1972, popisuje paměťové vybavování podnětů jako funkci hloubky mentálního zpracování. Hloubka zpracování spadá do mělkého až hlubokého kontinua. Mělké zpracování (např. zpracování založené na fonemických a ortografických součástech) vede ke křehké paměťové stopě, která je náchylná k rychlému rozpadu. Naopak hluboké zpracování (např. sémantické zpracování) má za následek trvalejší paměťovou stopu. Tato teorie je v rozporu s víceúložným Atkinsonovým-Shiffrinovým paměťovým modelem v jeho reprezentaci paměťové síly jako kontinuálně proměnné.
Familiarita, zpracování vhodné pro přenos, efekt vlastních odkazů a explicitní povaha podnětu modifikují efekt úrovní zpracování manipulací s faktory hloubky mentálního zpracování.
Stimul bude mít vyšší hodnotu vyvolání, pokud je vysoce kompatibilní s již existujícími sémantickými strukturami (Craik, 1972). Podle sémantických síťových teorií je to proto, že takový stimul bude mít mnoho spojení s jinými zakódovanými pamětmi, které jsou aktivovány na základě blízkosti sémantické síťové struktury. Tato aktivace zvyšuje kognitivní analýzu, zvyšuje sílu reprezentace paměti. Modifikátor familiárnosti byl testován v experimentech s implicitní pamětí, kde subjekty hlásí falešné vzpomínky, když jsou prezentovány se souvisejícími podněty.
Specifičnost zpracování popisuje zvýšenou hodnotu vyvolání podnětu, je-li prezentován v metodě, s níž byl vložen. Například sluchové podněty (mluvená slova a zvuky) mají nejvyšší hodnotu vyvolání, je-li pronesen, a vizuální podněty mají nejvyšší hodnotu vyvolání, je-li předmět prezentován s obrazy. Při psaní úkolů jsou slova nejúčinněji vyvolána sémantickými podněty (žádajícími slova s určitým významem), jsou-li zakódována sémanticky (subjekt je sám vygeneruje jako související s určitým významem). Slova jsou nejúčinněji vyvolána datovými podněty (dokončování slov), jsou-li čtena, a nikoli generována předmětem.
Úrovně zpracování byly nedílnou součástí učení se o paměti. Efekt sebereference popisuje větší schopnost vybavit si určitý podnět, pokud se sémanticky vztahuje k danému subjektu. To lze považovat za důsledek modifikátoru důvěrnosti, protože podněty specificky související s určitou událostí v životě daného člověka budou mít rozsáhlou aktivaci v jeho sémantické síti. Hodnota vybavit si například přídavné jméno rysu osobnosti je vyšší, když jsou subjekty dotázány, zda se na ně přídavné jméno rysu vztahuje, než když jsou dotázány, zda přídavné jméno rysu má význam podobný jinému rysu.
Implicitní paměť a úroveň zpracování
Testy implicitní paměti, na rozdíl od testů explicitní paměti, měří hodnotu vyvolání konkrétního podnětu na základě pozdějšího výkonu při úkolech souvisejících se podnětem. Během těchto úkolů si subjekt podnět explicitně nevybavuje, ale předchozí podnět stále ovlivňuje výkon. Například při úkolu implicitní paměti pro dokončování slov, pokud subjekt čte seznam obsahující slovo „pes“, subjekt toto slovo snadněji poskytne, když je požádán o slova o třech písmenech začínající na „d“. Efekt úrovně zpracování se vyskytuje pouze u testů explicitní paměti. Jedna studie zjistila, že úkoly dokončování slov nebyly ovlivněny úrovněmi sémantického kódování dosaženými pomocí tří slov s různými úrovněmi společného významu. Jiná zjistila, že typické efekty úrovně zpracování jsou v úkolech dokončování slov obrácené; subjekty si vybavily dvojice obrázků kompletněji, pokud jim bylo zobrazeno slovo představující obrázek, než když byly požádány o ohodnocení obrázku pro příjemnost (sémantické kódování). Typická teorie úrovně zpracování by předpovídala, že kódování obrázků by vytvořilo hlubší zpracování než lexikální kódování.
Různé senzorické režimy svou povahou zahrnují různou hloubku zpracování, přičemž v některých smyslech zpravidla vyvolávají vyšší hodnoty pro vyvolání vzpomínek než jiné. Existuje však značný prostor pro výše zmíněné modifikátory ovlivňující úroveň zpracování, které mají být aktivovány v rámci každého senzorického režimu.
Sluchové podněty se řídí konvenčními pravidly pro úroveň zpracování, i když jsou ve srovnání se zrakem obecně poněkud slabší hodnoty pro vyvolání. Některé studie naznačují, že sluchová slabost je přítomna pouze pro explicitní paměť (přímé vyvolání), nikoliv pro implicitní paměť. Když jsou testovaným subjektům předkládány zvukové versus vizuální slovní podněty, provádějí pouze horší výkon při řízeném vyvolání mluveného slova oproti viděnému slovu a provádějí přibližně stejně při implicitních testech volných asociací. V rámci sluchových podnětů sémantická analýza produkuje nejvyšší úroveň schopnosti vyvolání podnětů. Experimenty naznačují, že úroveň zpracování na sluchové úrovni přímo koreluje s nervovou aktivací.
Reprezentace taktilní paměti jsou svou povahou podobné vizuálním reprezentacím, i když není k dispozici dostatek dat, aby bylo možné spolehlivě porovnat sílu obou druhů podnětů. Jedna studie naznačuje, že existuje rozdíl v úrovni mentálního zpracování v důsledku vrozených rozdílů mezi vizuálními a hmatovými stimuly. V této studii byl subjektům prezentován objekt ve vizuální i hmatové formě (subjektu je zobrazena koule, ale nemůže se jí dotknout, a později je mu dána podobná koule, kterou může pouze držet a ne prohlížet). Subjekty měly větší potíže s identifikací rozdílu ve velikosti vizuálních polí než s využitím hmatové zpětné vazby. Návrh pro nižší úroveň zpracování velikosti ve vizuálních polích je, že vyplývá z vysokého rozdílu ve velikosti prohlíženého objektu v důsledku perspektivy a vzdálenosti.
Paměť pachů je slabší než vizuální paměť, dosahuje úspěšnosti identifikace pouze 70-80% vizuální paměti. Účinky úrovně zpracování byly nalezeny v paměti pachů, pokud jsou subjekty požádány, aby „vizualizovaly“ pachy a přiřadily je ke konkrétnímu obrázku. Subjekty, které vykonávají tento úkol, mají jinou hodnotu vyvolání při explicitních paměťových testech než subjekty, které si pachy zapamatují pomocí vlastních metod. Rozdíl v hodnotě vyvolání však závisí na subjektu a na schopnosti subjektu vytvářet obrazy z pachů. Přiřazení slovních atributů pachům má podobné účinky. Sémantické zpracování pachů (např. přiřazení pachu „bahna“ pachu „pachu jako louže“) má podle zjištění nejpozitivnější účinky na vyvolání.
Několik studií zobrazování mozku pomocí pozitronové emisní tomografie a technik funkční magnetické rezonance ukázalo, že vyšší úroveň zpracování koreluje s větší mozkovou aktivitou a aktivitou v různých částech mozku než nižší úroveň. Například při lexikální analýze vykazovaly subjekty aktivitu v levém dolním prefrontálním kortexu pouze při identifikaci, zda slovo představovalo živý nebo neživý objekt, a nikoli při identifikaci, zda slovo obsahovalo „a“. Podobně sluchová analýza vykazovala zvýšenou aktivaci v levém dolním prefrontálním kortexu, když subjekty prováděly stále více sémantické manipulace se slovem. Synaptické aspekty rozpoznávání slova korelovaly s levým frontálním operkulem a kortexem lemujícím spojnici dolního frontálního a dolního prefrontálního sulcusu. Sebereferenční efekt má také neurální korelace s oblastí mediálního prefrontálního kortexu, který byl aktivován v experimentu, kde subjekty analyzovaly relevanci dat pro sebe. Specifičnost zpracování je na neurologickém základě vysvětlena studiemi, které ukazují mozkovou aktivitu ve stejném místě, když je zakódována a získána vizuální paměť, a lexikální paměť v jiném místě. Oblasti vizuální paměti byly většinou umístěny uvnitř oboustranného extrastriátního vizuálního kortexu.
Účinky na úrovni zpracování interagují různými způsoby s duševními poruchami. Zejména se zdá, že účinky na úrovni zpracování jsou posíleny u pacientů s degradací paměti související s věkem, selektivně posíleny u pacientů s panickou poruchou, neovlivněny u pacientů s Alzheimerovou chorobou a zvráceny u pacientů s autismem.
Degradace paměti související s věkem
Síla kódování paměti odvozená od vyšších úrovní zpracování se zdá být zachována navzdory dalším ztrátám paměťové funkce s věkem. Několik studií ukazuje, že u starších jedinců je díky tomuto rozdílu zlepšena schopnost zpracování sémanticky oproti nesémanticky. Neurální zobrazovací studie ukazují sníženou aktivitu levého prefrontálního kortexu, když jsou slova a obrázky prezentovány starším subjektům než u mladších subjektů, ale zhruba stejnou aktivitu při posuzování sémantických spojení.
Panické poruchy zřejmě modifikují úroveň zpracování tím, že zvyšují schopnost vybavit si slova s výhružným významem nad pozitivními a neutrálními slovy. V jedné studii bylo implicitní (volné vybavování) i explicitní (paměť emocionálních aspektů) zapamatování seznamů slov u těchto pacientů posíleno výhružnými významy.
Moderní studie ukazují zvýšený účinek úrovně zpracování u pacientů s Alzheimerovou chorobou. Konkrétně existuje výrazně vyšší hodnota vyvolání u sémanticky kódovaných podnětů oproti fyzicky kódovaným podnětům. V jednom takovém experimentu si subjekty zachovaly vyšší hodnotu vyvolání u slov zvolených podle významu oproti slovům vybraným podle číselného pořadí.
U autistických pacientů jsou účinky na úrovni zpracování obrácené v tom, že sémanticky prezentované podněty mají nižší hodnotu vybavování než fyzicky prezentované podněty. V jedné studii vytvořilo fonologické a ortografické zpracování vyšší hodnotu vybavování v testech vybavování slov seznamem. Jiné studie výslovně zjistily, že nesémanticky zpracované podněty jsou autistickými pacienty zpracovávány přesněji než u zdravých pacientů. Nebyly vyvozeny žádné jednoznačné závěry ohledně příčiny této zvláštnosti.