Сенсорная память - Sensory memory
В каждый момент жизни организма сенсорная информация воспринимается сенсорными рецепторами и обрабатывается нервной системой . Сенсорная информация хранится в сенсорной памяти ровно столько, чтобы быть перенесено в кратковременную память . У людей есть пять традиционных чувств : зрение, слух, вкус, обоняние, осязание. Сенсорная память ( SM ) позволяет людям сохранять впечатления от сенсорной информации после того, как первоначальный стимул исчез. Обычная демонстрация SM - это способность ребенка писать буквы и делать круги, вращая ночью бенгальский огонь. Когда бенгальский огонь вращается достаточно быстро, кажется, что он оставляет след, который формирует непрерывное изображение. Этот «световой след» представляет собой изображение, представленное в хранилище зрительных ощущений, известном как иконическая память . Два других типа SM, которые были наиболее широко изучены, - это эхо-память и тактильная память ; однако разумно предположить, что каждое физиологическое чувство имеет соответствующее хранилище памяти. Например, было показано, что дети запоминают определенные «сладкие» вкусы во время случайных обучающих экспериментов, но природа этого вкусового запаса все еще неясна. Однако сенсорные воспоминания могут быть связаны с областью таламуса , которая служит источником сигналов, кодирующих прошлые переживания в неокортексе .
Характеристики
Считается, что SM выходит за рамки когнитивного контроля и вместо этого является автоматической реакцией. Информация, представленная в SM, является «необработанными данными», которые предоставляют снимок общего сенсорного опыта человека. Были идентифицированы общие черты между каждой сенсорной модальностью ; однако по мере развития экспериментальной техники исключения и дополнения к этим общим характеристикам, несомненно, будут развиваться. Слуховая память, например, эхо-память, имеет временную характеристику, в которой время и темп предъявленного стимула влияют на переход в более стабильные формы памяти. Для всех форм СМ были определены четыре общие черты:
- Формирование следа СМ слабо зависит от внимания к стимулу.
- Информация, хранящаяся в SM, зависит от модальности. Это означает, например, что эхо-память предназначена исключительно для хранения слуховой информации, а тактильная память предназначена только для хранения тактильной информации.
- Каждый магазин SM представляет собой огромное количество деталей, что приводит к очень высокому разрешению информации.
- Каждый магазин SM очень короткий и рассчитан на очень короткий период времени. После того, как трасса SM разрушается или заменяется новой памятью, сохраненная информация становится недоступной и в конечном итоге теряется. Все магазины SM имеют немного разную продолжительность, что более подробно обсуждается на соответствующих страницах .
Широко признано, что все формы SM очень кратковременны; однако приблизительная продолжительность каждого хранилища памяти не статична. Иконическая память, например, хранит визуальную информацию примерно 250 миллисекунд. SM состоит из пространственных или категориальных хранилищ различных видов информации, каждый из которых подвержен разным скоростям обработки и распада информации. Зрительно-сенсорный магазин имеет относительно большую емкость, в нем можно хранить до 12 предметов. Генетика также играет роль в способности SM; мутации нейротрофического фактора головного мозга (BDNF), фактора роста нервов и рецепторов N-метил-D-аспартата (NMDA) , ответственных за синаптическую пластичность , снижают емкость иконической и эхогенной памяти соответственно.
Типы
Культовая память
Мысленное представление зрительных стимулов называется иконами (мимолетными образами). Иконическая память была первым сенсорным хранилищем, которое было исследовано с помощью экспериментов, проводимых еще в 1740 году. Одно из самых ранних исследований этого феномена было проведено Яном Андреем Сегнером, немецкий физик и математик. В своем эксперименте Сегнер прикрепил светящийся уголь к колесу тележки и вращал колесо с нарастающей скоростью, пока наблюдатель не заметил непрерывный световой круг. Он подсчитал, что светящемуся углю необходимо совершить полный круг менее чем за 100 мс, чтобы достичь этого эффекта, что, как он определил, было продолжительностью этого хранилища зрительной памяти. В 1960 году Джордж Сперлинг провел исследование, в котором участникам на короткое время показывали набор букв и просили вспомнить, какие буквы им показывали впоследствии. Участники с меньшей вероятностью вспомнили больше писем, когда их спросили обо всей группе писем, но вспомнили больше, когда их спросили о конкретных подгруппах в целом. Эти данные свидетельствуют о том, что символическая память у людей имеет большой объем, но очень быстро распадается. Другое исследование было направлено на проверку идеи о том, что зрительная сенсорная память состоит из крупнозернистых и мелкозернистых следов памяти с использованием математической модели для количественной оценки каждого из них. Исследование показало, что модель зрительной памяти с двойным следом выполняет модели с одним следом.
Эхо-память
Эхогенная память представляет собой SM для слухового слуха . Слуховая информация распространяется в виде звуковых волн, которые воспринимаются волосковыми клетками в ушах. Информация отправляется и обрабатывается в височной доле . Эхо-сенсорный накопитель хранит информацию в течение 2–3 секунд, чтобы обеспечить правильную обработку. Первые исследования эхогенной памяти были проведены вскоре после того, как Сперлинг исследовал иконическую память с использованием адаптированной парадигмы частичного отчета. Сегодня характеристики эхогенной памяти были обнаружены в основном с использованием парадигмы отрицательного рассогласования (MMN), в которой используются записи ЭЭГ и МЭГ . MMN использовался для определения некоторых ключевых ролей эхо-памяти, таких как обнаружение изменений и овладение языком. Обнаружение изменений или способность обнаруживать необычные или потенциально опасные изменения в окружающей среде независимо от внимания - ключ к выживанию организма. Одно исследование, посвященное эхогенным сенсорным изменениям, показало, что когда субъекту предъявляется звук, этого достаточно, чтобы сформировать след эхо-памяти, который можно сравнить с физически другим звуком. Связанные с изменениями корковые ответы были обнаружены в верхней височной извилине с помощью ЭЭГ. Что касается языка, то характерной чертой детей, которые начинают говорить на поздних этапах развития, является сокращенная продолжительность эхогенной памяти. Короче говоря, «Эхоическая память - это быстро распадающееся хранилище слуховой информации». В случае повреждения или поражения лобной доли, теменной доли или гиппокампа, эхогенная память, вероятно, будет сокращена и / или будет иметь более медленное время реакции.
Тактильная память
Тактильная память представляет собой SM для тактильного осязания . Сенсорные рецепторы по всему телу улавливают такие ощущения, как давление, зуд и боль. Информация от рецепторов проходит через афферентные нейроны в спинном мозге к постцентральной извилине в теменной доле головного мозга. Этот путь включает соматосенсорную систему. Доказательства тактильной памяти были обнаружены только недавно, что привело к небольшому количеству исследований, касающихся ее роли, возможностей и продолжительности. Однако уже исследования с помощью фМРТ показали, что определенные нейроны префронтальной коры участвуют как в SM, так и в моторной подготовке, что обеспечивает решающую связь с тактильной памятью и ее ролью в моторных ответах.
Проприоцептивная память
Пациенты, которым проводится регионарная анестезия, могут иметь неправильное, «фантомное» восприятие положения своих конечностей во время процедуры. Давнее неврологическое объяснение этого эффекта заключалось в том, что без входящих сигналов от проприоцептивных нейронов система восприятия конечностей представляла сознанию стандартное, слегка согнутое положение, считающееся универсальной врожденной «схемой тела». Однако более продуманные эксперименты, варьирующие положение конечностей пациента перед анестезией, установили, что существует проприоцептивная память, которая информирует эти восприятия. Более ориентированные на задачу эксперименты с положением конечностей - просьба к испытуемым вернуть руку в запомненное положение - выявили быстро распадающуюся высокоточную память, доступную в течение двух-четырех секунд, которая, согласно теории, является проприоцептивным эквивалентом иконической памяти и эхогенной памяти. объем памяти.
Несколько иная теория проприоцептивной памяти была предложена для объяснения феноменов фантомных конечностей . Гипотеза гласит, что мы запоминаем положения конечностей, которые используются в обычных задачах, таких как вождение, езда на велосипеде, еда вилкой и т. Д. Формирование «банка проприоцептивной памяти» в течение нашей жизни способствует нашему владению ими. задачи и легкость их выполнения. Воспоминания о конкретных положениях конечностей также могут быть связаны с ожидаемыми ощущениями, включая боль. Согласно теории, описанной Андерсоном-Барнсом и др., Эти воспоминания помогают нам быстро определить местоположение и причину возникновения боли, особенно боли, вызванной чрезмерно растянутым суставом; и эти воспоминания также помогают нам быстро выбрать движение, которое облегчит боль. Однако в случае ампутации запоминаемая боль постоянно или периодически приписывается воспринимаемому положению конечности, часто потому, что последнее положение конечности перед ампутацией на самом деле было болезненным. Эту боль и роль проприоцептивной памяти в ее сохранении сравнивают с шумом в ушах и ролью эхогенной памяти в его этиологии.
Отношения с другими системами памяти
SM не участвует в высших когнитивных функциях, таких как консолидация следов памяти или сравнение информации. Точно так же на емкость и продолжительность SM не может влиять нисходящий контроль; человек не может сознательно думать или выбирать, какая информация хранится в SM или как долго она будет храниться. Роль SM состоит в том, чтобы предоставить подробное представление всего нашего сенсорного опыта, для которого соответствующие фрагменты информации могут быть извлечены с помощью краткосрочной памяти (STM) и обработаны рабочей памятью (WM). STM может хранить информацию в течение 10–15 секунд без репетиций, в то время как рабочая память активно обрабатывает, манипулирует и контролирует информацию. Информация из STM может быть затем объединена в долговременную память, где воспоминания могут сохраняться на всю жизнь. Перенос SM в STM - это первый шаг в модели памяти Аткинсона – Шиффрина, которая предлагает структуру памяти.