В исследовании зрения , визуальная кратковременная память ( VSTM ) является одним из трех широких систем памяти , включая культовые памяти и долговременную память . VSTM - это тип кратковременной памяти , но он ограничен информацией в визуальной области.
Термин VSTM теоретически нейтрально относится к непостоянному хранению визуальной информации в течение длительного периода времени. Зрительно - пространственная ориентация записной является VSTM субкомпонент в теоретической модели рабочей памяти , предложенной Бэддел. В то время как знаковые воспоминания хрупки, быстро распадаются и не могут активно поддерживаться, краткосрочные визуальные воспоминания устойчивы к последующим стимулам и сохраняются в течение многих секунд. С другой стороны, VSTM отличается от долговременной памяти в первую очередь своей очень ограниченной емкостью.
Обзор
Введение стимулов, которые было трудно вербализовать и которые вряд ли удерживались в долговременной памяти , произвело революцию в изучении VSTM в начале 1970-х годов [1] (Phillips, 1974; Phillips & Baddeley, 1971). Используемая основная экспериментальная техника требовала, чтобы наблюдатели указали, были ли две матрицы (Phillips, 1974; Phillips & Baddeley, 1971) или фигуры [2], разделенные коротким временным интервалом, одинаковыми. Обнаружение того, что наблюдатели могли сообщить о произошедшем изменении на уровнях, значительно превышающих вероятность, указывает на то, что они могли кодировать аспект первого стимула в чисто визуальном хранилище, по крайней мере, на период до предъявления второго стимула. . Однако, поскольку используемые стимулы были сложными, а характер изменения относительно неконтролируемым, эти эксперименты оставили открытыми различные вопросы, такие как: (1) сохраняется ли только подмножество перцептивных измерений, составляющих визуальный стимул (например, пространственная частота , яркость или контраст); (2) поддерживаются ли перцепционные измерения в VSTM с большей точностью, чем в других; и (3) природа, с помощью которой кодируются эти измерения (т. е. являются ли перцепционные измерения, закодированными в отдельных параллельных каналах, или все перцепционные измерения сохраняются как единый связанный объект в VSTM?).
Эффекты размера набора
Много усилий было направлено на изучение пределов пропускной способности VSTM. В типичной задаче обнаружения изменений наблюдателям представлены два массива, состоящие из ряда стимулов. Два массива разделены коротким временным интервалом, и задача наблюдателей состоит в том, чтобы решить, идентичны ли первый и второй массивы или один элемент отличается на двух дисплеях (например, Luck & Vogel, 1997). Производительность критически зависит от количества элементов в массиве. Хотя производительность обычно почти идеальна для массивов из одного или двух элементов, правильные ответы неизменно монотонно снижаются по мере добавления новых элементов. Для объяснения ограничений на хранилище VSTM были предложены различные теоретические модели, и их различие остается активной областью исследований.
Модели лимитов мощности
Слотовые модели
Известный класс моделей предполагает, что наблюдатели ограничены общим количеством элементов, которые могут быть закодированы, либо потому, что возможности самого VSTM ограничены (например, Cowan, 2001; Luck & Vogel, 1997; Pashler, 1988). Этот тип модели имеет очевидное сходство с моделями урн, используемыми в теории вероятностей (см., Например, Mendenhall, 1967). По сути, модель урны предполагает, что емкость хранилища VSTM ограничена лишь несколькими элементами, k (часто оценивается в диапазоне от трех до пяти у взрослых, но меньше у детей (Riggs, McTaggart & Simpson, 2006). )). Вероятность того, что будет обнаружено надпороговое изменение, - это просто вероятность того, что элемент изменения закодирован в VSTM (т. Е. K / N ). Этот предел емкости был связан с задней теменной корой, активность которой первоначально увеличивается с количеством стимулов в массивах, но насыщается при более высоких размерах набора. [3] Хотя модели урн обычно используются для описания ограничений производительности в VSTM (например, Luck & Vogel, 1997; Pashler, 1988; Sperling, 1960), только недавно была рассмотрена фактическая структура хранимых элементов. Лак и его коллеги сообщили о серии экспериментов, разработанных специально для выяснения структуры информации, хранящейся в VSTM (Luck & Vogel, 1997). Эта работа свидетельствует о том, что элементы, хранящиеся в VSTM, являются связными объектами, а не более элементарными функциями, из которых состоят эти объекты.
Шумовые модели
Альтернативная структура была предложена Вилкеном и Ма (2004), которые предполагают, что очевидные ограничения пропускной способности в VSTM вызваны монотонным снижением качества хранимых внутренних представлений (т. Е. Монотонным увеличением шума) в зависимости от заданного значения. -размер. В этой концепции ограничения емкости памяти вызваны не ограничением количества вещей, которые могут быть закодированы, а снижением качества представления каждой вещи по мере того, как в память добавляется больше вещей. В своих экспериментах 2004 года они варьировали цвет, пространственную частоту и ориентацию объектов, хранящихся в VSTM, используя подход теории обнаружения сигналов (см. Также тесно связанную работу Палмера, 1990). Участников попросили сообщить о различиях между визуальными стимулами, предъявляемыми им в последовательном порядке. Исследователи обнаружили, что различные стимулы кодировались независимо и параллельно, и что основным фактором, ограничивающим производительность отчета, был нейронный шум (который является функцией размера визуального набора).
В соответствии с этой структурой ключевым ограничивающим фактором производительности рабочей памяти является точность, с которой может быть сохранена визуальная информация, а не количество элементов, которые можно запомнить. Дополнительные доказательства этой теории были получены Бэйсом и Хусейном (2008) с помощью задачи распознавания. Они показали, что, в отличие от «слотовой» модели VSTM, модель обнаружения сигналов может учитывать как характеристики распознавания в их исследовании, так и предыдущие результаты задач обнаружения изменений (например, Luck and Vogel, 1997). Эти авторы предположили, что VSTM является гибким ресурсом, совместно используемым между элементами визуальной сцены - элементы, которые получают больше ресурсов, хранятся с большей точностью. В подтверждение этого они показали, что увеличение значимости одного элемента в массиве памяти приводит к тому, что этот элемент вызывается с повышенным разрешением, но за счет уменьшения разрешения хранилища для других элементов на дисплее.
Психофизические модели
Психофизические эксперименты предполагают, что информация кодируется в VSTM по множеству параллельных каналов, каждый из которых связан с определенным перцепционным атрибутом (Magnussen, 2000). В рамках этой структуры снижение способности наблюдателя обнаруживать изменение с увеличением размера набора может быть отнесено к двум различным процессам: (1) если решения принимаются по разным каналам, снижение производительности обычно невелико и согласуется с ожидаемым сокращением. при принятии нескольких независимых решений (Greenlee & Thomas, 1993; Vincent & Regan, 1995); (2) если в одном и том же канале принимается несколько решений, снижение производительности намного больше, чем ожидалось, только на основании увеличения шума принятия решений и объясняется помехами, вызванными множественными решениями в одном и том же канале восприятия (Magnussen & Greenlee , 1997).
Однако модель Гринли-Томаса (Greenlee & Thomas, 1993) страдает двумя недостатками в качестве модели для эффектов размера множества в VSTM. Во-первых, он был протестирован только эмпирически с дисплеями, состоящими из одного или двух элементов. В различных экспериментальных парадигмах неоднократно было показано, что эффекты размера набора различаются для дисплеев, состоящих из относительно небольшого числа элементов (т. Е. 4 или менее), и тех, которые связаны с более крупными дисплеями (т. Е. Более 4-х элементов). Модель Гринли-Томаса (1993) не предлагает объяснения того, почему это может быть так. Во-вторых, хотя Магнуссен, Гринли и Томас (1997) могут использовать эту модель, чтобы предсказать, что большее вмешательство будет обнаружено, когда двойные решения будут приняты в одном и том же перцепционном измерении, а не в разных перцептивных измерениях, этому предсказанию не хватает количественной строгости и не может точно предвидеть размер увеличения порога или дать подробное объяснение его основных причин.
Помимо модели Гринли-Томаса (Greenlee & Thomas, 1993), существуют два других известных подхода к описанию эффектов размера множества в VSTM. Эти два подхода можно назвать моделями размера выборки (Palmer, 1990) и моделями урн (например, Pashler, 1988). Они отличаются от модели Гринли-Томаса (1993) тем, что: (1) приписывают основную причину эффектов размера множества стадию, предшествующую принятию решения; и (2) отсутствие теоретического различия между решениями, принятыми в одном и том же или в разных измерениях восприятия.
Промежуточный визуальный магазин
Есть некоторые свидетельства существования промежуточного визуального хранилища с характеристиками как знаковой памяти, так и VSTM. [4] Предполагается, что это промежуточное хранилище будет иметь большую емкость (до 15 элементов) и увеличенную продолжительность трассировки памяти (до 4 секунд). Он сосуществует с VSTM, но в отличие от него визуальные стимулы могут перезаписывать содержимое его визуального хранилища (Pinto et al., 2013). Дальнейшие исследования предполагают участие зрительной области V4 . [5]
Функция визуальных представлений кратковременной памяти
VSTM думает [ кем? ], чтобы быть визуальным компонентом системы рабочей памяти, и как таковой он используется в качестве буфера для временного хранения информации во время процесса естественных задач. Но для каких естественных задач на самом деле требуется VSTM? Большая часть работ по этой проблеме сосредоточена на роли VSTM в преодолении сенсорных пробелов, вызванных саккадическими движениями глаз. Этот внезапный сдвиг взгляда обычно происходит 2–4 раза в секунду, и зрение ненадолго подавляется, пока глаза двигаются. Таким образом, визуальный ввод состоит из серии пространственно сдвинутых снимков всей сцены, разделенных короткими промежутками. Со временем из этих кратких проблесков входных данных создается богатое и подробное представление долговременной памяти, и [ кем? ], чтобы заполнить пробелы между этими проблесками и позволить соответствующим частям одного проблеска согласоваться с соответствующими частями следующего проблеска. Как пространственные, так и объектные системы VSTM могут играть важную роль в интеграции информации о движениях глаз. На движения глаз также влияют представления VSTM. Сконструированные представления, хранящиеся в VSTM, могут влиять на движения глаз, даже если задача явно не требует движений глаз: направление небольших микросаккад указывает на расположение объектов в VSTM. [6]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Чермак, Gregory W. (1971). «Кратковременная память распознавания сложных фигур произвольной формы» . Психономическая наука . 25 (4): 209–211. DOI : 10.3758 / BF03329095 .
- ^ Чермак, Грегори В. (1971). «Кратковременная память распознавания сложных фигур произвольной формы» . Психономическая наука . 25 (4): 209–211. DOI : 10.3758 / BF03329095 .
- ^ Тодд, Дж. Джей; Маруа, Рене (2004). «Предел емкости зрительной кратковременной памяти в задней теменной коре головного мозга человека». Природа . 428 (6984): 751–754. Bibcode : 2004Natur.428..751T . DOI : 10,1038 / природа02466 . PMID 15085133 . S2CID 4415712 .
- ^ Sligte, Ilja G .; Шольте, Х. Стивен; Ламме, Виктор А.Ф. (2008). «Есть ли несколько хранилищ краткосрочной визуальной памяти?» . PLOS ONE . 3 (2): e1699. DOI : 10.1371 / journal.pone.0001699 . PMC 2246033 . PMID 18301775 .
- ^ Sligte, IG; Scholte, HS; Ламме, ВАФ (2009). «Активность V4 предсказывает силу визуальных представлений кратковременной памяти» . Журнал неврологии . 29 (23): 7432–7438. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.0784-09.2009 . PMC 6665414 . PMID 19515911 .
- ^ Мартинес-Конде, S; Александр, Р (2019). «Взгляд предвзятого в мысленном взоре». Природа человеческого поведения . 3 (5): 424–425. DOI : 10.1038 / s41562-019-0546-1 . PMID 31089295 . S2CID 71148025 .
- Бухты, ПМ; Хусейн, М. (2008). «Динамические сдвиги ограниченных ресурсов рабочей памяти в человеческом зрении» . Наука . 321 (5890): 851–854. Bibcode : 2008Sci ... 321..851B . DOI : 10.1126 / science.1158023 . PMC 2532743 . PMID 18687968 .
- Беннетт, П.Дж.; Кортезе, Ф. (1996). «Маскировка пространственной частоты в зрительной памяти зависит от дистальной, а не ретинальной частоты». Исследование зрения . 36 (2): 233–238. DOI : 10.1016 / 0042-6989 (95) 00085-е . PMID 8594821 . S2CID 18287687 .
- Blakemore, C .; Кэмпбелл, FW (1969). «О существовании нейронов в зрительной системе человека, избирательно чувствительной к ориентации и размеру изображений сетчатки» . Журнал физиологии . 203 (1): 237–260. DOI : 10.1113 / jphysiol.1969.sp008862 . PMC 1351526 . PMID 5821879 .
- Брайтмейер, Б. (1984). Визуальное маскирование: интегративный подход. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
- Чермак, GW (1971). «Кратковременная память распознавания сложных фигур произвольной формы» . Психономическая наука . 25 (4): 209–211. DOI : 10.3758 / bf03329095 .
- Чуа, Ф.К. (1990). «Обработка пространственной частоты и ориентационной информации» . Восприятие и психофизика . 47 (1): 79–86. DOI : 10.3758 / bf03208168 . PMID 2300428 .
- Коуэн, Н. (2001). «Магическое число 4 в кратковременной памяти: переосмысление умственной способности памяти» . Поведенческие науки и науки о мозге . 24 (1): 87–114, обсуждение 114–85. DOI : 10.1017 / S0140525X01003922 . PMID 11515286 .
- ДеВалуа, Р.Л., и ДеВалуа, К.К. (1990). Пространственное видение. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
- Гринли, МВт; Томас, JP (1993). «Одновременное различение пространственной частоты и контраста периодических раздражителей». Журнал Оптического общества Америки A . 10 (3): 395–404. DOI : 10,1364 / josaa.10.000395 . PMID 8473947 .
- Ли, Б .; Харрис, Дж. (1996). «Контрастные характеристики передачи кратковременной зрительной памяти». Исследование зрения . 36 (14): 2159–2166. DOI : 10.1016 / 0042-6989 (95) 00271-5 . PMID 8776482 . S2CID 13991699 .
- Удача, SJ; Фогель, EK (1997). «Емкость зрительной рабочей памяти для функций и союзов». Природа . 390 (6657): 279–281. DOI : 10.1038 / 36846 . PMID 9384378 . S2CID 205025290 .
- Магнуссен, S (2000). «Низкоуровневые процессы памяти в зрении». Тенденции в неврологии . 23 (6): 247–251. DOI : 10.1016 / s0166-2236 (00) 01569-1 . PMID 10838593 . S2CID 16231057 .
- Magnussen, S .; Гринли, MW (1992). «Сохранение и нарушение информации о движении в кратковременной зрительной памяти». Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание . 18 (151-156): 248. DOI : 10,1037 / 0278-7393.18.1.151 .
- Magnussen, S .; Гринли, MW (1997). «Конкуренция и совместное использование ресурсов обработки в визуальной дискриминации». Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность . 23 (6): 1603–1616. DOI : 10.1037 / 0096-1523.23.6.1603 . PMID 9425670 .
- Magnussen, S .; Гринли, MW (1999). «Психофизика перцептивной памяти». Психологические исследования . 62 (2–3): 81–92. DOI : 10.1007 / s004260050043 . PMID 10472196 . S2CID 33762995 .
- Magnussen, S .; Гринли, МВт; Asplund, R .; Дирнес, С. (1991). «Стимул-специфические механизмы кратковременной зрительной памяти» (PDF) . Исследование зрения . 31 (7–8): 1213–1219. DOI : 10.1016 / 0042-6989 (91) 90046-8 . PMID 1891813 . S2CID 19590524 .
- Magnussen, S .; Гринли, МВт; Томас, JP (1996). «Параллельная обработка в зрительной кратковременной памяти». Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность . 22 (1): 202–212. DOI : 10.1037 / 0096-1523.22.1.202 . PMID 8742262 .
- Magnussen, S .; Idas, E .; Myhre, SH (1998). «Представление ориентации и пространственной частоты в восприятии и памяти: анализ времени реакции выбора». Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность . 24 (3): 707–718. DOI : 10.1037 / 0096-1523.24.3.707 . PMID 9627410 .
- Нильссон, TH; Нельсон, Т.М. (1981). «Отсроченные совпадения монохроматических оттенков указывают на характеристики зрительной памяти». Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность . 7 : 141–150. DOI : 10.1037 / 0096-1523.7.1.141 . PMID 6452491 .
- Палмер, Дж (1990). «Ограничения внимания на восприятие и память зрительной информации». Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность . 16 (2): 332–350. DOI : 10.1037 / 0096-1523.16.2.332 . PMID 2142203 .
- Пашлер, H (1988). «Знакомство и обнаружение визуальных изменений» . Восприятие и психофизика . 44 (4): 369–378. DOI : 10.3758 / bf03210419 . PMID 3226885 .
- Pinto, Y .; Sligte, IS; Шапиро, KL; Ламме, ВАФ (2013). «Хрупкая кратковременная визуальная память - это объектно-ориентированное хранилище» . Психономический бюллетень и обзор . 20 (4): 732–739. DOI : 10,3758 / s13423-013-0393-4 . PMID 23456410 .
- Филлипс, Вашингтон (1974). «О различии сенсорной памяти и кратковременной зрительной памяти» . Восприятие и психофизика . 16 (2): 283–290. DOI : 10.3758 / bf03203943 .
- Филлипс, Вашингтон; Баддели, AD (1971). «Время реакции и кратковременная зрительная память» . Психономическая наука . 22 (2): 73–74. DOI : 10.3758 / bf03332500 .
- Реган, Д. (1985). «Хранение пространственно-частотной информации и пространственно-частотная дискриминация». Журнал Оптического общества Америки A . 2 (4): 619–621. DOI : 10,1364 / josaa.2.000619 .
- Риггс, КДж; McTaggart, J .; Симпсон, А. (2006). «Изменения емкости зрительной рабочей памяти у детей от 5 до 10 лет». Журнал экспериментальной детской психологии . 95 (1): 18–26. DOI : 10.1016 / j.jecp.2006.03.009 . PMID 16678845 .
- Шиллер, PH (1995). «Влияние повреждений зрительной кортикальной области V4 на распознавание преобразованных объектов». Природа . 376 (6538): 342–344. DOI : 10.1038 / 376342a0 . PMID 7630401 . S2CID 4328289 .
- Sligte, IG; Scholte, HS; Ламме, ВАФ (2008). «Есть ли несколько хранилищ краткосрочной визуальной памяти?» . PLOS ONE . 3 (2): e1699. DOI : 10.1371 / journal.pone.0001699 . PMC 2246033 . PMID 18301775 .
- Sligte, IG; Scholte, HS; Ламме, ВАФ (2009). «Активность V4 предсказывает силу визуальных представлений кратковременной памяти» . J Neurosci . 29 (23): 7432–74. DOI : 10.1523 / jneurosci.0784-09.2009 . PMC 6665414 . PMID 19515911 .
- Сперлинг, Г. (1960). «Информация доступна в виде кратких наглядных презентаций». Психологические монографии: общие и прикладные . 74 (11): 1–30. DOI : 10.1037 / h0093759 .
- Тодд, JJ; Маруа, Р. (2004). «Предел емкости зрительной кратковременной памяти в задней теменной коре головного мозга человека». Природа . 428 (6984): 751–753. Bibcode : 2004Natur.428..751T . DOI : 10,1038 / природа02466 . PMID 15085133 . S2CID 4415712 .
- Винсент, А .; Реган, Д. (1995). «Параллельное независимое кодирование ориентации, пространственной частоты и контраста». Восприятие . 24 (5): 491–499. DOI : 10,1068 / p240491 . PMID 7567425 . S2CID 25950156 .
- Wilken, P .; Ма, WJ (2004). «Теоретический учет обнаружения изменений» . J Vis . 4 (12): 1120–1135. DOI : 10.1167 / 4.12.11 . PMID 15669916 .