Торкель Клингберг - Перегруженный мозг. Информационный поток и пределы рабочей памяти

При ближайшем рассмотрении точечные тесты и тесты на внимание, которые проводил психолог Майкл Познер, во многом совпадают. В одном из экспериментов Познера стрелка указывала на ту часть экрана, где должна была появиться ожидаемая цель. Именно туда испытуемый направлял свое внимание. Этот тест не получится, если испытуемый не вспомнит, где появлялась цель. Таким же образом обезьяны вспоминают точку, которую им раньше показывали. Это демонстрирует, самым элементарным образом, как управляемое внимание, с одной стороны, и рабочая память, с другой стороны, накладываются друг на друга. Рабочая память необходима для управления вниманием. Мы должны помнить, на чем именно нам следует сконцентрироваться.

Нейрофизиолог Роберт Десимон одним из первых исследователей доказал наличие связи между вниманием и памятью. Он назвал компонент памяти в тестах на внимание оригиналом или шаблоном внимания («attentional template») [33] Понятие «The attentional template» («шаблон внимания») заимствовано из источника: Desimone, R. & Duncan, J. Neural mechanisms of selective visual attention. Annual Reviews of Neuroscience. 1995. 18:193–222. О роли визуальной памяти в процессе внимания см.: Desimone, R. Neural mechanisms for visual memory and their role in attention. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1996. 93:13494-13499; Awh, E. & Jonides, J. Overlapping mechanisms of attention and spatial working memory. Trends in Cognitive Sciences. 2001. 5:119–126. . Мы используем примерно такой же механизм, когда ищем в толпе знакомое лицо: чтобы найти его, мы должны сохранять в нашей рабочей памяти цель нашего поиска. Однако следует принять во внимание, что частичное совпадение рабочей памяти и внимания относится только к произвольному вниманию. Непроизвольное внимание не требует использования рабочей памяти.

Впрочем, благодаря рабочей памяти мы не только запоминаем команды, цифры или события. Рабочая память играет важную роль, когда мы выполняем самые разные задачи. Чтобы убедиться в этом, можно провести следующий тест: прочитать вопрос, затем закрыть книгу и дать ответ. Например, сколько будет девяносто три минус семь плюс три?

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится совершить несколько операций в определенном порядке. Большинство начинает с того, что вычитает семь из девяноста трех и получает восемьдесят шесть. Мы сохраняем эту информацию и одновременно извлекаем из памяти следующую задачу — а именно прибавить три. Теперь мы прибавляем три к восьмидесяти шести. Чтобы решить эту и подобные задачи, необходимо помнить вопрос, а также промежуточный результат вычислений. Рабочая память таким образом используется как станок для выполнения различных умственных задач, отсюда и ее название.

Точно так же рабочая память используется для того, чтобы хранить в памяти промежуточные итоги, когда нам приходится решать логические задачи. Например, «если идет дождь, то лужайка становится мокрой. Если лужайка мокрая, можем ли мы из этого факта заключить, что шел дождь?» Для решения подобных задач требуется доступ к информации, сохраненной в рабочей памяти. Профессор психологии Алан Бэддели предлагает следующее определение рабочей памяти:

Под термином «рабочая память» подразумевается система, которая может сохранять и обрабатывать информацию, необходимую для выполнения сложных когнитивных задач, таких как чтение, обучение и логическое мышление [34] Baddeley, A. Working Memory. Science, 1992.255:556–559. .

Матрицы Равена

На диаграмме показан один из тестов, часто используемый психологами с целью оценить общие интеллектуальные способности человека. Эта методика применяется уже в течение многих десятилетий и называется матрицами Равена [35] Оригинальные матрицы Равена см.: Raven, J.С. Advanced Progressive Matrices. 1990. Set II. Oxford: Oxford. Psychology Press. .

Данный тест представляет собой трехстрочную и трехколонную матрицу символов, где в нижнем правом углу отсутствует один символ. Испытуемый должен догадаться, по какому принципу расположены символы — от ряда к ряду и от колонки к колонке. Найдя закономерность, он сумеет ответить на вопрос, какой символ должен находиться на пустом месте, выбрав один из предложенных ответов.

Оказывается, наша способность решать подобные задачи более всего зависит от того, какое количество информации мы способны сохранить в рабочей памяти. Одна из самых цитируемых статей на эту тему «Объем рабочей памяти определяет наш интеллектуальный уровень?», автор которой — немецкий психолог Хайнц-Мартин Зюс. После ряда исследований он пришел к выводу: «В настоящее время объем рабочей памяти — самый точный индикатор интеллекта, об этом свидетельствуют теоретические выкладки и практические исследования когнитивных возможностей человека» [36] Цитата приведена по источнику: SuB, H.M., Oberauer, К., Wittmann, WW, Wilhelm, O. & Schulze, R.Working-memory capacity explains reasoning ability — and a little bit more. Intelligence. 2002, 20:261–288. .

Психолог Рэндалл Энгл из Технологического института Джорджии (штат Атланта, США) также считает, что между рабочей памятью и способностью решать разные задачи (или, точнее, общим уровнем интеллекта, которому будет посвящена глава «Эффект Флинна») существует непосредственная связь. Связь между объемом рабочей памяти и общим уровнем интеллекта прослеживается в разных тестах. В одной из обзорных статей предлагается принять за коррелят соотношение 0,6 и 0,8 (где 0 — полное отсутствие корреляции, а 1 — абсолютный показатель) [37] О соотношении рабочей памяти и интеллектуального коэффициента см.: Kyllonen, Р.С. & Christal, R.E. Reasoning ability is (little more than) working-memory capacity?! Intelligence. 1990,14:389–433. . Если мы согласимся с этим соотношением, то следует признать: некоторые испытуемые успешно справляются с разными задачами (сформулированными, например, в матрицах Равена), а другие показывают результаты вдвое хуже. И этот феномен объясняется разным объемом памяти.

Почему рабочая память играет такую важную роль в процессе решения задач? На этот счет существуют разные точки зрения [38] Engle, R.W, Kane, M.J., & Tuholski, S.W Individual differences in working memory capacity and what they tell us about controlled attention, general fluid intelligence and functions of the prefrontal cortex. In: A. Shah, & P. Shah (red.). Models of working memory: mechanisms of active maintenance and executive control. New York: Cambridge University Press. 1999, s. 102–134. В продолжение дискуссии на эту тему см.: Klingberg.T. Development of a superior frontal-intraparietal network for visuo-spatial working memory. Neuropsychologia, 2006. 44 (11):2171–2177; Fry, A.F. & Hale, S. Relationships among processing speed, working memory, and fluid intelligence in children. Biological Psychology, 2000. 54:1-34; SuB, H.M., Oberauer, K., Wittmann, WW, Wilhelm, O. & Schulze, R. Working memory capacity explains reasoning ability — and a little bit more. Intelligence. 2002, 30 (3):261–288 (28). О корреляции между рабочей памятью и интеллектом см.: Conway, A.R., Kane, M.J. & Engle, R.W. Working memory capacity and its relation to general intelligence. Trends in Cognitive Sciences. 2003, 7:547–552. . Для того чтобы правильно ответить на вопросы, сформулированные в матрицах Равена, нам приходится, как и в математических задачах, сохранять в рабочей памяти визуальную информацию, сортировать и перерабатывать ее, а также запоминать команды. Мы также должны контролировать наше внимание.