Vizuální krátkodobá paměť - Visual short-term memory

Ve studii o vidění, vizuální krátkodobá paměť (VSTM) je jedním ze tří systémů široké paměti včetně ikonická paměť a dlouhodobá paměť. VSTM je typ krátkodobá paměť, ale jeden omezen na informace ve vizuální doméně.

Termín VSTM odkazuje teoreticky neutrálním způsobem na trvalé uložení vizuálních informací po delší dobu. The visuospatial sketchpad je součástí VSTM v rámci teoretického modelu pracovní paměť navrhl Alan Baddeley. Zatímco ikonické vzpomínky jsou křehké, rychle se rozpadají a nelze je aktivně udržovat, vizuální krátkodobé vzpomínky jsou robustní vůči následným podnětům a trvají mnoho sekund. Na druhou stranu se VSTM odlišuje od dlouhodobé paměti především svou velmi omezenou kapacitou.

Přehled

Zavedení podněty které bylo těžké verbalizovat a je nepravděpodobné, že by byly drženy dlouhodobá paměť, způsobil revoluci ve studiu VSTM na začátku 70. let[1] (Phillips, 1974; Phillips & Baddeley, 1971). Použitá základní experimentální technika vyžadovala, aby pozorovatelé označili, zda dvě matice (Phillips, 1974; Phillips & Baddeley, 1971), nebo čísla[2], oddělené krátkým časovým intervalem, byly stejné. Zjištění, že pozorovatelé byli schopni hlásit, že ke změně došlo, na úrovních výrazně nad náhodou, naznačovalo, že byli schopni kódovat aspekt prvního stimulu v čistě vizuálním úložišti, přinejmenším po dobu do představení druhého stimulu . Jelikož však použité podněty byly složité a povaha změny relativně nekontrolovaná, tyto experimenty ponechaly otevřené různé otázky, například: (1) zda je uložena pouze podmnožina vjemových dimenzí zahrnujících vizuální podnět (např. Prostorová frekvence , jas nebo kontrast); (2) zda jsou ve VSTM zachovány vnímavé rozměry s vyšší věrností než jiné; a (3) povaha, podle které jsou tyto dimenze kódovány (tj. jsou percepční dimenze kódovány v samostatných, paralelních kanálech, nebo jsou všechny percepční dimenze uloženy jako jediná vázaná entita ve VSTM?).

Efekty velikosti setu

Zkoumání kapacitních limitů VSTM bylo věnováno velké úsilí. V typickém úkolu detekce změn jsou pozorovatelům představena dvě pole složená z řady podnětů. Obě pole jsou oddělena krátkým časovým intervalem a úkolem pozorovatelů je rozhodnout, zda jsou první a druhé pole identické, nebo zda se jedna položka liší mezi dvěma displeji (např. Luck & Vogel, 1997). Výkon kriticky závisí na počtu položek v poli. Zatímco výkon je obecně téměř dokonalý pro pole jedné nebo dvou položek, správné odpovědi vždy monotónně klesají, jakmile jsou přidány další položky. Byly předloženy různé teoretické modely, které vysvětlují limity pro ukládání VSTM, a rozlišování mezi nimi zůstává aktivní oblastí výzkumu.

Modely kapacitních limitů

Slotové modely

Prominentní třída modelů navrhuje, aby pozorovatelé byli omezeni celkovým počtem položek, které lze kódovat, buď proto, že kapacita samotného VSTM je omezená (např. Cowan, 2001; Luck & Vogel, 1997; Pashler, 1988). Tento typ modelu má zjevné podobnosti s urnovými modely používanými v teorii pravděpodobnosti (viz například Mendenhall, 1967). V podstatě model urny předpokládá, že VSTM má omezenou kapacitu úložiště pouze na několik položek, k (často se odhaduje, že leží v rozmezí od tří do pěti u dospělých, i když u dětí méně (Riggs, McTaggart & Simpson, 2006)). Pravděpodobnost, že bude detekována změna nadprahové hodnoty, je jednoduše pravděpodobnost, že je prvek změny zakódován ve VSTM (tj. k/N). Tento kapacitní limit byl spojen s zadní temenní kůrou, jejíž aktivita se zpočátku zvyšuje s počtem stimulů v polích, ale při vyšších velikostech sad nasycuje.[3] Přestože se urnové modely běžně používají k popisu omezení výkonu ve VSTM (např. Luck & Vogel, 1997; Pashler, 1988; Sperling, 1960), skutečná struktura uložených položek byla zvažována teprve nedávno. Luck a kolegové ohlásili sérii experimentů určených speciálně k objasnění struktury informací uchovávaných ve VSTM (Luck & Vogel, 1997). Tato práce poskytuje důkazy o tom, že položky uložené ve VSTM jsou koherentní objekty, a nikoli základní prvky, z nichž jsou tyto objekty složeny.

Hlukové modely

Alternativní rámec navrhl více Wilken a Ma (2004), kteří naznačují, že zdánlivá omezení kapacity ve VSTM jsou způsobena monotónním poklesem kvality uložených interních reprezentací (tj. monotónním zvýšením šumu) jako funkce velikosti souboru. V této koncepci nejsou omezení kapacity v paměti způsobena omezením počtu věcí, které lze kódovat, ale poklesem kvality reprezentace každé věci, protože do paměti je přidáváno více věcí. Ve svých experimentech z roku 2004 měnili barvu, prostorovou frekvenci a orientaci objektů uložených ve VSTM pomocí přístupu teorie detekce signálu (viz také úzce související práce od Palmera, 1990). Účastníci byli požádáni, aby hlásili rozdíly mezi vizuálními podněty, které jim byly předloženy, v postupném pořadí. Vyšetřovatelé zjistili, že různé podněty byly kódovány nezávisle a paralelně a že hlavním faktorem omezujícím výkonnost zprávy byla neuronový šum (což je funkce vizuální velikosti sady).

V tomto rámci je klíčovým limitujícím faktorem výkonu pracovní paměti přesnost, s jakou lze ukládat vizuální informace, nikoli počet položek, které si lze zapamatovat. Další důkazy pro tuto teorii získali Bays a Husain (2008) pomocí diskriminačního úkolu. Ukázali, že na rozdíl od „slotového“ modelu VSTM může model detekce signálu odpovídat za diskriminační výkon v jejich studii i za předchozí výsledky úkolů detekce změn (např. Luck a Vogel, 1997). Tito autoři navrhli, že VSTM je flexibilní zdroj sdílený mezi prvky vizuální scény - položky, které dostávají více prostředků, jsou ukládány s větší přesností. Na podporu toho ukázali, že zvyšování význačnosti jedné položky v paměťovém poli vedlo k tomu, že tato položka byla vyvolána se zvýšeným rozlišením, ale za cenu snížení rozlišení úložiště pro ostatní položky na displeji.

Psychofyzikální modely

Psychofyzikální experimenty naznačují, že informace jsou kódovány ve VSTM napříč několika paralelními kanály, přičemž každý kanál je spojen s určitým percepčním atributem (Magnussen, 2000). V tomto rámci lze pokles schopnosti pozorovatele detekovat změnu s rostoucí velikostí sady připsat dvěma různým procesům: (1) pokud se rozhoduje napříč různými kanály, poklesy výkonu jsou obvykle malé a jsou v souladu s očekávanými poklesy při přijímání několika nezávislých rozhodnutí (Greenlee a Thomas, 1993; Vincent a Regan, 1995); (2) je-li více rozhodnutí učiněno ve stejném kanálu, pokles výkonu je mnohem větší, než se očekávalo na základě samotného zvýšeného rozhodovacího šumu, a je přičítán interferenci způsobené více rozhodnutími ve stejném vnímacím kanálu (Magnussen & Greenlee , 1997).

Model Greenlee-Thomas (Greenlee & Thomas, 1993) však trpí dvěma neúspěchy jako model pro účinky velikosti souboru ve VSTM. Nejprve byl empiricky testován pouze na displejích složených z jednoho nebo dvou prvků. V různých experimentálních paradigmatech se opakovaně ukázalo, že se efekty set-size liší pro displeje složené z relativně malého počtu prvků (tj. 4 položky nebo méně) a pro ty, které jsou spojeny s většími displeji (tj. Více než 4 položky). Model Greenlee-Thomas (1993) neposkytuje žádné vysvětlení, proč by tomu tak mohlo být. Zadruhé, zatímco Magnussen, Greenlee a Thomas (1997) dokážou pomocí tohoto modelu předpovědět, že dojde k větší interferenci, pokud dojde k dvojímu rozhodování ve stejné percepční dimenzi než v různých percepčních dimenzích, této predikci chybí kvantitativní přísnost, a není schopen přesně předvídat velikost zvýšení prahové hodnoty nebo podrobně vysvětlit její základní příčiny.

Kromě modelu Greenlee-Thomas (Greenlee & Thomas, 1993) existují dva další prominentní přístupy k popisu efektů velikosti souboru ve VSTM. Tyto dva přístupy lze označit jako modely velikosti vzorku (Palmer, 1990) a modely urny (např. Pashler, 1988). Liší se od modelu Greenlee-Thomas (1993) tím, že: (1) připisují hlavní příčinu účinků velikosti souboru fázi před rozhodováním; a (2) nerozlišovat teoreticky mezi rozhodnutími přijímanými ve stejné nebo napříč různými vnímavými dimenzemi.

Zprostředkující vizuální obchod

Existují určité důkazy o zprostředkující vizuální obchod s charakteristikami ikonické paměti i VSTM.[4] Toto mezilehlé úložiště je navrženo tak, aby mělo vysokou kapacitu (až 15 položek) a prodlouženou dobu sledování paměti (až 4 sekundy). Koexistuje s VSTM, ale na rozdíl od toho mohou vizuální podněty přepsat obsah jeho vizuálního obchodu (Pinto et al., 2013). Další výzkum naznačuje zapojení vizuální oblast V4.[5]

Funkce vizuálních krátkodobých paměťových reprezentací

VSTM je myšlenka[kým? ] být vizuální součástí systému pracovní paměti a jako takový se používá jako vyrovnávací paměť pro dočasné ukládání informací během procesu přirozeně se vyskytujících úkolů. Ale jaké přirozeně se vyskytující úkoly skutečně vyžadují VSTM? Většina prací v této oblasti se zaměřila na roli VSTM při překlenutí smyslových mezer způsobených sakadickými pohyby očí. K náhlému posunu pohledu obvykle dochází 2–4krát za sekundu a vidění je krátce potlačeno, zatímco se oči pohybují. Vizuální vstup tedy sestává z řady prostorově posunutých snímků celkové scény oddělených krátkými mezerami. V průběhu času je z těchto krátkých záblesků vstupu vytvořena bohatá a podrobná reprezentace dlouhodobé paměti a předpokládá se, že VSTM[kým? ] překlenout mezery mezi těmito záblesky a umožnit vyrovnání příslušných částí jednoho záblesku s příslušnými částmi dalšího záblesku. Prostorové i objektové systémy VSTM mohou hrát důležitou roli v integraci informací napříč pohyby očí. Pohyby očí jsou také ovlivněny reprezentacemi VSTM. Konstruované reprezentace držené ve VSTM mohou ovlivnit pohyby očí, i když úkol výslovně nevyžaduje pohyby očí: směr malých mikrosekády směřovat k umístění objektů ve VSTM.[6]

Viz také

Reference

  1. ^ Cermak, Gregory W. (1971). „Krátkodobá paměť pro rozpoznávání složitých figurek ve volném tvaru“. Psychonomická věda. 25 (4): 209–211. doi:10,3758 / BF03329095.
  2. ^ Cermak, Gregory W. (1971). „Krátkodobá paměť pro rozpoznávání složitých čísel ve volném tvaru“. Psychonomická věda. 25 (4): 209–211. doi:10,3758 / BF03329095.
  3. ^ Todd, J. Jay; Marois, René (2004). "Limit kapacity krátkodobé vizuální paměti v lidské zadní mozkové kůře". Příroda. 428 (6984): 751–754. Bibcode:2004 Natur.428..751T. doi:10.1038 / nature02466. PMID  15085133. S2CID  4415712.
  4. ^ Sligte, Ilja G .; Scholte, H. Steven; Lamme, Victor A. F. (2008). „Existuje více vizuálních krátkodobých úložišť paměti?“. PLOS ONE. 3 (2): e1699. doi:10,1371 / journal.pone.0001699. PMC  2246033. PMID  18301775.
  5. ^ Sligte, I.G .; Scholte, H. S .; Lamme, V. A. F. (2009). „Aktivita V4 předpovídá sílu vizuálního vyjádření krátkodobé paměti“. Journal of Neuroscience. 29 (23): 7432–7438. doi:10.1523 / JNEUROSCI.0784-09.2009. PMC  6665414. PMID  19515911.
  6. ^ Martinez-Conde, S; Alexander, R (2019). "Pohled zkreslení v oku mysli". Příroda lidské chování. 3 (5): 424–425. doi:10.1038 / s41562-019-0546-1. PMID  31089295. S2CID  71148025.