John Robert Anderson

Uczenie się i pamięć integracja zagadnień

ROZDZIAŁ 1

PODEJŚCIA DO UCZENIA SIC I PAMIĘCI

Uczenie się i adaptacja

Uczenie się jest podstawową formą działalności człowieka w każdych warunkach. Istnienie jakiejkolwiek kultury zależy od zdolności nowych jej członków do uczenia się licznych umiejętności, norm zachowania, faktów, przekonań itd. Ludzie tworzą instytucje edukacyjne i przeznaczają na nie znaczącą część swoich zasobów. Człowiek wykazuje absolutnie wyjątkową plastyczność w zachowaniu - może nauczyć się żyć w świecie epoki kamienia łupanego plemion Nowej Gwinei oraz w świecie nieważkości kosmonauty będącego na orbicie okołoziemskiej. Oczywiście nie ma on monopolu na uczenie się. Prymitywne stworzenia są tak samo zdolne do podstawowych form uczenia się jak niektóre współczesne programy komputerowe. Jednak ludzkiej umiejętności uczenia się nie może dorównać żadna inna istota żyjąca czy też urządzenie wyposażone w sztuczną inteligencję.

Przeżycie gatunku wymaga tego, aby jego przedstawiciele zachowywali się w sposób dobrze przystosowany do otaczającego ich środowiska, co jest możliwe do osiągnięcia drogą ewolucji i poprzez uczenie się. Przystosowanie ewolucyjne to wynik selekcji w danym środowisku tych cech behawioralnych, które są w nim optymalne i mogą być przekazywane z pokolenia na pokolenie jako element wrodzonego wyposażenia genetycznego gatunków. Na przykład ludzie rodzą się z odruchem ssania, który ulega aktywizacji, gdy usta dziecka znajdą się w pobliżu piersi matki. Poprzez uczenie się organizm kształtuje swoje zachowanie tak, by odzwierciedlało to, czego nauczył się o swoim środowisku. Ponieważ adaptacja poprzez wrodzone zachowania pozwala organizmowi na wejście do środowiska z natychmiastową gotowością do działania, jest ona korzystniejsza od adaptacji poprzez uczenie się, zapoczątkowanej niebezpiecznym okresem, w którym to organizm nie wie, jak funkcjonować.

Dlaczego więc jakieś zachowanie miałoby nabyte poprzez uczenie się, a nie określone w sposób wrodzony? Niektóre środowiska nie są stabilne

czy też na tyle przewidywalne, aby zachowania mogły być ukształtowane przez proces ewolucyjny. Gdy środowisko zmienia się, zachowania, które służyły jednemu pokoleniu, nie będą przydatne następnemu. Na przykład pszczoły muszą uczyć się co roku nowych dróg do pokarmu, a człowiek musi co pokolenie przystosowywać się do rewolucji technologicznych. Pojawienie się samochodu wymagało od ludzi nauczenia się wielu zachowań nie przewidywanych w ich historii ewolucji. Zachowania gatunkowe są kształtowane przez uczenie się na tyle, na ile środowisko jest złożone i zmienne. Im bardziej zmienne środowisko, tym bardziej plastyczne musi być zachowanie.

Można uszeregować poszczególne gatunki na kontinuum plastyczności behawioralnej. U niektórych większość zachowań jest określona w sposób wrodzony; inne są zdolne do uczenia się bardzo wielu nowych zachowań. Stworzenie o największej zdolności uczenia się niekoniecznie musi mieć przewagę w zakresie możliwości przeżycia. Weźmy jako przykład kontinuum plastyczności zachowania trzech stworzeń: karalucha, szczura i człowieka. Karaluch jest zdolny do nauczenia się tylko najprostszych rzeczy, takich jak unikanie niebezpiecznego miejsca; szczur może nauczyć się bardzo wielu rzeczy na temat swojego środowiska i z tego powodu jest jednym z ulubionych zwierząt laboratoryjnych w badaniach nad uczeniem się; człowiek jest w porównaniu z nim jeszcze bardziej plastyczny. Pomimo swoich bardzo odmiennych umiejętności uczenia się wszystkie trzy wymienione stworzenia zamieszkują współczesne miasta i żadne z nich nie okazało się zdecydowanie bardziej skuteczne w przeżyciu gatunku. W mieście zajmują one różne nisze; które umożliwiają dużą zmienność rodzaju zachowań. Karaluchy żyją głównie w zamkniętych pomieszczeniach i przeżywają dzięki wykorzystywania' podstawowych odruchów, takich jak unikanie światła i poszukiwanie ciasnych, dobrze osłoniętych miejsc, które dobrze służyły im przez 320 milionów; lat (i które nadal dobrze im służą we współczesnych mieszkaniach). Za-'' chowanie szczurów jest bardziej zróżnicowane. Potrafią one wykorzystać zdobytą wiedzę o swoim środowisku, m.in. o różnych drogach pomiędzy; poszczególnymi lokalizacjami oraz o tym, gdzie można zdobyć pokarm.; Zachowanie człowieka można ocenić jako jeszcze bardziej złożone, szczego nie jeśli uwzględni się ludzką zdolność do wykorzystywania różnych wyda tworów, począwszy od światła, a na środkach owadobójczych kończąc. Właz;: śnie potencjalna złożoność zachowania stwarza potrzebę uczenia się.

Szczególnie ważny wymiar złożoności ludzkiego środowiska wyznaczaj; wytwory samego człowieka. Mieszkańcy miast (i w dużej mierze mieszkańcy wsi) żyją w środowisku, które prawie całkowicie jest ich dziełem i który` zdecydowanie różni się od środowiska sprzed stu lat. Powszechnie uważa się, że właśnie ludzka zdolność do złożonego uczenia się jest odpowiedzialni;, za stosowanie naraę~'i4 ile badania archeologiczne sugerują coś wręcz przeciwnego. To nasi przodkowie, istoty o niewielkim mózgu, zaczęli używa`c narzędzi. Następstwem tego ~ ~ było powiększenie się z czasem powierzchni

mózgu człowieka. Stosowanie narzędzi stworzyło bardziej złożone środowisko, które wymagało większej zdolności do uczenia się. Gdy wzrosła zdolność uczenia się, narzędzia stały się jeszcze bardziej złożone, wywołując efekt kuli śnieżnej: bardziej złożone środowisko wymagało bardziej złożonego uczenia się, które tworzyło coraz bardziej złożone środowisko i tak dalej. W pewnym sensie ów efekt kuli śnieżnej wymknął się spod kontroli we współczesnym społeczeństwie - technologia stworzyła środowisko z licznymi zagrożeniami (m.in. trudne do przewidzenia skutki zachwiania równowagi ekologicznej, niebezpieczeństwo zastosowania broni nuklearnej), z którymi nie nauczyliśmy się radzić sobie i do których nie mieliśmy czasu przystosować się poprzez ewolucję.

Uczenie się jest mechanizmem, dzięki któremu organizmy mogą przystosować się do zmieniającego się i nieprzewidywalnego środowiska.

Podejście behawiorystyczne i poznawcze

Tytuł książki brzmi: Uczenie się i pamięć. Poniższy paragraf zawiera definicje tych dwóch pojęć. Chociaż ich znaczenie jest powiązane, obydwa odnoszą się do odrębnych kierunków badań w psychologii. Uczenie się jest związane z behawiorystycznym nurtem badań psychologicznych, a pamięć z nurtem poznawczym - kognitywizmem.

Behawioryzm jako podejście w psychologii pojawił się w Stanach Zjednoczonych na początku dwudziestego wieku. Behawioryści dążyli do rozwinięcia teorii na temat zachowania organizmu bez odwoływania się do tego, co może zachodzić w umyśle tego organizmu. Utrzymywali, że mówienie o tym, co dzieje się w umyśle niższych organizmów, takich jak szczury, jest nienaukowe i mieli niewiele lepsze mniemanie o badaniu procesów umysłowych u człowieka. Behawioryzm dominował w amerykańskiej psychologii przez pierwszą połowę naszego stulecia. Niektóre podstawowe dla tego nurtu idee będą omówione w dalszych częściach niniejszego rozdziału, prezentujących najważniejszych przedstawicieli behawioryzmu.

Pojęcie uczenia się było centralne dla koncepcji behawiorystycznej. Behawioryści sądzili, że większość zachowania ludzi i zwierząt może być rozumiana jako rezultat podstawowych mechanizmów uczenia się operujących na doświadczeniach dostarczanych przez środowisko. Wiele badań nad uczeniem się prowadzonych przez behawiorystów było wykonywanych ze zwierzętami z następujących powodów:

~ Behawioryzm pojawił się na przełomie dziewiętnastego i dwudziestego wieku, gdy silne zainteresowanie wywoływały nadal nowe poglądy na ewolu

cję. Darwin głosił, że człowiek stanowi kontynuację świata zwierząt; że prawa uczenia się adekwatne dla zwierząt okażą się również odl dla ludzi.

· Zwierzęta mogły dać badaczom możliwość badania uczenia się w tej postaci, nie skażonej kulturą i językiem.

~ Eksperymenty prowadzone na zwierzętach były mniej ograniczone względów etycznych niż badania na ludziach.

Podstawowa zmiana w psychologii rozpoczęła się w latach pięćdziesiątych, a jedną z jej przyczyn było przekonanie, że behawioryści stworzyli z prosty obraz ludzkiego poznania. Kognitywizm wyrażał przekonanie, ważną rolę w kształtowaniu ludzkiego zachowania odgrywają złożone procesy umysłowe, i liczni badacze skierowali na nie swoje zainteresowania. Badania o orientacji poznawczej zaczęły zajmować w psychologii coraz wid miejsca, a badania czysto behawiorystyczne proporcjonalnie coraz mniej. Psychologowie poznawczy badali uczenie się, ale pod przykrywką eksperymentów nad pamięcią prowadzonych wśród ludzi. Typowy eksperym polegał na przykład na tym, że proszono badanych o uczenie się tek podręcznikowego, a następnie sprawdzano, co są w stanie sobie przypomnieć.

Ukształtowały się zatem dwie tradycje badań nad uczeniem się. Trad3 o nastawieniu behawiorystycznym koncentruje się na uczeniu się zwier; tradycja nastawiona poznawczo - na uczeniu się ludzi. Wiele badań ~ uczeniem się człowieka było prowadzonych pod hasłem ludzkiej parni stąd połączenie w tytule mojej książki uczenia się i pamięci. Podział t; dwóch tradycji jest zasadniczo sztuczny i stopniowo zaczyna zanikać. Lic współczesne badania nad uczeniem się zwierząt mają silnie poznawcze stawienie, natomiast w badaniach nad pamięcią człowieka ponownie jawiły się bardziej behawiorystyczne teorie uczenia się.

Niniejsza książka zawiera dane pochodzące z obu tradycji, ale wska2 też na syntezę, która ma miejsce obecnie. W całej pracy podkreśla znaczenie wyników badań dla zrozumienia ludzkiego uczenia się i parni Głównym celem tego rozdziału jest opisanie tradycyjnych podejść do ba nia uczenia się i pamięci, co stanowi podstawę dla pozostałych partii ksią; w których omawiam, co z tych podejść wynikło. Zanim jednak dojdziemy tego, musimy poświęcić trochę uwagi trudnemu zagadnieniu zdefiniowa pojęć uczenie się i pamięć.

Z powodów historycznych badania nad uczeniem sil ulegly podzialowi na ukierunkowane behawiorystycznie poszukiwania nad uczeniem się zwierząt oraz poznawczo zorientowane poszukiwania nad pamięcią cztowieka.

Definicje uczenia się i pamięci

Większość ludzi uważa, że dobrze rozumie, co oznaczają pojęcia uczenie się i pamięć. Jednak próba dokładnego sformułowania ich znaczenia może okazać się frustrująca. Poniżej zamieszczam najpowszechniej przyjmowaną definicję uczenia się:

Uczenie się jest procesem, poprzez który, na skutek doświadczenia, zachodzą względnie trwałe zmiany w potencjale zachowaniowym.

Dokonajmy przeglądu podstawowych elementów tej definicji:

Proces. Uczenie się odnosi się na ogół do procesu zmiany, natomiast pamięć do rezultatu tej zmiany.

Względnie trwale. Określenie, że zmiana jest względnie trwała, ma na celu wykluczenie niektórych przemijających zmian, które uczeniem się nie są. Prosty przykład tego, co teoretycy uczenia się pragną wykluczyć, stanowi zmęczenie. Osoba wykonująca kilkakrotnie jakieś zadanie może się zmęczyć, co spowoduje zmianę w poziomie wykonania.

Zachowaniowy. Aby uczenie się było znaczące, dla psychologów, niezależnie od tego czy są nastawieni behawiorystycznie, czy też nie, muszą pojawić się w zachowaniu jednostki jakieś zewnętrzne wskaźniki uczenia się. Jeżeli ktoś nauczy się czegoś, ale nie wpłynie to na jego zachowanie, gdyż pozostanie ukryte, jak psycholog może przekonać się, że zostało to nauczone? Psychologowie nie mogą "zaglądać" do umysłów swoich badanych - mogą jedynie obserwować zachowanie i wyciągać wnioski na podstawie swoich obserwacji. Potencjal. Nie wszystko to, czego uczymy się, ma wpływ na nasze zachowanie. Ktoś może nauczyć się nazwiska jakiejś osoby, ale nigdy nie mieć okazji, by to ujawnić. Tak więc psychologowie nie domagają się spontanicznej zmiany w zachowaniu, ale zmiany potencjalnego zachowania. Psycholog musi opracować test behawioralny, który ujawniałby to potencjalne zachowanie i dowodził, że uczenie się miało miejsce. Na przykład aby stwierdzić, czy zwierzę nauczyło się jakiejś sztuczki, często niezbędne okazuje się danie mu nagrody. Psychologowie rozróżniają uczenie się i wykonanie, przy czym pierwsze pojęcie odnosi się do jakiejś zmiany, a drugie do behawioralnego przejawu tej zmiany.

Doświadczenie. Potencjał zachowaniowy zmienia się z różnych powodów, nie tylko na skutek uczenia się. W miarę jak rośniemy, nasze ciało rozwija się i zmienia się nasz potencjał zachowaniowy, ale nie uznalibyśmy rozwoju f Zycznego za uczenie się. Analogicznie ciężkie uszkodzenie ciała może zasadniczo zmienić możliwości zachowania się danej osoby, ale nie uznalibyśmy Złamania ręki za uczenie się. Pojęcie doświadczenie ma na celu oddzielenie

22 Rozdział 1. Podejścia do uczenia się i pamięci

zmian w zachowaniu będących przedmiotem zainteresowania teoretyków uczenia się od tych zmian, które go nie stanowią.

Przyjrzyjmy się teraz definicji terminu pamięć.

Pamięć jest względnie trwałym zapisem doświadczenia, które znajduje się u podłoża uczenia się.

Jak widać definicja ta zależy od definicji uczenia się. Zawiera jednak element nie wchodzący w jej skład - zapis.

Zastosowanie tego terminu oznacza przyjęcie teoretycznej propozycji, iż istnieje jakaś zmiana umysłowa, która stanowi ucieleśnienie doświadczenia uczenia się. Tą umysłową zmianą jest stworzenie zapisu pamięciowego. Teoretycy uczenia się nie zawsze zgadzali się z tym, że uczenie się wymaga stworzenia zapisu pamięciowego. John Watson, założyciel szkoły behawiorystycznej, uważał, że nie istnieje coś takiego, jak pamięć, a ludzie po prostu uczą się sposobów zachowania. Behawioryści woleli teorie sformułowane wyłącznie w terminach behawioralnych i nie ufali odniesieniom do konstruktów mentalistycznych, takich jak zapis pamięciowy. Jednak niechęć do uwzględnienia tego rodzaju konstruktów w dużej mierze zniknęła, gdyż badacze zaczynają rozumieć zmiany neuronalne, które są fizycznym dowodem zapisów pamięciowych. Gdy staje się możliwe mówienie o jakichś konkretnych zmianach neuronalnych, a nie o nieokreślonej zmianie umysłowej, brak zaufania do konstruktów pamięciowych przejawiany przez behawiorystów zaczyna znikać. Znaczna część mojej książki dotyczy neuronalnych podstaw pamięci.

Uczenie się odnosi się do procesu adaptacji zachowania do doświadczenia, a pamięć odnosi się do trwadych zapisów będących u podłoża tej adaptacji.

Historia badań nad uczeniem się i pamięcią

Psychologia jako nauka ma niewiele ponad sto lat. Od samego początku uczenie się stanowiło ważne pole badań. Jednym z powodów tego wczesnego zainteresowania była teoria ewolucji Karola Darwina. Opublikowanie jego dzieła O pochodzeniu gatunków w 1859 roku okazało się przełomowe dla świata intelektualnego, dowodziło bowiem, jak selekcja naturalna zmieniła gatunki, aby były lepiej przystosowane do środowiska, w którym żyją. Teoretycy uczenia się spostrzegali swoje poszukiwania jako naturalne rozwinięcie koncepcji Darwina, który był zainteresowany adaptacją zachodzącą u poszczególnych gatunków z pokolenia na pokolenie, oni zaś zajmowali się adaptacją zachodzącą u poszczególnych przedstawicieli danego gatunku w trakcie jego życia osobniczego. Zrozumienie związków pomiędzy ogólną

Historia badań nad uczeniem się i pamięcią 23

adaptacją gatunków i indywidualnym uczeniem się stanowi przedmiot badań prowadzonych współcześnie.

Trzy przedsięwzięcia badawcze rozpoczęte na początku dwudziestego wieku miały silny wpływ na większość późniejszej historii badań nad uczeniem się i pamięcią. Jednym z nich była seria badań podjętych przez niemieckiego psychologa Hermanna Ebbinghausa, który wykorzystał siebie samego jako jedynego badanego. Drugie to seria badań prowadzonych przez rosyjskiego fizjologa Iwana Pawłowa nad warunkowaniem u psów. Trzecie zaś to badania kierowane przez amerykańskiego psychologa Edwarda Thorndike'a nad uczeniem się przez próby i błędy u kotów. Pawłow i Thorndike zainspirowali amerykański ruch behawiorystyczny, który dominował w badaniach nad uczeniem się w pierwszej połowie dwudziestego wieku. Ebbinghaus zapoczątkował tradycję badawczą, która, po rewolucji poznawczej w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych naszego wieku, stała się dominującym paradygmatem w badaniach nad pamięcią człowieka. Historia badań nad uczeniem się w Stanach Zjednoczonych jest w gruncie rzeczy historią tradycji badawczych zapoczątkowanych przez trzech wymienionych badaczy oraz tego, jakie były wzajemne oddziaływania tych tradycji i intelektualnego nastroju psychologii amerykańskiej.

Poniżej przedstawiam poszukiwania prowadzone przez tych pionierów oraz innych znaczących psychologów. Cele tego przeglądu historycznego są dwojakie: wprowadza on metodologie, które są elementem obecnie prowadzonych badań, oraz ustanawia podstawę dla oceniania aktualnych badań i teorii, w szczególności pokazując, że zanim nauka przyjęła aktualne poglądy, rozważane były liczne idee na temat uczenia się i pamięci.

Badania nad uczeniem się i pamięcią zostaly zapoczątkowane przez Ebbinghausa, Pawiowa i Thorndike'a na przełomie wieków.

Hermann Ebbinghaus (1850-1909)

Ebbinghaus przeprowadził pierwsze ściśle naukowe badania nad ludzką pamięcią i opublikował swoją rozprawę Uber das Gedachtnis (O pamięci) w 1885 roku. Ebbinghaus sam był obiektem swoich badań. Uczył się serii bezsensownych sylab, którymi były trigramy spółgłoska-samogłoska-spółgłoska, na przykład dax, bup, loc. Sądził, że takie sylaby będą lepszym materiałem eksperymentalnym, gdyż nie są z nimi powiązane żadne wcześniejsze asocjacje. W jednym z eksperymentów Ebbinghaus uczył się list 13 sylab tak długo, aż był w stanie powtórzyć je dwukrotnie bezbłędnie i w kolejności. Następnie sprawdzał swoje możliwości przypominania sobie tych list po upływie różnych odcinków czasu. Mierzył czas potrzebny na ponowne nauczenie się list do tego samego kryterium dwukrotnego bezbłędnego odtworzenia. W jednym z przypadków potrzebował 1156 sekund, aby po raz pierwszy

Rysunek 1.1. Krzywa przechowywania Ebinghausa ukazująca procent zaoszczędzoneo czasu jako funkcję odroczenia. Ebbingaus stosował odroczenia od 20 minut do 1 dni

Rysunek 1.2. Dane dotyczące ćwiczenia uzyskane przez Ebbinghausa, pokazujące ogólną liczbę prób potrzebnych do opanowania zestawu list jako funkcję liczby dni ćwiczenia

juczyć się listy, i tylko 467 sekund na ponowne nauczenie się. Zainteresowało go, jak dalece łatwiejsze jest ponowne nauczenie się listy. W podanym przykładzie zaoszczędził 1156 - 467 = 689 sekund. Ebbinghaus wyraził tę oszczędność jako procent pierwotnego uczenia się: 689 = 1156 = 64,3 procent. Rysunek 1.1 pokazuje te miary przechowania jako funkcję odroczenia uczenia się w postaci krzywej przechowywania*. Początkowo zapominanie ustępuje bardzo szybko, ale jego tempo gwałtownie maleje wraz z upływem czasu. O funkcji zaprezentowanej na rysunku 1.1 mówimy, że ma przyspieszenie ujemne z powodu szybkiego spadku tempa zapominania. Krzywe przechowywania szczegółowo omawiam w rozdziale 7.

W innym eksperymencie Ebbinghaaus uczył się list sylab bezsensownych dziennie przez 6 dni. Rysunek 1.2 ukazuje liczbę prób potrzebnych do wyuczenia się list każdego dnia. Jak widać, liczba prób zmniejszała się wraz upływem czasu, odzwierciedlając coraz lepsze uczenie się list'. Wykres na rysunku 1.2 jest nazywany krzywą uczenia się. Tak jak krzywa przechowywania, ma ona przyspieszenie negatywne, z coraz mniejszymi przyrostami każdego dnia. Krzywe uczenia się omawiam dokładniej w rozdziale 6.

` W polskiej literaturze przedmiotu ta krzywa jest często określana jako krzywa zapominania (przyp. tłum.).

Na rysunku 1.2 mniejsze liczby oznaczają lepsze osiągnięcia, gdyż zastosowano zależną ~ę liczby prób potrzebnych do ponownego nauczenia się; na rysunku 1.1 większe liczby oznaczają lepsze osiągnięcia, gdyż zastosowano zależną miarę procentu oszczędności czasu.

Podstawowy wkład Ebbinghausa ma charakter metodologiczny i empiryczny. Pokazał on, jak można ściśle naukowo badać ludzką pamięć, i zidentyfikował niektóre ważne zależności empiryczne, takie jak krzywe przechowywanie i uczenia się, które przetrwały próbę czasu. Wyjaśnienia teoretyczne podane przez Ebbinghausa nie miały dużego wpływu na późniejsze badania2. Niemniej zasiał on ziarna tradycji badań nad pamięcią, która w końcu stała się bardziej znacząca niż badania nad uczeniem się zwierząt.

Ebbinghaus wprowadzil metodologie eksperymentalne do badania zjawisk pamięciowych, takie jak krzywa przechowywania i krzywa uczenia się.

Iwan Pietrowicz Pawłow (1849-1936)

Odkrycie przez Pawłowa odruchu warunkowego, stanowiące kamień milowy w badaniach nad uczeniem się, było przypadkowym produktem ubocznym jego badań nad fizjologią trawienia, uhonorowanych nagrodą Nobla. Podczas swoich poszukiwań Pawłow wkładał do pyska psa proszek mięsny i mierzył ślinienie się zwierzęcia. Po kilku takich sesjach dokładny pomiar okazał się niemożliwy, ponieważ pies zaczynał ślinić się, gdy tylko eksperymentator wchodził do pomieszczenia. Pawłow rozpoczął badania nad tym zjawiskiem, które jest znane jako warunkowanie klasyczne.

Rysunek 1.3 pokazuje warunkowanie klasyczne w pawłowowskich sytuacjach eksperymentalnych. Podstawowa metodologia rozpoczyna się od biologicznie znaczącego bodźca bezwarunkowego, który odruchowo wywołuje jakąś reakcję bezwarunkową. Na przykład pokarm jest bodźcem bezwarunkowym, a ślinienie się - reakcją bezwarunkową. Bodziec bezwarunkowy jest łączony z neutralnym bodźcem warunkowym, takim jak dźwięk dzwonka. Po kilku takich połączeniach bodziec warunkowy nabiera zdolności do samodzielnego wywoływania reakcji. Gdy pojawia się reakcja na bodziec warunkowy, nazywa się ją reakcją warunkową.

Chociaż w oryginalnych badaniach Pawłowa stosowano pokarm i obserwowano ślinienie się, w późniejszym okresie wprowadzono bardzo różnorodne bodźce bezwarunkowe i reakcje bezwarunkowe dla wytworzenia reakcji warunkowych. Często stosowany w badaniach nad ludźmi paradygmat polega na warunkowaniu odruchu mrugania (reakcja bezwarunkowa), który pojawia się w reakcji na podmuch powietrza skierowany na oko (bodziec

z Teoria odległych skojarzeń Ebbinghausa była wyjątkiem. Stanowiła ona dominującą teorię uczenia się materiału seryjnego aż do czasów najnowszych, gdy została zastąpiona hipotezą porcjowania (patrz rozdział 6.). W roku 1985 opublikowano w "Journal of Experimental Psychology" serię artykułów poświęconych znaczeniu dorobku Ebbinghausa w setną rocznicę ukazania się jego rozprawy.

1 2 3 4 5 6 Cwiczenie w dniach

200 400 s00 800 Odroczenie w godzinach

Czas

(a) Poczatkowe łaczenie

Sekwencja prezentacji bodziec bezwarunkowy przez eksperymentatora (dzwonek)

Reakcje organizmu

(b) Reakcja warunkowa Sekwencja prezentacji przez eksperymentatora

Reakcja organizmu

(c) Wygasanie Sekwencja prezentacji przez eksperymentatora

Reakcja organizmu

bodziec warunkowy (dzwonek)

reakcja warunkowa (ślinienie się)

bodziec warunkowy (dzwonek) reakcja warunkowa

(ślinienie się)

bodziec warunkowy (pokarm)

reakcja bezwarunkowa (ślinienie się)

bodziec bezwarunkowy (pokarm)

reakcja bezwarunkowa (ślinienie się)

Rysunek 1.3. Procedura eksperymentalna w warunkowaniu klasycznym. (a) Bodziec warunkowy jest łączony z bodźcem bezwarunkowym, który wywołuje reakcję bezwarunkową; (b) na skutek tego bodziec warunkowy nabywa zdolności wywoływania reakcji warunkowej; (c) bodziec warunkowy może nadal wywoływać reakcję warunkową przez jakiś czas po tym, jak bodziec bezwarunkowy zostanie usunięty, ale w końcu dojdzie do wygaśnięcia reakcji

bezwarunkowy). Błysk światła lub dźwięk wielokrotnie łączony z podmuchem nabiera zdolności do wywoływania mrugania przy braku pierwotnego bodźca bezwarunkowego. Warunkowanie ruchów powiek jest również często stosowanym paradygmatem w badaniach z udziałem zwierząt.

Paradygmat warunkowania klasycznego, który wywołał silne zainteresowanie badaczy w ostatnich latach, zawiera warunkową reakcję emocjonalną (CER - conditioned emotional response). Gdy jakiemuś zwierzęciu, takiemu jak szczur, podaje się bodziec awersyjny, na przykład wstrząs o średnim natężeniu, reaguje on w charakterystyczny sposób. Wzrasta tempo uderzeń

serca, podnosi się ciśnienie krwi i dochodzi do wydzielenia pewnych hormonów. Zwierzę ma także tendencję do zastygania i zatrzymywania się niezależnie od tego, jaką reakcję aktualnie wykonywało. Elementy tego wzorca reagowania mogą zostać uwarunkowane na bodziec warunkowy, taki jak dźwięk. Aby dokonać pomiaru warunkowej reakcji emocjonalnej, badacze trenują zwierzę w wykonywaniu jakiegoś zadania, na przykład naciskania dźwigni w celu uzyskania pokarmu; stopień, w jakim zwierzę obniża swoją aktywność (zastyga) i tym samym zmniejsza tempo naciskania dźwigni, gdy pojawia się bodziec warunkowy, jest traktowany jako wskaźnik siły warunkowej reakcji emocjonalnej.

W rozdziale 2. omówiłem współczesne badania oraz dyskusje nad paradygmatem warunkowania klasycznego, ale warto wskazać w tym miejscu niektóre podstawowe zjawiska wykryte przez Pawłowa (1927).

1. Nabywanie. Wielkość reakcji warunkowej może być określona jako funkcja liczby połączeń pomiędzy bodźcem bezwarunkowym i bodźcem warunkowym. Reakcja warunkowa nie pojawia się nagle z całkowitą silą. Rysunek 1.4 pokazuje, że siła reakcji warunkowej wzrasta stopniowo wraz z powtórzeniami. Nazywa się to procesem nabywania.

Typowa krzywa warunkowania uzyskiwana w trakcie nabywania wskazuje początkowo niewielki wzrost, aż do chwili gdy zostaje osiągnięty pewien poziom asymptotyczny, przy którym tempo wzrostu szybko rośnie. Wzorzec początkowego wolnego, następnie szybkiego warunkowania i w końcu ponownego wolnego wzrostu jest często opisywany zwięźle jako krzywa esowata.

Pawłow obserwujący warunkowanie psa

W rozdziale 6. porównuję funkcje warunkowania (czy też krzywe) uzyskiwane w warunkowaniu klasycznym z krzywymi uczenia się, takimi jak te otrzymane przez Ebbinghausa (rysunek 1.2). Są one podobne, ale nie tożsame - funkcja warunkowania często rozpoczyna się od raczej powolnej zmiany, a krzywa uczenia się prawie zawsze wykazuje największą zmianę na początku.

2. Wygasanie**. Co dzieje się, gdy bodziec bezwarunkowy przestaje być łączony z bodźcem warunkowym? Rysunek 1.4 pokazuje, że wielkość reakcji warunkowej stopniowo maleje wraz z liczbą prób, w których nie pojawia się bodziec bezwarunkowy. Nazywamy to procesem wygasania. Przebieg wygasania dla warunkowania jest podobny do przebiegu przechowywania czy zapominania (np. rysunek 1.1), wystepują jednak też różnice. Najważniejsza to różnica metodologiczna pomiędzy eksperymentami dającymi obie funkcje. Funkcja zapominania jest uzyskiwana poprzez czekanie bez prezentowania bodźca, a wygasanie wymaga prezentacji bodźca warunkowego bez bodźca bezwarunkowego.

3. Spontaniczne odnowienie się. Po upływie jakiegoś czasu (np. dnia) po serii prób wygasania bodziec warunkowy może zostać ponownie zaprezentowany. Wielkość reakcji Warunkowej często wykazuje jakiś poziom odnowienia. Spontaniczne odnowienie się stanowi jedną z różnic pomiędzy zapomi

15

Rysunek 1.4. Nabywanie i wygasanie reakcji warunkowej (za Pawłow, 1927)

Źródto: Introduction to psychotogy, wyd. 8, Rita L. Atkinson, Richard C. Atkinson i Ernest R. Hilgard. Copyright (c) 1983 by Harcourt Brace & Company. Przedrukowano za zezwoleniem wydawcy.

** W polskiej literaturze psychologicznej stosowane są dwa terminy: wygaszanie i wygasanie. Ze względu na to, extinction dotyczy procesu wywołanego przez zaprzestanie łączenia bodźca bezwarunkowego z bodźcem warunkowym, bardziej adekwatny wydaje się termin: wygasanie (przyp. tłum.).

mniem i wygasaniem, gdyż bardzo rzadko, o ile w ogóle, występuje samoistne wyjście z zapominania.

4. Następstwo czasowe. Warunkowanie jest silniejsze, gdy bodziec warunkowy poprzedza bodziec bezwarunkowy, i często nie dochodzi do warunkowania, jeżeli bodziec bezwarunkowy poprzedza warunkowy. Na przykład warunkowanie mrugania jest nieskuteczne, jeżeli bodziec warunkowy (dźwięk) następuje po bodźcu bezwarunkowym (podmuchu). W zależności od rodzaju reakcji optymalny odstęp czasowy pomiędzy bodźcem warunkowym i bodźcem bezwarunkowym waha się od 0,5 do 30 sekund i dłużej. Zależność następstwa w warunkowaniu nie znajduje odzwierciedlenia w wynikach typowych eksperymentów nad pamięcią. W eksperymencie nad pamięcią badany może mieć za zadanie nauczenie się mówienia jednego słowa, na przykład pies, w reakcji na inne słowo, na przykład śmietana. Uczenie się przez badanego danego zestawu nie zależy od kolejności, w jakiej prezentowane są słowa.

Pawłow snuł przypuszczenia na temat neuronalnych podstaw warunkowania klasycznego. Zaproponował następujące wyjaśnienie: pobudzenie neuronalne przepływa od wcześniejszego i słabszego ośrodka w mózgu do ośrodka późniejszego i silniejszego; pobudzenie neuronalne w ośrodku mózgowym wzbudzonym przez bodziec warunkowy przepływa do ośrodka pobudzonego przez bodziec warunkowy. Pobudzenie przez bodziec warunkowy wywołuje reakcję w chwili, gdy dochodzi do ośrodka bodźca bezwarunkowego. Pawłow upiększył tę propozycję fizjologiczną wieloma spekulatywnymi pomysłami, które nie uzyskały później znaczącego potwierdzenia. W miarę upływu lat zaproponowano kilka alternatywnych wyjaśnień teoretycznych. Chociaż badacze nie zgadzają się z Pawłowem co do wielu szczegółów, skłaniają się oni do spostrzegania warunkowania klasycznego jako bezpośredniego odzwierciedlenia automatycznych neuronalnych procesów asocjacji. Ponieważ sądzono, że warunkowanie klasyczne odzwierciedla automatyczne uczenie się, stanowiło ono preferowany paradygmat przy próbach zrozumienia neuronalnych podstaw uczenia się (dokładne omówienie w rozdziale 2.). Warunkowanie klasyczne uzyskało popularność w tego rodzaju eksperymentach neurofizjologicznych, gdyż może być zademonstrowane u pierwotnych organizmów, które często stanowią lepsze obiekty badań w poszukiwaniach fizjologicznych. Na przykład w rozdziale 2. przedstawiam warunkowanie Aplysia Californica, którego układ nerwowy jest o wiele łatwiejszy do badania niż układ nerwowy ssaków.

Pomimo tendencji do oceniania warunkowania klasycznego jako odruchowego i automatycznego współcześnie zjawisko to często traktuje się jako bardziej poznawcze i mniej odruchowe. Jednak nawet obecnie warunkowanie klasyczne jest często spostrzegane jako paradygmat właściwy do badania prostych i podstawowych procesów uczenia się.

Pawlow odkryl, że gdy bodziec obojętny (bodziec warunkowy) jest sączony z bodżcem biologicznie znaczącym (bo

Próby wygaszające

dziec bezwarunkowy), bodziec warunkowy nabywa zdolności wywolywania reakcji związanej z bodźcem bezwarunkowym.

Edward L. Thorndike (1874-1949)

Thorndike badał odmienne sytuacje uczenia się, niż czynił to Pawłow. W 1898 roku ukazało się sprawozdanie z jego pionierskiego badania. Rysunek 1.5 pokazuje stosowane przez Thorndike'a urządzenie eksperymentalne: skrzynkę problemową. Umieszczał on w niej głodnego kota. Pokarm znajdował się na zewnątrz. Gdy kot trafiał na mechanizm otwierający (np. pętlę drutu), drzwiczki otwierały się, kot mógł wyjść i zjeść pokarm. Badacz wielokrotnie powtarzał to doświadczenie, by stwierdzić, jak szybko koty nauczą się wychodzić ze skrzynki. Thorndike zaobserwował, że początkowo zwierzęta zachowywały się mniej lub bardziej przypadkowo, przenosiły się z miejsca na miejsce w skrzynce, drapały ją, miauczały itd., aż do chwili, gdy udawało im się uderzyć przez przypadek w mechanizm otwierający. Badacz nazwał to uczeniem się przez próby i błędy. W miarę powtarzania prób zachowanie przypadkowe stopniowo zmniejszało się, na co wskazywał fakt, że koty szybciej znajdowały mechanizm otwierający i mogły wcześniej opuścić skrzynkę. Rysunek 1.6 pokazuje typowe krzywe uczenia się łączące liczbę prób z czasem potrzebnym na wyjście ze skrzynki.

Rysunek 1.6. Krzywe uczenia się pięciu kotów w skrzynkach problemowych Thorndike'a Źródlo.~ Psychological Monographs, tom 2 (cały nr 8), E.L. Thorndike Animal intelligence: An experimental study of the associative processes in animals. Copyright (c) by The Macmillan Company. Własność publiczna.

Nadal toczą się dyskusje, czy koty Thorndike'a uczyły się wychodzenia ze skrzynki stopniowo (w ciągu serii prób), czy też działo się to nagle w trakcie jednej próby. Thorndike sądził, że pokazane krzywe uczenia się obrazują stopniowe uczenie się, i twierdził, że prawidłowa reakcja uderzania mechanizmu otwierającego zostaje stopniowo wiązana z sytuacją bodźcową - bycia w skrzynce problemowej, tak iż zaczyna dominować nad innymi przypadkowymi reakcjami. Uważał, że ten proces przebiega automatycznie i nie wymaga ze strony kotów żadnej aktywności poznawczej.

Rodzaj procesów uczenia się badany przez Thorndike'a jest nazwany warunkowaniem instrumentalnym, w przeciwieństwie do warunkowania klasycznego Pawłowa. W obydwu sytuacjach osobnik uczy się reakcji na sytuację bodźcową. W warunkowaniu klasycznym bodźcem jest bodziec warunkowy, a reakcją - reakcja warunkowa. W skrzynkach problemowych Thorndike'a bodźcem jest skrzynka problemowa, a reakcją właściwe działanie otwierające. W obydwu rodzajach uczenia się występuje zjawisko nabywania wprawy, wygasania i spontanicznego odnawiania się. W warunkowaniu instrumentalnym reakcja jest wykonywana w celu uzyskania wzmocnienia, jakim jest ucieczka i pokarm. Wzmocnienie (pokarm, ucieczka) może być postrzegane jako analogiczne do bodźca bezwarunkowego w warun

Rysunek 1.5. Jedna z czterech skrzynek problemowych używanych przez Thorndike'a w je8o pracy doktorskiej

kowaniu klasycznym, pod tym względem, że jest ono bodźcem biologicznie znaczącym. Jednak w warunkowaniu klasycznym bodziec bezwarunkowy wyprzedza reakcję, a w warunkowaniu instrumentalnym uzyskanie wzmocnienia jest uwarunkowane wykonaniem reakcji. Niektórzy uważają warunkowanie instrumentalne za bardziej wolicjonalny rodzaj uczenia się, ale większość sądzi, tak jak Thorndike, że jest ono równie automatyczne jak warunkowanie klasyczne.

Thorndike pozostał przez całe życie aktywnym badaczem i teoretykiem. Zainteresowanie uczonego wzbudzały zwłaszcza zastosowania teorii uczenia się w edukacji, jego nazwisko jest związane z pewną liczbą praw uczenia się. Wskazane poniżej trzy spośród nich są szczególnie ważne i dotyczą zagadnień, które nadal mają podstawowe znaczenie.

1. Prawo efektu. Thorndike był przekonany, że wzmocnienie ma kluczowe znaczenie dla uczenia się. W oryginalnym sformułowaniu prawa efektu stwierdzał, że wzmocnienia, takie jak pokarm, utrwalają zawiązki (czy asocjacje) bodziec - reakcja, a kary, takie jak wstrząs, osłabiają je. Zgromadzone w późniejszym okresie dane empiryczne przekonały go, że kara jest stosunkowo nieskuteczna w osłabianiu reakcji, ale nadal pozostał przy przekonaniu, że wzmocnienie jest dla uczenia się krytycznym elementem3. Pogląd, że wzmocnienie jest niezbędne dla uczenia się, wyznawany przez liczne ówczesne teorie uczenia się, sprowokował wiele prób eksperymentalnego podważenia go. Najbardziej warte odnotowania są eksperymenty nad uczeniem się utajonym, omówione w dalszej części tego rozdziału poświęconej Edwardowi Tolmanowi.

2. Prawo ćwiczenia. Początkowo Thorndike sądził, że ćwiczenie związków bodziec - reakcja wzmacnia je. W późniejszym okresie zmienił nieco swoje stanowisko twierdząc, że samo ćwiczenie nie ma korzystnego wpływu i że jedynie nagradzane ćwiczenie wywołuje uczenie się. Wskazywał na takie badania, jak eksperymenty Trowbridge'a i Casona (1932), w których badani ćwiczyli rysowanie kresek czterocalowych bez uzyskiwania informacji zwrotnej i nie wykazywali poprawy dokładności wykonania. Niemniej w wielu sytuacjach ćwiczenie prowadzi do poprawy rezultatów, na przykład gdy powtarza się materiał przed sprawdzianem. Jak wykazałem w rozdziale 6., ćwiczenie jest naprawdę podstawową zmienną w uczeniu się i pamięci.

3. Zasada przyirależności. W 1933 roku Thorndike zaakceptował pogląd, że niektóre rzeczy są łatwiejsze do powiązania z innymi z powodu wspólnej przynależności. Było to ustępstwo na rzecz ówczesnej psychologii postaci, której przedstawiciele twierdzili, że łatwiej jest wiązać rzeczy, gdy są one postrzegane jako przynależne do siebie. Thorndike zaakceptował zasadę

' Poźniejsze badania wykazały, u t~~'~a 'rborndike'a na temat wzmacniania i nieskuteczności kary były bt~dne. Piszę o tym w rozdziale 4.

przynależności z pewną niechęcią, gdyż wydawała się ona zakładać komponent poznawczy w mechanicznym procesie powstawania asocjacji. Idea przynależności odegrała ważną rolę we współczesnych teoriach uczenia się i pamięci. Zwierzęta mają pewne predyspozycje biologiczne do kojarzenia niektórych zjawisk - na przykład szczury są przygotowane do wiązania smaku z zatruciem (patrz rozdział 2.). Również w odniesieniu do ludzkiej pamięci sposób, w jaki organizowany jest materiał, wpływa na to, co jest łatwe do powiązania. Na przykład pamiętanie par słów jest dużo lepsze, gdy są one wyobrażane w postaci interaktywnego obrazu wzrokowego (patrz rozdział 6.).

Thorndike i Pawłow dostarczyli silnej inspiracji dla nurtu behawiorystycznego, który dominował w psychologii amerykańskiej w pierwszej połowie dwudziestego wieku. Uwaźa się, że pokazali oni, iż uczenie się może być rozumiane jako bezpośrednie wiązanie bodźców i reakcji bez postulowania pośredniczących procesów umysłowych. Ten pogląd doprowadził do sformułowania przekonania, że każde zachowanie może być opisane w kategoriach związków bodziec-reakcja. John Watson, któremu przypisuje się rozpoczęcie nurtu behawiorystycznego w drugim dziesięcioleciu dwudziestego wieku, był pod silnym wpływem Thorndike'a i Pawłowa. Watson twierdził, że takie konstrukty umysłowe, jak podejmowanie decyzji czy pamięć, są zbędne i że całość ludzkiego zachowania może być zrozumiana jako rezultat wyuczonych asocjacji pomiędzy bodźcami i reakcjami.

Thorndike sądzil, że związek bodziec - reakcja powstanie zawsze, gdy po wykonaniu reakcji w obecności bodźca nastąpi wzmocnienie.

Clark L. Hull (1884-1952)

Od lat trzydziestych do siedemdziesiątych dwudziestego wieku psychologia amerykańska była zdominowana przez kilka wielkich teorii uczenia się. Przyćmiły one koncepcje Thorndike'a i Watsona, które wydawały się intelektualnie powierzchowne. Bez wątpienia największą z wielkich była teoria zachowania Hulla, która stała się płaszczyzną odniesienia dla nowych idei teoretycznych dwadzieścia lat po śmierci jej autora. Grupa teoretyków uczenia się, zwanych neohullistami (np. Abram Amsel, Frank Logan, Neal Miller, O.H. Mowrer, Keneth Spence i Allan Wagner) próbowała rozszerzyć tę teorię na różne sposoby.

Podstawowym celem Hulla i innych teoretyków było stworzenie systematycznej teorii warunkowania klasycznego i instrumentalnego dla wyjaśnienia całokształtu zachowania - ludzkiego i zwierzęcego. Szczegóły ich teorii mają jedynie znaczenie historyczne, ale pojęcia i zagadnienia, które określili, pozostały ważne dla badań nad uczeniem się. Ostateczna wersja teorii Hulla

34 Rozdział 1. PodejScia do uczenia się i pamięci

(1952a) zawiera liczne, bardzo złożone równania, które mogą być streszczone w następującym równaniu:

E=(HxDxK)-I

Każdy z symboli zawartych w tym równaniu odzwierciedla ważny konstrukt z teorii Hulla i warto przyjrzeć się im po kolei:

E - Potencjal reakcji. Ostatecznym celem teorii Hulla była możliwość przewidzenia czegoś zwanego potencjałem reakcji, który określał prawdopodobieństwo, szybkość i siłę, z jakimi dane zachowanie zostanie wykonane w reakcji na określony bodziec. Sądzono, że organizm jest wyposażony w zestaw potencjalnych reakcji, z których każda ma własną siłę, dążąc do stania się faktycznym zachowaniem organizmu w danej sytuacji. Tak więc przy przechodzeniu przez labirynt szczur może mieć potencjalne reakcje skręcania w lewo, skręcania w prawo i zatrzymywania się, aby się podrapać. Aby określić, która reakcja zajdzie, trzeba znać czynniki kontrolujące - H, D, K i I w równaniu Hulla.

H - Sila nawyku. Poprzez przeszłe wzmocnione próby została zbudowana siła asocjacji pomiędzy bodźcem i reakcją. Tak więc teoria Hulla przyjmowała prawo efektu Thorndike'a, zakładając, że wzmocnienie jest niezbędne dla uczenia się.

D - Popęd. Według Hulla zachowanie nie jest wyłącznie funkcją siły nawyku, jak to ma miejsce w prawie efektu Thorndike'a. Szczur nasycony po wielu wzmacniających doświadczeńiach nie będzie pokonywał labiryntu w celu zdobycia pokarmu. Hull sądził, że stan popędowy organizmu ma wpływ energetyzujący na nawyki. Gdyby popęd miał wartość zerową, żadna siła nawyku nie wywołałaby zachowania. Zauważmy, że w tym równaniu popęd i siła nawyku są przez siebie mnożone.

K - Motywacja pobudkowa. Siła nawyku i popęd nie są jeszcze wystarczające dla wywołania zachowania. Szczur wyćwiczony w pokonywaniu labiryntu dla zdobycia pokarmu, szybko przestałby biegać, niezależnie od tego, jak dobrze zna drogę czy jak jest głodny, gdyby usunięto pokarm. Gdyby ilość pokarmu uległa zmniejszeniu, wykonanie pogorszyłoby się; gdyby uległa zwiększeniu, wykonanie poprawiłoby się. Motywacja była traktowana jako miara ilości i odroczenia nagrody. Zauważmy, że również związek motywacji z potencjałem reakcji polega na mnożeniu.

I - Hamowanie. Hamowanie odzwierciedla zarówno zmęczenie, jak i rezultat prób wygasania, w których nie było dostarczane wzmocnienie. Odnosi się ono do aktywnego znoszenia zachowania, którego można by się w przeciwnym przypadku spodziewać. Pojęcie hamowania pochodzi od Pawłowa i nadal odgrywa ważną rolę w teoriach uczenia się. W równaniu Hulla jest odejmowane od efektów innych czynników.

Historia badań nad uczeniem się i pamięcią J J

Hull dążył do stworzenia wysoce sformalizowanej teorii uczenia się. Zaproponował szereg podstawowych postulatów dotyczących uczenia się, a następnie starał się, opierając się na nich, formułować przewidywania. Jego praca oraz inne podobne próby były witane z entuzjazmem, gdyż sądzono, że są one znakiem, iż psychologia stała się prawdziwą nauką. Gdy popatrzymy na nie retrospektywnie, widać, że były one niepełne oraz błędne jako ćwiczenia logiczne. Brak spójności i niepełność stały się wyraźne w chwili powstania komputerów zdolnych poradzić sobie z wszystkimi założeniami i dostarczać przewidywania odnośnie do zachowania. Niemniej we współczesnych teoriach uczenia się i pamięci nadal widać wpływ teorii Hulla.

Hull dążyl do skonstruowania sformalizowanej teorii, która pozwolilaby na przewidywanie zachowania jako funkcji historii wzmacniania, popędu i pobudki.

Edward C. Tolman (1886-1959)

Takie teorie uczenia się, jak Hulla czy Thorndike'a, miały swoich krytyków. Najbardziej wpływowym krytykiem był swego czasu Edward C. Tolman. Pochodził z obozu behawiorystów, a zatem przemawiał językiem zrozumiałym dla pozostałych oraz prowadził badania, na które mogli się oni powoływać. Jego główne stwierdzenie głosiło, że zachowanie może być najlepiej zrozumiane jako reakcja na jakiś cel. Dwa spośród jego najgłośniejszych eksperymentów polegały na uczeniu się labiryntów przez szczury, co było w tym czasie bardzo popularnym paradygmatem badawczym.

Pierwszy eksperyment dotyczył uczenia się utajonego, wymienionego wcześniej w kontekście prawa efektu Thorndike'a. W podstawowym eksperymencie wykonanym przez Tolmana i Honzika (1930b) trzy grupy szczurów biegały po labiryncie zawierającym 14 punktów wyboru. Szczury wpuszczono w jednym końcu labiryntu i wyjmowano, gdy dochodziły do drugiego. Wszystkie szczury przebiegały przez labirynt raz dziennie przez 17 dni. Dla jednej grupy zawsze na końcu labiryntu umieszczano pokarm. Druga grupa nigdy nie znajdowała pokarmu na końcu labiryntu. Trzeciej grupie zaczęto podawać pokarm jedenastego dnia.

Rysunek 1.7 pokazuje osiągnięcia szczurów mierzone liczbą błędnych wyborów dokonanych przed dojściem do końca labiryntu. W grupie, której zaczęto podawać pokarm jedenastego dnia, osiągnięcia bardzo wzrosły dwunastego dnia i były nawet nieco wyższe od osiągnięć grupy, która była wzmacniana cały czas. Według Tolmana nie wzmacniane szczury uczyły się cały czas. Jednak ich uczenie się miało charakter utajony; jedynie gdy został wprowadzony cel, uczenie się ujawniło się w wykonaniu. Tak więc zdaniem Tolmana wzmocnienie nie było konieczne dla uczenia się, ale było konieczne dla wykonania.

36 Rozdział 1. Podej§cia do uczenia się i pamięci

Drugi eksperyment (Tolman, Ritchie i Kalish, 1946, 1947) dążył do wykazania, że uczeniu się nie podlega specyficzny zestaw asocjacji bodziec

reakcja, ale raczej model otoczenia, na którym osobnik może chcieć działać. W przypadku labiryntów taki model został nazwany mapą poznawczą; zawiera on informacje na temat organizacji przestrzennej, a nie tylko określone drogi. Istnienie map poznawczych zostało wykazane w eksperymentach Tolmana na temat uczenia się miejsc. Rysunek 1.8 przedstawia labirynt zastosowany w jednym z tych eksperymentów. Szczura umieszczono w punkcie S1 lub S2, a pokarm w punkcie F1 lub F2. Jedna grupa szczurów zawsze znajdowała pokarm dzięki skręcaniu w prawo. Tak więc gdy wyruszały z punktu Sl, znajdowały pokarm w punkcie F1, a gdy wyruszały z punktu S2, znajdowały pokarm w punkcie F2. Inna grupa szczurów zawsze znajdowała pokarm w punkcie F1, niezależnie od tego, skąd wyruszała. Ta grupa musiała zamiennie skręcać w lewo lub w prawo, w zależności od tego, z którego punktu wyruszała. Tolman i inni stwierdzili, że szczury z drugiej grupy, uczące się dochodzenia do określonego miejsca, uczyły się dużo szybciej niż szczury z pierwszej grupy, uczące się stałej reakcji. W związku z tym Tolman stwierdził, że nie są nabywane specyficzne reakcje, ale że szczury uczą się lokalizacji na mapie poznawczej.

W niektórych badaniach uzyskano replikację tych stwierdzeń, ale w innych okazało się, że szczury uczące się reakcji uzyskują wyższe rezultaty.

Brak nagrody w postaci pokarmu

Regularne dostarczanie nagrody

Brak nagrody w postaci

pokarmu do 11. dnia

Rysunek 1.7. Przeciętna liczba niepoprawnych wyborów w trzech grupach szczurów biegających przez labirynt

Źródlo.~ E.C. Tolman i C.H. Honzik Introduction and removal of reward and maze performance in rats. Copyright (c) by University of California Press. Własność publiczna.

Historia badań nad uczeniem się i pamięcią 37

S2 Czarna zasłona Czarna zasłona

C F2 F, s,

Rysunek 1.8. Labirynt używany do badania względnej łatwości uczenia się reakcji, która przynosi nagrodę, lub miejsca, w którym nagroda jest znajdowana

Źródlo: E.C. Tolman, B.F. Ritchie i D. Kalish Studies in spatial learning IL Place learning versus response learning. Copyright (c) 1946. Własność publiczna.

Restle (1957) sugeruje, że szczury mogą nauczyć się reagowania na obydwa rodzaje wskazówek (elementów informacji) - miejsce lub kierunek skręcania. Które z nich było łatwiejsze, zależało od względnej wyrazistości czy wydatności obydwu wskazówek.

Najważniejszy wkład Tolmana polega na tym, że to nie zachowanie podlega uczeniu się, ale raczej wiedza, która może być wykorzystana do kierowania zachowaniem. Zasugerował on, że organizmy uczą się gotowości środki-cele (means-ends readiness - MER). Gotowość środki-cele jest oczekiwaniem, że niektóre działania doprowadzą do określonych rezultatów. Na przykład szczury w eksperymentach z labiryntem uczyły się, że dążenie do określonej lokalizacji doprowadzi je do skrzynki będącej celem. Te oczekiwania pozostają nieuaktywnione do chwili, gdy jakiś cel wprowadzi je w działanie. Podstawowy problem z teorią Tolmana polega na tym, że nigdy nie wyjaśnił on, w jaki sposób cele uruchamiają gotowość środki-cele. Powyższy problem sprawił, że Guthrie (1952), inny teoretyk uczenia się pracujący w tym czasie, narzekał, iż Tolman pozostawił swojego szczura w labiryncie "pogrzebanego w myślach". W dalszej partii rozdziału opisuję, w jaki sposób teoria komputerowej symulacji rozwiązywania problemów Newella i Simona dostarczyła ogniwa brakującego w teorii Tolmana.

Tolman glosil, że zwierzęta uczą się gotowości środki-cele niezależnie od wzmacniania oraz .Że wzmocnienia uruchamiają tę gotowość.

B.F. Skinner (1904-1990)

B.F. Skinner był behawiorystą, którego poglądy tak bardzo różniły -się od koncepcji Tolmana, jak tylko można to sobie wyobrazić. Wpływ Skinnera

trwał dużo dłużej niż apogeum behawioryzmu. Z powodu swoich bardzo popularnych książek Walden Two (1948) oraz Beyond Freedom and Dignity (1971) był prawie powszechnie utożsamiany z behawioryzmem. Często określa się go jako radykalnego behawiorystę, gdyż doprowadził behawioryzm do skrajności. Skinner nie tylko nie przejawiał tolerancji dla takich konstruktów umysłowych, jak pamięć, ale także był mało tolerancyjny wobec licznych konstruktów teoretycznych stosowanych przez innych behawiorystów. Na przykład krytykował pojęcia popędu i siły nawyku, wchodzące w skład teorii Hulla, gdyż odnosiły się one bardziej do stanów wewnętrznych niż do obserwowalnych bodźców i reakcji.

Skinner wniósł zasadniczy wkład do badań nad warunkowaniem instrumentalnym czy też, jak wolał nazywać go, warunkowaniem sprawczym. Sądził, że przekonanie o istnieniu asocjacji bodziec-reakcja, zasadnicze dla wielu teorii behawiorystycznych, jest tylko fantazjowaniem teoretycznym. Zaobserwował, że zwierzęta emitują reakcje w niektórych sytuacjach bez żadnego widocznego bodźca, który by je kontrolował. Te reakcje zostały nazwane swobodnymi reakcjami sprawczymi (free operants). Tak więc szczur w klatce może biegać wkoło, drapać się, naciskać dźwignię, próbować wdrapać się na górę itd. Uczenie się zmienia względną częstotliwość tych różnych reakcji; jeżeli po naciśnięciu dźwigni szczur otrzyma pokarm, takie zachowanie stanie się bardziej dominującą reakcją.

Skinner jest sławny z powodu skonstruowania skrzynki (tzw. skrzynka Skinnera) do badania szczurów. Ta dźwiękoszczelna skrzynka zawiera dźwignię, którą szczury mogą naciskać w celu uzyskania porcji pokarmu. Typowym pomiarem zależnym było oznaczanie, jak często szczur przyciska dźwignię. Podobne urządzenie skonstruowano dla gołębi, które mogą w nim dziobać w przycisk. Dzięki tym urządzeniom wykryto kilka ważnych zjawisk behawioralnych. Większość z nich omawiam w rozdziałach 3. i 4.

Chociaż Skinner nie uznawał roli powiązań bodziec-reakcja, musiał jednak przyznać, że zewnętrzne bodźce odgrywają jakąś rolę w kontroli zachowania. Według Skinnera zewnętrzne bodźce określają sytuację, w której zajdą reakcje sprawcze. Bodźce wyznaczające, które reakcje sprawcze zajdą, zostały nazwane bodźcami dyskryminacyjnymi (różnicującymi). Znaczy to, że służą one do różnicowania jednej sytuacji od drugiej. Powiedzenie, że jakiś bodziec określa sytuację dla jakiejś reakcji, ale nie jest z nią powiązany, może wydawać się bardzo subtelnym rozróżnieniem, ale dobrze oddaje ono podejście Skinnera. Interesowało go to, jakie będzie zachowanie organizmu w różnych sytuacjach bodźcowych, a nie to, jaki wewnętrzny mechanizm jest mediatorem dla tego zachowania.

Prawdopodobnie najbardziej typowe dla poszukiwań Skinnera były jego badania nad rozkładami wzmocnień (np. Ferster i Skinner, 1957), które rozpatrzę bardziej szczegółowo w rozdziale 4. Dotyczyły one tego, jak różne zależności pomiędzy wzmacnianiem i reakcją wpływają na częstotliwość,

Gołąb dziobiący przycisk w kamerze do badania zachowań sprawczych

z jaką reakcja jest wykonywana. Na przykład w przypadku rozkładu wzmacniania o stałych odstępach czasowych szczur może otrzymywać porcję pokarmu po kolejnej reakcji w dwie minuty od otrzymania ostatniej porcji. Rysunek 1.9 pokazuje rozkład wzmacniania o stałych odstępach czasowych, w którym wzmocnienie jest podawane co dwie minuty. Zauważmy, że ogólna liczba reakcji wzrasta wraz z upływem czasu. Wykres ukazuje tę informację w postaci krzywej kumulatywnej, stanowiącej częsty sposób prezentacji danych w badaniach skinnerowskich. Zawiera ona zapis ogólnej liczby reakcji, które zostały wykonane w każdym punkcie czasowym. Krzywa wzrasta w tempie odzwierciedlającym liczbę reakcji aktualnie wykonywanych. Gdy zbliża się pora kolejnego wzmocnienia, organizm zwiększa tempo reagowania; gdy wzmocnienie zostanie już podane, tempo reagowania stopniowo spada. Ten rodzaj zależności jest nazywany krzywą schodkową (scalloped function). Skinnera nie interesowało to, dlaczego organizm zachowuje się w ten sposób; zadowalało go dowiedzenie się, jakiego rodzaju zachowania można spodziewać się ze strony wielu różnych organizmów (w tym ludzi) przy rozkładzie wzmacniania o stałych odstępach czasowych.

Rysunek 1.10 stanowi zaskakującą ilustrację ogólności analiz skinnerowskich. Weisberg i Waldrop (1972) sporządzili wykres liczby uchwał Kongresu Stanów Zjednoczonych jako funkcji miesiąca. Założyli oni, że głównym

Rysunek 1.9. Hipotetyczne zachowanie organizmu w rozkładzie wzmocnień o stałych odstępach czasowych, w którym otrzymuje on wzmocnienie co 2 minuty

wzmocnieniem dla kongresmenów powinny być przerwy w obradach; tak więc należy spodziewać się wzrostu częstotliwości zachowania (podejmowania uchwał) tuż przed przerwami. I rzeczywiście uzyskali dla kongresmenów taką samą krzywą schodkową, jaką uzyskano dla szczurów w skrzynce Skinnera. W przypadku Kongresu i szczurów na pewno nie działał dokładnie taki sam mechanizm, ale Skinnera nie interesowały mechanizmy - jedynie powszechność praw uczenia się.

Dla Skinnera zrozumienie nie polegało na wyjaśnieniu tego, co dzieje się wewnątrz organizmu. Dana osoba nie rozumie jakiegoś zachowania, jeżeli nie wie, jak wyćwiczyć organizm do wykonywania tego zachowania. Chodzi więc o zrozumienie, w jaki sposób zachowanie jest kontrolowane i jak może zostać zmienione. W swoim laboratorium Skinner i jego uczniowie zdobyli dużą wiedzę praktyczną na temat kontrolowania zachowania.

Ważne w teorii Skinnera było pojęcie kształtowania reakcji; inaczej mówiąc, jakieś istniejące uprzednio zachowanie może być stopniowo kształtowane w pożądaną postać poprzez właściwe rozkłady wzmacniania. Na przykład dzięki selektywnemu wzmacnianiu najsilniejszego przyciskania dźwigni szczur może zostać wyćwiczony do mocniejszego naciskania jej. Początkowo nagradzane są przyciśnięcia przewyższające słaby poziom; gdy szczur zacznie przyciskać silniej, kryterium nagradzania zostanie podniesione. Reakcja szczura będzie stopniowo ulegała zmianie w pożądanym kierunku.

Do koncepcji kształtowania reakcji dodano koncepcję wiązania reakcji. Skinner uważał, że bardziej złożone zachowania są sekwencjami reakcji, w których każda reakcja ustanawia kontekst dla następnej. Aby nauczyć złożonego zachowania, należy rozpocząć od pierwszego kroku i uczyć każdego elementu łańcucha do chwili, gdy zostanie skompletowana cała sekwencja. Dzięki połączeniu kształtowania reakcji i wiązania reakcji udało się wywołać u zwierząt naprawdę zadziwiające zachowania. Na przykład wy_

Rysunek 1.10. Kumulacja ustaw uchwalonych przez Kongres Stanów Zjednoczonych

Źródlo: P. Węisberg i P.B. Waldrop Foxed-interval work habits of congress. Copyright (c) by Journal of Applied Behavior Analysis. Przedrukowano za zezwoleniem.

ćwiczono świnię w wykonywaniu pełnego ciągu czynności domowych, w tym przyrządzania śniadania, zbierania brudnych ubrań i odkurzania (Breland i Breland, 1951).

Tego rodzaju dane doprowadziły Skinnera do ważnego wniosku: wszystkie złożone zachowania, w tym ludzkie, mogą zostać nauczone dzięki kształtowaniu reakcji i wiązaniu reakcji poprzez odpowiednie rozkłady wzmacniania. Prawidłowości skinnerowskie zostały zastosowane w wielu obszarach, jak edukacja i psychoterapia, w których cel stanowi odpowiednie ukształtowanie zachowania ludzkiego. Popularność pracy Skinnera wynikała częściowo z sukcesów praktycznych, ale wzbudzała także kontrowersje, gdyż wielu sądziło, że ignorowała ona zasadnicze aspekty osobowości człowieka, jego rozwój emocjonalny, sprowadzając go do roli robota.

Jednak największy naukowy problem w podejściu Skinnera polega na tym, że nie udało się rozciągnąć go na złożone poznanie ludzkie. Problem

ten ujawnił się szczególnie wyraźnie w chwili publikacji książki Verbal Behavior (1957), w której Skinner starał się przeprowadzić analizę języka i wyświetlić mechanizmy nabywania języka. Lingwista Noam Chomsky (1959) przeprowadził bardzo znaczącą krytykę tej pracy. Wykazał on, że prawidłowości w niej przedstawione nie są w stanie wytłumaczyć złożonej kontroli gramatycznej sprawowanej przez ludzi w stosunku do własnych wypowiedzi oraz że liczne próby wyjaśnień sformułowane przez Skinnera są niejasne i metaforyczne. Skinner nigdy nie odpowiedział na krytykę Chomsky'ego, chociaż inni to uczynili (np. MacCorquodale, 1970), i dożył czasów, gdy podejście poznawcze wzięło górę nad behawiorystycznym, po części z powodu krytyki Chomsky'ego. Do samego końca Skinner narzekał, że krytyka była niesprawiedliwa i że psychologia poznawcza pełna jest dziwacznych mechanizmów, które nie są w stanie kontrolować zachowania, co uważał za prawdziwą miarę zrozumienia naukowego.

Skinner badal, jak zależności dotyczące wzmacniania wplywają na rozklad reakcji w określonej sytuacji.

Uniwersalny Rozwiązywacz Problemów A. Newella i H. Simona (1961)

Mniej więcej w tym czasie, gdy behawioryzm zaczął doświadczać trudności, uwagę psychologii zaczęła przyciągać nowa metoda konstruowania teorii, której podstawę stanowiła symulacja komputerowa. Podejście zostało zapoczątkowane przez Allena Newella i Herberta Simona, badaczy pracujących w Carnegie Mellon University. Byli oni także pionierami w dziedzinie sztucznej inteligencji, która dąży do tego, by komputery zachowywały się w sposób inteligentny. Włączyli liczne idee pochodzące z badań nad sztuczną inteligencją do swojej teorii poznania ludzkiego, jak również wprowadzili wiele idei pochodzących z teorii poznania ludzkiego do badań nad sztuczną inteligencją.

Newell i Simon ustanowili nową definicję rygoru, która zmieniła poziom teoretyzowania nawet u tych, którzy nie podzielali ich poglądów. Pokazali, jak można precyzyjnie określić predykcje danej teorii bez odwoływania się do luźnych argumentów werbalnych, które uprzednio charakteryzowały teorie psychologiczne. Wcześniejsze teorie matematyczne były albo logicznie wadliwe, jak teoria Hulla, albo bardzo uproszczone, jak teorie opisane przez Atkinsona, Bowera i Crothersa (1965) we wpływowej pracy na temat matematycznych teorii uczenia się. Newell i Simon pokazali, że symulacja komputerowa może wykorzystać możliwości komputera, aby wyprowadzić predykcje ze złożonych teorii naukowych. Techniki symulacji komputerowej wywarły głęboki wpływ na charakter teoretyzowania w psychologii. Tak jak w każdej innej dyscyplinie naukowej pozwoliły na badanie złożoności, które wcześniej nie mogły być poddawane badaniom. Liczne współczesne teorie

omawiane w tej książce zależą od technik symulacji komputerowej, dotyczy to w równym stopniu teorii warunkowania zwierząt, teorii ludzkiej pamięci, jak i neuronalnych podstaw uczenia się.

Wykorzystywanie komputera przez Newella i Simona było jednak czymś znacznie więcej niż tylko symulacją. Będąc pod wpływem rozwoju badań nad sztuczną inteligencją, opisali poznanie ludzkie prawie tak, jakby był to komputer. Aspekt metafory komputerowej ich teorii jest nadal kontrowersyjny i większości psychologów trudno jest go zaakceptować, gdyż są oni przekonani, że ludzki mózg różni się zdecydowanie od komputera i że teorie zakładające analogię do komputerów mogą prowadzić w niewłaściwym kierunku (np. Rumelhart i McCIelland, 1986).

Wpływ Newella i Simona uwidocznił się w stworzeniu dużej liczby symulacji procesów poznawczych i uczenia się w Carnegie Mellon i na innych uczelniach. Jednak ich najpoważniejszy wkład do psychologii nie dotyczył uczenia się jako takiego, ale rozwiązywania problemów. We wcześniejszych teoriach uczenia się trudność stanowiło określenie związków pomiędzy wiedzą (tym, czego organizm uczy się na podstawie doświadczenia) i zachowaniem. W jaki sposób nabywanie nowej wiedzy wiąże się z zachowaniem? Jak wskazałem, niektórzy behawioryści, na przykład Thorndike i Hull, łączyli oba zagadnienia i twierdzili, że tendencje behawioralne są wyuczone - że nie ma różnicy pomiędzy wiedzą i zachowaniem. Główna krytyka Tolmana była co prawda skierowana przeciwko takiemu stanowisku, ale nie potrafił on sformułować spójnej koncepcji alternatywnej. Newell i Simon pokazali w swojej teorii rozwiązywania problemów, jak wiedza może być oddzielona od zachowania i nadal ujawniać się w postaci zachowania. Po drodze wykazali, że rygorystyczne i precyzyjne teorie uczenia się mogą dopuszczać konstrukty umysłowe. Bardziej niż cokolwiek innego ten dowód zniósł zakazy wobec mentalizmu, wprowadzone przez Watsona pięćdziesiąt lat wcześniej. Obalając je, Newell i Simon ustanowili podstawę dla rewolucji poznawczej, która zmieniła całą psychologię, w tym teorię uczenia się.

Centralnym elementem pracy Newella i Simona był Uniwersalny Rozwiązywacz Problemów (General Problem Solver - GPS) (Newell i Simon, 1972). Jest to symulacja komputerowa, która wykorzystuje sposób rozwijania wiedzy w trakcie rozwiązywania zwany analizą środków-celów (means-ends analysis). Oto podstawowe kroki w stosowaniu tej analizy:

1. Zidentyfikuj główną różnicę pomiędzy aktualną sytuacją i celem - tzn. skoncentruj się na celu.

2. Wybierz jakieś działanie, które jest odpowiednie dla wyeliminowania tej różnicy - tzn. wybierz środki właściwe dla tego celu. Newell i Simon używali terminu operator w odniesieniu do działania czy środków. Operator bardzo przypomina reakcję sprawczą w teorii Skinnera.

3. Jeżeli operator może być zastosowany, zastosuj go. Jeżeli nie, postaw

cel, który może być osiągnięty dzięki operatorowi i rozpocznij znowu od kroku 1. - tzn. uczyń środki nowym celem.

Newell i Simon podają następujący przykład z życia codziennego zastosowania analizy środków-celów:

Chcę zawieźć swojego syna do żłobka. Na czym polega różnica pomiędzy tym, co mam, i tym, co chcę? Jedna polega na odległości. Co zmienia odległość? Mój samochód. Mój samochód nie rusza. Czego potrzeba, aby ruszył? Nowego akumulatora. Gdzie są nowe akumulatory? W warsztacie z częściami samochodowymi. Chcę, aby w warsztacie wstawili mi nowy akumulator, ale w warsztacie nikt nie wie o tym, że potrzebuję nowego akumulatora. Na czym polega trudność? Jedną jest komunikacja. Co pozwoli na porozumienie sig? Telefon... i tak dalej (s. 416).

Krytyczną cechą, której analiza środków-celów zawdzięcza swoją nazwę jest krok 3., który pozwala operatorowi wybranemu w kroku 2. stać się celem. W przykładzie podanym przez Newella i Simona uwaga przenosi się z celu, jakim jest zawiezienie syna do żłobka, na środek, którym jest sprawny samochód. Zatem środek staje się, czasowo, celem. Ten krok, nazwany stawianiem podcelów, może organizować spójne zachowanie w reakcji na złożoną sytuację i reprezentuje zasadniczy postęp w stosunku do pojęcia wiązania reakcji wprowadzonego przez Skinnera. Stawianie podcelów jest szerzej omawiane w rozdziale 9., który rozpatruje bardziej szczegółowo rozwiązywanie problemów. Mogą występować złożone sekwencje podcelów. W powyższym przykładzie odwiezienie dziecka do żłobka ma jako podcel posiadanie sprawnego samochodu, czego podcelem jest akumulator, z kolei tu podcelem jest warsztat samochodowy, a jego podcelem telefon.

Uniwersalny Rozwiązywacz Problemów rozwiązał liczne problemy, które okazały się nierozwiązywalne dla innych teorii, w tym z zakresu algebry, arytmetyki i logiki. Newell i Simon (1972) wykazali, że ich program nie tylko jest w stanie rozwiązać złożone problemy z zakresu logiki, ale że przechodzi przez te same kroki, które podejmują ludzie, gdy rozwiązują takie problemy. Uniwersalny Rozwiązywacz Problemów ujawnił poziom inteligencji nieosiągany dla wcześniejszych teorii psychologicznych.

Chociaż omawiany program nie dotyczył bezpośrednio uczenia się, jest jasne, jak można w terminach tej teorii rozumieć uczenie się. Uczenie się jest zaangażowane w nabywaniu operatorów, stanowiących podstawę tej teorii. Operatory są podobne do celowościowej gotowości w koncepcji Tolmana, gdyż kodują potencjalnie użyteczną wiedzę na temat świata. W sytuacjach uczenia się utajonego w eksperymentach Tolmana szczury mogą uczyć się, że dokonanie określonego skrętu zmienia ich pozycję w labiryncie. Jednak przy braku celów ta wiedza pozostaje uśpiona i utajona. Gdy uświadamiają sobie, że w jakiejś lokalizacji znajduje się pokarm, mają cel, zdobycie go, i mogą traktować swoją wiedzę jako operatory odpowiednie dla tego celu. Każdy skręt w labiryncie może być traktowany jako operator, który prowadzi je bliżej do celu lub od niego oddala. Mając taką wiedzę w postaci operatorów,

Uniwersalny Rozwiązywacz Problemów może planować drogę przez labirynt dla osiągnięcia celu. Zatem dostarcza on mechanizmów niezbędnych do przejścia od wiedzy do zachowania. Tego właśnie nie potrafił dokonać Tolman.

Może budzić wątpliwości, czy to, co robi szczur, odpowiada celowościowej metodzie rozwiązywania problemów, która, jak okaże się w rozdziale g,, jest bardziej odpowiednia od opisu poznania ludzkiego (i może naczelnych). Jednak Uniwersalny Rozwiązywacz Problemów wykazał, że wiedza może być przełożona na zachowanie dzięki metodom rozwiązywania problemów. W ostatnich latach zaproponowano liczne metody rozwiązywania problemów. W rozdziale 9. omawiam inną metodę - redukowania różnicy, która wydaje się bardziej odpowiednia dla modelowania w odniesieniu do niższych organizmów.

Newell i Simon pokazali, że symulacja komputerowa może być stosowana do ścislego modelowania zlożonych procesów poznawczych i że metody rozwiązywania problemów pozwalają na przeleżenie wiedzy na zachowanie.

Model pamięci R. Atkinsona i R. Shiffrina (1968)

Richard Atkinson i Richard Shiffrin opublikowali w 1968 roku teorię ludzkiej pamięci, która odzwierciedla ówczesną wiedzę na temat natury ludzkiej pamięci. Ich praca stanowi dobry przykład większości współczesnych badań i wpłynęła na późniejszy rozwój badań zarówno nad uczeniem się zwierząt, jak i ludzi. Zgromadzono liczne dowody na istnienie dwóch rodzajów ludzkiej pamięci - krótkotrwałej i długotrwałej.

Pamięć krótkotrwała była uważana za system czasowego przechowywania o ograniczonej pojemności. Klasyczny przykład pamięci krótkotrwałej stanowi pamiętanie numeru telefonu tuż po jego usłyszeniu. Sądzono, że pojemność pamięci krótkotrwałej nieznacznie przekracza siedem elementów - akurat tyle, ile trzeba dla przechowania numeru telefonu. Większość ludzi jest w stanie zapamiętać siedmiocyfrowy numer telefonu, ale ma trudności, gdy trzeba do niego dodać trzycyfrowy numer kierunkowy. To przechowanie ma charakter czasowy; numer telefonu jest szybko zapominany, jeżeli coś odwraca uwagę jednostki. Sposobem na utrzymanie informacji jest jej powtarzanie (rehearsal) w trakcie przechowywania w pamięci krótkotrwałej.

Pamięć długotrwała była uważana za bardziej trwały magazyn wiedzy, bez żadnych wyraźnych ograniczeń w pojemności, ale do którego trudno jest wprowadzić wiedzę. Powszechnie sądzono, że wiedza musi być powtarzana przez jakiś czas w pamięci krótkotrwałej, aby mogła przejść do pamięci długotrwałej.

Podstawowe idee na temat rozróżniania pomiędzy pamięcią krótkotrwałą i długotrwałą istniały od wielu lat; Broadbent (1957) był jednym z pierwszych, który je opisał. Atkinson i Shiffrin dokonali ich krystalizacji w ścisłą teorię, wyrażoną zarówno w postaci modelu matematycznego, jak i modelu symulacji komputerowej, i wykazali, że teoria ta pozwala na wyjaśnienie licznych wyników badań nad pamięcią ludzką.

Rysunek 1.11 ilustruje podstawową teorię. Informacja wchodzi ze środowiska do pamięci krótkotrwałej przez różne procesy percepcyjne. Pamięć krótkotrwała ma kilka podmagazynów, często wymienia się cztery, w których może przechowywać napływające dane. Jednostka powtarza informację w pamięci krótkotrwałej. Za każdym razem, gdy informacja jest powtarzana, istnieje szansa, że zostanie przeniesiona do pamięci długotrwałej. Zatem zwiększenie liczby powtórzeń informacji zwiększa prawdopodobieństwo długotrwałego przechowania. Ponieważ w pamięci krótkotrwałej jest tylko niewielka liczba podmagazynów dla powtarzania, za każdym razem, gdy jednostka postanawia wziąć do powtarzania nowy element, stary element jest przemieszczany i eliminowany.

Jednym z paradygmatów używanych do badania tej teorii było swobodne odtwarzanie, paradygmat eksperymentalny, w którym badanym czyta się listę słów w określonym tempie, na przykład 2 sekundy na słowo, a następnie prosi się ich o odtworzenie tych słów w dowolnej kolejności. Dzięki takiemu eksperymentowi można wykreślić krzywą pozycji w serii, pokazaną na rysunku 1.12a dla listy 20 słów. Wykres ten ukazuje prawdopodobieństwo odtworzenia słowa, uśrednione dla badanych i list, jako funkcję pozycji tego słowa na pierwotnej liście (badani mogą odtwarzać słowa w dowolnej kolejności). Zauważmy, że odtwarzanie jest lepsze dla początku

Rysunek LII. Teoria Atkinsona i Shiffrina (1968) dotycząca pamięci krótko- i długotrwałej. Napływające dane wchodzą do pamięci krótkotrwałej i mogą być w niej przechowane dzięki powtarzaniu. Gdy element jest powtarzany, informacja o nim jest przekazywana do pamięci długotrwałej. Inny nadchodzący element może usunąć z pamięci krótkotrwałej ten, który znajdował się tam wcześniej

Pozycja w serii w czasie Pozycja w serii w czasie

zapamiętywania zapamiętywania Via) ~b)

Rysunek 1.12. (a) Średnie prawdopodobieństwo odtworzenia jako funkcja pozycji w serii w czasie zapamiętywania i (b) średnia liczba powtórzeń określonego elementu (Rundus, 1971)

listy i dużo lepsze dla końca listy. Poziom odtwarzania jest względnie stały dla słów mieszczących się pomiędzy początkiem i końcem listy. Dobre odtwarzanie początku listy jest określane jako efekt pierwszeństwa, a dobre odtwarzanie końca listy jako efekt świeżości.

Teoria Atkinsona i Shiffrina pozwala wyjaśnić kształt krzywej pozycji w serii. Teoria zakłada, że badani zapełniają swój bufor krótkotrwały słowami, gdy czytają słowa i powtarzają je. Gdy bufor jest pełny i pojawia się nowe słowo, badany odrzuca jedno słowo, aby móc uczyć się nowego.

Efekt świeżości jest łatwiejszy do wyjaśnienia w teorii Atkinsona i Shif frina. Ostatnie słowa prawdopodobnie mogą być nadal w buforze krótkotrwałym i dlatego są lepiej odtwarzane. Ostatnie słowo jest na pewno w buforze. Poprzedzające je słowo też jest w buforze, chyba że zostało usunięte dla przyjęcia ostatniego słowa. Pogorszające się wraz z oddalaniem się od końca listy odtwarzanie odzwierciedla zmniejszające się prawdopodobieństwo, że dany element jest nadal w pamięci krótkotrwałej.

Zgodnie z teorią Atkinsona i Shiffrina efekt pierwszeństwa zachodzi dzięki temu, że pierwsze słowa na liście mają większe prawdopodobieństwo przechowania w pamięci długotrwałej. Słowa na początku listy są w lepszej sytuacji, gdyż początkowo nie muszą konkurować z innymi słowami o powtarzanie w pamięci krótkotrwałej. Zatem są więcej razy powtarzane i utrzymywane dłużej, zanim zostaną wypchnięte przez nowe słowo. Rundus (1971) prosił badanych, aby powtarzali słowa na głos, i mógł dzięki temu wykazać, że prawdopodobieństwo odtworzenia poszczególnych słów może być przewi

dziane na podstawie liczby jego powtórzeń. Jak postulowali Atkinson i Shif frin, słowa z początku listy były powtarzane więcej razy. Wyniki uzyskane przez Rundusa zostały zamieszczone na rysunku 1.12b, ilustrując stwierdzenie, że liczba powtórzeń jest wyższa dla pierwszego słowa, a następnie gwałtownie spada.

Paradygmaty badawcze, będące podstawą tej teorii, stanowiły raczej proste eksperymenty, jak omówione powyżej swobodne odtwarzanie. Były one wyrazem powrotu do paradygmatów eksperymentalnych wprowadzonych przez Ebbinghausa prawie sto lat wcześniej. Gdy zaczęto przeprowadzać bardziej złożone eksperymenty, teoria Atkinsona i Shiffrina popadła w niełaskę. Nowe dane empiryczne zasiały wątpliwości odnośnie do rozróżniania pamięci krótko- i długotrwałej, a ich teoria pamięci długotrwałej nie uwzględniała licznych ważnych problemów, takich jak rola organizowania i warunków, w jakich zachodzi wydobywanie. Gdy badacze zaczęli przyglądać się pamięci w bardziej realistycznych sytuacjach, problemy te stały się jeszcze wyraźniejsze. Liczne dane badawcze, które doprowadziły do odrzucenia teorii Atkinsona i Shiffrina, omówiłem w rozdziałach od 5. do 8. W szczególności rozdział 5. gromadzi dowody przeciwko tej teorii.

Obecnie teoria Atkinsona i Shiffrina wzbudza wyłącznie zainteresowanie historyczne. Chociaż jedynie niewielu badaczy jest teraz jej zwolennikami, w licznych aktualnych teoriach nadal dostrzegalny jest jej wpływ, dotyczy to także nowej teorii rozwiniętej przez Shiffrina, nazwanej SAM (Gillund i Shif frin, 1984), przedstawionej w rozdziale 5. Odrzucenie teorii oznacza dla współczesnej psychologii zwycięstwo. Dowodzi bowiem, że ta dziedzina wiedzy, choć ma za sobą dziesięciolecia niezdecydowanych, werbalnych argumentów, swoje teorie formułuje w postaci precyzyjnych stwierdzeń. Dzięki temu mogą one być weryfikowane i odrzucane. Taka precyzja teoretyczna otwiera drogę postępu naukowego.

Teoria Atkinsona i Shiffrina zakladala, że informacja jest powtarzana w pamięci krótkotrwale] o ograniczonej pojemności oraz przekazywana do pamięci dlugotrwalej o bardzo dużej pojemności.

Neuronalna podstawa uczenia się i pamięci

Skoro uczenie się zachodzi bez wątpienia w układzie nerwowym, czytelnik mógł poczuć się zaskoczony tym, że prawie nie było mowy o neuronalnej podstawie uczenia się w omawianych powyżej teoriach uczenia się i pamięci. Do niedawna nasza znajomość funkcjonowania układu nerwowego była zbyt uboga, aby poruszać związane z nim zagadnienia. Jednak dynamiczny rozwój wiedzy w tej dziedzinie i doskonalenie technik badawczych skierował

psychologów na nowe tory myślenia o uczeniu się i pamięci. Nastąp zbliżenie badań nad uczeniem się zwierząt oraz nad pamięcią człowieka. Dla naukowców zajmujących się pamięcią człowieka stało się jasne, że mogą zrozumieć neuronalną podstawę pamięci, ale aby tego dokonać, muszą w dużej mierze opierać się na badaniach prowadzonych nie na ludziach.

W dalszych partiach książki zamieściłem dane dotyczące wybranych badań nad neuronalną podstawą uczenia się i pamięci.

Rozdział kończę więc krótkim omówieniem danych na temat układu nerwowego, niezbędnych dla zrozumienia tych badań.

Układ nerwowy

Układ nerwowy wyższych organizmów składa się z ośrodkowego układu nerwowego, do którego zalicza się rdzeń kręgowy i mózg, i obwodowego układy nerwowego, czyli z nerwów sensorycznych, które przenoszą informacje pochodzące z receptorów, oraz nerwów motorycznych, które wysyłają polecenia do mięśni. Właściwie prawie każdy rodzaj uczenia się zachodzi w mózgu. Rysunek 1.13 przedstawia mózgi kilku organizmów. Ludzki mózg

Rysunek 1.13. Zestawienie mózgów różnych zwierząt pokazuje, jak duży jest ludzki mózg w porównaniu z mózgami innych zwierząt

ma objętość około 1300 cm3, czyli jest ona bardzo duża, szczególnie w stosunku do wielkości ciała człowieka. Poznanie budowy i funkcjonowania mózgu utrudnia to, że liczne jego ważne obszary są osłonięte korą mózgową. Rysunek 1.14 pokazuje mózg widziany z zewnątrz, a rysunek 1.15 ukazuje wnętrze mózgu, tak jakbyśmy przecięli go na pół.

W mózgu wyróżnia się korę mózgową oraz obszary podkorowe. Uważa się, że za większość wyższych funkcji poznawczych odpowiedzialna jest kora mózgowa. Model drabiny filogenetycznej unaocznia, jak wraz z rozwojem organizmu powierzchnia kory gwałtownie się powiększa. Można wyobrazić sobie ludzką korę mózgową jako kartkę o powierzchni około 1 mz; aby zmieścić się w ludzkiej czaszce, musi być pofałdowana.

Kora otacza liczne struktury mózgowe, tak iź są one niewidoczne z zewnątrz. Niższe elementy mózgu odnajdujemy u bardziej prymitywnych gatunków, nie mających wcale kory lub korę bardzo słabo rozwiniętą. Liczne spośród nich spełniają funkcje podstawowe. Na przykład rdzeń przedłużony (medulla) kontroluje oddychanie, połykanie, trawienie i akcję serca. Móżdżek (cerebellum) uczestniczy w ruchach motorycznych oraz koordynacji motorycznej (patrz rozdział 9). Podwzgórze (hypothalamus) reguluje ekspresję podstawowych popędów, o czym można przeczytać w rozdziale 4. Układ limbiczny, a w szczególności hipokamp (hipocampus), który jest ważny dla pamięci. Wspominam o nim w wielu rozdziałach. Rysunki 1.14 i 1.15 nie pokazują hipokampa, gdyż nie jest on ani strukturą zewnętrzną, ani wewnętrzną, ale raczej znajduje się pomiędzy płatem skroniowym kory mózgowej oraz strukturami wewnętrznymi.

Samą korę główne fałdy dzielą na cztery obszary (rysunek 1.14). Płat potyliczny przede wszystkim odpowiada za wzrok. Płat skroniowy zawiera pierwotne pola słuchowe i jest również zaangażowany w rozpoznawanie przedmiotów. Płat ciemieniowy jest zaangażowany w liczne funkcje sensoryczne wyższego rzędu, w tym przetwarzanie przestrzenne. Płat czołowy można podzielić na korę ruchową, która odpowiada za motorykę ciała, oraz korę przedczołową. Kora przedczołowa jest znacznie bardziej rozwinięta u naczelnych niż u innych zwierząt, u małp bezogonowych (takich jak szympansy) bardziej niż u innych naczelnych (takich jak inne gatunki małp) oraz u ludzi bardziej niż u małp bezogonowych. Uważa się, że odgrywa ona ważną rolę w planowaniu i rozwiązywaniu problemów. Zdaniem badaczy większość obszarów kory odpowiada za różne rodzaje uczenia się.

Mózg sklada się z kory i różnych obszarów podkorowych.

Przedczołowa kora asocjacyjna

Pole Broca

Kora asocjacyjna ciemieniowo - skroniowo - potyliczna

Płat potyliczny J

Pierwotna kora wzrokowa Przedpotyliczny rowek

Bruzda Sylwiusza

Rysunek 1.14. Widok kory mózgowej z boku

Źródio: E.R. Kandel, J.H. Schwartz i T.M. Jessell Principles of neural science, wyd. 3. Przedrukowano za zezwoleniem wydawcy. Copyright (c) 1991 by Appleton and Lange. Przedrukowano za zezwoleniem.

Kora. nowa

ciało modzelowate

Nerw

Przysadka Podwzgórze

Most

Móżdżek Rdzeń przediużony

Rysunek 1.15. Główne składowe mózgu (Keeton, 1980)

Źródlo: Biological science, wyd. 3, William T. Keeton, ilustracje Paula DiSanto Bensadoun, za zezwoleniem w.W. Norton & Company, Inc. Copyright (c) 1980, 1979, 1978, 1972, 1967 by W.W. Norton & Company, Inc.

Kora motoryczna Pierwotna kora

_ , , somatyczno - sensoryczna

~L Rozdział 1. Podejścia do uczenia się i pamięci

Neuron

Z punktu widzenia przetwarzania informacji najważniejszymi komórkami układu nerwowego są neurony. Ocenia się, że w ludzkim mózgu jest ich około 100 miliardów. Neurony mają różne kształty i rozmiary. Rysunek 1.16 pokazuje niektóre z nich. Każdy neuron posiada ciało (perikarion, kadłub) komórki oraz odchodzące od niego wypustki zwane dendrytami (rysunek 1.17). Także typowa dla neuronu jest długa, cienka wypustka zwana aksonem. Akson sięga od jednej części układu nerwowego do drugiej. Aksony różnią się długością, od kilku milimetrów do metra (najdłuższe aksony sięgają od mózgu do różnych miejsc rdzenia kręgowego).

Aksony kontaktują się z innymi neuronami - przeważnie z ich dendrytami - za pomocą rozgałęzień znajdujących się na końcu. Nie stykają się, ale pozostaje między nimi niewielka przerwa wielkości od 10 do 59 nanometrów (jeden nanometr to jedna miliardowa część metra). Ten punkt kontaktu jest nazywany synapsą.

Komórki receptora Ciało

komórki ~ Dendryt

órki Gał~ź

peryferyj na

Otoczka

mielinowa Komórka Schwanna Węzeł

Połaszenia

ięsień

Gałaź ~~~ Ciało główna komórki

Rysunek 1.16. Niektóre odmiany neuronów (Keeton, 1980)

Źródlo: Biological science, wyd. 3, William T. Keeton, ilustracje Paula DiSanto Bensadoun, za zezwoleniem W.W. Norton & Company, Inc. Copyright (c) 1980, 1979, 1978, 1972, 1967 by W.W. Norton & Company, Inc.

Neuronalna podstawa uczenia się i pamięci

Ciało komórki Wzgórek

Otoczka aksonalny mielinowa

Jadro Dendryty

Rysunek 1.17. Schematyczna reprezentacja typowego neuronu

Źródlo: The nerve impulse, B. Katz. Copyright (c) 1952 by Scientific American, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone.

U dorosłego osobnika jeden akson może mieć synapsy z tysiącem lub więcej innych neuronów, a jeden neuron może otrzymywać synapsy od tysiąca lub więcej aksonów. Tak więc układ nerwowy charakteryzuje ogromna liczba powiązań pomiędzy neuronami.

Akson jednego neuronu komunikuje się z drugim neuronem poprzez uwalnianie substancji chemicznych zwanych neuroprzekaźnikami (neurotransmiterami). Gdy neuroprzekaźniki docierają do drugiego neuronu, zmieniają potencjał elektryczny na błonie neuronu, gdzie akson ma synapsę. Wnętrze neuronu jest przeważnie naładowane silniej ujemnie niż zewnętrze. Różnica (ok. 70 miliwoltów) wynika z tego, że koncentracja substancji chemicznych wewnątrz jest odmienna od tej na zewnątrz błony. Na zewnątrz gromadzą się dodatnie jony sodowe i ujemne chlorowe; wewnątrz - jony potasowe oraz proteiny o ładunku ujemnym. W zależności od rodzaju neuroprzekaźnika uwalnianego przez akson różnica potencjałów może zmniejszyć się lub zwiększyć. Neuroprzekaźniki, które zmniejszają różnicę potencjałów, są nazywane pobudzającymi, a te, które zwiększają różnicę - hamującymi.

Jeżeli występuje wystarczająca liczba wejść na ciele komórki oraz dendrytach danego neuronu i różnica w potencjale elektrycznym ulegnie zmniejszeniu do około 50 miliwoltów, błona staje się nagle przepuszczalna dla jonów sodu. Wdzierają się one do środka, sprawiając, iż wnętrze staje się naładowane silniej dodatnio niż zewnętrze. Cały ten proces może trwać około 1 milisekundy, zanim ulegnie odwróceniu, i powraca do normy.

Ta nagła zmiana jest nazywana potencjałem czynnościowym. Rozpoczyna się on na wzgórku aksonowym i wędruje wzdłuż aksonu. Tempo, w jakim potencjał aksonalny wędruje w dół aksonu, waha się od 0,5 m/s do 130 m/s, w zależności od rodzaju aksonu. Na przykład im więcej dany akson ma mielmy (mielina stanowi neutralną osłonę aksonu), tym szybciej poten

Dendryt Dendryt

cjał czynnościowy przemierza akson. Ten przemieszczający się potencjał, zwany impulsem nerwowym, gdy dociera do końca aksonu, sprawia, że akson uwalnia neuroprzekaźniki, rozpoczynając tym samym nowy cykl komunikacji pomiędzy neuronami. Czas potrzebny informacji na przeniesienie się od dendrytu jednego neuronu poprzez jego akson do dendrytu drugiego neuronu wynosi około 10 milisekund.

Uważa się, że całość przetwarzania informacji w układzie nerwowym wymaga takiego przechodzenia sygnałów pomiędzy neuronami. Gdy czytasz tę stronę, neurony wysyłają sygnały od twoich oczu do twojego mózgu. Gdy piszesz, sygnały są wysyłane z mózgu do mięśni. Przetwarzanie poznawcze wymaga przesyłania sygnałów pomiędzy neuronami wewnątrz mózgu. W każdej chwili czynne są miliardy neuronów, wysyłając sygnały jeden do drugiego.

Neurony mogą być mniej lub bardziej aktywne. Poziom aktywności odnosi się zarówno do stopnia redukowania różnicy w potencjale błony komórkowej, jak i tempa, w jakim wysyłane są do neuronów impulsy nerwowe. Tempo w jakim impulsy nerwowe są generowane wzdłuż aksonu, jest nazywane tempem wyładowania; na ogół uważa się, że ważna jest liczba wyładowań, a nie temporalny wzorzec wyładowań. Neurony mogą wysyłać wyładowania w tempie 100/s lub więcej. Ogólnie, im bardziej aktywny jest neuron, tym silniejszy wysyła sygnał. Na przykład neuron motoryczny nakazuje mięśniowi zwiększenie siły działania poprzez zwiększenie tempa wyładowania.

Uczenie się wywołuje zmianę w zachowaniu, a więc musi także wywoływać jakąś zmianę w sposobie komunikowania się neuronów. Powszechnie sądzi się, że zmiany w tego rodzaju komunikacji wywołują zmiany w połączeniach synaptycznych pomiędzy neuronami. Uczenie się zachodzi poprzez czynienie istniejących połączeń synaptycznych bardziej efektywnymi. Akson może wydzielać więcej jakiegoś neuroprzekaźnika lub błona komórkowa może stać się bardziej wrażliwa na neuroprzekaźnik. Przypomnij sobie, że neuroprzekaźniki mają albo wpływ pobudzający, redukujac różnicę w potencjale błony komórkowej, albo wpływ hamujący, zwiększając różnicę; wpływ hamujący może być równie ważny jak pobudzający. Liczne komórki mają spontaniczne tempo wyładowania i uczenie się może prowadzić do zmniejszenia tego tempa.

Neurony komunikują się ze sobą w polączeniach synaptycznych, w których jeden neuron może hamować lub pobudzać aktywność neuronalną innego neuronu.

Wyjaśnienia neuronalne i wyjaśnienia w kategoriach przetwarzania informacji

Nie można bezpośrednio badać tego, co dzieje się w 100 miliardach komórek stłoczonych w ludzkiej czaszce i obserwowalnych tylko przez mikroskop. Niemniej naukowcy znaleźli różne sposoby na wyciąganie wniosków na temat tego, co zachodzi na poziomie neuronalnym. W jednej z metod dokonuje się pomiarów ogólnego działania poszczególnych grup komórek; inaczej mówiąc, sprawdza się, które obszary mózgu są bardziej aktywne w trakcie wykonywania określonych zadań. W innej metodzie naukowcy wprowadzają elektrody do organizmów niższych zwierząt, aby zarejestrować, co dzieje się w poszczególnych komórkach. Następnie na podstawie wzorców zarejestrowanych w stu czy więcej komórkach wnioskują o tym, co dzieje się w pozostałych neuronach z danego obszaru. Inna metodologia stosowana na niższych organizmach polega na selektywnym usuwaniu struktur mózgowych. Na przykład wiele dowiedziano się o roli hipokampa w procesach pamięciowych dzięki badaniu organizmów, u których został on usunięty (szczegółowo omawiam to w rozdziale 3.). Można również poddawać badaniom ludzi, którzy doznali urazów określonych obszarów mózgu. I w końcu można badać powiązania pomiędzy neuronami i interakcje pomiędzy neuronami. Na tej podstawie przygotowuje się komputerowe modele symulacyjne prawdopodobnych wzorców interakcji pomiędzy grupami neuronów.

Badania nad mózgiem stanowią jeden z najszybciej rozwijających się działów psychologii i dostarczyły już wielu danych na temat podstaw różnych zjawisk uczenia się. Niemniej jesteśmy jeszcze ciągle dalecy od pełnego zrozumienia neuronalnej podstawy uczenia się czy pamięci. Zatem większość tej książki jest poświęcona behawioralnym badaniom nad uczeniem się i pamięcią oraz tym teoriom, które można na ich podstawie sformułować. Są one często nazywane teoriami przetwarzania informacji, ponieważ zajmują się przetwarzaniem informacji w pewnej abstrakcji od innych danych. Na przykład przy omawianiu tego, jak doświadczenie wzmacnia określoną porcję wiedzy, tak iż może być ona przetwarzana szybciej i efektywniej, nie wspomina się o możliwej realizacji neuronalnej tej wiedzy czy jej wzmacnianiu. Teorie formułowane w takich terminach zawsze były obecne w psychologii uczenia się i pamięci, chociaż przed nadejściem nurtu poznawczego nie określano ich jako teorie przetwarzania informacji.

Wyjaśnienia neuronalne oraz w kategoriach przetwarzania informacji dostarczają dwóch różnych poziomów opisu; obydwa są niezbędne dla uzyskania zrozumienia uczenia się i pamięci. Przedstawiciele teorii przetwarzania informacji są zainteresowani poglądami na temat neuronalnej realizacji ich teorii. Badacze koncentrujący się na neuronalnych postawach uczenia się i pamięci zwracają się do teorii przetwarzania informacji dla uzyskania pomocy w nadaniu sensu ich stwierdzeniom empirycznym. Wiedza o tym, co

dzieje się w kilku neuronach czy określonym obszarze mózgu, jest mało przydatna, dopóki nie ma się szerszego obrazu, na którym można umieścić jej interpretację. Zatem postęp w badaniach nad uczeniem się i pamięcią zależy od rozwoju tak teorii neuronalnych, jak i przetwarzania informacji oraz od zrozumienia ich wzajemnych powiązań.

Teorie przetwarzania informacji próbują zrozumieć ogólne zmiany wywolywane przez uczenie się, natomiast teorie neuronalne - ich realizację neuronalną w mózgu.

Ogólny zarys książki

Rozdział ten dostarczył podstawowego przeglądu danych niezbędnych dla zrozumienia obecnych badań nad uczeniem się i pamięcią. W dalszych partiach książki prezentuję aktualny stan wiedzy na temat uczenia się i pamięci. Trzy następne rozdziały są poświęcone w dużej mierze eksperymentom nad zwierzętami, które mają pewną przewagę nad badaniami z udziałem ludzi. Jeżeli badany organizm jest prosty, badacz może obserwować czystszą postać uczenia się, bez złożonych procesów poznawczych i strategii powszechnych u ludzi. Rozdział 2. omawia warunkowanie klasyczne, które dostarcza podstawowej analizy tworzenia się asocjacji. Rozdziały 3. i 4. poświęciłem warunkowaniu instrumentalnemu, które interesuje się tym, jak przebiega uczenie się w osiąganiu istotnych celów biologicznych.

Należy pamiętać o czterech podstawowych pytaniach w trakcie czytania rozdziałów na temat uczenia się zwierząt. Po pierwsze, do jakiego stopnia uczenie się zwierząt jest podobne do uczenia się ludzi? Występuje kilka wyraźnych podobieństw behawioralnych przejawów uczenia się. Po drugie, co dzieje się u zwierzęcia w trakcie eksperymentu nad uczeniem się? Tradycyjny pogląd, źe zachodzą proste procesy uczenia się, został zastąpiony przekonaniem, iż zwierzęta próbują przystosować się do swojego środowiska. Po trzecie, co dzieje się w układzie nerwowym, aby wywołać tego rodzaju uczenie się? W tym punkcie badania nad zwierzętami mają znaczącą przewagę nad badaniami z udziałem ludzi, gdyż tylko na niższych organizmach możliwe jest przeprowadzenie niektórych badań fizjologicznych. Po czwarte, jakie związki zachodzą pomiędzy uczeniem się i motywacją? To pytanie zajmowało w psychologii uczenia się centralne miejsce.

W rozdziałach od 5. do 8, rozpatruję współczesne rozumienie pamięci, które w dużej mierze pochodzi z danych uzyskanych w badaniach nad ludźmi. Badania z udziałem ludzi mają pod dwoma względami przewagę nad badaniami z udziałem zwierząt. Po pierwsze, ludzie potrafią wypełniać złożone instrukcje i tym samym dostarczyć bogatszych danych na temat procesu

uczenia się; po drugie, uzyskiwane wyniki są zapewne bliższe temu, czym jesteśmy prawdopodobnie najbardziej zainteresowani, czyli uczeniu się przez ludzi poza laboratorium. Rozdziały od 5. do 8. prezentują to, co wiemy o kodowaniu, zapamiętywaniu, przechowywaniu i wydobywaniu wiedzy. Rozdział 5. omawia pamięć sensoryczną i operacyjną, stanowiące systemy kodowania informacji będącej przedmiotem przetwarzania. Rozdział 6. dotyczy kodowania informacji w pamięci długotrwałej. Rozdział 7. rozważa, jak informacja jest przechowywana, a rozdział 8. - jak jest wydobywana. Chociaż większość cytowanych danych pochodzi z badań nad ludźmi, w każdym z tych rozdziałów zaznaczam, że liczne z nich można odnieść do innych zwierząt. Zatem prawidłowości pamięci, choć może łatwiejsze do badania u ludzi, znajdują również zastosowanie wobec wielu innych gatunków.

Trzy ostatnie rozdziały rozpatrują ważne rozwinięcia badań nad uczeniem się i pamięcią. Rozdział 9. omawia uczenie się umiejętności, takich jak posługiwanie się systemem komputerowym, i pokazuje, że w miarę ćwiczenia zachodzą głębokie zmiany w umiejętnościach - co nie pojawia się w większości tradycyjnych badań nad uczeniem się i pamięcią. Rozdział 10. poświęciłem uczeniu się indukcyjnemu, które dotyczy wyciągania przez nas wniosków, na przykład czy coś jest, czy też nie jest psem, oraz jak dzieci uczą się języka. Zagadnienia uczenia się indukcyjnego są ważne nie tylko dla psychologu, ale i dla filozofii, lingwistyki i sztucznej inteligencji. Rozdział 11., ostatni, ukazuje zastosowania badań nad uczeniem się i pamięcią do rozwiązywania problemów edukacji.

Lektury uzupełniające

Wiele książek omawia historię psychologii, w tym Leahey (1992) i Wertheimer (1979). Boring (1950) pozostaje klasycznym przeglądem wczesnej historii psychologii eksperymentalnej. Bower i Hilgard (1981) są autorami doskonałej dyskusji nad głównymi teoriami uczenia się. Kandel, Schwartz i Jessell (1991) dają gruntowne omówienie układu nerwowego i neuronalnej podstawy uczenia się i zachowania.

ROZDZIAŁ 8

WYDOBYWANIE Z PAMIĘCI

Ogólny zarys

Rozdział ten jest poświęcony problematyce wydobywania informacji z pamięci, które, logiczną koleją rzeczy, następuje po procesach nabywania i przechowywania. Wydobywanie jest być może najbardziej krytycznym procesem, gdyż często zdarza się, że informacja jest w pamięci, a jednak nie może być wydobyta. Pod koniec rozdziału 7. zaprezentowałem badanie Nelsona, dowodzące, że występuje oszczędność przy ponownym uczeniu się materiału, który nie moźe być odtworzony ani rozpoznany. To badanie wskazuje na fascynującą możliwość, iż ludzie nigdy naprawdę nie zapominają tego, co zapamiętali, ale raczej tracą do tego dostęp. Niestety, nie ma właściwie sposobu udowodnienia, że tak jest rzeczywiście. Można jednak dojść do zrozumienia, jak to się dzieje, że jakieś wspomnienia mogą być niedostępne dla przypominania w określonej sytuacji, a jednak ujawniać swój wpływ w innej. Rozpatrzę trzy główne podejścia do tego zagadnienia:

1. Związki pomiędzy róźnymi jawnymi wskaźnikami odtwarzania. Każdy z nas doświadczył tego, iż nie mógł sobie czegoś przypomnieć w jednej sytuacji, ale przypomniał to sobie w innej. Chociaż pamięć z samej swej natury jest zmienna, niektóre sposoby jej pomiaru są bardziej czułe niż inne. Najczęściej przywoływanym przykładem tego rodzaju sytuacji jest różnica osiągnięć przy odtwarzaniu i rozpoznawaniu. Na przykład studenci prawie zawsze twierdzą, że testy wielokrotnego wyboru są łatwiejsze niż testy typu zdania z luką.

2. Interakcje pomiędzy uczeniem się i pomiarem efektów. O osiągnięciu w pomiarze pamięciowym decydują nie tylko same warunki tego pomiaru, ale ich związki z warunkami uczenia się. Liczne osoby doświadczyły tego, że powrót w dawno nie odwiedzane miejsce może wywołać przypomnienie faktów, o których sądziło się, że zostały "zapomniane". Czy też może zdarzyć się, iż rozpoczęcie oglądania filmu, który zdawał się zapomniany, powoduje przypomnienie sobie całej akcji. Wydaje się więc, źe powrót do kontekstu, w którym dane wspomnienia zostały zapamiętane, czyni je pono

wnie dostępnymi. Przeprowadzono liczne badania na ten temat. Tego rodzaju interakcje mogą być u podstaw części zapominania, gdyż wraz z upływem czasu ludzie mogą tracić dostęp do wskazówek, które pozwoliłyby im przypomnieć sobie określone wspomnienia.

3. Ukryte wskaźniki pamięci. Ludzie wiedzą bardzo wiele rzeczy, ale nie są świadomi tej wiedzy. Gdy zapyta się ich wprost o coś, nie potrafią odpowiedzieć, ale w odpowiednich okolicznościach ujawniają to, co wiedzą.

Na przykład studenci często twierdzą, że zupelnie zapomnieli, czego nauczyli się podczas zajęć z matematyki, ale są w stanie szybciej ponownie nauczyć się tego materialu (jak w badaniu Nelsona szybciej uczyli się par skojarzeń). W rozdziale tym omówię niektóre ze sposobów, za pomocą których ludzie ujawniają to, czego nie są w stanie świadomie sobie przypomnieć.

Powyższe trzy zagadnienia odzwierciedlają zmianę w zainteresowaniach psychologii pamięci. Badania nad związkami pomiędzy różnymi jawnymi wskaźnikami pamięci cieszyły się szczególną popularnością w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych bieżącego stulecia. Badania nad interakcją pomiędzy uczeniem się i pomiarem efektów zajmowały psychologów w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych. Badania nad pamięcią implicite stanowily przedmiot zainteresowania w latach osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych. Gdy osiągano pewien poziom zrozumienia danego problemu, uwaga badaczy kierowała się na następne zagadnienia.

Osiągnięcia pamięciowe zależą od rodzaju stosowanego pomiaru oraz związku pomiędzy nim i warunkami uczenia się.

Związki pomiędzy różnymi jawnymi wskaźnikami pamięci

Istnieje wiele dowodów na to, że informacja może być przechowywana w pamięci długotrwałej i okazywać się niedostępna w określonych okolicznościach. Jak już wskazałem, najbardziej typową demonstrację tego zjawiska stanowi porównanie efektów odtwarzania i rozpoznawania. Na ogół ludzie uzyskują lepsze efekty przy rozpoznawaniu (omówimy jednak również sytuacje, gdy zależność ta ulega odwróceniu). Rozważmy to, odwołując się do pytania z testu historycznego. Uczeń, który nie jest w stanie przypomnieć sobie, kto był prezydentem Stanów Zjednoczonych po Wilsonie, może rozpoznać, że był to Harding. To, ile jesteśmy w stanie przypomnieć sobie, jest częściowo funkcją warunków, w których musimy wydobyć informację z pamięci.

W rozdziale 7. wyjaśniłem, dlaczego pamięć rozpoznawcza może być lepsza od odtwórczej. Równanie asocjacji zakłada, że aktywizacja zapisu pamięciowego wzrasta wraz z liczbą powiązanych wskazówek ze środowiska. Zatem pytanie o odtworzenie, takie jak: "Kto był prezydentem po Wilsonie?" dostarcza jednej wskazówki - Wilson. Pytanie o rozpoznanie, na przyklad: "Czy Harding był prezydentem po Wilsonie?", dostarcza dwóch odpowiednich wskazówek, Harding i Wilson. Dzięki dwóm wskazówkom zapis pamięciowy jest bardziej zaktywizowany i bardziej prawdopodobne jest jego odtworzenie'.

To, jak dalece jesteśmy w stanie coś sobie przypomnieć, zależy częściowo od tego, w jakim stopniu potracimy odtworzyć wskazówki, z którymi dane wspomnienie jest powiązane. Eksperyment przeprowadzony przez Tulvinga i Psotkę (1971) pokazuje, że to, co mogłoby wydawać się niepowodzeniem w odtwarzaniu, może być w rzeczywistości brakiem dostępu do odpowiednich wskazówek. Badanym prezentowano do sześciu list po 24 słowa. Każda lista składała się z czterech elementów z każdej z sześciu kategorii, na przykład pies, kot, koń, krowa z kategorii ssaki. Po prezentacji wszystkich list sprawdzano pamiętanie pierwszej listy w dwóch warunkach:

1. Swobodne odtwarzanie. Badani mieli odtworzyć słowa z listy w dowolnej kolejności.

2. Odtwarzanie kierowane. Badanym pokazywano sześć nazw kategorii i proszono ich o odtworzenie słów w dowolnej kolejności.

Rysunek 8.1 ukazuje liczbę poprawnie odtworzonych słów z listy 1 jako funkcję liczby list, których badani uczyli się po niej. W swobodnym od

Rysunek 8.1. Liczba odtworzonych słów jako funkcja liczby list podlegających zapamiętywaniu później (Tulving i Psotka, ł971)

Słowo prezydent również mogłoby być uważane za wskazówkę i wówczas porównanie dotyczyłoby z jednej strony dwóch, a z drugiej - trzech wskazówek.

twarzaniu widać standardowy efekt interferencji retroaktywnej, gdyż poziom odtworzeń obniża się jako funkcja liczby list, które podlegały uczeniu się po pierwszej liście. Gdy badanym podawano nazwy kategorii jako wskazówki, zapominanie było niewielkie. Tulving i Psotka sformułowali wniosek, że zapominanie to w dużej mierze utrata dostępu do wskazówek pomocnych w wydobywaniu takich kategorii, jak nazwy.

Liczne niepowodzenia pamięciowe można przypisać utracie dostępu do wlaściwych wskazówek pomocnych przy wydobywaniu.

Rozpoznawanie a odtwarzanie list słów

Psychologowie eksperymental:łi przeprowadzili bardzo liczne badania nad związkami pomiędzy rozpoznawaniem i odtwarzaniem. Przegląd tych badań daje możliwość sprawdzenia, czy róźnica pomiędzy tymi dwoma wskaźnikami pamięci polega tylko na tym, że rozpoznawanie dostarcza więcej wskazówek dla wydobywania. Wiele z tych badań dążyło do poznania prawidłowości w odniesieniu do pamięci list słów. W typowym eksperymencie badanym prezentuje się na przykład listę 30 słów, w tempie jedno słowo co 2 sekundy, a następnie prosi się ich o odtworzenie jak największej liczby spośród tych słów w dowolnej kolejności (swobodne odtwarzanie) lub rozpoznanie tych 30 słów, pomieszanych z 30 innymi. Tego rodzaju eksperymenty często pokazują, że badani prawie doskonale potrafią rozpoznać 30 słów, ale odtworzyć mniej niż 10.

Zagadnienie różnic pomiędzy odtwarzaniem i rozpoznawaniem jest o wiele szersze niż kwestia tego, jak ludzie odtwarzają i rozpoznają takie listy słów. Można poddawać testom rozpoznawania czy odtwarzania o wiele bardziej złożone materiały. Wie o tym każdy student na podstawie własnych doświadczeń egzaminacyjnych. Niemniej uczenie się list słów było przedmiotem licznych badań i skoncentruję się na tym paradygmacie.

Jak zaznaczyłem w poprzednim rozdziale, wydaje się, że badani uczą się asocjacji pomiędzy elementami, które mają zapamiętać, i kontekstem eksperymentalnym, zawierającym informacje o środowisku zewnętrznym i o stanie wewnętrznym. Uczenie się list może być postrzegane jako uczenie się par skojarzeń, w którym badani tworzą asocjacje pomiędzy słowami i jakąś reprezentację kontekstu eksperymentalnego. Ta reprezentacja listy jest czasami nazywana kontekstem listy. Rysunek 8.2 pokazuje reprezentację zapisu pamięciowego, który mógłby powstać w takiej sytuacji. Oddzielny zapis koduje wygląd każdego słowa w kontekście listy. Kontekst listy jest wiązany z tymi wszystkimi zapisami. Każde słowo jest również powiązane z zapisem kodującym to, że pojawia się ono w kontekście listy.

Rysunek 8.2. Zapisy pamięciowe kodujące niektóre słowa z listy i ich powiązania z kontekstem listy

W teście odtwarzania badanych informuje się, jaką listę mają odtworzyć, i muszą oni odtworzyć słowa, które się na niej znajdowały. Zatem podaje się im kontekst listy jako wskazówkę i muszą oni wydobyć słowa widziane w tym kontekście. Ponieważ kontekst listy jest powiązany ze wszystkimi zapisami, jest to paradygmat masowej interferencji; nic dziwnego, że osiągnięcia w teście odtwarzania są na ogół słabe.

Natomiast w teście rozpoznawania badanym daje się dwie wskazówki - kontekst listy oraz słowo, które ma być rozpoznane. Słowo jest o wiele lepszą wskazówką niż kontekst listy, gdyż nie ma interferencji eksperymentalnej obejmującej to słowo. Można więc wyciągnąć z tego wniosek, że wyniki rozpoznawania są wyższe.

Anderson i Bower (1974) przeprowadzili eksperyment, w którym badani uczyli się szeregu list słów, przy czym niektóre słowa pojawiały się na kilku listach. Okazało się wówczas, że pamięć rozpoznawcza, dotycząca tego, czy dane słowo było na określonej liście, ulegała pogorszeniu. Rysunek 8.3 pokazuje, jak osiągnięcia pamięciowe, mierzone za pomocą wskaźnika d-prim (d')Z, obniżają się wraz ze wzrostem liczby dodatkowych list, czego można było się spodziewać na podstawie przeprowadzonej analizy asocjacyjnej. Występuje odmienny element kontekstu listy dla każdej listy. Zatem zachodzą nie tylko liczne asocjacje z kontekstem listy, jak to pokazuje rysunek 8.2, ale i liczne asocjacje ze słowami. Gdy słowo pojawia się w większej liczbie

z W dalszej części tego rozdziału omówiam wskaźnik d', który uważa się za najlepszy wskaźnik pamięci rozpoznawczej.

Związki pomiędzy różnymi jawnymi wskaźnikami pamięci 31

Rysunek s.3. Pamięć rozpoZnaw- : 31. oficer - PORUCZNIK jest oficerem w... och... nie wypełnia obocza słów jako funkcja liczby do- ' WląZIcÓW

datkowych list, na których słowa

te występowały (Anderson i Bo- '' 32. niszczyciel - PORUCZNIK jest OFICEREM, NISZCZYCIEwer, 1974) LEM, NAJEMNIKIEM... PORUCZNIK jest zbyt... jest NISZCZYCIELEM.

37. bokobrody - BOKOBRODY, PORUCZNIK ma BOKOBRODY, DYGNITARZ ma brodę.

3

Badana tworzyła zestaw asocjacji pomiędzy słowami. Następnie, w chwili odtwarzania, używała asocjacji pomiędzy słowami jako pomocy przy przypominaniu:

list, nabywa ono więcej asocjacji z innymi kontekstami listy, które interferują ze sobą.

W pamięci list test rozpoznawania zaklada wydobywanie zarówno na podstawie slowa, jak i kontekstu listy, natomiast swobodne odtwarzanie zaklada wydobywanie tylko z kontekstu listy.

Strategie wydobywania i swobodne odtwarzanie

W sytuacji swobodnego odtwarzania liczni badani podejmują specjalne działania, aby pomóc sobie w zapamiętaniu słów, na przykład tworzą specjalne powiązania pomiędzy słowami. Pewna badana (J.R. Andersom 1972), przy drugim uczeniu się listy słów, wymyśliła historyjkę, aby powiązać te słowa (liczba podana obok każdego słowa wskazuje, gdzie występowało ono na liście 40 słów; słowa podane wielkimi literami są tymi, które badana miała zapamiętać):

1. garnizon - GARNIZON, PORUCZNIK, DYGNITARZ.

3. sęp - SĘP... ptak, był OBECNY ptak... SĘP, ptak... GARNIZON.

13. porucznik - PORUCZNIK jest w GARNIZONIE... i jest atakowany przez SĘPA, który wleciał przez okno.

21. skorpion - SKORPION, zapamiętać SĘPA ze SKORPIONEM, GARNIZON jest pełen dziwnych zwierząt.

28. najemnik - PORUCZNIK był NAJEMNIKIEM, w porządku.

PORUCZNIK...po-rucz-nik... jest NAJEMNIKIEM z BOKOBRODAML.. NISZCZYCIEL... OFICER... który jest w garnizonie... i jest atakowany przez SĘPY i SKORPIONY... i ...

W miarę wypowiadania każdego ze słów napisanych wielkimi literami badana zapisywała je jako element odtworzenia. Badani często używają skojarzeń pomiędzy słowami, aby uniknąć sytuacji, w której jedyną wskazówką dla odtwarzania jest kontekst listy. Gdy wydobędą jedno słowo, mogą zastosować je jako wskazówkę dla odtwarzania powiązanych słów, tych z kolei jako wskazówki dla odtwarzania następnych powiązanych słów i tak dalej.

Wiele elementów zachowania badanych w eksperymencie obejmującym swobodne odtwarzanie może być rozumiane w terminach prób zdobycia dodatkowych wskazówek dla odtwarzania. Badana, której wypowiedzi zamieszczono powyżej, spontanicznie stosowała strategię układania historyjki, aby pomóc sobie w wydobywaniu słów. Bower i Clark (1969) przeprowadzili eksperyment, który dotyczył bezpośrednio wpływu układania historyjek na pamiętanie list słów. Powiedzieli badanym, aby zapamiętali listy 10 nie powiązanych słów, układając historyjki zawierające te słowa. Jeden z badanych ułożył następującą historyjkę:

DRWAL WYSKOCZYŁ z lasu, PRZEŚLIZGNĄŁ się wokół PŁOTU obok KOLONII KACZEK. Potknął się na MEBLACH, rozdarł swoje POŃCZOCHY, gdy spieszył się do PODUSZKI, na której leżała jego KOCHANKA.

Grupa kontrolna przez taki sam czas po prostu uczyła się tych słów. Badani z obu grup uczyli się 12 list po 10 słów. Pod koniec eksperymentu zostali poproszeni o odtworzenie wszystkich 120 słów. Grupa eksperymentalna odtworzyła 94 procent słów, kontrolna natomiast tylko 14 procent. Ta bardzo wysoka różnica stanowi dowód znaczenia strategii wydobywania jako wskazówek pamięciowych w swobodnym odtwarzaniu.

Układanie historyjek to tylko jeden z licznych sposobów, w jakie można usprawnić pamięć w eksperymencie polegającym na swobodnym odtwarza

o,s

0 1 2 3 4 Liczba dodatkowych list

mu. Inna metoda polega na organizowaniu słów, aby ułatwić powstanie pomiędzy nimi asocjacji. Przyjrzyjmy się następującej liście: pies, kot, mysz, krzeslo, kanapa, stól, mleko, jajka, mado. Lista jest zorganizowana w kategorie - trzy zwierzęta, trzy meble i trzy pokarmy. Jeżeli badani dostrzegą taką organizację kategorialną, skorzystają z niej, aby poprawić odtwarzanie. Mogą oni odtworzyć o wiele więcej słów, gdy lista jest, w sposób widoczny, zorganizowana w kategorie, jak w podanym przykładzie, niż gdy te same słowa są rozrzucone przypadkowo na liście (Dallett, 1964). Jeżeli badani przypomną sobie jedno słowo z jakiejś kategorii, łatwiej im przypomnieć sobie pozostałe, a następnie zająć się następną kategorią. Pamiętanie jest jeszcze lepsze, jeżeli w trakcie sprawdzianu podaje się im nazwy kategorii, n~ przykład zwierzęta i pokarmy (Tulving i Osler, 1968; Tulving i Pearlstone, 1966). Chociaż te słowa nie pojawiają się na liście, badani mogą używać ich do organizowania odtwarzania poprzez generowanie różnych elementów danej kategorii, a następnie próbę rozpoznania, które spośród nich widzieli na liście.

Jedna z teorii na temat tego, jak badani odtwarzają elementy w sytuacji '' swobodnego odtwarzania, zakłada, że mają oni jakąś strategię generowania słów, które mogły być na liście. Mogą oni rozpatrywać słowa, które przy- ; chodzą im na myśl, przypominać sobie historyjki, które z nimi ułożyli, myśleć o kategoriach, które zauważyli. Za każdym razem, gdy myślą o jakimś słowie, dokonują oceny rozpoznawczej, aby stwierdzić, czy jest to słowo, którego uczyli się. Odtwarzają słowo, jeżeli potrafią je rozpoznać. Ta teoria odtwarzania jest nazywana teorią generowania-rozpoznawania (Anderson i Bower, 1972; Kintsch, 1970b), gdyż zakłada, że badani najpierw generują słowa, a następnie próbują rozpoznać je.

Teoria generowania-rozpoznawanża w swobodnym odtwarzanżu zaklada, że badani stosują różne strategie dla generowania stów, a następnie próbują rozpoznać slowa, które wygenerowali.

Mnemoniczne strategie odtwarzania

Życie codzienne dostarcza sytuacji analogicznych do sytuacji swobodnego odtwarzania. Możemy chcieć zamieścić szereg stwierdzeń w przemówieniu, które powinno być przedstawione bez notatek, lub zapamiętać listę zakupów bez zapisywania jej. Często oczekuje się od kelnerów, aby przyjmowali zamówienia bez notowania ich. Można w dużym stopniu usprawnić pamięć w takich sytuacjach dzięki zastosowaniu metody dostarczającej systematycznych wskazówek dla informacji, która ma być zapamiętana. Istnieje wiele strategii mnemonicznych. W poniższym paragrafie opiszę dwie spośród najlepiej znanych - metodę słowa haka i metodę loci oraz pokażę,

jak można rozumieć ich skuteczność w terminach teorii generowania-rozpoznawania.

Metoda slowa haka. Metoda ta polega na nauczeniu się serii asocjacji pomiędzy liczbami i słowami, jak w poniższym zestawie:

Jeden to Wiedeń Dwa to gra Trzy to lwy Cztery to kamery Pięć to zięć Sześć to teśc Siedem to pledem Osiem to Antosiem Dziewięć to rtęć Dziesięć to jesień*

Przypuśćmy, że chcesz zapamiętać następującą listę rzeczy do kupienia: mleko, parówki, karma dla psa, pomidory, banany i chleb. Weźmiesz pierwszy element i spróbujesz powiązać go z elementem odpowiadającym jedynce - Wiedeń. Może wyobrazisz sobie Wiedeń zalewany przez padające z nieba mleko. Podobnie stworzysz wyobrażenie dla pozostałych elementów: parówki leżące na planszy do gry, karmę dla psa porywaną przez lwy, pomidory udające fragment kamery, banany zwisające z uszu zięcia i chleb zamiast kapelusza na głowie teścia. Te wyobrażenia są dziwaczne, ale jak wspomniałem w rozdziale 6., tego rodzaju obrazy są skuteczne dla tworzenia asocjacji pomiędzy elementami. Gdy będziesz chciał odtworzyć listę, odszukasz słowo odpowiadające jedynce, Wiedeń, i odnajdziesz powiązany z nim element, mleko, a następnie postąpisz tak samo z wszystkimi pozostałymi slowami z listy. Słowa haki mogą być wielokrotnie używane do uczenia się nowych list (Bower i Reitman, 1972).

Powyższa technika jest bardzo skuteczna i zapewnia osobie zapamiętującej prawie doskonałe pamiętanie elementów, które mają być przyswojone. Technika wykorzystuje dwie rzeczy. Po pierwsze, zapamiętanie zawczasu sekwencji elementów, jak Wiedeń, gra, lwy, pozwala przechodzić przez materiał w sposób uporządkowany, co ułatwia przypominanie poszczególnych elementów. Po drugie, konkretne słowa haki dostarczają doskonałych wskazówek dla pamięci, gdy są połączone z uczeniem się wykorzystującym wyob

* Zestaw "polskich haków" za: Doskonal swojd pamięć. Bielsko-Biała Wydawnictwo Debit 1996. W oryginale podano najbardziej znaną angielską wersję słów haków: One is a bun. Two is a shoe. Three is a tree. Four is a door. Five is a hive. Six is sticks. Seven is heaven. Eight is a gale. Nine is wine. Ten is a hen (przyp. tłum.).

Rozdział 8. Wydobywanie z pamięci

rażenia. Obydwie przynoszą korzyści poprzez pomaganie jednostce w generowaniu elementów dla rozpoznawania.

Metoda loci. Inna klasyczna technika mnemoniczna, metoda loci, jest również efektywna dzięki promowaniu dobrej organizacji w sytuacjach odtwarzania. Metoda ta polega na stosowaniu znanej z życia codziennego trasy i wiązaniu zapamiętywanych elementów z określonymi lokalizacjami na tej trasie. Na przykład możesz znać trasę biegnącą od stacji benzynowej przez posterunek policji, sklep, kino i restaurację na plażę. Przypuśćmy, że chcesz użyć tej trasy, aby zapamiętać tę samą listę 6 elementów: mleko, parówki, karma dla psa, pomidory, banany i chleb. W wyobraźni przejdziesz tą trasą, tworząc wyobrażenia wzrokowe wiążące lokalizacje i elementy do zapamiętania. Możesz więc wyobrazić sobie pracownika stacji benzynowej nalewającego z dystrybutora mleko, policjanta palącego na posterunku parówkę zamiast papierosa, manekina na wystawie sklepu trzymającego karmę dla psa, plakat na kinie reklamujący Atak śmiertelnych pomidorów, spis potraw z restauracji napisany na bananie i bochenki chleba spychane przez fale na brzeg plaży. Aby kiedyś przypomnieć sobie te elementy, przejdziesz w myślach tę trasę, ożywiając obrazy powiązane z każdą lokalizacją. Tak samo, jak metoda słowa haka, metoda loci okazała się skutecznym sposobem uczenia się licznych list (Christen i Bjork, 1976; Ross i Lawrence, 1968).

Obydwie metody łączą te same dwie prawidłowości, pozwalając na osiąganie dobrego odtwarzania. Rozpoczynają od ustalonej sekwencji elementów, znanej uprzednio osobie zapamiętującej. Następnie wykorzystują ożywione wyobrażenia wzrokowe, aby zapewnić nowym elementom asocjacje z wcześniej zapamiętaną sekwencją. Skuteczność metod może być wyjaśniona w terminach teorii generowania-rozpoznawania. Ich celem jest zagwarantowanie sukcesu w trudnej fazie generowania. Zakłada się, że gdy elementy zostaną wygenerowane, możliwe będzie ich rozpoznanie. Kolejny paragraf rozpatruje sytuacje (odmienne od sytuacji stworzonych przez omówione techniki mnemoniczne), w których to założenie okazuje się nietrafne.

Metoda slowa haka i metoda loci ulatwiajd przypominanie poprzez udzielenie pomocy w generowaniu kandydatów do rozpoznawania.

Ocena teorii generowania-rozpoznawania

Liczne dane empiryczne sugerują, że w wielu sytuacjach badani starają się odtworzyć materiał poprzez generowanie potencjalnych elementów i sprawdzanie, czy są w stanie je rozpoznać. Jak w podanym wcześniej przykładzie, można niekiedy zaobserwować takie działania. Manipulacje, które

Związki pomiędzy różnymi jawnymi wskaźnikami pamięci 3~ 1

wpływają na organizację list (jak układanie historyjek, kategoryzowanie czy strategie mnemoniczne) mają silniejszy wpływ na odtwarzanie niż na rozpoznawanie (Kintsch, 1970b; Mandler, 1967). Taki efekt wydaje się zrozumiały, gdyż organizacja powinna pomagać w generowaniu elementów dla rozpoznawania, lecz w niewielkim stopniu ułatwia samo rozpoznawanie słów. Badani poinformowani, że będą sprawdzane ich osiągnięcia pamięciowe, uzyskują wyższe wyniki w swobodnym odtwarzaniu niż ci, którzy uczą się w sposób nie zamierzony. Taki efekt w rozpoznawaniu nie występuje (Eagle i Leiter, 1964). Jest to zrozumiałe, ponieważ badani zapamiętujący w sposób zamierzony posługują się odpowiednimi strategiami organizowania.

Wydaje się, że teoria generowania-rozpoznawania zakłada, iż pamięć rozpoznawcza będzie zawsze lepsza niż pamięć odtwórcza, gdyż odtwarzanie obejmuje zarówno generowanie słów, jak i ich rozpoznawanie. Powyższe założenie zostało poddane krytycznej ocenie w serii eksperymentów przeprowadzonych przez Tulvinga i Thompsona (1973) oraz Watkinsa i Tulvińga (1975). Badani uczyli się par słów, jak pociąg-czarny, i byli informowani, że sprawdzane będzie pamiętanie drugiego słowa (np. czarny). Dobierane do badania pary były słabo powiązane, tzn. ludzie rzadko generują czarny jako skojarzenie do słowa pociąg w teście wolnych skojarzeń.

Zastosowano dwa rodzaje sprawdzianu pamięciowego:

Odtwarzanie. Badanym prezentowano wskazówki, takie jak pociąg, i proszono ich o odtworzenie właściwych słów, tu: czarny. Zauważmy, że nie jest to swobodne odtwarzanie, dla którego sformułowano teorię generowaniaodtwarzania; te warunki dają korzystniejsze wskazówki dla odtwarzania (w tym przypadku słowa pociąg) niż typowe swobodne odtwarzanie, w którym badany ma jedynie kontekst listy.

Rozpoznawanie. Badanym prezentowano słowo silnie skojarzone z właściwym słowem, na przykład biały (ludzie często generują czarny jako skojarzenie bialego) i proszono ich o podanie czterech swobodnych skojarzeń do tego słowa. Na ogół jednym z tych skojarzeń było właściwe słowo - czarny. Badanych proszono 0 ocenę, czy któreś z wygenerowanych słów było słowem z listy. Tak więc badani byli stawiani w sytuacji, w której występowało wysokie prawdopodobieństwo wygenerowania danego słowa, i jedyną trudnością powinno być rozpoznanie go.

Rezultaty tego rodzaju eksperymentu mogą być sklasyfikowane z uwagi na to, czy jakieś słowo zostało odtworzone i, niezależnie od odtworzenia, czy może być ono rozpoznane. Tabela 8.1 pokazuje wybrane wyniki badania przeprowadzonego przez Tulvinga i Wisemana (1975) sklasyfikowane zgodnie ~ tymi czynnikami. Tabela pokazuje proporcję słów w każdej z czterech sytuacji uzyskanych przez skrzyżowanie tych czynników. Dwa wyniki uzyskane w tym paradygmacie stanowią poważne wyzwanie dla teorii generowa

orana (1975)

Rozpoznane Nie rozpoznane Suma Odtworzone 0,30 0,30 0,60

Nie odtworzone 0,10 0,30 0,40 Suma 0,40 0,60 1,00

nia-rozpoznawania. Jeden z nich dowodzi, że osiągnięcia pamięciowe są czasami większe w odtwarzaniu niż rozpoznawaniu. Tabela 8.1 pokazuje, że badani ujawniają wyższe prawdopodobieństwo odtworzenia czarny przy słowie pociąg (60 procent) niż rozpoznania czarny (40 procent), gdy generują je jako skojarzenie z bialy. Ten wynik jest zaskakujący, gdyż wydaje się być sprzeczny z powszechnym przekonaniem, iż rozpoznawanie jest łatwiejsze od odtwarzania.

Drugi wynik wymaga porównania warunkowego prawdopodobieństwa rozpoznania słowa, zakładając, że jest ono odtwarzane, z bezwarunkowym prawdopodobieństwem rozpoznania tego słowa. Można obliczyć bezwarunkowe prawdopodobieństwo rozpoznania, dzieląc liczbę słów rozpoznanych przez liczbę słów podlegających sprawdzeniu. W tabeli 8.1 prawdopodobieństwo bezwarunkowe wynosi 40 procent. Prawdopodobieństwo warunkowe to liczba słów odtworzonych i rozpoznanych podzielona przez całkowitą liczbę odtworzonych słów. Można oczekiwać, że prawdopodobieństwo warunkowe będzie o wiele wyższe niż bezwarunkowe i bliskie 1,0, jeśli przyjmie się pogląd, że każde słowo, które może być odtworzone, powinno pomyślnie przejść łatwiejszy test rozpoznawania. Okazuje się, źe prawdopodobieństwo warunkowe jest niewiele wyższe od bezwarunkowego. W tabeli 8.ł wynosi 30/60 = 50 procent, co jest tylko trochę więcej niż 40 procent prawdopodobieństwa bezwarunkowego. Liczne słowa mogą być odtworzone, ale nie rozpoznane, gdy są generowane w teście wolnych skojarzeń. Niepowodzenie w rozpoznaniu słów, które mogą być odtworzone, jest określane jako niepowodzenie rozpoznawania. Chociaż omawiane wyniki nie odnoszą się bezpośrednio do tego, co dzieje się w swobodnym odtwarzaniu, każą zastanowić się nad poglądem, że rozpoznawanie jest łatwiejsze od odtwarzania - co jest jednym z podstawowych założeń teorii generowania-rozpoznawania w swobodnym odtwarzaniu.

Po dokładnej analizie okazuje się jednak, że obydwa wyniki są o wiele mniej zaskakujące, niż wydawało się na pierwszy rzut oka. Przyjrzyjmy się wskazówkom udostępnianym badanym w obu przypadkach. Przy odtwarzaniu wskazówką było słowo pociąg; przy rozpoznawaniu słowo czarny. W każdym przypadku była tylko jedna wskazówka. Tam, gdzie rozpoznawanie

okazywało się lepsze od odtwarzania, warunki rozpoznawania dostarczały większej liczby wskazówek pamięciowych. Biorąc pod uwagę, że badanych uprzedzano, iż mają zapamiętać słowo czarny, i to słowo pokazywano im w warunkach rozpoznawania, może wydawać się, że czarny jest lepszą wskazówką niż pociąg. Jednak można wyobrazić sobie, że pociąg jest lepszą wskazówką dla zapisu pamięciowego niż czarny. Te słowa nie zostały wybrane przypadkowo - wybrano słowo pociąg, gdyż miało ono niskie, ale nie zerowe prawdopodobieństwo wywołania słowa czarny w teście wolnych skojarzeń, a nie vice versa. Badanym mówiono ponadto, że mają uczyć się słów tak, aby potrafili odtworzyć czarny, gdy zaprezentuje się im pociąg. Rabinowitz, Mandler i Barsalou (1977) dokonali odwrócenia typowego eksperymentu. Przyjrzeli się związkom pomiędzy rozpoznawaniem słowa czarny (jak uprzednio) i odtwarzaniu słowa pociąg, gdy podaje się słowo czarny (odwrócenie). Okazało się, że odtwarzanie jest o wiele gorsze w odwrotnym kierunku (czarny jako bodziec dla pocicigu), co potwierdza, iż właściwe słowa (czarny) są gorszymi wskazówkami pamięciowymi niż słowa wskazówki (pociąg). Co więcej, niepowodzenie rozpoznawania było o wiele niższe, gdy było warunkowane na odtwarzaniu w odwrotnym kierunku. Inaczej mówiąc, prawdopodobieństwo, że badany rozpozna czarny w teście rozpoznawania pod warunkiem odtworzenia słowa pociąg, było wysokie. Tulvingowi i jego współpracownikom udało się doprowadzić do sytuacji, w której odtwarzanie było wyższe od rozpoznawania, gdyż test odtwarzania dawał lepsze wskazówki pamięciowe niż test rozpoznawania.

Testy odtwarzania mogą dawać wyższe osiągnięcia pamięciowe niż testy rozpoznawania, gdy dostarczają lepszych wskazówek dla wydobywania informacji z pamięci.

Pomiar pamięci rozpoznawczej: model progu

Powyższa dyskusja nad pamięcią rozpoznawczą nie uwzględniała tego, jak można rozumieć i dokonywać pomiaru pamięci rozpoznawczej. Przypuśćmy, iż badany rozpoznaje wszystkie 30 słów z listy. Może wydawać się, że ma dobrą pamięć rozpoznawczą, ale jeśli rozpoznaje on również 30 dystraktorów? W takiej sytuacji bez wątpienia badany zgaduje i nie można uznać, że ma dobrą pamięć rozpoznawczą. Oczywiście, na ogół badani nie zachowują się w taki sposób. Typowy badany może rozpoznać 25 spośród słów, których uczył się, i nie rozpoznać 5. Może także wskazać na 5 dystraktorów jako na widziane uprzednio słowa oraz odrzucić pozostałe 25 dystraktorów. Taka błędna akceptacja jest często nazywana fałszywym alarmem. Jak psychologowie mogą dokonać oceny pamięci badanego? Potrzebują sposobu na połączenie prawdopodobieństwa akceptacji bodźca - P (TAK/Bodziec) = 25/30 = 5/6 - i prawdopodobieństwa akceptacji dys

t...

traktora - P(TAK/Dystraktor) = 5/30 = 1/6 - aby uzyskać jeden wskaźnik pamięci rozpoznawczej.

Jeden z modeli pomiaru pamięci rozpoznawczej, model progu (Murdock, 1974) uznaje, że błędne akceptacje dokonane przez badanych odzwierciedlają zgadywanie. W powyższym przykładzie, z 5 błędnymi akceptacjami, badany zgaduje przez 1 /6 czasu. Model progu zakłada, że badany mówi, iż jakiś element jest właściwym bodźcem, jeżeli jest rzeczywiście rozpoznawany lub jeżeli nie jest rozpoznawany i badany zgaduje. Zatem jeżeli p jest prawdopodobieństwem rzeczywistego rozpoznania elementu i g prawdopodobieństwem zgadywania, prawdopodobieństwo powiedzenia "tak" wynosi

P(TAK/Bodziec) = p + (1 - p)g

Niewielkie przekształcenie algebraiczne ujawnia następującą poprawkę na zgadywanie, aby uzyskać prawdziwe prawdopodobieństwo:

_ P(TAK/Bodziec) - P(TAK/Dystraktor) p 1 - P(TAK/Dystraktor)

gdy podstawimy P (TAK/Dystraktor) zamiast g. W tym przykładzie, gdzie P(TAK/Bodziec) = 5/6 i P(TAK/Dystraktor) = 1/6, rzeczywiste prawdopodobieństwo, p, rozpoznania bodźca może być oszacowane na p = 0,8.

Przy pomiarze pamięci rozpoznawczej jest konieczne uwzględnienie poprawki na tendencję badanego do falszywych alarmów przy elementach, które nie podlegaly uczeniu się.

Teoria detekcji sygnału

Psychologowie zaproponowali bardziej złożony i bardziej użyteczny sposób dokonywania pomiaru pamięci rozpoznawczej niż tylko wprowadzanie poprawki na zgadywanie. Sposób ten pozwala na głębsze zrozumienie tego, co dzieje się, gdy badany dokonuje fałszywego alarmu. Czasami fałszywy alarm odzwierciedla zgadywanie ze strony badanego (jak zakłada to analiza podana w poprzednim paragrafie), ale czasami stanowi odbicie silnego przekonania. Na przykład badanych można poprosić o przypisanie stopnia pewności swoim rozpoznaniom na skali od 1 do 7, gdzie 1 oznacza zgadywanie, a 7 wysoki stopień pewności. Badani wskazują, że niektóre ich fałszywe alarmy (oraz poprawne rozpoznania) stanowią zgadywanie, ale przypisują wysoki stopień pewności innym. Wielokrotnie zdarzyło mi się dyskutować z badanymi, którzy twierdzili, że myliłem się, gdy mówiłem im, że jakieś słowo nie pojawiło się na liście.

Jak to się dzieje, że badany wmówi sobie, iż jakieś słowo występowało na liście? Ważne jest przyjrzenie się eksperymentowi nad rozpoznawaniem

-i-. i. _ ~ .. ., ..

z punktu widzenia badanego. Dystraktor pojawiał się w wielu kontekstach i badanemu może pomylić się inny kontekst z danym kontekstem listy. Anderson i Bower (1974; patrz rysunek 8.3) prezentowali słowa na licznych listach. Badani często sądzili, że jakieś słowo pojawiało się na właściwej liście, gdy występowało na poprzedniej, co jest zgodne z poglądem, iż badani czasami mają kłopoty z określeniem kontekstu listy. Stwierdzają, że uczyli się jakiegoś słowa, jeźeli pojawiło się ono w kontekście podobnym do kontekstu uczenia się.

Badacze zasugerowali, że mogą wystąpić inne podstawy podejmowania decyzji na temat tego, czy jakieś słowo pojawiło się na właściwej liście. Jak napisałem wcześniej, powszechnie uważa się, że badani odwołują się do ogólnego poczucia znajomości danego słowa; słowo, które pojawiło się na sąsiedniej liście, może wydawać się szczególnie znajome i badani mogą wywnioskować, że już je widzieli. Słowa z listy mogą wydawać się znajome także z innych powodów i stąd być źródłem fałszywych alarmów.

Prawdopodobnie poza podobieństwem kontekstu i poczuciem znajomości również inne czynniki wpływają na dokonywane oceny rozpoznawania. Te możliwe podstawy rozpoznania sprawiają, iż jakieś słowo może być uznane za wskazujące, że było na liście. Na ogół słowo, które znajduje się na liście, silniej dowodzi, że tam było, niż słowo, którego na liście nie było, ale czasami sytuacja ulega odwróceniu.

Zaproponowano metodologię zwaną teorią detekcji sygnału dla modelowania tego, jak badani podejmują decyzje, gdy muszą dokonać rozróżnienia pomiędzy dwoma tego rodzaju bodźcami. W przypadku pamięci roz

Kryterium

1 d'

Dystraktory Właściwe elementy

Prawidłowe Prawidiowe odrzucenia rozpoznania ·U

Rysunek 8.4. Rozkład dowodów na rzecz właściwych elementów i dystraktorów w eksperymencie nad rozpoznawaniem

poznawczej zakłada się, że występuje rozkład pewności przynależności do listy dla słów, które są na liście, i inny rozkład przynależności do listy dla dystraktorów. Rysunek 8.4 ukazuje te dwa rozkłady jako rozkłady normalne, jakimi na ogół są. Odzwierciedlają one prawdopodobieństwo, że jakieś konkretne słowo ma określony poziom pewności. Większość słów bodźców ma wyższy poziom niź większość słów dystraktorów, ale zachodzi też nakładanie się rozkładów i niektóre dystraktory mają wyższy poziom pewności niż niektóre bodźce.

Badani wybierają jakieś kryterium oceny pewności, takie, że jeżeli słowo jest powyżej tego kryterium, akceptują je, a jeżeli poniżej - odrzucają. Bodźce powyżej punktu kryterialnego odpowiadają słowom poprawnie rozpoznanym. Dystraktory powyżej punktu kryterialnego odpowiadają fałszywym alarmom. Proporcje tych dwóch typów słów mogą być zastosowane do oszacowania, do jakiego stopnia oddalone są oba rozkłady, w terminach odległości od środka rozkładu bodźców do środka rozkładu dystraktorów. Ta odległość jest mierzona w terminach odchylenia standardowego i często określana jako wskaźnik d'3.

Teoria detekcji sygnału nie jest modelem ezoterycznym, który odnosi się wyłącznie do tego, czy jakieś słowo było widziane na liście w trakcie eksperymentu nad pamięcią. Tego rodzaju oceny występują stale przy podejmowaniu decyzji pamięciowych. Gdy zastanawiamy się, czy widzieliśmy już kogoś wcześniej, oceniamy pewne poczucie znajomości twarzy danej osoby i staramy się podjąć decyzję, czy jest to rodzaj znajomości, który powiążemy z widzianą wcześniej twarzą, czy też odzwierciedla ona znajomość związaną z nową twarzą. Gdy próbujemy przypomnieć sobie, czy byliśmy w jakimś konkretnym miejscu, oceniamy, jak dalece podobne jest to miejsce do innych miejsc, w których byliśmy. Teoria detekcji sygnału dostarcza pożytecznego sposobu modelowania takich decyzji. Była ona również stosowana do opisu ocen sensorycznych, jak w przypadku słyszenia cichego tonu, do którego to celu została pierwotnie opracowana.

Ta analiza pamięci rozpoznawczej wskazuje, że osiągnięcia w teście rozpoznawania są funkcją tego, jak trudno jest odróżnić dystraktory od właściwych bodźców. Prawdopodobnie, gdyby bodźcami były słowa, a dystraktorami liczby, badani wykazywaliby bardzo dobrą pamięć rozpoznawczą. W takim przypadku oba rozkłady byłyby bardzo od siebie oddalone. Gdyby dystraktory były bardzo podobne, pamięć rozpoznawcza okazałaby się słaba. Na przykład badani uzyskują niskie wyniki w testach rozpoznawania, w których dystraktory są podobne pod względem semantycznym do bodźców (Underwood i Freund, 1968).

3 Massaro (1989) stanowi dobre źródlo danych na temat tego, jak obliczać te wielkości.

Teoria detekcji sygnalu mierzy pamięć rozpoznawczą w terminach tego, jak oddalona jest przeciętna pewność w od niesieniu do bodźców od przeciętnej pewności dla dystraktorów.

Wnioski na temat rozpoznawania i odtwarzania

Ta część rozpoczęła się od ogólnego stwierdzenia, że rozpoznawanie daje lepsze efekty niż odtwarzanie. Chociaż można przypisać to zjawisko większej liczbie wskazówek dostarczanych na ogół przez test rozpoznawania, sprawa nie jest aż taka prosta. Na przykład badani mogą używać strategii mnemonicznych, aby generować dodatkowe wskazówki, i w ten sposób podwyższać swoje osiągnięcia w swobodnym odtwarzaniu. O rezultatach w teście rozpoznawania decyduje kontekst (wskazówki), w którym następuje test, i poziom trudności dystraktorów. Zatem poziom osiągnięć w odtwarzaniu i rozpoznawaniu zależy od wielu czynników.

Interakcje pomiędzy uczeniem się i pomiarem efektów

Poprzedni paragraf traktował rozpoznawanie i odtwarzanie jako sposoby pomiaru, które ogólnie różnią się pod względem swojej czułości. Jednak czasami jakaś procedura testowania nie ujawnia równomiernie większej ilości pamiętanego materiału niż inna; a raczej różne procedury są lepiej lub gorzej dostosowane do materiału, który był w odmienny sposób zapamiętywany. W następnych paragrafach zajmuję się manipulacjami kontekstem na etapie uczenia się i dokonywania pomiaru efektów.

Zależność pamięci od kontekstu

W rozdziale 7. omówiłem ideę pamięci zależnej od kontekstu, czyli tego, że zapamiętywany materiał staje się powiązany z kontekstem, w którym następuje zapamiętywanie. We wcześniejszej partii rozdziału 8. przedstawiłem pogląd, że elementy ulegają powiązaniu z jakąś reprezentacją kontekstu listy. Prawdopodobieństwo odtworzenia jakiegoś elementu zależy od tego, do jakiego stopnia jest możliwe odtworzenie kontekstu listy. Jest ono funkcją podobieństwa pomiędzy kontekstem w trakcie uczenia się i kontekstem w trakcie pomiaru efektów. Uzyskano dane dowodzące, że badani mają trudności z odtwarzaniem materiału, gdy kontekst pomiędzy uczeniem się i sprawdzianem zmienia się. Być może najbardziej widowiskowego pokazu tego zjawiska dokonali Godden i Baddeley (1975). Badani byli płetwonurkowie, którzy uczyli się listy 40 słów albo na lądzie, albo pod wodą i odtwarzali słowa albo na lądzie, albo pod wodą. Rysunek 8.5 przedstawia

wyniki tego eksperymentu. Badani uzyskali o wiele wyższe wyniki, gdy kontekst odtwarzania był taki sam jak kontekst uczenia się. Podana interpretacja wskazuje, że niektóre wskazówki, powiązane przez płetwonurków ze słowami, były elementami kontekstualnymi wody lub lądu i badanym było trudno odnaleźć te elementy w innym kontekście. Uzyskany rezultat stwarza poważny problem dla szkolenia płetwonurków, gdyż większość szkolenia odbywa się na suchym lądzie, ale nabywane umiejętności muszą być odnajdywane pod wodą.

Osiągnięty przez Goddena i Baddeleya efekt jest o wiele silniejszy niż większość efektów kontekstu opisana w literaturze (np. Smith, Glenberg i Bjork, 1978), które wykorzystywały mniej zasadnicze zmiany kontekstu. W niektórych badaniach nie stwierdzono w ogóle występowania efektów kontekstu (np. Fernandez i Glenberg, 1985; Saufley, Otaka i Bavaresco, 1985). Eich (1985) uważa, że wielkość omawianego efektu zależy od stopnia, w jakim kontekst jest integrowany z zapisami pamięciowymi. Porównał on dwie sytuacje, w których badani mieli wyobrażać sobie same słowa lub słowa włączone w kontekst. Badanie wykazało silniejsze efekty zmiany kontekstu, gdy badani wyobrażali sobie słowa włączone w kontekst. W terminach reprezentacji wskazówka-zapis (np. rysunek 8.2) można sądzić, że taka manipulacja może wpływać na to, czy elementy kontekstualne, na przykład wygląd pomieszczenia eksperymentalnego, zostają powiązane z zapisem pamięciowym jako wskazówki.

Efekty zależności od kontekstu mają ciekawe implikacje w odniesieniu do takich zadań, jak zdawanie egzaminów. Sugerują one, że ludzie uzyskają lepsze efekty na egzaminie, jeżeli będą uczyli się w tym samym kontekście, w jakim zdają egzamin, a ich osiągnięcia będą jeszcze wyższe, jeśli będą starali się integrować to, czego uczą się, z kontekstem sprawdzianu.

Odtwarzanie w otoczeniu mokrym

Suche Mokre Otoczenie, w którym następowało uczenie się

Rysunek 8.5. Średnia liczba odtworzonych słów jako funkcja otoczenia, w którym następowało uczenie się i odtwarzanie (Godden i Baddeley, 1975)

Niestety nie zawsze można mieć dostęp do sali egzaminacyjnej lub dopasować się z wieloma wewnętrznymi komponentami kontekstu.

Gdy ludzie dokonują integracji kontekstu z tym, co zapamiętują, uzyskują lepsze wyniki odtwarzania, jeśli znajdą się ponownie w tym kontekście.

Pamięć zależna od stanu

Pojęcie kontekstu można rozszerzyć na wewnętrzny stan jednostki, który może zmieniać się w zależności od tego, czy jest ona szczęśliwa czy smutna, głodna czy syta, podniecona lub spokojna itd. W niektórych przypadkach badani ujawniają lepsze odtwarzanie, gdy ich stan w chwili pomiaru odpowiada ich stanowi w chwili uczenia się. Zjawisko to określa się jako pamięć zależną od stanu (stare-dependent memory). Jednym z często badanych aspektów zależności od stanu były różne stany wywołane przez podawanie określonych substancji. W odniesieniu do takich substancji, jak alkohol i marihuana, dane wskazują, że badani uzyskują lepsze efekty odtwarzania, gdy uczą się i odtwarzają bez zażywania ich, niż gdy uczą się w jednym stanie, a odtwarzają w innym (Eich, Weingartner, Stillman i Gillin, 1975; Goodwin, Powell, Bremer, Hoine i Stern, 1969). Reprezentatywny dla tego rodzaju badań eksperyment (Goodwin i in., 1969), którego wyniki zamieszczono na rysunku 8.6, analizował efekt podlegania pomiarowi po zażyciu alkoholu lub na trzeźwo u osób, które w chwili uczenia się były trzeźwe lub pod wpływem alkoholu. Pierwszego dnia (uczenie się) proszono badanych o podawanie ośmiu par skojarzeń, a drugiego dnia (odtwarzanie)

Odtwarzanie w stanie upojenia alkoholowego Ń

Odtwarzanie `° w stanie trzeźwości d

<ń 4 Rysunek 8.6. Średnia liczba błędów

w asocjacyjnym odtwarzaniu jako funk- 3 Upojenie Trzeźwość cja stanu w chwili uczenia się i odtwarza

nia (Goodwin i in., 1969) Stan w chwili uczenia się

w otoczeniu suchym

o przypomnienie ich sobie. Badani przypominali sobie więcej, gdy ich stan w chwili pomiaru był taki sam jak w chwili uczenia się. Rysunek 8.6 pokazuje również inny efekt często spotykany w tego rodzaju badaniach: badani uzyskiwali gorsze wyniki, gdy uczyli się po zażyciu alkoholu. Widać to szczególnie wyraźnie w niskich osiągnięciach badanych, którzy uczyli się po zażyciu alkoholu, a odtwarzali w stanie trzeźwości. Substancje obniżające poziom napięcia, takie jak alkohol, mają tendencję do obniżania ilości zapamiętywanego materiału i ten wpływ często jest o wiele silniejszy niż jakikolwiek efekt zależności od stanu. Badani słabo pamiętają materiał, którego uczyli się, gdy byli w stanie intoksykacji, niezależnie od tego, w jakim stanie dokonuje się pomiaru zapamiętania. Ten rezultat może częściowo odzwierciedlać wpływ braku pobudzenia na przechowywanie. Jak to omówiłem w rozdziale 7., lepiej przechowywany jest materiał, którego uczymy się w stanie wysokiego pobudzenia.

Badani mogą wykazywać się lepszą pamięcią, gdy ich stan w trakcie uczenia się odpowiada stanowi w chwili pomiaru.

Efekty zależności od nastroju i zgodności nastroju

Podobne efekty zależności od stanu stwierdza się, gdy stan wewnętrzny jest zdefiniowany w terminach nastroju. Rysunek 8.7 pokazuje dane z badania Eich i Metcalfe (1989) na temat interakcji pomiędzy nastrojem w czasie uczenia się i pomiaru. Badani uczyli się i odtwarzali w wesołym lub smutnym nastroju wywołanym przez słuchanie wesołej lub smutnej muzyki. Badani uczyli się słów w warunkach generowania ich lub czytania, podobnie jak w eksperymencie Slamecka'ego i Grafa (1978) opisanym w rozdziale 6., czyli badani albo czytali słowo, które mieli zapamiętać (wanilia), albo generowali je przy wskazówce, która miała wysoki poziom prawdopodobieństwa wywołania danego słowa (np. smak koktajlu mlecznego; czekolada -). W uzyskanych danych widać występowanie trzech efektów:

1. Potwierdzając dane Slamecka'ego i Grafa, uzyskano o wiele wyższe wskaźniki odtwarzania, gdy badani generowali słowa.

2. Wystąpił efekt zależności od stanu, z lepszymi wynikami, gdy nastrój w trakcie pomiaru był zgodny z nastrojem w chwili uczenia się.

3. Zależność od stanu była dużo silniejsza w warunkach generowania. W wielu badaniach stwierdzono słabe efekty zależności od nastroju lub nie stwierdzano ich wcale. Taki wynik uzyskano w warunkach czytania pokazanych na rysunku 8.7. Analogicznie jak z efektami kontekstu zewnętrznego, efekty zależności od stanu są silniejsze, gdy nastrój jest włą

Odtwarzanie

w stanie zadowolenia Generowanie Odtwarzanie

w stanie smutku

Odtwarzanie w stanie zadowolenia

Czytanie Odtwarzanie w stanie

i smutku I

Zadowolony Smutny Stan w chwili uczenia się

Rysunek 8.7. Średnie proporcje odtworzonych elementów generowanych i czytanych jako funkcja nastroju w chwili kodowania i wydobywania (Eich i Metcalfe, 1989, eksperyment 1.)

czany w zapisy pamięciowe. Warunki generowania w badaniu Eicha i Metcalfe'a mogą być spostrzegane jako osiągające integrację nastroju w czasie uczenia się z zapisem pamięciowym. Nastrój w czasie uczenia się wpływa na wydobywanie informacji z pamięci tylko wtedy, gdy zostanie powiązany z zapisem pamięciowym.

Zgodność nastroju jest odmiennym, ale prawdopodobnie silniejszym efektem zależności od nastroju, który może być odpowiedzialny za efekt zależności od stanu. Zgodność nastroju odnosi się do faktu, że ludzie uważają za łatwiejsze przypominanie sobie wesołych rzeczy, gdy są weseli, i smutnych, gdy są smutni. Ważne jest zrozumienie różnicy pomiędzy zależnością od stanu i zgodnością nastroju. Efekt zależności od stanu dotyczy efektu nastroju jednostki w trakcie uczenia się na pamiętanie wszystkich elementów, w tym elementów obojętnych emocjonalnie. Efekt zgodności nastroju dotyczy pamiętania wesołego lub smutnego materiału, nawet gdy jest zapamiętywany w obojętnym stanie emocjonalnym. Oba przypadki zakładają zgodność z nastrojem w czasie testu, ale w jednym przypadku dopasowanie dotyczy stanu emocjonalnego w chwili uczenia się, .a w drugim zawartości emocjonalnej materiału.

Blaney (1986) dokonał przeglądu tego rodzaju badań. Typowe badanie zostało przeprowadzone przez Teasdale'a i Russella (1983). Badani uczyli się listy słów zawierającej słowa określające cechy obojętne, negatywne lub pozytywne. Przed odtwarzaniem wzbudzano u badanych stan zadowolenia lub

i,z Rysunek 8.8. Odtworzenie słów opisujących cechy pozytywne, negatywne i neutralne w dobrym nastroju i w nastroju depresyjnym

m Źródlo: J.D. Teasdale i M.L. Russel Słowa pozytywne

_ó 0,9 Differential Effects of Induced Mood on the Recall of Positive, Negative, and ó 0,8 Neutral Words. "British Journal of Clió Słowa nical Psychology", tom 22, s. 163-171, ó 0,7 negatywne BritishkPsycho ogi altSoOciety8 P bzedru~

kowano za zezwoleniem 0,6

0,5 Słowa neutralne

0 Dobry nastrój D

Nastrój w chwili odtwarzania

obniżonego nastroju. Rysunek 8.8 pokazuje wpływ wzbudzania określonego nastroju na przeciętne odtwarzanie słów. Badani odtworzyli o wiele więcej słów, które pasowały do nastroju w chwili pomiaru. W innym badaniu Laird, Wagner, Halal i Szegda (1982) badali pamiętanie wzbudzających złość artykułów i humorystycznych opowiadań Woody Allena. Nastrój w czasie przypominania był wywoływany przez proszenie badanych o to, aby marszczyli brwi lub uśmiechali się. Uśmiechający się badani odtworzyli więcej materiału z opowiadań Woody Allena, natomiast marszczący brwi - więcej artykułów.

Rezultat efektów zgodności nastroju może działać jak kula śnieżna w przypadku pacjentów depresyjnych. Gdy są w stanie depresji, mają tendencję do przywoływania nieszczęśliwych wydarzeń, co nasila depresję, która pobudza do dalszego wydobywania nieszczęśliwych wydarzeń, i tak dalej. Przy bardzo silnej depresji występuje ponadto ogólne pogorszenie osiągnięć pamięciowych, nie tylko w odniesieniu do przyjemnych wspomnień. Pacjenci depresyjni wykazują niższe osiągnięcia pamięciowe w standardowych testach pamięci (np. Watts, Morris i MacLeod, 1987; Watts i Sharrock, 1987). Baddeley ( 1990) twierdzi, że osoby depresyjne wkładają mniej Wysiłku w elaboratywne strategie uczenia się. Watts, MacLeod i Morris (1988) zauważyli, że pacjenci depresyjni uzyskują lepsze efekty pamięciowe, gdy są zachęcani do stosowania takich strategii pamięciowych, jak interaktywne wyobrażenia wzrokowe.

Chociaż efekty zgodności nastroju i zależności od nastroju różnią się z uwagi na wywołujące je warunki eksperymentalne, zapewne odzwierciedlają ten sam mechanizm podstawowy. Nastrój, w jakim jest jednostka w chwili pomiaru, służy jako jedna ze wskazówek dla pamięci. Na skutek tego jedno

stka ujawnia lepszą pamięć rzeczy powiązanych z elementem nastroju. Zgodność nastroju jest wynikiem tego, że wesołe i smutne wspomnienia są powiązane z odpowiadającymi im elementami nastroju. Efekty zależności od nastroju zachodzą, ponieważ w trakcie elaboracji przy uczeniu się jednostka wiąże elementy nastroju z zapisami pamięciowymi.

Badani ujawniają lepsze pamiętanie, gdy ich nastrój w czasie pomiaru jest zgodny z elementami nastroju, jakie wlączyli do swoich wspomnień.

Zasada specyficzności kodowania i przetwarzanie dostosowane do transferu

W niniejszym rozdziale dokonano przeglądu niektórych specjalnych przypadków uczenia się zależnego od kontekstu, które polegało na manipulowaniu zgodnością pomiędzy wskazówkami przy uczeniu się i przy pomiarze. Tulving (1975) sformułował ogólną prawidłowość dotyczącą tego rodzaju interakcji. Zasada specyficzności kodowania głosi, że osiągnięcia pamięciowe są lepsze, gdy wskazówki obecne przy pomiarze odpowiadają tym, które zostały zakodowane wraz z informacją w chwili uczenia się. Dobrą ilustrację zasady specyficzności kodowania stanowi trudność, jaką mają ludzie w rozpoznaniu kogoś, kogo zwykle widzą ubranego byle jak, gdy spotykają go ubranego elegancko (czy vice versa). Część rozpoznawania takich osób jest związana z noszonymi przez nie ubraniami.

Bransford sformułował wariant tej zasady, znany jako przetwarzanie dostosowane do transferu (transfer-appropriate processing). Ta zasada koncentruje się bardziej na procesach (a nie wskazówkach) zachodzących w trakcie pierwotnego kodowania i pomiaru. Zasada Bransford~a głosi, że pamięć jest najlepsza, gdy materiał w trakcie pomiaru jest przetwarzany w taki sam sposób, jak w trakcie zapamiętywania. Reprezentatywny eksperyment ujawniający takie efekty został przeprowadzony przez Morrisa, Bransforda i Franksa (1977). Badani przetwarzali słowa, uwzględniając ich cechy semantyczne albo fonetyczne. Na przykład dla słowa grad przetwarzanie semantyczne było wywoływane przez prezentowanie go razem ze słowem śnieg, natomiast przetwarzanie fonetyczne - przez prezentowanie razem ze słowem rymującym się rad. Przy pomiarze podawano wskazówki w postaci albo innego powiązanego słowa (np. deszcz), albo innego rymującego się słowa (np. pad).

Rysunek 8.9 pokazuje wyniki uzyskane w badaniu Morrisa i innych. Po pierwsze, co stanowi replikację wyników badań nad poziomami przetwarzania, przetwarzanie semantyczne przy zapamiętywaniu dawało lepsze efekty odtwarzania. Ale wystąpiła także interakcja tego rodzaju, że słowo powiązane semantycznie było lepszą wskazówką, jeśli przetwarzanie przy kodowaniu

Skojarzenie przy v odtwarzaniu

Rym przy odtwarzaniu

Skojarzenie Rym Warunki kodowania

Rysunek 8.9. Interakcja pomjędzy warunkami kodowania i warunkami odtwarzania (Morris i in., 19~~)

było semantyczne, rym zaś był lepszą wskazówką, gdy przetwarzanie przy kodowaniu było fonetyczne. Ponieważ wskazówki z etapu zapamiętywania były zmieniane na etapie odtwarzania, uzyskanych wyników nie można wyjaśnić jako skutku nakładania się wskazówek. Elementem kluczowym jest tu przetwarzanie wywołane przez te wskazówki. Przetwarzanie dostosowane do transferu zostało omówione bardziej szczegółowo w części poświęconej pamięci implicite.

Pamięć jest lepsza, gdy wskazówki występujące w trakcie pomiaru są przetwarzane w taki sam sposób, w jaki material byl przetwarzany w chwili zapamiętywania.

Pamięć rekonstruktywna i inferencyjna

Jednym z często badanych rodzajów przetwarzania semantycznego jest przetwarzanie inferencyjne czy rekonstruktywne w trakcie odtwarzania. Ludzie często nie są w stanie wydobyć danych, których nauczyli się, ale mogą odnaleźć inne informacje, pozwalające im zrekonstruować czy dokonać inferencji, zapomnianą informację. Duża liczba przypominania w codziennym życiu zależy od pamięci rekonstruktywnej. Na przykład jeżeli jakiś czas temu widziałeś trylogię Gwiezdne wojny, postaraj się odtworzyć akcję. Szybko stwierdzisz, że nie możesz przypomnieć sobie licznych wydarzeń i zaczniesz wnioskować, co mogło się wydarzyć. Okaże się także, iż nie jesteś pewien, czy rzeczywiście przypominasz sobie jakieś zdarzenia, czy też tylko o nich wnioskujesz. Podobne procesy inferencyjne można stwierdzić w przypadku odpowiadania na bardziej bezpośrednie pytania. Postaraj się udzielić odpowiedzi na pytanie "Czy księżniczka Lea była spokrewniona z Darth

Vaderem?" Możesz nie pamiętać, czy to pokrewieństwo było gdziekolwiek wskazane wprost, ale może przypomnisz sobie, że Lucke Skywalker był bratem Księżniczki Lei i synem Darth Vadera. Połączenie tych dwóch faktów pozwala na wyciągnięcie wniosku, że Księżniczka Lea i Darth Vader byli spokrewnieni. Albo zastanów się nad pytaniem "Czy Darth Vader był zły?" Ponownie możesz nie pamiętać, czy ta cecha była kiedykolwiek podana wprost w filmie, ale możesz przypomnieć sobie różne zdarzenia, które pozwolą ci odpowiedzieć twierdząco na to pytanie. Tak więc ludzie mogą wykorzystywać to, co przypominają sobie, do wyciągania wniosków o tym, co musi być prawdą. Ta zdolność do inferencyjnego rozszerzania naszej wiedzy stanowi ważny dodatkowy atrybut naszego systemu pamięci.

Brytyjski psycholog F.C. Bartlett napisał w 1932 roku ważną pracę na temat pamięci i jest sławny z tego powodu, iż silnie podkreślał rekonstruktywny charakter ludzkiej pamięci. Neisser, psycholog amerykański, w latach sześćdziesiątych ponownie zwrócił uwagę na ten aspekt ludzkiej pamięci. Opisał on proces rekonstruowania wspomnienia na podstawie tego, co może być wydobyte, jako podobny do działań paleontologa, który odtwarza dinozaura na podstawie odłamków kości:

Ślady nie są po prostu "ożywiane" czy "reaktywowane" w czasie odtwarzania; przechowywane fragmenty są wykorzystywane jako informacje do podtrzymania nowej konstrukcji. Jest to tak, jakby fragmenty kości używane przez paleontologa w ogóle nie pojawiały się w budowanym przez niego modelu - tak jak to ma rzeczywiście miejsce, jeśli model ma przedstawiać całego, łącznie z ciałem i skórą, dinozaura. Kości mogą być postrzegane jako pozostałości struktury, która tworzyła i podtrzymywała pierwotnego dinozaura, a zatem jako źródło informacji na temat tego, jak go zrekonstruować. (Neisser, 1967, s. 285 - 286)

Podstawowa myśl jest tu następująca: ludzie wydobywają z pamięci to, co mogą, i następnie próbują wywnioskować, jakie musiały być doświadczenia, które były początkiem tych fragmentów pamięciowych. Pamięć rekonstruktywna jest pojęciem używanym na określenie procesów, przez które ludzie starają się inferencyjnie odtworzyć to, co pamiętają, na podstawie tego, co są w stanie przypomnieć sobie.

W jaki sposób psycholog może wykazać, że ludzie rzeczywiście podejmują takie procesy wnioskowania, gdy starają się przypomnieć sobie jakąś informację? Jeden ze sposobów polega na porównaniu sytuacji ułatwiającej i utrudniającej takie wnioskowanie. Bransford i Johnson (1972) porównali skutki ułatwiania lub nie elaboracji inferencyjnej. Dwie grupy badanych uczyły się zamieszczonego poniżej tekstu, który powinieneś przeczytać, a następnie odtworzyć:

Procedura jest w gruncie rzeczy bardzo prosta. Najpierw podziel elementy na różne grupy. Oczywiście, jedna kupka może wystarczyć, w zależności od tego, ile trzeba zrobić. Jeżeli musisz pójść gdzie indziej z powodu braku warunków, to jest to kolejny krok; jeśli nie, jesteś dobrze przygotowany. Ważne jest, aby nie robić za dużo. Czyli lepiej jest zrobić równocześnie za mało rzeczy niż za dużo. Na krótką metę może się to wydawać niezbyt ważne, ale łatwo mogą pojawić się komplikacje. Błąd może także okazać się kosztowny. Na pierwszy rzut oka cała procedura wydaje się skomplikowana. Jednak szybko stanie się po prostu jednym z elementów życia. Trudno jest przewidzieć jakikolwiek koniec dla konieczności wykonywania tej pracy w najbliższej przyszłości, ale nigdy nie można mieć pewności. Po zakończeniu procedury należy znowu podzielić materiał na różne grupy. Wtedy mogą zostać włożone na właściwe miejsce. W końcu zostaną ponownie wykorzystane i cały cykl będzie musiał być powtórzony. Ale jest to częścią życia (s. 322).

Przed przeczytaniem tego tekstu niektórym badanym mówiono, że dotyczy on prania odzieży. Mając taką informację uważali oni (i ty zapewne też tak byś uważał), że łatwiej jest opracowywać inferencyjnie ten materiał. Na przykład początek może być opracowany jako informacja o dzieleniu ubrań ze względu na kolory; środek jako informacja o kosztownych pomyłkach przy praniu. Badani, którym powiedziano przed czytaniem, że fragment dotyczy prania, odtworzyli więcej niż dwie grupy kontrolne. Jednej grupie nie podawano wcale tej informacji. Drugiej podano ją dopiero po przeczytaniu tekstu. Zatem uzyskanie informacji o tym, że tekst dotyczy prania dopiero przy sprawdzianie, nie było korzystne; materiał powinien zostać zakodowany w ten sposób na etapie uczenia się. Powyższy eksperyment stanowi dobry przykład przetwarzania dostosowanego do transferu opisanego przez Bransforda. Dzięki uczeniu się tekstu ze świadomością, iż dotyczy on prania, badani umożliwiali sobie skorzystanie z tej informacji przy odtwarzaniu.

W rozdziale 6. wskazałem, że pamiętanie informacji jest lepsze, jeżeli są one przetwarzane bardziej elaboratywnie w trakcie zapamiętywania. Jedno z wyjaśnień tego zjawiska wskazuje, że tego rodzaju działanie pozwala na rekonstrukcyjne wydobywanie informacji. Elaboracje wygenerowane w czasie zapamiętywania mogą zostać wykorzystane w czasie sprawdzianu, aby wywnioskować, jaki materiał podlegał uczeniu się. Może wystąpić korzystna interakcja pomiędzy przetwarzaniem elaboratywnym przy uczeniu się i sprawdzianie jak w eksperymencie Bransforda i Johnsona. Wymienione stwierdzenia mają implikacje dla czytania tekstów takich jak ten: dzięki nadawaniu wielu znaczeń charakterystycznych dla tekstu w trakcie czytania go czytelnik stawia się w dobrej pozycji dla przyszłej znaczeniowej rekonstrukcji.

Umiejętność rekonstruowania tego, czego cziowiek nauczyi się, jest ulatwiana, gdy materia zastal przetworzony w od powżedni, sensowny sposób.

Inferencyjne wtrącenia w odtwarzanie

Inny sposób wykazania procesów inferencyjnych w odtwarzaniu poleg na zademonstrowaniu tego, iż badani odtwarzają rzeczy, których nie uczy. się, ale które wynikają z tego, czego uczyli się. Na przykład Sulin i Doolin (1974) dawali badanym do nauczenia się następujący tekst:

"Carol Harris potrzebuje profesjonalnej pomocy"

Carol Harris od urodzenia stwarzała problemy wychowawcze. Był dzika, uparta i gwałtowna. Gdy doszła do wieku ośmiu lat, był nadal nie do okiełznania. Jej rodzice bardzo martwili się o jej zdrowi psychiczne. Nie było dobrego ośrodka mogącego podjąć się leczeni dziecka z tego rodzaju problemami w stanie, w którym mieszkał Rodzice dziewczynki w końcu zdecydowali się działać. Wynajęli dl Carol prywatnego nauczyciela (s. 256).

Jedna grupa badanych uczyła się tego tekstu, a druga uczyła się teksty w którym zamieniono "Carol Harris" na "Helen Keller"'. Później zapytar badanych, czy czytali zdanie:

Byia głucha, niema i niewidoma.

Badani, którzy czytali o Helenie Keller o wiele częściej niż ci, któr: czytali o Carol Harris, sądzili, że zapoznawali się z tym zdaniem. Z punk widzenia laboratoryjnego eksperymentu nad pamięcią, takie rozpoznanie je często klasyfikowane jako błąd. Jednak z punktu widzenia adaptacji < szerokiego świata takie inferencje mogą być postrzegane jako całkiem o powiednie. Na przykład oczekuje się od studenta na egzaminie wyciągan wniosków z tego, czego się nauczył.

Badacze zainteresowali się tym, jak ludzie odtwarzają zdania, które r wchodzą w skład pierwotnego tekstu. Możliwe jest, że badani dokonL inferencji w trakcie czytania tekstu, ale jest także możliwe, że dokom inferencji dopiero w trakcie odtwarzania. Dooling i Christiansen (1977) z>; dali te hipotezy w ten sposób, że prosili badanych o uczenie się tekstu temat Carol Harris i tuż przed odtworzeniem informowali ich, że Cap Harris to w rzeczywistości Helen Keller. Badani częściej sądzili, że czyt zdanie "głucha, niema i niewidoma", gdy podawano im informację o Hel

' Helen Keller jest znana większości Amerykanów jako ktoś, komu udało się poradzić so z tym, że był zarówno niewidomy, jak i głuchy.

Tabela 8.2. Liczba odtworzonych faktów w warunkach tematycznych i neutralnych

Warunki tematyczne Warunki neutralne

Zapamiętywane fakty 29,2 20,2 Wywnioskowane fakty 15,2 3 7

Źródło: zaadaptowane z: Owens i in., 1979.

Keller tuż przed odtwarzaniem, niż gdy nie podawano jej wcale. Ponieważ nie mogli dokonać tej inferencji w trakcie czytania testu, musieli tego dokonać, gdy pytano ich o to zdanie.

Eksperyment prowadzony przez Owensa, Bowera i Blacka (1979) pokazuje, że gdy badani angażują się w przetwarzanie inferencyjne, nie tylko wzrasta ich umiejętność wydobywania informacji, którą czytali, ale występują także częstsze wtrącenia informacji, których nie czytali. Eksperymentatorzy poprosili badanych o przeczytanie opowiadania na temat typowego dnia z życia studenta college'u. W tym opowiadaniu mieścił się następujący paragraf:

Nancy poszła do lekarza. Weszła do przychodni i zapisała się w rejestracji. Poszła do pielęgniarki, która wykonała wszystkie rutynowe czynności. Następnie Nancy stanęła na wadze i pielęgniarka zapisała, ile waży. Do pokoju wszedł lekarz i obejrzał wyniki. Uśmiechnął się do Nancy i powiedział: "Wygląda na to, że moje oczekiwania potwierdziły się". Gdy badanie zostało skończone, Nancy wyszła z przychodni (s. 186).

Tekstu uczyły się dwie grupy. Jedyna różnica pomiędzy nimi polegała na tym, że jedna z nich przeczytała następującą informację przed zapoznaniem się z opowiadaniem:

Nancy znowu obudziła się, czując się źle, i zaczęła zastanawiać się, czy naprawdę jest w ciąży. Jak powie profesorowi, że uważała? A innym problemem były pieniądze (s. 185).

Podobnie, jak powiedzenie badanym, że Carol Harris to Helen Keller, ta dodatkowa informacja uczyniła paragraf o wiele bardziej interesującym i pozwoliła badanym na dokonanie wielu inferencji, których bez niej nie mogliby dokonać. Owens i inni poprosili badanych o odtworzenie tego opowiadania po 24 godzinach. Dokonali analizy odtworzonych faktów, które albo były wyrażone wprost w opowiadaniu, albo mogly być wywnioskowane, na przykład "Lekarz powiedział Nancy, że ona jest w ciąży". Tabela 8.2 pokazuje liczbę każdego rodzaju faktów, które zostały odtworzone w zależności od

tego, czy badanym podawano dodatkowy paragraf tematyczny, czy ni· Badani, którym podawano paragraf tematyczny, odtworzyli liczne doda kowe fakty, o których czytali, oraz liczne inne, które wywnioskowali. P< przez zwiększenie możliwości dokonania inferencji przez badanych ekspert rrłentatorzy umożliwili im zapamiętanie o wiele bogatszej wersji opowiadani;

W ramach rekonstruowania pamięciowego badani dokonują inferencji i odtwarzają informacje, których się nże uczyli.

Wnioski na temat interakcji uczenie się - pomiar efektów

Liczne dane dotyczące interakcji uczenie się-pomiar efektów możr opisać za pomocą zasady specyficzności kodowania Tulvinga i koncept przetwarzania dostosowanego do transferu Bransforda. Zasada specyficzne. ści kodowania podkreśla nakładanie się elementów w czasie uczenia s i w czasie testu. Przetwarzanie dostosowane do transferu podkreśla nakład; nie się procesów. Dodatkowy wymiar złożoności odnosi się do przetwarzam semantycznego. Ogólnie mówiąc, koncentracja na elementach znaczeniowy~c czy przetwarzanie znaczeniowe daje lepsze rezultaty częściowo dlatego, badani mogą lepiej przy odtwarzaniu zrekonstruować pamiętany materiał r podstawie opracowanych znaczeniowo fragmentów danych.

Pamięć explicite i implicite5**

Dyskusja zawarta w poprzednich trzech rozdziałach dotyczyła parnię explicite, czyli wspomnień, których jednostki są świadome, gdy je wydob wają z pamięci. Liczne badania prowadzone w ostatnich latach poświęco były wykazaniu, że ludzie potrafią ujawniać pamiętanie doświadczeń, kt rych nie są w stanie świadomie wydobyć. Jest to pamięć implicite.

Poczucie pamiętania

Czasami wspomnienia mogą być tuż na brzegu świadomości. Gdy kt prawie może odtworzyć jakiś element, ale jeszcze nie do końca, mówit o zjawisku końca języka. Przykład może stanowić sytuacja, gdy pamięta

5 Pragnę podziękować Lynne Reder za pomoc w wyborze badań omówionych w niniejsi paragrafie.

* * W polskiej literaturze przyjęły się terminy pamięć explicite i implicite, a nie pan jawna i ukryta, gdyż uważa się, że te ostatnie nie odzwierciedlają złożoności zagadnienia (prs tłum.).

czyjeś nazwisko, ale nie potrafimy go odtworzyć. Zjawisko to było badane eksperymentalnie przez Browna i McNeilla (1966), którzy podawali badanym encyklopedyczne definicje, na przykład "przyrząd używany przez żeglarzy do :, pomiaru kąta pomiędzy ciałem niebieskim i horyzontem" czy "płaskodenna chińska łódź zwykle poruszana przez dwa wiosła"6. Często badani byli ': w stanie odtworzyć definiowane słowo lub mogli z poczuciem pewności orzec, iż tego słowa nie znają. Czasami badani stwierdzali, że czują, iż mają to słowo na końcu języka. Jeżeli tym słowem był sampan i badani nie byli w stanie go podać, mówili, że brzmi ono jak saipan, Siam, Cheyenne i sarong. W przypadku słów, które były określane przez badanych jako będące na końcu języka, Brown i McNeill pytali "Jaka jest pierwsza litera?" "Ile jest ' sylab?" i "Czy możesz mi powiedzieć, jak ono brzmi?" Badani potrafili całkiem dokładnie odpowiadać na takie pytania.

Badani bardzo dokładnie _ oceniają, czy coś wiedzą. W jednym z pierwszych badań nad poczuciem pamiętania Hart (1967) stawiał takie pytania, jak: "Kto napisał Burzę?" i "Jakie miasto jest stolicą Kolumbii?" Gdy badani nie byli w stanie odtworzyć odpowiedzi, proszono ich o określenie, , czy byliby w stanie rozpoznać ją. Badani dobrze oceniali, czy byliby w stanie ' rozpoznać odpowiedź.

Inne badania wykazywały dokładność ocen poczucia pamiętania w odmienny sposób. Freedman i Landauer (1966) oraz Gruneberg i Monks (1974) wykazali, iż osoby, które sądziły, że znają odpowiedź, miały większe szanse na odtworzenie odpowiedzi, gdy podawano im jako wskazówkę pierwszą literę. Nelson, Gerber i Narens (1984) stwierdzili, że badani, którzy wskazują na silne poczucie pamiętania, lepiej spostrzegają odpowiedź, gdy prezentowano ją w bardzo krótkim odcinku czasu. Wszystkie te badania potwierdzają, że ludzie potrafią bardzo trafnie oceniać, że znają fakty, których nie są w stanie odtworzyć świadomie.

Podobne zjawisko szybkiej oceny znajomości jakiegoś faktu można zaobserwować w różnych grach czy turniejach. Prowadzący zaczyna czytać pytanie zawodnikowi i zanim skończy, zawodnik naciska już przycisk i twierdzi, że zna odpowiedź. Badania Reder (1987) pokazały, że ludzie potrafią ocenić, iż znają odpowiedź na jakieś pytanie, zanim tę odpowiedź odnajdą. Prosiła ona badanych o ocenianie tak szybko, jak to tylko możliwe, czy potrafiliby odpowiedzieć na pytania typu: "Gdzie mieszkali greccy bogowie?" przez naciskanie guzika. Okazało się, że badani potrafili ocenić, że znają odpowiedź (góra Olimp) o wiele szybciej, niż potrafili podać odpowiedź. Przeciętnie potrzebowali 2,5 sekundy, aby zacząć podawać odpowiedź i tylko 1,7 sekundy, aby ocenić, że znają odpowiedź. Również ich oceny poczucia

6 Sekstans, sampan.

pamiętania były całkiem dokładne. W 90 procentach przypadków, gdy mówili, że znają odpowiedź, rzeczywiście potrafili ją podać.

Wszystko to są przykłady świadczące o tym, że ludzie są świadomi, iż coś wiedzą, nie będąc (jeszcze) świadomymi, czym jest to, co wiedzą. Ukryta wiedza ujawnia się w dokładności odpowiedzi na pytania typu, ile ma sylab dane słowo lub czy będą w stanie podać odpowiedź w późniejszym czasie. W następnym paragrafie opisuję sytuacje, w których badani są świadomi, że do pewnego stopnia znają materiał, ale nie wiedzą, co stanowi podstawę tej znajomości.

Ludzie mogą być świadomi tego, że coś wiedzą. nie będąc w stanie odtworzyć tego, co wiedzą.

Znajomość

Wcześniejsze rozważania nad pamięcią rozpoznawczą dotyczyły tego, że badani oceniali, czy widzieli jakiś element w terminach poziomu pewności co do jego przynależności do listy. Zasugerowano dwie możliwości: pamięć explicite tego, że dane słowo było widziane w kontekście listy, oraz poczucie, że słowo wydaje się po prostu bardziej znajome. Czasami badani są niepewni, dlaczego dane słowo wydaje się im znajome, ale oceniają, że widzieli je z powodu tego poczucia znajomości.

Dowody na rzecz takiego rozróżnienia pochodzą z eksperymentu Atkinsona i Juola (1974), którzy prosili badanych o uczenie się listy słów i następnie sprawdzali rozpoznawanie, gdy słowa były pomieszane z dystraktorami. Badanych poddano serii czterech testów, w których musieli odróżniać właściwe słowa od dystraktorów. Atkinson i Juola byli zainteresowani prędkością, z jaką badani dokonują tego rodzaju ocen.

Rysunek 8.10. Czas potrzebny na rozpoznawanie właściwych elementów i dystryktów jako funkcja tego, ile razy były prezentowane w teście rozpoznawania (Atkinson i Juoła, ł974)

Dystrakroty

g 4 Liczba prezentacji

zuje, że prędkość dokonywania ocen zmienia się wraz z tym, ile razy badany był testowany danym słowem czy dystraktorem. Wraz z powtarzaniem testowania badani szybciej podawali odpowiedź na właściwe słowa, ale wolniej na dystraktory. Atkinson i Juola wysunęli przypuszczenie, że w pierwszym teście badani mogli odrzucać dystraktory szybciej, gdyż były im nie znane, ale w miarę powtarzania testowania zaczęły one stawać się coraz bardziej znajome i badani musieli świadomie wypowiedzieć się, czy pojawiały się one na ': liście. Właściwe słowa, w miarę powtarzania testowania, stawały się tak znajome, że badani byli w stanie szybko je rozpoznawać.

Jacoby (1991) zastosował paradygmat, w którym badani czytali listę 15 słów, a później słuchali listy 15 innych słów. Następnie badanych poddawa-. no testowi rozpoznawania, w którym widzieli te 30 słów plus 15 nowych. Proszono ich o rozpoznanie tylko ostatnich 15 słów, które słyszeli, a nie wcześniejszych, które widzieli. Sprawdzian przeprowadzono w dwóch warunkadr. W warunkach podzielonej uwagi badani musieli śledzić sekwencję cyfr puszczaną z magnetofonu, szukając sekwencji trzech kolejnych cyfr nieparzystych (np. 9, 3, 7); w warunkach pełnej uwagi mogli poświęcić całą uwag podstawowemu zadaniu. Rysunek 8.11 pokazuje uzyskane rezultaty. Po pierwsze, badani błędnie rozpoznali liczne spośród widzianych przez siebie słów. Zatem przeczytanie słów zrodziło poczucie znajomości, które doprowadziło ich do przekonania, że słyszeli te słowa. Po drugie, ta tendencja była silniejsza w warunkach podzielonej uwagi. Badani mieli mniejsze możliwości zaangażowania się w proces świadomego przypominania, musieli więc bardziej liczyć na swoje poczucie znajomości.

Reder (Reder i Gordon, w druku; Reder, Nelson i Stroffolino, w przygotowaniu) opracowała teorię, która wyjaśnia ten rezultat oraz wiele innych zjawisk pamięci implicite. Proponuje ona, że przy ocenianiu znajomości ele

(r) Pełna uwaga

Rysunek 8.11. Proporcja słów 0,00 rozpoznanych jako słyszane

Słyszane Widziane Nowe w warunkach pełnej i podzie(wfaściwe) (dystraktory) (dystraktory) lonej uwagi (Jacoby, 1991.)

Pełna uwaga Podzielona uwaga

Nowe Stare Rodzaj nazwiska

Pamięć expttctte i tmpucue ~·+~

Rysunek 8.12. Prawdopodobieństwo ocenienia nie znanego nazwiska jako sławnego po przeczytaniu listy, na której znajdowało się to nazwisko

Źródlo.~ L.L. Jacoby i C.M. Kelly Curent Directions in Psychological Science, tom 1. Copyright (c) 1992 by the American Psychological Socjety. Przedrukowano za zezwoleniem Cambridge University Press

mentów badani mogą reagować po prostu na siłę zapisu pamięciowego, będącego u podłoża tych elementów. Badani mogą szybciej i łatwiej ocenić, jak silny jest zapis pamięciowy, niż to, jaka jest jego aktualna zawartość. Tak więc siła słuźy jako podstawa do szybkich ocen znajomości w eksperymencie Atkinsona i Juoli lub jako podstawa do ocen w warunkach podzielonej uwagi w takich eksperymentach, jak ten przeprowadzony przez Jacoby'ego.

Jacoby, Woloshyn i Kelley (1989) wykazali, że poczucie znajomości może doprowadzić badanych do popełnienia błędnych atrybucji pamięciowych. W ich eksperymencie badani najpierw czytali serie nazwisk, na przykład Sebastian Weisdorf. Materiału uczyli się w warunkach podzielonej lub pełnej uwagi. Następnie prezentowano im te nazwiska pomieszane z nazwiskami słynnych ludzi oraz innymi nazwiskami osób nie znanych. Badani mieli oceniać, kto jest sławny, a kto nie. Ważnym aspektem tego eksperymentu było to, że badanym mówiono, iż jeżeli zapamiętali jakieś nazwisko z pierwszego etapu eksperymentu, to nie należało ono do osoby znajej. Rysunek 8.12 pokazuje uzyskane wyniki. Badani, którzy uczyli się w warunkach pełnej uwagi, łatwiej identyfikowali nazwiska, które przyswoili sobie na początku, niż nazwiska prezentowane później, jako niesławne. Potrafili wykorzystać swoje jawne pamiętanie faktu, iż uczyli się tych nazwisk w kontekście eksperymentalnym jako podstawy do odrzucenia ich. Z drugiej strony badani z warunków podzielonej uwagi mieli tendencję do błędnego wskazywania nazwisk, których uczyli się. Reder wyjaśniła te wyniki, wysuwając przypuszczenie, że gdy badani uczą się nazwisk w warunkach podzielonej uwagi, ulega wzmocnieniu siła zapisów pamięciowych kodujących te nazwiska, ale nie dochodzi do jawnego powiązania materiału eksperymentalnego z nazwiskami.

344 Rozdział 8. Wydobywanie z pamięci

Zauważmy, że eksperyment ukazany na rysunku 8.11 manipulował uwagą na etapie pomiaru efektów, natomiast eksperyment zobrazowany na rysunku 8.12 manipulował uwagą w trakcie uczenia się. Podzielona uwaga na etapie pomiaru efektów powoduje silniejsze poleganie na sile zapisu, gdyż badany nie; może przetwarzać materiału testowego wystarczająco starannie. Podzielona uwaga w trakcie uczenia się sprawia, źe badanemu jest trudniej zakodować źródło' siły i w związku z tym trudniej też wybrać zapisy, które są silniejsze. Arkes, Hackett i Boehm (1989) oraz Hasher, Goldstein i Toppino (1977) pokazali, ie'' ten rodzaj poczucia znajomości może spowodować, że badani zaczną wierzyć w różne twierdzenia. Prosili ich o uczenie się takich zdań, jak: "Największa' tama na świecie znajduje się w Pakistanie", a następnie pytali, czy wierzą w te twierdzenia, gdy były one pomieszane z innymi. Uprzednio zapamiętywane zdania uzyskały większą wiarygodność. Jest to potencjalnie przerażający rezultat, gdyż zakłada, że propaganda jest skuteczna. Samo prezentowanie ludziom określonych twierdzeń zwiększa wiarygodność tych twierdzeń.

Ludzie czasami reagują na ogólną znajomość jakiegoś elementu bez określania źródla tej znajomości.

Efekty torowania

Ludzie mogą także ujawniać pamięć implicite materiału poprzez wykazanie ułatwienia w przetwarzaniu materiału jako funkcji ekspozycji tegoż materiału. Czasami dochodzi nawet do lepszego przetwarzania materiału, gdy ludzie go nie pamiętają. Jacoby, Toth i Yonelinas (1993) prosili badanych o uczenie się słów w warunkach pełnej i podzielonej uwagi, jak we wcześniejszych badaniach Jacoby'ego (rysunek 8.11 i 8.12). Następnie sprawdzali pamiętanie, stosując próbę polegającą na uzupełnieniu rdzenia wybranego słowa. Na przykład słowem tym mógł być motel, a rdzeniem mot-. Niektórym badanym mówiono wprost, aby nie uzupełniali rdzenia słowem, którego uczyli się, natomiast innym polecano, aby uzupełnili rdzeń dowolnym słowem, które przyjdzie im na myśl.

Rysunek 8.13 pokazuje uzyskane wyniki w terminach tego, jak często badani uzupełniali rdzeń słowem z listy (np. tu motel). Gdy badani uczyli się danego słowa i informowano ich, że mogą je podać jako odpowiedź, generowali je o wiele częściej niż wtedy, gdy wcześniej go nie widzieli (porównanie instrukcji mówiącej o możliwości włączenia z brakiem wcześniejszej ekspozycji). Zatem dochodziło do ułatwienia w wydobywaniu bodźca. To ułatwienie jest określane jako efekt torowania'. Najbardziej interesujące po

' W rozdziale 5. omówiłem efekty torowania asocjacyjnego, gdy prezentacja powiązanego materiału czyni materiał właściwy bardziej dostępnym. Tu torowanie odnosi się do wpływu wcześniejszej ekspozycji właściwego materiału.

Rysunek 8.13. Prawdopodobieństwo wygenerowania słowa w zadaniu polegającym na uzupełnianiu rdzenia w sytuacji pełnej i podzielonej uwagi

Pamięć explicite i implicite 345 50

Pełna uwaga 40

Podzielna 30 uwaga

20 . Instrukcja Instrukcja Brak wstępne;

pozwalająca nie pozwa- ekspozycji na włączenie tająca na

włączenie

równanie dotyczy osiągnięć w warunkach, gdy nie pozwalano stosowac wcześniej uczonego słowa. Szczególnie wtedy, gdy badani uczyli się w warun kuch podzielonej uwagi, mieli tendencję do używania słowa bodźca, chocia: informowano ich wprost, aby tego nie robili. Słowo było bardziej dostępni z powodu wcześniejszej ekspozycji, ale badani nie pamiętali, że mieli z nin kontakt. Tak jak w przypadku efektów znajomości Reder i inni (w przygoto waniu) wskazują, że zwiększona dostępność słowa była wynikiem wzrost siły jego reprezentacji.

Jacoby twierdzi, że podstawy pamięci explicite i implicite są niezależni Podzielona uwaga relatywnie słabo wpływa na pamięć implicite, natomia~ silnie na pamięć explicite. Według Jacoby'ego w eksperymencie ukazanym n rysunku 8.13 w warunkach podzielonej uwagi powstawały tylko wspomnif nia implicite. Skoro nie powstawały wspomnienia explicite, badani nie mog z nich korzystać, aby usprawnić odtwarzanie w warunkach pozwalających r włączanie słowa czy na wybór odtworzenia w warunkach, gdy nie pozwalan na włączanie słowa.

Dostęp do informacji może być torowany przez doświadczenia, które nie dają jako skutek jawnych wspomnień.

Interakcje z warunkami uczenia się

Wydaje się, że sposób, w jaki badani uczą się materiału, ma odmiem wpływ na pamięć explicite i implicite. Na przykład w innym eksperymem Jacoby (1983) prosił badanych o uczenie się informacji na temat sło` w trzech warunkach. Posłużmy się słowem kobieta jako przykładem:

.~... .. lrsauuyl

1. Brak kontekstu. Badani uczyli się samego słowa kobieta.

2. Kontekst. Badani uczyli się słowa podawanego wraz z jego antonimem - mężczyzna.

3. Generowanie. Badani widzieli słowo mężczyzna i musieli generować jego antonim - kobieta.

Te trzy warunki różnicowały stopień, w jakim badani angażowali się w elaboratywne przetwarzanie materiału. Jak napisałem w rozdziale 6, bar- . dziej elaboratywne przetwarzanie daje lepsze efekty pamięciowe w standardowych testach pamięci. Następnie Jacoby dokonywał pomiaru efektów w jeden z dwóch sposobów:

1. Jawny. Badani rozwiązywali standardowy test rozpoznawania - widzieli listę słów i musieli rozpoznać te, których uczyli się.

2. Ukryty. Badanym prezentowano słowa przez bardzo krótki czas (40 milisekund) i musieli oni po prostu powiedzieć, co to za słowa. Był to test umiejętności spostrzegania słów prezentowanych przez bardzo krótki okres.

Wyniki uzyskane w tych dwóch rodzajach testów zostały przedstawione na rysunku 8.14. W warunkach explicite stwierdzono klasyczny efekt generowania, z lepszymi rezultatami dla sytuacji, które wywoływały największe zaangażowanie semantyczne. Natomiast w warunkach implicite wyniki były zupełnie przeciwne. Identyfikacja była najlepsza dla "braku kontekstu", który wywoływał najmniej przetwarzania semantycznego. We wszystkich sytuacjach uczenia się identyfikacja słów była lepsza niż przy braku wcześniejszej ekspozycji. W warunkach kontrolnych badani potrafili spostrzec tylko około 60 procent słów. Jacoby interpretuje te wyniki w terminach do

90

80 Identyfikacja percepcyjna `(pamięć implicite)

70

rozpoznawania 60 (pamięć explicite)

Rysunek 8.14. Zdolność do rozpoznawania słowa wzrasta wraz z głębokością przetwa

5o rzania, natomiast zdolność do Brak Kontekst Generowanie spostrzeżenia słowa zmniejsza

kontekstu się (Jacoby, 1983)

a waaaat." ..

pasowania pomiędzy przetwarzaniem w czasie uczenia się i w czasie pomiarT Przy braku kontekstu, gdy badani mieli kontakt ze słowem, musieli polega głównie na przetwarzaniu percepcyjnym, aby dokonać jego identyfikacj natomiast w warunkach generowania nie było nawet słowa, które moglilr przeczytać. Nie zawsze stwierdzano, że identyfikacja percepcyjna jest lepsz przy braku kontekstu niż w warunkach generowania (np. Masson i Mai Leod, 1992); w niektórych eksperymentach nie ujawniała się różnica. Ni. mniej zawsze występuje interakcja pomiędzy rodzajem przetwarzania i rodz; jem sprawdzianu.

Schacter, Cooper, Delaney, Peterson i Tharan (1991) zademonstrowa inny przykład torowania percepcyjnego. Prezentowali badanym figury poda bne do tych, które widać na rysunku 8.15. Niektóre z nich stanowiły mo liwe figury, a inne niemożliwe. Badanych proszono 0 ocenę, czy te prze mioty są zwrócone w lewą, czy w prawą stronę. Niektórych proszono tak:

Rysunek 8.15. Reprezentatywne przykłady prezentowanych obiektów. Figury w dwóch gón rzędach przedstawiają możliwe przednvoty, a w dwóch dolnych - niemożliwe.

Źródio: D.L. Schacter, L.A. Cooper, S.M. Delaney, M.A. Peterson i M. Tharan Journal of Experim Psychology: Learning, Memory, and Cognition, tom 17. Copyright (c) 1991 by the American Psycholc Association. Przedrukowano za zezwoleniem

Rysunek 8.16. Osiągnięcia w zadaniach polegających na podejmowaniu decyzji percepcyjnych i rozpoznawaniu przedmiotów jako funkcja typu przetwarzania w trakcie zapamiętywania (Schacter i in., 1991)

o podejmowanie decyzji pojęciowej - do jakiej kategorii najlepiej pasuje dany przedmiot: meble, przedmiot gospodarstwa domowego czy rodzaj budynku. Tak więc Schacter i inni manipulowali głębokością przetwarzania materiału: ocena percepcyjna stanowiła płytki poziom przetwarzania, a ocena pojęciowa - głęboki. W sprawdzianie badanym prezentowano zapamiętywane uprzednio figury oraz figury, których wcześniej nie widzieli, i proszono o podejmowanie jednej z dwóch decyzji na ich temat:

1. Decyzja percepcyjna. Przedmiot pojawiał się tylko na 100 milisekund i badany musiał określić, czy jest to przedmiot możliwy, czy nie. Jest to ukryty test pamięciowy, w którym eksperymentatora interesuje, do jakiego stopnia lepiej badani oceniają zapamiętywane wcześnie przedmioty w stosunku do nie zapamiętywanych.

2. Rozpoznawanie przedmiotu. Badanym prezentowano bez ograniczeń czasowych przedmioty i musieli oni zdecydować, czy są to przedmioty oglądane wcześniej. Jest to jawny test pamięciowy.

Uzyskane wyniki zostały przedstawione na rysunku 8.16. Tak jak w innych jawnych testach pamięciowych stwierdzono korzystne efekty przetwarzania pojęciowego czy semantycznego. Natomiast nie stwierdzono istotnych efektów w ukrytym teście pamięciowym.

Tak badania Jacoby'ego, jak i Schactera i innych zawierają interakcję pomiędzy sposobem przetwarzania w czasie uczenia się i rodzajem sprawdzianu. Przetwarzanie elaboratywne prowadzi do wyższych osiągnięć w testach wymagających świadomego rozpoznawania materiału. Tego rodzaju przetwarzanie nie przynosi jednak korzystnych efektów, gdy są one mierzone ukrytymi testami pamięciowymi. Roediger i Blaxton (1987) interpretują tego

rodzaju wyniki w terminach przetwarzania dostosowanego do transferu według koncepcji Bransforda, którą zaprezentowałem we wcześniejszych partiach niniejszego rozdziału. Badacze ci wskazują, że testy pamięci ukrytej, takie jak uzupełnianie rdzenia, identyfikacja słów czy rozpoznawanie przedmiotów, wymagają procesów percepcyjnych, natomiast takie zadania, jak jawne odtwarzanie i testy rozpoznawania, są z natury bardziej pojęciowe. Wynika stąd, że tylko w przypadku jawnych testów pamięciowych można oczekiwać ułatwienia spowodowanego przez przetwarzanie pojęciowe na etapie uczenia się. Badacze ci stawiają tezę, że osiąga się wysokie wyniki, gdy rodzaj testu pasuje do rodzaju przetwarzania na etapie uczenia się.

Przetwarzanie elaboratywne jest korzystne dla pamięci explicite, ale nie przynosi podwyższenia efektów w pamięci implicite.

Pamięć proceduralna

Ludzie na różne sposoby podlegają wpływowi doświadczeń, nie mogąc przypomnieć ich sobie. Jeden z tych sposobów polega na tym, że zapisy pamięciowe elementów, takich jak słowa, zawartych w tych doświadczeniach mogą zostać wzmocnione. Drugi jest taki, że percepcyjne przetwarzanie tych elementów może zostać ułatwione w przypadku testów polegających na identyfikacji słów i identyfikacji przedmiotów. 3eszcze inny rodzaj wiedzy, który może podlegać ułatwieniu, to wiedza o tym, jak wykonywać określone zadania. Często zdarza się, że ludzie potrafią bez trudu wykonywać jakieś zadanie, nie umiejąc opisać tego, czego nauczyli się. Klasyczny przykład stanowi jazda na rowerze, umiejętność, którą nabywa wielu ludzi, nie mając przy tym pojęcia, czym jest to, co robią.

Ten rodzaj wiedzy był badany w zadaniach typu seryjny czas reakcji (Curran i Keele, 1993; Lewicki, Hill i Bizot, 1988; Nissen i Bullemer, 1987). Badani naciskają zestaw przycisków zgodnie z sekwencją generowaną przez komputer. Na przykład na monitorze pojawia się znak X nad przyciskiem, który ma być naciśnięty, i pozostaje tak długo, aż zostanie naciśnięty. Gdy są cztery przyciski, komputer może wskazać sekwencję: trzeci, drugi, czwarty, trzeci itd. Sekwencja czy wzorzec naciskania jest powtarzany wielokrotnie, ale badani nie są o tym informowani. Niektórym badanym, na przykład w eksperymencie Currana i Keele, powtarzano wielokrotnie sekwencję 1-2-3-2-4-3. W takim zadaniu badani coraz szybciej reagują przy powtarzającym się wzorcu, w porównaniu z przypadkowymi wzorami, ale często trudno jest im określić, jaka jest sekwencja. W pewnym sensie można powiedzieć, że ich palce znają sekwencję, ale oni nie.

Eksperyment przeprowadzony przez Berry'ego i Broadbenta (1984) obejmował odmienną sytuację, w której wiedza proceduralna była oddzielona od wiedzy jawnej. Prosili oni badanych o kontrolowanie produkcji hipotetycznej

Tabela 8.3. Seria danych wejściowych i wyjściowych dotyczących produkcji cukru w eksperymencie Berry'ego i Broadbenta (1984)

Siła robocza Produkcja cukru

(wejście) (tony)

cukrowni (symulowanej przez program komputerowy) poprzez manipulowanie wielkością siły roboczej. Badani widzieli miesięczną produkcję cukrowni w tysiącach ton (np. 6 000 ton) i następnie musieli wybrać na kolejny miesiąc siłę roboczą w setkach pracowników (np. 700). Wtedy widzieli produkcję ; cukru w następnym miesiącu (np. 8 000 ton) i musieli wybrać wielkość siły roboczej na kolejny miesiąc. Tabela 8.3 pokazuje serie interakcji z hipotetyczną cukrownią. Celem badanych było utrzymanie produkcji cukru na poziomie między 8 Gdyby ktoś próbował wywnioskować regułę wiążącą produkcję cukru z ilością siły roboczej z tabeli 8.3, stwierdziłby, że nie jest ona wcale oczywista. Produkcja cukru w tysiącach (.S~ jest powiązana z siłą roboczą w setkach (l~ oraz produkcją cukru w poprzednim miesiącu w tysiącach (SI) za pomocą następującego wzoru: S = 2 x W - Sl. (Czasami dodawano przypadkową fluktuację 1 000 ton cukru.) Studenci Oksfordu, biorący udział w badaniu, wykonywali 60 prób kontroli cukrowni. W czasie tych 60 prób osiągali wysokie umiejętności kontrolowania produkcji cukrowni. Jednak nie byli w stanie określić reguły i twierdzili, że działali na podstawie jakiejś intuicji lub dlatego, że jakaś reakcja okazywała się poprawna. Tak więc badani nabywali wiedzę proceduralną na temat tego, jak kierować cukrownią, nie mając odpowiadającej wiedzy jawnej.

Często w psychologii dokonuje się rozróżnienia wiedzy deklaratywnej i proceduralnej (np. J.R. Andersom 1976; Cohen i Squire, 1980; Schacter,

1987). Wiedza deklaratywna to jawna wiedza, którą możemy wypowiedzieć i której jesteśmy świadomi. Wiedza proceduralna to wiedza na temat tego, jak wykonywać jakieś działania, i często jest ona ukryta. Większa część ostatnich czterech rozdziałów dotyczyła wiedzy deklaratywnej. Następny rozdział został poświęcony nabywaniu umiejętności i zawiera dużo więcej danych na temat wiedzy proceduralnej.

Ludzie potrafią nauczyć się wykonywania różnych czynności, nie potrafiąc powiedzieć, czego się nauczyli.

Amnezja u ludzi

Rozróżnienie pomiędzy pamięcią implicite i explicite jest ważne dla zrozumienia danych na temat amnezji u ludzi. Amnezja oznacza utratę pamięci. Jej przyczyną mogą być urazy mózgu (np. po uderzeniu w głowę); stany zapalne mózgu (np. zapalenie opon mózgowych); udar mózgu; zjawiska związane ze starzeniem się (np. demencja starcza); chroniczny alkoholizm; czy chirurgiczne usunięcie jakiejś części mózgu. Zaobserwowano dwa rodzaje amnezji - amnezja wsteczna (retrogarda), która odnosi się do utraty pamięci faktów i zdarzeń mających miejsce przed urazem, oraz amnezja następcza (anterogarda), która dotyczy utraty umiejętności zapamiętywania tego, co zdarzyło się po urazie. Szczególnie ważne w wywoływaniu amnezji następczej są uszkodzenia hipokampa. W rozdziale 3. omówiłem dane wskazujące, że hipokamp odgrywa ważną rolę w procesach pamięciowych niższych organizmów, na przykład szczurów. W tym miejscu przedstawię niektóre dowody na jego rolę w pamięci człowieka i naczelnych (szerszą dyskusję tego zagadnienia można znaleźć w Squire, 1987, 1992).

Najbardziej znanym pacjentem amnestycznym jest H.M, któremu usunięto duże obszary płatów skroniowych oraz powiązanych z nimi okolic podkorowych w celu wyleczenia epilepsji. Wśród usuniętych struktur podkorowych był także hipokamp. H.M. słabo pamiętał zdarzenia, które miały miejsce tuż przed operacją, ale nie stracił wspomnień z wczesnego dzieciństwa. Co gorsze, zdawało się, że stracił umiejętność uczenia się nowych informacji. Natychmiast zapominał spotkanych ludzi i właściwie nic nie pamiętał z tego, co wydarzyło się w ciągu 40 lat od operacji. Liczni inni pacjenci z uszkodzeniami hipokampa wykazują poważne ubytki pamięciowe, chociaż zwykle nie tak całkowite jak H.M.

Istnieją również pacjenci, którzy doznali poważnych uszkodzeń okolic hipokampalnych na skutek chronicznego alkoholizmu połączonego z deficytami pokarmowymi. Ujawniają oni zaburzenia pamięci, zwane zespołem Korsakowa, o podobnym charakterze jak H.M. Osoby te mają prawie normalną pamięć bezpośrednią, ale wykazują poważne deficyty w testach pamięci długotrwałej materiału uczonego po rozwinięciu się choroby. Pac

jenci z zespołem Korsakowa i inni chorzy z uszkodzeniami hipokampa ujawniają jedynie niewielkie ubytki pamięciowe dotyczące informacji naby_ tych przed chorobą. Inne naczelne także wykazują stosunkowo dobrze za,, chowaną pamięć dla informacji nabytych przed uszkodzeniem hipokampa.

W przypadku ludzi i naczelnych hipokamp nie może być ośrodkiem pamięci trwałej, gdyż występowałaby poważniejsza utrata pamięci informacji nabytych przed urazem. Wydaje się raczej, że hipokamp odgrywa zasadniczą rolę w powstawaniu trwałych wspomnień, które są przechowywane gdzie indziej, prawdopodobnie w korze mózgowej.

Ludzie i inne naczelne ujawniają brak umiejętności nabywania nowych trwalych wspomnień po uszkodzeniach hżpokampa, ale tracą stosunkowo niewiele wspomnień nabytych przed urazem.

Amnezja selektywna

Jak ' wspomniałem w rozdziale 3., niższe organizmy nie wykazują całkowitej utraty umiejętności uczenia się po usunięciu hipokampa; jednak istnieją kontrowersje na temat tego, jak można scharakteryzować ich selek= tywne trudności w uczeniu się. Tego rodzaju selektywne zaburzenia wy~ stępują także u ludzi i wydaje się, że amnezja jest ograniczona do wspomnień explicite, deklaratywnych. Graf, Squire i Mandler (1984) przeprowadzili eksperyment pokazujący, jak pacjenci amnestyczni mogą zachować pamięć. Badanym przedstawiano listę potocznych słów, a następnie sprawdzano pamiętanie ich na jeden z trzech sposobów:

1. Swobodne odtwarzanie. Po prostu proszono ich o odtworzenie wszystkich zapamiętanych słów.

2. Odtworzenia kierowane. Badanym pokazywano trzyliterowy rdzeń słowa (np. mas dla mada) i proszono 0 odtworzenie słowa, którego uczyli się; a które zaczynało się od tych liter.

3. Uzupelnianie. Pokazywano badanym rdzeń i proszono o podanie dowolnego słowa (niekoniecznie z listy), które ma ten sam rdzeń.

Rysunek 8.17 przedstawia porównanie wyników uzyskanych przez pacjentów amnestycznych i przez osoby zdrowe w trzech warunkach pomiaru. Osoby zdrowe uzyskały lepsze wyniki w swobodnym odtwarzaniu. W odtwarzaniu kierowanym ich przewaga uległa znacznemu obniżeniu, a zniknęła w teście uzupełniania. W teście uzupełniania podstawowe prawdopodobieństwo uzupełniania rdzenia słowem bodźcem wynosi 9 procent, gdy słowo nie było eksponowane. Zarówno osoby zdrowe, jak i amnestyczne wykazały silny efekt ekspozycji słowa, ale pacjenci amnestyczni mogli uczynić tę informację dostępną tylko wtedy, gdy nie starali się świadomie przypomnieć sobie

zoo

so

so

Rysunek 8.17. Pamięć słów u pa

cjentów amnestycznych i u osób 40 zdrowych w trzech rodzajach sprawdzianów.

Źródlo: P. Graf, L.R. Squire i G. Man- 20 dlcr Journal of Experimental Psycholo

Ky; Gearning, Memory, and Cognition,

tom 10. Copyright (c) 1984 by the Ame- 0 rican Psychological Association. Prze

drukowano za zezwoleniem.

~ ~~nr.~~n;

słowa. Ten eksperyment stanowi przykład paradygmatu torowana. Pacjenci amnestyczni ujawniają normalny poziom torowania w większości paradygmatów.

Torowanie to tylko jeden z paradygmatów, w których Pacjenci amnestyczni ujawniają zachowane umiejętności uczenia się. ObserWuJe się także lepiej zachowane uczenie się proceduralne w stosunku do uczenia się deklaratywnego. Wykazano, że potrafią nauczyć się wielu umiejętności, na przykład zadań z użyciem pursuimetru, czytania w lustrze czy labiryntów palcowych. Stwierdza się u nich normalne krzywe uczenia się w takich zadaniach, chociaż drugiego dnia treningu na ogół mówią, iż nie widzieli nigdy takiego zadania. Phelps (1989) twierdzi, że pacjenci amnestyczni zdolni są do nauczenia się każdej umiejętności, która nie wymaga jawnego wydobywania informacji z pamięci długotrwałej. W sprzyjających okolicznościach riiożliwe wydaje się nawet nauczenie się nowego języka (Hirst, Phelps, Johnson i Volpe, 1988) czy nowego algorytmu matematycznego (Milberg, AleXander, Charness, McGlinchey-Berroth i Barett, 1988). Stwierdzono, że H.NI~ (Cohen, Eichenbaum, Deacedo i Corkin, 1985) potrafił nauczyć się przez wiele dni złożonej umiejętności rozwiązywania problemów, chociaż każdego dnia, gdy pokazywano mu zadanie, był przekonany, że nigdy wcześniej nie widział go. Tak więc uczenie się umiejętności czy uczenie się proceduralne jest innym ważnym rodzajem uczenia się, które pozostaje nienaruszone u tych pacjentów.

Okazuje się, że pacjenci amnestyczni z uszkodzeniami hipokampa nie potrafią zapamiętać bardzo wybiórczego rodzaju wiedzy są niezdolni do stworzenia nowych deklaratywnych zapisów pamięciowych. Może u nich dochodzić do wzmocnienia istniejących zapisów pamięciowych, a więc zachodzi torowanie i mogą nauczyć się nowych procedur. W rozdziale 3., przy okazji omawiania efektów uszkodzeń hipokampa u szczurów, Przytoczyłem teorię wskazującą, że lezje hipokampa uniemożliwiają uczenie się asocjacji

Swobodne Odtwaaanie Uzupelnianie odtwarzanie kierowane

J -.-.) .... ~ .. Z.... ..Z.v.a

konfiguralnych. Asocjacje konfiguralne łączą kilka elementów ze sobą w sytuacji warunkowania. Zapis pamięciowy jest zasadniczo konfiguracją kilku wskazówek. Na przykład pamiętanie porcji RXL wymaga powiązania R, X i L w jedną konfigurację. Ponieważ ludzie z uszkodzeniami hipokampa mają trudności właśnie z tego rodzaju zadaniami, być może natura deficytu jest podobna i u ludzi, i u szczurów.

Ludzie z lejami hipokampa wykazują selektywne deficyty w uczeniu się nowych informacji deklaratywnych.

Refleksje końcowe

Jeden ze sposobów dokonania podsumowania badań zawartych w tym rozdziale polega na zastanowieniu się nad ich implikacjami dla dobrych osiągnięć pamięciowych. Przypuśćmy, że starasz się przypomnieć sobie przeszłe zdarzenia. Biorąc pod uwagę fakt, że wydarzyły się one w przeszłości; ,; nie możesz nic zrobić, aby je lepiej zakodować czy lepiej przechować (patrz dwa poprzednie rozdziały). Zajmowanie się tymi czynnikami byłoby tym samym co płacz nad rozlanym mlekiem. Co możesz zrobić, aby pomóc sobie w odnalezieniu tych starych wspomnień?

W rozdziale tym przedstawiłem dowody na to, że ludzie lepiej przypominają sobie, jeżeli mogą odtworzyć elementy, które zostały powiązane ze wspomnieniem. Jeżeli starasz się przypomnieć sobie nazwisko dawnego znajomego, może pomóc ci odtworzenie w pamięci przeszłych doświadczeń i kontekstów, w których używałeś tego nazwiska. Na przykład możesz pomyśleć o nazwiskach ludzi łączących się z tą osobą. Pomogłoby ci także dokomnie zmiany zadania na zadanie polegające na rozpoznawaniu, takie jak przejrzenie listy osób z klasy.

Rozdział 8. zawiera również dane na temat znaczenia pamięci inferencyjnej dla rekonstruowania tego, co nie może być przypomniane. Przypuśćmy, że starasz się przypomnieć sobie, gdzie położyłeś jakiś przedmiot. Możesz postarać się zrekonstruować w myśli swoje działanie, zastosować strategię cofania się pamięcią do określonego momentu itd.

Ostatnia część rozdziału dotyczy ukrytej pamięci, której ludzie nie są świadomi. Wynika stąd, że powinniśmy podjąć jakieś działanie, które może zawierać poszukiwaną informację, i sprawdzić, czy wykonanie tego zadania nie włącza poszukiwanej wiedzy. Klasycznym przykładem jest tu wiedza o umiejscowieniu klawiszy na standardowej klawiaturze maszyny do pisania. Wielu ludzi nie potrafi odtworzyć tej informacji, ale niezależnie od tego skutecznie pisać. Potrafią przypomnieć sobie, gdzie jest jakaś litera, wyobrażając sobie siebie w trakcie pisania słowa zawierającego tę literę i widząc, gdzie kierują się palce.

Czasami jest możliwe przypomnienie sobie dodatkowych informacji dzięki wykorzystaniu wiedzy o różnych warunkach wydobywania.

Lektury uzupełniające

Massaro (1989) dokonał przeglądu dwóch teorii rozpoznawania: progu i detekcji sygnału. Książka Tulvinga (1983) stanowi obszerne omówienie jego teorii. Hintzman (1992) oraz Tulving i Flexser (1992) przeprowadzili dyskusję na temat niepowodzenia rozpoznawania. Squire (1987) dokonał przeglądu fizjologii pamięci, w czym mieści się także staranna dyskusja nad dysocjacjami amnestycznymi. Schacter (1987) napisał klasyczny artykuł zawierająca przegląd badań nad pamięcią implicite. Squire (1992) dokonał przegląda badań nad rolą hipokampa w pamięci człowieka. Roediger (1990) także zaprezentował przegląd rozróżnienia pomiędzy pamięcią implicite i explicit< oraz omówił je w terminach przetwarzania dostosowanego do transferu Reder i Gordon (w druku) oraz Reder, Nelson i Stroffolino (w przygotowa niu) opisują teorię pamięci implicite autorstwa Reder.