Rozdział 6 - Anderson
ETAPY PAMIĘCI
Pamięć składa się z etapu zapamiętywania, przechowywania i wydobywania.
Proces zapamiętywania- pierwotne stworzenie zapisów i ich powiązań.
Proces przechowywania- odnosi się do tego, jak te zapisy osłabiają się z czasem i jak różne wskazówki tracą zdolność aktywizowania zapisu pamięciowego.
Proces wydobywania- dotyczy tego, jak aktualne wskazówki aktywizują konkretne zapisy.
Zapisy pamięciowe ulegają wzmocnieniu zgodnie z funkcją potęgową ćwiczenia
ĆWICZENIE I SILA ŚLADU
W jednym z eksperymentów ( J.R. Anderson,1981) przedstawiano badanym 20 par skojarzeń typu „pies-3”. Badani uczyli się tych par tak, aby przypomnieć sobie cyfrę 3, gdy pojawi się słowo pies. Listę par prezentowano siedmiokrotnie. Okazało się, że w miarę ćwiczenia poprawiało się znacznie odtwarzanie elementów, a także wzrastała zdecydowanie szybkość odtwarzania.
Badani ujawniają usprawnienie pamiętania również dzięki dalszemu ćwiczeniu już po zapamiętaniu materiału. Ebbinghaus dowiódł, że ćwiczenie jakiegoś elementu po tym, jak został już zapamiętany daje efekty lepszego odtwarzania w późniejszym okresie.
Zapisy pamięciowe mają cechę zwaną siłą, która wzrasta w miarę ćwiczenia. Pojęcie siły jest używane również w procesach warunkowania: siła związku bodziec warunkowy- bodziec bezwarunkowy wzrasta wraz z powtarzaniem. Natomiast w przypadku pamięci siła jest rozumiana jako określająca, do jakiego stopnia wskazówki mogą aktywizować zapis pamięciowy. Im bardziej zapis może być zaktywizowany, tym bardziej będzie dostępny. Poziom aktywizacji zapisu pamięciowego w eksperymentach jest odzwierciedlany we wskaźnikach zmiennej zależnej jak: prawdopodobieństwo odtworzenia, latencja odtwarzania i oszczędność przy ponownym uczeniu się. Ponieważ badani szybko dochodzą do prawie doskonałego poziomu odtwarzania mierzonego procentem prawidłowych odpowiedzi, na ogół używa się czasu odtwarzania jako wskaźnika zmiennej zależnej, gdyż jest on szczególnie wrażliwy na różnice między wysokimi poziomami siły. W badaniach okazało się, że w miarę ćwiczenia skraca się czas rozpoznawania, z tym, że początkowa poprawa jest bardzo szybka a potem ulega spowolnieniu.
Pamiętanie nadal poprawia się w miarę ćwiczenia, nawet gdy został już osiągnięty poziom doskonałego odtwarzania.
Potęgowe prawo uczenia:
Zamiast dni ćwiczenia i czasu reakcji możemy uwzględnić powiązanie logarytmów dni uczenia i logarytmów rozpoznawania. Logarytm zmniejsza różnicę między dużymi liczbami, np. różnica między 25 i 30 dniami jest o wiele mniejsza niż różnica między 5 dniami i 1 dniem. Występuje prawie liniowa zależność między logarytmami czasu i logarytmami ćwiczenia. Jeżeli użyjemy T na określenie czasu w sekundach i P na określenie ilości ćwiczenia w dniach, związek liniowy będzie opisany przez funkcję:
Log T = 0,34 - 0,24
Gdy to równanie ponownie przekształcimy w pierwotną skalę czasu i ćwiczenia, stanie się funkcją potęgową:
T = 1,40 P 0,24
Jest to funkcja potęgowa, gdyż ilość ćwiczenia (P) jest podnoszona do jakiejś potęgi. Ta funkcja to łagodna krzywa. Związek potęgowy między osiągnięciami (mierzonymi w terminach czasu reakcji oraz szeregu innych wskaźników) oraz ilością ćwiczenia stanowi wszechobecne zjawisko w uczeniu się. Prostoliniowa funkcja w skali logarytmicznej staje się funkcją krzywoliniową w skali oryginalnej. Taki wynik pociąga stwierdzenie, że uczenie nigdy się nie kończy, ale w miarę ćwiczenia uzyskujemy coraz mniejsze korzyści. Fakt, że prawie wszystkie funkcje opisujące uczenie się są funkcjami potęgowymi nazwano potęgowym prawem uczenia się ( Newell i Rosenbloom).
Również wskaźniki liczby błędów często zmieniają się zgodnie z funkcją potęgową. Liczba błędów spada jako funkcja potęgowa czasu. Takie funkcje potęgowe cechuje przyśpieszenie ujemne- każda jednostka ćwiczenia wywołuje coraz mniejszą poprawę. Prawo potęgowe jest prawem zmniejszania się zysków. Ćwiczenie powoduje wzrost siły zapisu, ale o coraz mniejsze jednostki.
Siła pamiętania wzrasta jako potęgowa funkcja ćwiczenia i znajduje odzwierciedlenia we wskaźnikach zmiennej zależnej czasu odtwarzania i liczby błędów.
Powtarzanie i warunkowanie
Jest prawdopodobne, że ćwiczenie w eksperymencie warunkowania kontroluje coś więcej niż tylko siłę zapisu pamięciowego. Czyli im częściej bodziec bezwarunkowy następuje po bodźcu warunkowym, tym bardziej prawdopodobne, że występuje między nimi związek przyczynowy. Szybkość reagowania w eksperymentach ze szczurami jest także w przybliżeniu funkcją potęgową ilości ćwiczenia.
W stosunku do warunkowania klasycznego, zwierzęta wykazują początkowo niewielki wzrost warunkowania, następnie bardzo silny i w końcu znowu niewielki. Funkcje warunkowania różnią się od krzywych pamięciowych człowieka w tej początkowej fazie wolnego uczenia się. Określa się je jako krzywe esowate.
Eksperyment warunkowania zawiera dodatkową fazę indukcji, w trakcie której organizm musi pojąć związek przyczynowy. Asocjacja nie może zostać wzmocniona dopóki nie zostanie zidentyfikowana. Krzywe warunkowania poszczególnych organizmów ujawniają występowanie konkretnego punktu w czasie, w którym organizm chwyta zależność.
Funkcje warunkowania mają często kształt esowaty, gdyż warunkowanie wymaga procesu indukcji, zanim nastąpi uczenie się asocjacyjne.
Długotrwałe wzmocnienie synaptyczne a środowisko.
Długotrwałe wzmocnienie synaptyczne (LTP) to rodzaj uczenia się neuronalnego i zdaje się być powiązane z behawioralnymi miarami uczenia się. Gdy drogi neuronalne są stymulowane prądem o wysokiej częstotliwości, wrażliwość komórek na późniejsze stymulowanie wzdłuż danej drogi wzrasta. Aktywacja neuronalna zmienia się w miarę praktyki, tak jak miary behawioralne.
Im częściej coś jest spotykane, tym częściej staje się dostępne w przyszłości. Im bardziej organizm potrzebuje zapamiętać coś, tym b. prawdopodobne, że będzie musiał ponownie to zapamiętać. Funkcjonalne postacie pamięci zdają się stanowić odzwierciedlenie funkcjonalnych postaci ze środowiska.
Trzy rodzaje wskaźników zmiennych zależnych zmieniają się jako funkcje potęgowe ćwiczenia: wskaźniki behawioralne (liczba błędów i latencja), procent zmiany LTP, prawdopodobieństwo powtórzenia w środowisku.
Długotrwałe wzmocnienie synaptyczne i prawdopodobieństwo odtworzenia w środowisku są funkcjami potęgowymi częstotliwości ekspozycji.
Elaboratywność przetwarzania
Zakres zapamiętania zależy nie tylko od tego, ile czasu elementy były ćwiczone, ale także od sposobu, w jaki były one ćwiczone. Sam kontakt z materiałem nie gwarantuje nauczenia się go. Zgodnie z koncepcją Ciarka i Lockharta pamiętanie poprawia się pod warunkiem, że informacja jest przetwarzana na głębszym poziomie.
Im bardziej elaboracyjnie przetwarzany jest materiał, tym lepsze jego pamiętanie.
Efekt generowania
Uwzględnienie znaczenia podwyższa pamiętanie bodźców. W badaniach wykazano wyższość przetwarzania semantycznego jednak równie wysokie korzyści wynikają z generowania elementów. Efekt generowania odnosi się do lepszego pamiętania materiałów, które badani sami generują(np. lepsze rozpoznawanie rymów). Przetwarzanie generatywne wzmacnia kodowanie cech, które wiążą bodziec z reakcją. Np. generowanie cave jako rymu do save gwarantuje, że badani będą kodować, iż zarówno bodziec jak i reakcja są rymami; mogliby nie zwrócić na to uwagi, gdyby tylko czytali parę słów.
Przetwarzanie semantyczne i samogenerowanie dostarczają badanym dodatkowych szlaków poszukiwania danych.
Różnice między elaboracją a siłą
Siła i elaboracja stanowią dwa różne aspekty pamięci, i oba mogą przyczynić się do poprawy osiągnięć pamięciowych.
Siła zakłada zakodowanie konkretnego zapisu pamięciowego, natomiast elaboracja tworzy dodatkowe zapisy pomagające w odnajdywaniu pierwotnego zapisu.
Uczenie się zamierzone a niezamierzone
Mandler a później Hyde i Jenkins w swych badaniach ukazali silny efekt sposobu przetwarzania, natomiast wpływ zamiaru zapamiętania właściwie okazał się żaden.
Pamięć koduje doświadczenia danej osoby, niezależnie od tego, czy ma ona zamiar je zapamiętać, czy nie.
Implikacje dla edukacji
To jak uczymy się danego materiału, ma ważne konsekwencje dla zakresu zapamiętanego materiału. Na przykład program uczenia(metoda PQ4R) zaleca wstępny przegląd, pytanie, czytanie, zastanawianie się, recytowanie i ponowne przeglądanie.
Formułowanie pytań i odpowiadanie na nie stanowią skuteczne metody elaboratywnego przetwarzania materiału podręcznikowego.
REPREZENTACJA WIEDZY
Postać, w jakiej informacja jest reprezentowana, może mieć znaczący wpływ na przypominanie.
Porcjowanie- ludzie mają tendencję, aby magazynować ok. 3 elementów w każdym zapisie.
W badaniach nad zapamiętaniem ciągów liter wykazano, że ludzie dzielą ciąg na kilka grup (chunk = porcja). Jeżeli litery (np. JHQ) są zmagazynowane razem w jednym zapisie, można oczekiwać osiągnięć charakterze „wszystko albo nic”. Czyli, jeśli badany jest w stanie odtworzyć jeden element z zapisu, inne powinny też zostać odnalezione. Również przedmioty na płaszczyźnie, teksty czy pozycje figur szachowych są organizowane w grupy po ok. 3 elementy.
Rodzaje kodów
Różne kody pamięciowe są wykorzystywane do różnego rodzaju materiału.
Koncepcja podwójnego kodowania ( Bower, Paivio) zakłada, że mamy oddzielne kody dla kodowania materiału werbalnego i wzrokowego. Informacja werbalna jest przechowywana jako sekwencja słów, a wzrokowa ma charakter obrazowy
Występuje kod przestrzenny dla materiału wzrokowego i kod liniowy dla materiału werbalnego.
Pamięć informacji wzrokowej
W badaniach Shepharda a później Standinga wykazano, że materiał wzrokowy jest lepiej zapamiętywany niż materiał werbalny. Jednak pamięć inf. obrazowej wydaje się być zdeterminowana przez umiejętność nadawania obrazowi interpretacji znaczeniowej.
Ludzie szczególnie dobrze pamiętają swoje interpretacje materiału obrazowego.
Efekty wyobrażeń wzrokowych
Możemy usprawnić pamiętanie materiału werbalnego przez konstruowanie obrazów wzrokowych, tego, co ma być zapamiętane. Wyobrażenia wzrokowe mogą być dziwaczne (np. pies jadący na rowerze) lub bardziej typowe (pies goniący dziecko jadące na rowerze), obraz może zawierać przedmioty wchodzące w interakcję (jak w obu powyższych przypadkach), czy też nie (np. pies stojący obok roweru). W badaniach dowiedziono, że dobrze pamiętane są obrazy interaktywne. Wpływ dziwaczności nie był jednoznaczny.
Obrazy interaktywne pomagają pamięci i czasami obrazy dziwaczne także przynoszą korzyści pamięciowe, gdy są dystynktywne
Pamięć znaczeniowa zdań
Ludzie mają tendencję do zapamiętywania interpretacji znaczeniowej zdania, które słyszą, a nie jego dosłownego brzmienia.
Zróżnicowane zanikanie informacji sensorycznej i semantycznej
Informacja semantyczna jest lepiej kodowana.
Informacja sensoryczna jest szybciej zapominana.
Dane empiryczne przemawiają za drugim stwierdzeniem.
Pamięć informacji semantycznej jest utrzymywana lepiej niż pamięć informacji sensorycznej.
Teoria zapamiętywania tekstów Kintscha
Kintsch stworzył teorię pamięci zdań. Według niego materiał znaczeniowy jest magazynowany w postaci zapisów pamięciowych zwanych sądami. Jest to najmniejsza jednostka wiedzy, która może pełnić funkcję oddzielnego twierdzenia; jednostka, o której można orzekać czy jest prawdziwa, czy fałszywa. Autor zastosował swą pracę do analizy pamięci dużych fragmentów tekstów. Analiza w kategoriach sądów najbardziej nadaje się do informacji lingwistycznej. Zdanie złożone można podzielić na zdania prostsze. Każde ze zdań prostszych odpowiada podstawowemu sądowi (można ocenić czy każde z nich jest prawdziwe, czy nie). Gdyby którekolwiek z nich było fałszywe, zdanie złożone również byłoby fałszywe. Jednak same te zdania nie są sądami, lecz odzwierciedlają leżące u ich podstaw jednostki twierdzeniowe. Sąd jest abstrakcyjną ideą będącą u podstaw tych zdań. Sąd organizuje relacja a po niej następują inne kluczowe terminy, na ogół rzeczowniki, zwane argumentami.
Kintsch sformułował hipotezę, że informacja semantyczna jest magazynowana w postaci sądów.
Badanie Bransforda i Franka
Gdy słyszymy złożony przekaz lingwistyczny, mamy tendencję do magazynowania go w terminach jego podstawowych sądów.
Reprezentacje rozproszone a reprezentacje zlokalizowane
Reprezentacje zlokalizowane, czyli jeden zapis koduje dany element. Jeśli potraktować tan pogląd dosłownie to daje on podstawę do przypuszczenia, że istnieje pojedynczy neuron w mózgu, który odpowiada danemu elementowi. Jednak eksperymenty nie potwierdziły tej hipotezy. Podstawowe twierdzenie zwolenników reprezentacji zlokalizowanych głosi, że zapisy pamięciowe są zorganizowane zgodnie z elementarnymi symbolami i mogą być zakodowane na różne sposoby i mieć swe duplikaty w różnych miejscach mózgu.
Reprezentacje rozproszone zakładają, że zapis pamięciowy nie mieści się w żadnym pojedynczym neuronie, ale jest raczej reprezentowany przez wzorzec aktywacji w zestawie elementów neuronalnych. Uczenie się par skojarzeń wymaga ustanowienia jakiejś sieci powiązań pomiędzy elementami neuronalnymi. Występują asocjacje pobudzeniowe(+) i hamulcowe(-) pomiędzy tymi elementami.
Interferencja katastroficzna- uczenie się nowych elementów często nakłada się i niszczy powiązania kodujące stare elementy. Reprezentacje zlokalizowane nie mają poważnych problemów interferencją katastroficzną, gdyż każdy zapis jest reprezentowany oddzielnie i jeden nie może nakładać się na drugi.
Reprezentacja pamięciowa u innych gatunków
Istnieją dowody, że zwierzęta kodują informacje we wzorce seryjne i przestrzenne a także, że potrafią identyfikować znaczenie obrazów niezależnie od dokładnych szczegółów fizycznych.
Pamięć sekwencyjna u gołębi
Choć gołębie tak jak ludzie wykazują zdolność zapamiętywania porządków seryjnych istnieją pewne różnice. Ludzka pamięć sekwencji podlega w dużej mierze mediacji werbalnej, np. poprzez powtarzanie sekwencji liter. Ludzie ujawniają również gradient dokładności przy reprodukowaniu sekwencji trzech elementów, taki, że najdokładniej odtwarzają, następny pod względem dokładności jest element ostatni, a najmniej dokładnie odtwarzają środkowy element. Natomiast gołębie wykazują największą dokładność w stosunku do ostatniego elementu, a dwa pozostałe odtwarzają równie dobrze.
Gołębie są w stanie zapamiętać strukturę sekwencyjną zdarzeń i działać na podstawie tego, co zapamiętały.
Naczelne i reprezentacje w postaci sądów
Premack odkrył, że niektóre z trenowanych szympansów w stosowaniu sztucznego języka są zdolne do reagowania na abstrakcyjne relacje, typowe dla reprezentacji w postaci sądów.
PODSUMOWANIE
W rozdziale omówiono trzy klasy czynników dotyczących kodowania: ilość ćwiczenia, której skutkiem jest zróżnicowana siła zapisu pamięciowego; elaboracja, której skutkiem jest powstanie dodatkowych szlaków poszukiwań pamięciowych; oraz rodzaj śladu, którego skutkiem jest zróżnicowane tempo zapominania. Jest coś ogólnie adaptacyjnego w naszej pamięci. Im częściej spotykamy jakieś dane i im bardziej elaboratywnie je przetwarzamy, tym bardziej prawdopodobne, że będziemy potrzebowali zapamiętać je.
Możemy zmagazynować w pamięci wszystko to, na co zwrócimy uwagę, a niepowodzenia pamięciowe mogą wynikać z zapominania i czynników związanych z wydobywaniem informacji, a nie z czynników związanych z zapamiętywaniem.
1