Memoria de lucru este un sistem cognitiv de capacitate limitată care asigură stocarea temporară a informațiilor disponibile pentru procesare imediată. [1] În literatura în limba rusă, termenul de memorie cu acces aleatoriu este, de asemenea, folosit . [2] Lucrarea memoriei de lucru (WP) este necesară pentru raționament, pentru activitatea mentală curentă, de exemplu, pentru a rezolva o problemă logică sau pentru a înțelege informații complexe și pentru a ghida luarea deciziilor și comportamentul. [3] [4] Deși RP este cel puțin diferit din punct de vedere conceptual de memoria pe termen scurt , RP permite manipularea informațiilor stocate, iar memoria pe termen scurt se referă doar la stocarea pe termen scurt a informațiilor, publicațiile anterioare foloseau adesea acești termeni în mod interschimbabil. [5] Cu toate acestea, există studii care arată că aceste două forme de memorie sunt diferite și la nivel neurobiologic. [3] [6] RP poate fi considerată ca o componentă operațională a memoriei pe termen scurt, concepută pentru stocarea temporară a informațiilor în timpul procesării sale active de către creier, în care sunt colectate, stocate și procesate informațiile necesare pentru rezolvarea sarcinii curente . folosind operații inteligente . În același timp, conștiința vede și folosește conținutul întregii memorie pe termen scurt, dar poate schimba direct conținutul doar al memoriei de lucru. Conceptul de memorie de lucru este esențial pentru psihologia cognitivă , neuropsihologie și neuroștiință . În unele publicații, RP este clasificată ca o funcție executivă .
Studiile au arătat că zonele din lobii frontali și parietali ai creierului , cortexul cingulat anterior , precum și zonele ganglionilor bazali sunt responsabile pentru memoria pe termen scurt . Datele privind locația memoriei de lucru au fost obținute inițial în studiul efectelor îndepărtării regiunilor cerebrale la animale, iar apoi în experimente de neuroimagistică [7] . Girusul frontal superior este implicat în funcționarea memoriei de lucru . S-a stabilit că afectarea girusului frontal stâng superior determină un deficit prelungit și necompensat al memoriei de lucru [8] .
Conceptul de memorie de lucru este strâns legat de conceptul de inteligență fluidă . Unii oameni de știință au găsit o relație între dimensiunea memoriei de lucru și nivelul inteligenței fluide, în legătură cu care a apărut o teorie conform căreia este posibilă dezvoltarea inteligenței fluide prin antrenamentul memoriei de lucru folosind tehnici precum n-back [9] .
Termenul „memorie de lucru” a fost inventat de Miller , Galanter și Pribram , [10] [11] și a fost folosit în anii 1960 în contextul teoriilor care comparau mintea cu un computer. În 1968, Atkinson și Shiffrin [12] au folosit termenul pentru a descrie un „magazin de informații pe termen scurt”. Ceea ce numim acum memorie de lucru a fost numit anterior: „stocare pe termen scurt” sau memorie pe termen scurt , memorie primară, memorie imediată, memorie de lucru și memorie temporară. [13] Memoria pe termen scurt este capacitatea de a reține informații pentru o perioadă scurtă de timp (de ordinul secundelor). Majoritatea teoreticienilor de astăzi folosesc conceptul de memorie de lucru ca înlocuitor sau încorporând conceptul mai vechi de memorie pe termen scurt, cu un accent puternic pe manipularea informației, mai degrabă decât pe simpla reținere a acesteia.
Cea mai veche mențiune a experimentelor pe baza neurobiologică a memoriei de lucru a apărut cu mai bine de 100 de ani în urmă, în descrierea experimentelor Gitzig și Ferrier cu îndepărtarea cortexului prefrontal (PFC); au ajuns la concluzia că cortexul frontal este important mai degrabă pentru procesele cognitive decât senzoriale. [14] În 1935 și 1936, Carlisle Jacobsen și colegii săi au fost primii care au demonstrat efectul dăunător al disfuncției PFC asupra întârzierii răspunsului. [14] [15]
În 1974, Alan Baddeley și Graham Hitch [16] au prezentat un model multicomponent al memoriei de lucru , care este o dezvoltare a modelului de memorie Atkinson-Shiffrin . [17] . Modelul propus a inclus trei componente: un interpret central, un ciclu fonologic și un depozit vizuo-spațial, în care interpretul central acționează ca un centru de control care selectează și direcționează informațiile între componentele fonologice și vizuale spațiale. [18] „Printre altele,” CI este responsabil pentru direcționarea atenției asupra informațiilor relevante, suprimarea distragerii atenției către informații irelevante și acțiuni inadecvate și coordonarea proceselor cognitive în timp ce efectuează mai multe sarcini simultan. CI asigură integrarea informațiilor și coordonarea „sistemelor subordonate”, ale căror funcții sunt stocarea pe termen scurt a informațiilor. Unul dintre sistemele subordonate, ciclul fonologic (FC), asigură stocarea informațiilor fonologice (cum ar fi vorbirea) și previne distrugerea acesteia prin actualizarea constantă în ciclul memoriei de repetiție. De exemplu, FC este capabil să stocheze un număr de telefon din șapte cifre atâta timp cât îl repetă în continuare. [19] Un alt sistem slave, stocarea visuospatială (VSS) servește la stocarea informațiilor vizuale și spațiale. Acest subsistem este folosit, de exemplu, pentru a crea și procesa diverse imagini vizuale, precum și pentru a prezenta hărți mentale. VSP poate fi împărțit în continuare într-un subsistem vizual (care se ocupă de fenomene precum forma, culoarea și textura) și un subsistem spațial (concentrat pe locație).
În 2000, Baddeley a extins modelul adăugând o a patra componentă, tamponul episodic care conține reprezentări care combină informații fonologice, vizuale și spațiale și, eventual, informații care nu sunt capturate de sistemele subordonate (de exemplu, informații semantice, informații muzicale și marcaje temporale, componenta emotionala si altele). Bufferul episodic este, de asemenea, legătura dintre memoria de lucru și memoria pe termen lung. [20] Această componentă este numită episodică deoarece se presupune că leagă toate informațiile RP într-o singură reprezentare episodică. Bufferul episodic seamănă cu conceptul Tulving de memorie episodică , dar diferă prin faptul că este stocare temporară. [21]
Anders Erikson și Walter Kinch [22] au introdus conceptul de „memorie de lucru pe termen lung”, pe care l-au definit ca un set de „structuri de căutare” ale memoriei pe termen lung care oferă acces nestingherit la informații relevante pentru sarcinile de zi cu zi. În conformitate cu acest concept, o parte a memoriei pe termen lung funcționează efectiv ca memorie de lucru. În mod similar, Cowan nu vede memoria de lucru ca fiind separată de memoria pe termen lung. Reprezentările din memoria de lucru sunt un subset de reprezentări din memoria pe termen lung. Memoria de lucru este organizată în două niveluri încorporate. Prima constă în reprezentări activate ale memoriei pe termen lung. Pot fi multe dintre ele - teoretic, numărul de activări ale reprezentărilor în memoria pe termen lung este nelimitat. Al doilea nivel se numește focalizarea atenției. Focalizarea este considerată limitată și poate conține până la patru vizualizări activate. [23]
Oberauer a extins modelul Cowan adăugând o a treia componentă, „focalizarea îngustă”, care deține un singur obiect în câmpul său la un moment dat. Focalizarea unui element este încorporată în focalizarea a patru elemente și servește la selectarea unui singur fragment pentru procesare. De exemplu, „focalizarea atenției” a lui Cowan poate conține patru cifre în același timp. Dacă o persoană dorește să proceseze fiecare dintre aceste cifre separat, de exemplu prin adăugarea numărului doi la fiecare dintre cifre, atunci fiecare cifră necesită procesare separată, deoarece majoritatea oamenilor nu pot efectua mai multe procese matematice simultan în paralel. [24] Componenta de atenție a lui Oberauer este direcționată către una dintre cifre pentru procesare și apoi mută focalizarea către următoarea cifră, iar acest proces continuă până când toate cifrele au fost procesate. [25]
Dimensiunea RAM este determinată de capacitatea personală de a vă controla mintea. [26] Memoria de lucru este în general considerată a avea o capacitate limitată. O cuantificare anterioară a limitei de capacitate asociată cu memoria pe termen scurt a fost „ numărul magic șapte ” propus de Miller în 1956. [27] El a susținut că capacitatea de procesare a informațiilor a tinerilor este de aproximativ șapte elemente, pe care le-a numit „segmente” (fragmente), indiferent dacă aceste elemente sunt numere, litere, cuvinte sau alte unități. Studii mai recente au arătat că acest număr depinde de categoria de fragmente utilizate (de exemplu, dimensiunea poate fi de aproximativ șapte pentru cifre, șase pentru litere și cinci pentru cuvinte) și chiar de caracteristicile fragmentelor din cadrul categoriei. De exemplu, dimensiunea este mai mică pentru cuvintele lungi decât pentru cuvintele scurte. În general, cantitatea de memorie pentru conținutul verbal (numere, litere, cuvinte etc.) depinde de complexitatea fonologică a conținutului (adică numărul de foneme, numărul de silabe), [28] și de statutul lexical al conținutului. (indiferent dacă conținutul este cuvinte cunoscute persoanei sau nu). [29] O serie de alți factori afectează dimensiunea măsurată a memoriei unei persoane și, prin urmare, este dificil să se reducă estimările memoriei pe termen scurt sau de lucru la câteva fragmente. Cu toate acestea, Cowan a sugerat că memoria de lucru are o capacitate de aproximativ patru fragmente la tineri (și mai puțin la copii și vârstnici). [treizeci]
Estimările cantității de memorie de lucru pot fi efectuate folosind diverse sarcini. O măsură folosită în mod obișnuit se bazează pe paradigma sarcinii duble, combinând componenta de stocare cu o sarcină de procesare paralelă, denumită uneori „decalaj complex”. Daneman și Carpenter au inventat prima versiune a acestui tip de sarcină, „ sarcina cu durata de lectură ”, în 1980. [31] Participanților li s-a oferit o listă cu mai multe propoziții de citit (de obicei, două până la șase) și li sa cerut să memoreze ultimul cuvânt al fiecărei propoziții. După citirea listei, participanții au trebuit să reproducă cuvintele în ordinea corectă. Ulterior, s-a demonstrat că există și alte sarcini non-duble sarcini care sunt, de asemenea, indicatori buni ai capacității memoriei de lucru. [32] Dacă Daneman și Carpenter credeau că sarcinile care combină stocarea și procesarea informațiilor sunt necesare pentru a măsura cantitatea de memorie de lucru, atunci se știe acum că cantitatea de memorie de lucru poate fi măsurată folosind ambele sarcini pentru memoria de lucru, în care există nu este o componentă suplimentară de procesare, [ 33] [34] și cu utilizarea anumitor sarcini de prelucrare care nu sunt legate de memorarea informațiilor. [35] [36] Problema funcționalității sarcinii, care poate fi considerată indicatori calitativi ai capacității memoriei de lucru, este un subiect de cercetare actuală.
Măsurile capacității memoriei de lucru sunt strâns legate de performanța la alte sarcini cognitive complexe, cum ar fi înțelegerea lecturii, rezolvarea problemelor și coeficientul de inteligență . [37]
Unii cercetători susțin [38] că capacitatea memoriei de lucru reflectă performanța funcțiilor executive, în primul rând capacitatea de a menține reprezentări multiple relevante pentru o sarcină sub influența distragerii de informații irelevante; și că astfel de sarcini reflectă probabil diferențe în abilitățile individuale de a concentra și de a menține atenția, în special în prezența unor evenimente care atrage atenția. Asemenea memoriei de lucru, funcțiile executive nu depind exclusiv, ci în mare măsură, de zonele frontale ale creierului. [39]
O serie de cercetători consideră că capacitatea memoriei de lucru este cel mai bine caracterizată prin capacitatea mentală de a înțelege relațiile din informațiile în cauză și de a forma relații între elemente. Printre altele, această idee a fost prezentată de Graham Halford, care a folosit-o pentru a ilustra capacitatea noastră limitată de a înțelege relațiile statistice dintre variabile. [40] El și alți cercetători au cerut oamenilor să compare declarații scrise despre relațiile dintre mai multe variabile cu grafice care ilustrează aceeași relație sau diferită, ca în următoarea propoziție: „Dacă prăjitura este din Franța, atunci are mai mult zahăr, dacă este făcută cu ciocolată, decât dacă ar fi făcută cu smântână, dar dacă prăjitura este din Italia, atunci are mai mult zahăr dacă este făcută cu smântână decât dacă este făcută cu ciocolată.” Această afirmație descrie relația dintre trei variabile (țara, ingredientul și cantitatea de zahăr) care este maximul înțeles de majoritatea oamenilor. Limita aparentă a capacității nu este o limită de memorie (toate informațiile relevante pot fi văzute continuu), ci o limită a numărului de relații urmărite simultan.
Există mai multe ipoteze despre natura limitei capacității. Una dintre ele este că există un număr limitat de resurse cognitive necesare pentru a menține vii viziuni și pentru a le face disponibile pentru procesare și pentru procesele care le procesează. [41] O altă ipoteză este că, fără a actualiza prin repetarea suprascrierii, urmele de informații din memoria de lucru se estompează și dispar în câteva secunde și, deoarece viteza de suprascriere este limitată, atunci RP poate suporta doar o cantitate limitată de informații. [42] O altă idee este că reprezentările stocate în memoria de lucru interferează și interferează unele cu altele. [43]
Teoriile dezintegrariiPresupunerea că conținutul memoriei pe termen scurt sau de lucru se estompează în timp, cu excepția cazului în care este împiedicat prin repetarea rescrierii, datează de la începutul studiilor experimentale ale memoriei pe termen scurt. [44] [45] Această poziție este, de asemenea, una dintre principalele în teoria multicomponentă a memoriei de lucru. [46] Cea mai sofisticată teorie a memoriei de lucru bazată pe presupunerea decolorării este „modelul de partajare a resurselor bazat pe timp”. [47] Această teorie se bazează pe presupunerea că, dacă reprezentările din memoria de lucru nu sunt actualizate, atunci ele sunt distruse. Actualizarea lor necesită utilizarea unui mecanism de atenție, care este și necesar pentru orice sarcină de procesare paralelă (competitivă). Dacă există intervale de timp mici în care sarcina de procesare nu necesită un mecanism de atenție, acesta poate fi folosit pentru a actualiza urmele de memorie. Prin urmare, teoria prezice că intensitatea uitării depinde de densitatea temporală a solicitărilor atenționale asupra sarcinii de procesare - această densitate se numește „încărcare cognitivă”. Sarcina cognitivă depinde de două variabile: cerințele sarcinii de procesare pentru intensitatea pașilor individuali și durata fiecărui pas. De exemplu, dacă sarcina de procesare este de a adăuga cifre, atunci când trebuie să adăugați încă o cifră la fiecare jumătate de secundă, sistemul pune o sarcină cognitivă mai mare decât să adăugați o cifră la fiecare două secunde. Într-o serie de experimente, Barrouillet și colegii au arătat că memoria pentru listele de caractere nu depinde de numărul de pași de procesare și de timpul total de procesare, ci de încărcătura cognitivă. [48]
Teorii resurselorTeoriile resurselor sugerează că capacitatea memoriei de lucru este o resursă finită care trebuie împărtășită de toate reprezentările care trebuie menținute în memoria de lucru în același timp. [49] Unii teoreticieni ai resurselor presupun, de asemenea, că stocarea în memorie și procesarea paralelă folosesc aceeași resursă; [41] acest lucru poate explica de ce eficiența memoriei se deteriorează de obicei atunci când există o cerere simultană de procesare. Teoriile resurselor au avut mare succes în explicarea rezultatelor testelor de memorie de lucru pentru caracteristici vizuale simple, cum ar fi culorile sau orientarea dungilor. Există o dezbatere în desfășurare cu privire la faptul dacă o resursă este divizibilă la infinit, care poate fi împărțită în orice număr de elemente din memoria de lucru sau dacă constă dintr-un număr mic de „sloturi” discrete, fiecare dintre acestea putând fi alocată doar unei singure memorie. element, astfel încât doar un număr limitat de aproximativ 3 articole pot fi stocate în memoria de lucru în același timp. [cincizeci]
Teorii interferențelor (teorii interferențelor)Teoreticienii au discutat mai multe forme de interferență. Una dintre cele mai vechi idei este că elementele noi pur și simplu le înlocuiesc pe cele vechi în memoria de lucru. O altă formă de interferență este competiția de căutare. De exemplu, sarcina este de a memora o listă de 7 cuvinte într-o ordine dată și de a reda lista începând de la primul cuvânt. Când încercați să preluați primul cuvânt din memorie, un al doilea cuvânt care se află în apropierea primului poate fi selectat aleatoriu, iar apoi ambele cuvinte vor concura pentru selecția finală. Adesea, erorile în sarcinile de rechemare secvențială sunt confuzia în memorie a elementelor listei vecine (numită și transpunere). Astfel, competiția de căutare limitează capacitatea de a reaminti liste de articole în ordinea inițială și, eventual, și în alte sarcini de memorie de lucru. A treia formă de interferență constă în denaturarea reprezentărilor datorită suprapunerii mai multor dintre ele una peste alta și astfel fiecare dintre reprezentări este estompată de influența celorlalte. [51] O a patra formă de interferență pe care unii autori au sugerat-o este deplasarea proprietății. [52] [53] Ideea este că fiecare cuvânt, număr sau alt element din memoria de lucru este reprezentat ca un pachet de proprietăți, iar când mai multe elemente împărtășesc un set de proprietăți comune, proprietățile unui element pot fi mutate în altul. . Cu cât sunt stocate mai multe elemente în memoria de lucru și cu cât proprietățile lor se suprapun, cu atât proprietățile se mișcă și distorsionează, adesea diminuează, diferența dintre elemente.
RestricțiiNiciuna dintre ipotezele prezentate nu poate explica pe deplin datele experimentale. De exemplu, ipoteza resursei a fost menită să explice compromisul dintre stocare și procesare: cu cât trebuie stocate mai multe informații în memoria de lucru, cu atât procesarea paralelă mai lentă și mai predispusă la erori trebuie să devină, iar procesele cu cerințe mai mari de memorie trebuie să fie mai suprimate. . Această relație a fost explorată folosind sarcini precum sarcina de citire-memorie descrisă mai sus. S-a constatat că puterea suprimării reciproce depinde de asemănarea informațiilor care urmează să fie stocate și procesate. De exemplu, procesele de memorare a numerelor și de prelucrare a informațiilor spațiale sau de memorare a informațiilor spațiale și de prelucrare a numerelor se realizează împreună mai ușor decât memorarea și prelucrarea materialelor de același fel. [54] De asemenea, este mai ușor să memorezi cuvinte și să procesezi numere sau să memorezi numere și să procesezi cuvinte decât să memorezi și să procesezi materiale din aceeași categorie. [55] Aceste constatări sunt, de asemenea, greu de explicat în ceea ce privește ipoteza decăderii, deoarece rata cu care dispar reprezentările memoriei ar trebui să depindă doar de durata întârzierii în rescrierea sau reamintirea sarcinii de procesare, și nu de conținutul acesteia. O altă problemă pentru ipoteza decolorării apare din experimentele în care reamintirea unei liste de caractere este întârziată, fie prin instruirea participanților să-și amintească într-un ritm mai lent, fie prin instruirea lor să spună un cuvânt irelevant de una sau trei ori între fiecare literă. Aici, întârzierea retragerii nu are practic niciun efect asupra acurateței sale. [56] [57] Este probabil ca teoria zgomotului să ofere explicația cea mai logică pentru dificultatea semnificativă a funcționării paralele a proceselor de memorie și procesare cu o mare similitudine între conținutul memoriei și conținutul sarcinilor de procesare. Este mai probabil ca o cantitate mare de conținut similar să mute proprietățile de la un element la altul, confundându-le și crescând concurența în căutare.
Capacitatea memoriei de lucru crește treptat din copilărie [58] și scade treptat la bătrânețe. [59]
Performanța la testele de memorie de lucru crește constant din copilărie timpurie până la adolescență, în timp ce structura corelațiilor dintre diferite teste rămâne în mare parte neschimbată. [58] Începând cu munca în tradiția neo-piagetiană, [60] [61] teoreticienii au susținut că creșterea capacității memoriei de lucru este principalul motor al dezvoltării cognitive. Această ipoteză a primit un sprijin empiric puternic din studiile care arată că capacitatea memoriei de lucru este un predictor puternic al capacității cognitive în copilărie, [62] performanța într-o serie de domenii precum [63] [64] : competența în limba maternă, matematica, înțelegerea textului, și stăpânește alte discipline academice și domenii de cunoaștere. Dovezi și mai puternice pentru rolul memoriei de lucru în dezvoltare provin dintr-un studiu longitudinal care arată că capacitatea memoriei de lucru la orice vârstă prezice capacitatea de gândire mai târziu în viață. [65] S-a demonstrat că diferențele individuale în memoria de lucru explică între o treime și jumătate din toate diferențele individuale în inteligența generală . [37] [63] Cercetările din tradiția neo-piagetiană au adăugat la acest tablou prin analiza complexității sarcinilor cognitive în ceea ce privește numărul de itemi și relații care trebuie luate în considerare simultan la rezolvare. Pe un spectru larg, copiii sunt capabili să se ocupe de versiuni ale problemelor de același nivel de dificultate la aproximativ aceeași vârstă, sub ipoteza că cantitatea de memorie de lucru limitează complexitatea pe care o pot gestiona la o anumită vârstă. [66] Deși studiile de neuroștiință susțin ideea că cortexul prefrontal este activat la copii în timpul diferitelor sarcini de memorie de lucru, o meta-analiză fMRI care compară copiii cu adulții care efectuează sarcina n-backward nu a arătat nicio activare persistentă a cortexului prefrontal la copii, în timp ce zonele posterioare, inclusiv cortexul insular și cerebelul , rămân neutilizate. [67]
Memoria de lucru este una dintre funcțiile cognitive cele mai susceptibile de declin la bătrânețe . [68] [69] În psihologie au fost propuse mai multe explicații pentru acest declin. Una dintre ele este teoria vitezei de procesare a îmbătrânirii cognitive de Tim Salthus. [70] Pe baza descoperirii unei încetiniri generale a proceselor cognitive odată cu înaintarea în vârstă, Salthouse susține că o procesare mai lentă crește timpul de decădere a conținutului memoriei de lucru, ceea ce reduce capacitatea efectivă. Cu toate acestea, scăderea memoriei de lucru nu poate fi explicată pe deplin prin încetinire, deoarece capacitatea scade mai mult odată cu vârsta decât cu viteza de procesare. [69] [71] O altă propunere este ipoteza suprimării prezentată de Lynn Hasher și Rose Zaks. [72] Această teorie sugerează un deficit general la bătrânețe în capacitatea de a suprima informații irelevante sau care nu mai sunt relevante. Prin urmare, memoria de lucru tinde să devină aglomerată cu conținut inutil, ceea ce reduce capacitatea efectivă pentru conținutul corespunzător. Ipoteza unui deficit de inhibiție la vârstnici a primit mult sprijin empiric [73] , dar încă nu este clar dacă scăderea capacității de suprimare explică complet scăderea capacității memoriei de lucru. West a dat o altă explicație pentru scăderea capacității de memorie de lucru și a altor funcții cognitive la bătrânețe, asociate cu modificări la nivel neuronal. [74] Ea a susținut că memoria de lucru depinde în mare măsură de cortexul prefrontal , care, odată cu îmbătrânirea, se deteriorează mai mult decât alte zone ale creierului. Declinul legat de vârstă a capacității memoriei de lucru poate fi corectat pe termen scurt cu stimulare transcraniană de intensitate scăzută, sincronizând ritmurile în lobii temporali bilaterali frontal și stâng. [75]
Thorkel Klingberg a fost primul care a investigat dacă antrenamentul intensiv al memoriei de lucru are efecte benefice asupra altor funcții cognitive. Cercetările sale inovatoare au arătat că memoria de lucru poate fi îmbunătățită prin predarea pacienților cu ADHD prin programe de calculator. [76] Cercetările au arătat că antrenamentul memoriei de lucru mărește gama cognitivă și îmbunătățește scorurile la testele de IQ. Un alt studiu al aceluiași grup [77] a arătat că, după antrenament, activitatea creierului asociată cu memoria de lucru a crescut în cortexul prefrontal, zonă pe care mulți cercetători au asociat-o cu funcția de memorie. Într-un studiu, s-a demonstrat că antrenamentul memoriei de lucru crește densitatea receptorilor de dopamină (în special DRD1 ) în cortexul prefrontal și parietal într-un test de persoane. [78] Cu toate acestea, lucrările ulterioare cu același program de antrenament nu au reușit să reproducă efectele pozitive ale antrenamentului asupra cogniției. Un raport de cercetare meta-analitică privind programul de antrenament al lui Klingberg până în 2011 arată că un astfel de antrenament are un efect redus în cel mai bun caz asupra testelor de inteligență și atenție. [79]
Într-un alt studiu autorizat, antrenamentul cu o sarcină de memorie de lucru (sarcină dublă n-back ) a îmbunătățit scorurile la testele de inteligență fluidă la adulții tineri sănătoși. [80] O îmbunătățire a extragerii de inteligență fluidă cu sarcina n-back, [81] a fost replicată în 2010 , dar două studii publicate în 2012 nu au reușit să reproducă efectul. [82] [83] Datele reunite din aproximativ 30 de studii experimentale privind eficacitatea antrenamentului memoriei de lucru au fost evaluate în mai multe meta-analize. [84] [85] Autorii acestor meta-analize nu sunt de acord în concluziile lor cu privire la dacă antrenamentul memoriei de lucru îmbunătățește inteligența. Cu toate acestea, aceste meta-analize sunt consistente în estimarea mărimii efectului de învățare a memoriei de lucru: dacă există un astfel de efect, este probabil să fie mic.
Prima înțelegere a bazelor neuronale și neurotransmițătoare ale memoriei de lucru a venit din studiile pe animale. Lucrările lui Jacobsen [86] și Fulton din anii 1930 au fost prima care a arătat că deteriorarea PFC a înrăutățit calitatea memoriei spațiale de lucru a maimuțelor. În lucrările ulterioare, Fuster [87] a înregistrat activitatea electrică a neuronilor în PFC al maimuțelor atunci când au efectuat o sarcină care implică întârzieri. În această problemă, maimuța îl vede pe experimentator punând niște mâncare sub una dintre cele două cești identice. Obturatorul este apoi coborât pentru o perioadă de întârziere variabilă, ferind cupele de vederea maimuței. După o întârziere, obturatorul se deschide și maimuței i se permite să scoată mâncarea de sub cești. Căutarea cu succes de la prima încercare a ceea ce animalul poate realiza după o anumită pregătire asupra sarcinii necesită păstrarea informațiilor despre locația hranei în memorie pentru o perioadă de întârziere. Fuster a găsit neuroni în PFC care s-au declanșat în principal în perioada de întârziere, sugerând că aceștia au fost implicați în menținerea ideii de locație a alimentului în timp ce acesta era invizibil. Cercetări mai recente au arătat că neuroni similari care păstrează activitatea se găsesc și în cortexul parietal posterior , talamus , nucleul caudat și globus pallidus . [88] Lucrările lui Goldman-Rakic și alții au arătat că principalul PFC sulcal sulcal dorsolateral se conectează la toate aceste regiuni ale creierului și că microrețelele neuronale din PFC sunt capabile să stocheze informații în memoria de lucru prin declanșarea repetitivă a piramidei. rețelele de glutamat celular, care continuă să se declanșeze pe toată perioada de întârziere. [89] Aceste rețele sunt reglate prin inhibarea laterală a interneuronilor GABAergici. [90] Sistemele de excitație neuromodulatoare schimbă semnificativ funcția memoriei de lucru a PFC; de exemplu, prea puțină sau prea multă dopamină sau norepinefrină afectează funcția rețelei PFC [91] și performanța memoriei de lucru. [92]
Studiile descrise mai sus cu privire la declanșarea constantă a anumitor neuroni în timpul întârzierilor în sarcinile de memorie de lucru arată că creierul are un mecanism de menținere a reprezentărilor active fără indicii externe. Cu toate acestea, menținerea vizualizărilor active nu este suficientă dacă sarcina necesită menținerea a mai mult de o informație. În plus, componentele și funcțiile fiecărui fragment trebuie să fie corect legate între ele pentru a preveni confundarea lor. De exemplu, dacă doriți să vă amintiți un triunghi roșu și un pătrat verde în același timp, trebuie să aveți „roșu” asociat cu „triunghi” și „verde” asociat cu „pătrat”. Una dintre modalitățile de a stabili astfel de conexiuni este sincronizarea neuronilor reprezentând caracteristicile unui fragment și desincronizarea neuronilor reprezentând elemente ale diferitelor fragmente. [93] Pentru acest exemplu, neuronii care reprezintă roșu ar trebui să se declanșeze sincronizați cu neuronii care reprezintă un triunghi, dar nu se declanșează sincronizați cu cei care reprezintă un pătrat. În prezent, nu există dovezi directe că memoria de lucru folosește un astfel de mecanism de legătură, așa că au fost propuse și alte mecanisme. [94] Se presupune că declanșarea sincronă a neuronilor implicați în memoria de lucru are loc la frecvențe în intervalul theta-ritm (de la 4 la 8 Hz). Într-adevăr, puterea EEG theta crește odată cu încărcarea memoriei de lucru [95] , iar fluctuațiile theta măsurate în diferite părți ale capului devin mai coordonate atunci când o persoană încearcă să-și amintească relația dintre două informații. [96]
Determinarea localizării funcțiilor în creierul uman a devenit mult mai ușoară odată cu apariția tehnicilor de imagistică cerebrală ( PET și fMRI ). Un studiu bazat pe acestea a confirmat că regiunile PFC sunt implicate în funcțiile memoriei de lucru. În anii 1990, multe discuții s-au concentrat pe funcțiile zonelor ventrolaterale și dorsolaterale ale PFC. Studiile leziunilor umane oferă date suplimentare despre rolul cortexului prefrontal dorsolateral în memoria de lucru. [97] O sugestie a fost că regiunile dorsolaterale sunt responsabile pentru spațial, iar regiunile ventrolaterale sunt responsabile pentru memoria de lucru non-spațială. O altă sugestie a fost că există o diferență funcțională, prin aceea că zonele ventrolaterale sunt implicate în principal doar în stocarea informațiilor, în timp ce zonele dorsolaterale sunt implicate și în sarcini care necesită o anumită prelucrare a materialului memorat. Discuția nu este complet completă, dar multe dintre dovezi susțin punctul de vedere al diferențelor funcționale. [98]
Imagistica creierului a arătat, de asemenea, că funcțiile memoriei de lucru nu se limitează la PFC. O revizuire a numeroaselor studii [99] arată că zonele de activare în timpul sarcinilor de memorie de lucru sunt împrăștiate pe o mare parte a cortexului. Pentru sarcinile spațiale, există tendința de a implica mai multe zone din emisfera dreaptă, iar pentru memoria de lucru verbală și obiectală, mai multe zone din emisfera stângă. Activarea în timpul sarcinilor de memorie de lucru verbală poate fi împărțită într-o componentă care reflectă stocarea în cortexul parietal posterior stâng și o componentă care reflectă repetarea sunetului în cortexul frontal stâng ( zona Broca , implicată în formarea vorbirii). [100]
Un consens apare că majoritatea sarcinilor de memorie de lucru implică o rețea de PFC și regiuni parietale. Cercetările noastre arată că în timpul sarcinilor de memorie de lucru, conexiunile dintre aceste zone sunt consolidate. [101] Un alt studiu a arătat că aceste zone nu sunt activate accidental în timpul sarcinilor de memorie de lucru, ele sunt necesare pentru funcționarea memoriei de lucru. Blocarea lor temporară cu stimulare magnetică transcraniană (TMS) duce la o deteriorare a performanței sarcinii. [102]
Discuțiile actuale se referă la funcția acestor regiuni ale creierului. S-a constatat că PFC este activ în diverse sarcini care necesită funcții executive. [39] Acest lucru a determinat un număr de cercetători să susțină că rolul PFC în funcționarea memoriei de lucru este managementul atenției, selecția strategiei și manipularea informațiilor, dar nu stocarea informațiilor. Funcția de stocare apare în mai multe zone posterioare ale creierului, inclusiv în cortexul parietal. [103] [104] Alți autori interpretează activitatea din cortexul parietal ca fiind legată de funcțiile executive , deoarece această zonă este activată și în sarcini care nu necesită memorie, ci atenție [105]
O meta-analiză din 2003 a 60 de studii de neuroimagistică a arătat că cortexul frontal stâng este implicat în cerințele de memorie de lucru verbale cu costuri reduse, cortexul frontal drept în memoria de lucru spațială. Câmpurile Brodmann 6 , 8 și 9 din cortexul frontal superior sunt active, cu necesitatea actualizării continue a memoriei de lucru, când memoria trebuie păstrată o perioadă de timp. Câmpurile Brodmann drepte 10 și 47 din cortexul frontal ventral sunt cel mai adesea implicate în manipulări precum sarcini duale sau operații mentale, câmpul 7 al cortexului parietal posterior este implicat în toate funcțiile executive. [106]
Se presupune că memoria de lucru include două procese cu localizari diferite în lobii frontal și parietal. [107] În prima, operația de selecție este localizată, care preia cel mai relevant element, iar în a doua, operația de actualizare, care schimbă focalizarea asupra acestuia. S-a descoperit că reîmprospătarea focalizării atenției include activarea tranzitorie în șanțul frontal caudal superior și cortexul parietal posterior , în timp ce creșterea selecției necesită o modificare selectivă a activării în șanțul frontal superior rostral și girusul cingulat posterior/ en:precuneus . [107]
Rafinarea funcțiilor regiunilor creierului implicate în memoria de lucru depinde de capacitatea sarcinilor de a diferenția aceste funcții. [108] Majoritatea studiilor imagistice ale creierului asupra memoriei de lucru au folosit sarcini de recunoaștere, cum ar fi recunoașterea întârziată a unuia sau mai multor stimuli sau sarcina n-back, în care fiecare stimul nou dintr-o serie lungă trebuie comparat cu ceea ce a fost cu n pași înapoi. . Avantajul sarcinilor de recunoaștere este că necesită mișcare minimă (apăsarea uneia dintre cele două taste), ceea ce facilitează fixarea capului în scaner. Cu toate acestea, studiile experimentale și studiile despre diferențele individuale ale memoriei de lucru au folosit în mare parte sarcini de reamintire (de exemplu, sarcina de a citi un interval)., vezi mai jos). Nu este clar în ce măsură sarcinile de recunoaștere și rechemare reflectă aceleași procese și aceleași constrângeri de performanță.
Studiile de neuroimagistică ale creierului au fost efectuate cu o sarcină pentru perioada de citire sau cu sarcini corespunzătoare. Activarea crescută în timpul acestor sarcini a fost găsită în PFC și, în mai multe studii, și în cortexul cingulat anterior . Indivizii care au avut performanțe mai bune la această sarcină au arătat o creștere mai mare a activării în aceste zone, iar activarea lor s-a corelat mai mult în timp, sugerând că activitatea lor neuronală în aceste două zone a fost mai bine coordonată, posibil datorită conectivității mai puternice. [109] [110]
O abordare a modelării neurofiziologiei și funcționării memoriei de lucru este memoria de lucru ganglionară bazală corticală prefrontală (PBWM) .
Memoria de lucru suferă de stres psihologic intens și cronic. Acest fenomen a fost descoperit pentru prima dată în studiile pe animale de către Arnsten și colegii [111] , care au arătat că eliberarea de catecolamine indusă de stres în PFC reduce rapid declanșarea neuronilor PFC și capacitatea de memorie prin căi directe de semnalizare intracelulară. [112] Expunerea la stres cronic duce la o afectare mai profundă a memoriei de lucru și la modificări structurale suplimentare ale PFC, inclusiv atrofia dendritică și pierderea coloanelor vertebrale , [113] care pot fi prevenite prin inhibarea proteinei kinazei de semnalizare. [114] Studii similare pe oameni care utilizează fMRI au confirmat că deteriorarea memoriei de lucru indusă de stresul acut este asociată cu activarea redusă a PFC, iar stresul este asociat cu niveluri crescute de catecolamine . [115] Studiile imagistice ale studenților la medicină care au luat examene de stres au arătat, de asemenea, o scădere a conectivității funcționale PfK, în concordanță cu studiile pe animale. [116] Efectul marcat observat al stresului asupra structurii și funcției PFC poate ajuta la explicarea modului în care stresul poate cauza sau exacerba bolile mintale. Cu cât este mai mult stres în viață, cu atât este mai scăzută eficiența memoriei de lucru atunci când efectuați sarcini cognitive simple. Elevii care au efectuat exerciții care au redus apariția gândurilor negative au arătat o creștere a capacității de memorie de lucru. Stările de dispoziție (pozitive sau negative) pot afecta dopamina, un neurotransmițător care poate afecta, la rândul său, rezolvarea problemelor. [117]
Rezultatul abuzului de alcool poate fi leziuni ale creierului, care cauzează afectarea memoriei de lucru. [118] Alcoolul afectează nivelul de oxigen din sânge (răspuns BOLD). Răspunsul BOLD arată o oxigenare crescută a sângelui în timpul activității creierului, făcând acest răspuns un instrument util pentru măsurarea activității neuronale. [119] La o sarcină de memorie de lucru, răspunsul BOLD apare în zone ale creierului, cum ar fi ganglionii bazali și talamus . Adolescenții care încep să bea de la o vârstă fragedă arată o scădere a răspunsului BOLD în aceste zone ale creierului. [120] Femeile tinere cu dependență de alcool, în special, arată un răspuns mai mic BOLD în cortexele parietale și frontale la o sarcină de memorie de lucru spațială. [121] Consumul de alcool în special poate afecta, de asemenea, performanța sarcinilor de memorie de lucru, în special memoria de lucru vizuală. [122] [123] În plus, pare să existe o diferență de gen în modul în care alcoolul afectează memoria de lucru. Deși femeile au rezultate mai bune la sarcinile de memorie verbală de lucru după ce au consumat alcool decât bărbații, par să aibă rezultate mai proaste la sarcinile de memorie de lucru spațială, așa cum demonstrează o activitate cerebrală mai scăzută. [124] [125] În cele din urmă, vârsta este un factor suplimentar. Persoanele în vârstă sunt mai susceptibile la efectele alcoolului asupra memoriei de lucru decât persoanele mai tinere. [126]
Diferențele individuale în capacitatea memoriei de lucru sunt într-o oarecare măsură ereditabile ; aproximativ jumătate din diferențele dintre oameni se datorează diferențelor dintre genele lor. [127] [128] [129] Componenta genetică a variabilității memoriei de lucru este în mare măsură împărtășită cu cea a inteligenței fluide . [128] [127]
Se știe puțin despre genele care sunt asociate cu funcționarea memoriei de lucru. În cadrul teoretic al modelului multicomponent, a fost propusă o genă candidată și anume ROBO1 pentru ciclul fonologic ipotetic al memoriei de lucru. [130]
Cantitatea de memorie de lucru se corelează cu rezultatele învățării în alfabetizare și calcul. Argumentele inițiale pentru o astfel de relație au provenit din corelația dintre capacitatea memoriei de lucru și înțelegerea lecturii, care a fost observată pentru prima dată de Daneman și Carpenter (1980) [131] și a fost confirmată într-o revizuire meta-analitică ulterioară a mai multor studii. [132] Studiile ulterioare au arătat că capacitatea de memorie de lucru a copiilor de școală primară a prezis cu exactitate succesul rezolvării problemelor matematice. [133] Un studiu longitudinal a constatat că memoria de lucru a unui copil la vârsta de 5 ani era un predictor mai bun al succesului academic decât IQ. [134]
Într-un studiu de screening la scară largă în Marea Britanie, unul din zece copii din clasele obișnuite au fost identificați ca fiind deficiențe de memorie de lucru. Majoritatea dintre ei au avut rezultate foarte slabe din punct de vedere academic, indiferent de IQ-ul lor. [135] În mod similar, deficiențele memoriei de lucru au fost identificate la copiii de până la șapte ani cu performanțe academice slabe în Curriculumul Național. [136] Fără o intervenție adecvată, acești copii rămân în urmă cu semenii lor. Un studiu recent pe 37 de copii de vârstă școlară cu dificultăți semnificative de învățare a constatat că capacitatea memoriei de lucru la momentul inițial, dar nu IQ-ul, a prezis rezultatele învățării doi ani mai târziu. [137] Acest lucru sugerează că tulburările de memorie de lucru sunt asociate cu rezultate slabe ale învățării și reprezintă un factor de risc ridicat pentru performanța școlară a copiilor. La copiii cu dizabilități de învățare, cum ar fi dislexia , ADHD și tulburările de coordonare a dezvoltării, un model similar este evident. [138] [139] [140] [141]
![]() | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |