نموذج بادلي للذاكرة العاملة

نموذج بادلي للذاكرة العاملة هو نموذج للذاكرة البشرية اقترحه آلان بادلي وجراهام هيتش في عام 1974، في محاولة لتقديم نموذج أكثر دقة للذاكرة الأولية (غالبًا ما يشار إليها بالذاكرة قصيرة المدى ). تقسم الذاكرة العاملة الذاكرة الأولية إلى مكونات متعددة، بدلاً من اعتبارها بنية موحدة واحدة. ^[1]

اقترح بادلي وهيتش نموذج الذاكرة العاملة المكون من ثلاثة أجزاء كبديل للمخزن قصير المدى في نموذج الذاكرة "متعددة المخازن" لأتكنسون وشيفرين (1968). وقد قام بادلي وزملاء آخرون بتوسيع هذا النموذج لاحقًا لإضافة مكون رابع، وأصبح الرأي السائد في مجال الذاكرة العاملة. ومع ذلك، تتطور نماذج بديلة، مما يوفر منظورًا مختلفًا لنظام الذاكرة العاملة.

كان النموذج الأصلي لبادلي وهيتش يتألف من ثلاثة مكونات رئيسية: الجهاز التنفيذي المركزي الذي يعمل كنظام إشرافي ويتحكم في تدفق المعلومات من وإلى أنظمته التابعة : الحلقة الصوتية ولوحة الرسم المرئية المكانية . تخزن الحلقة الصوتية المحتوى اللفظي، في حين تلبي لوحة الرسم المرئية المكانية البيانات المرئية المكانية. يعمل كلا النظامين التابعين فقط كمركزين للتخزين قصير المدى.

كانت حجة بادلي وهيتش للتمييز بين نظامين تابعين محددين للمجال في النموذج الأقدم مستمدة من النتائج التجريبية مع نماذج المهام المزدوجة . إن أداء مهمتين متزامنتين تتطلبان استخدام مجالين إدراكيين منفصلين (أي مهمة بصرية ولفظية) يكاد يكون بنفس كفاءة أداء المهام بشكل فردي. على النقيض من ذلك، عندما يحاول الشخص تنفيذ مهمتين في وقت واحد باستخدام نفس المجال الإدراكي، يكون الأداء أقل كفاءة من أداء المهام بشكل فردي. ^[2]

تمت إضافة مكون رابع لنموذج بادلي بعد 25 عامًا لاستكمال النظام التنفيذي المركزي. وقد تم تسميته بالمخزن المؤقت العرضي . ويعتبر نظامًا محدود السعة يوفر تخزينًا مؤقتًا للمعلومات من خلال ربط المعلومات من الأنظمة الفرعية والذاكرة طويلة المدى في تمثيل عرضي واحد. ^[3]

إن الجهاز التنفيذي المركزي هو نظام مرن مسؤول عن التحكم في العمليات المعرفية وتنظيمها. فهو يوجه التركيز ويستهدف المعلومات، مما يجعل الذاكرة العاملة والذاكرة طويلة المدى تعملان معًا. ويمكن اعتباره نظامًا إشرافيًا يتحكم في العمليات المعرفية، ويتأكد من أن المخزن قصير المدى يعمل بنشاط، ويتدخل عندما ينحرف ويمنع التشتيت. ^[4]

لديه الوظائف التالية:

• تحديث وترميز المعلومات الواردة واستبدال المعلومات القديمة
• ربط المعلومات من عدد من المصادر في حلقات متماسكة
• تنسيق الأنظمة العبودية
• التبديل بين المهام أو استراتيجيات الاسترجاع
• التثبيط، قمع الاستجابات السائدة أو التلقائية ^[4]
• الاهتمام الانتقائي

يحتوي الجهاز التنفيذي المركزي على نظامين رئيسيين: لوحة الرسم البصري المكاني، للمعلومات البصرية، والحلقة الصوتية، للمعلومات اللفظية. ^[5]

باستخدام نموذج المهمة المزدوجة، وجد بادلي وإيرسيس، على سبيل المثال، أن المرضى المصابين بالخرف المرتبط بالزهايمر يعانون من ضعف عند أداء مهام متعددة في وقت واحد، حتى عندما يتم تكييف صعوبة المهام الفردية مع قدراتهم. ^[6] تتضمن المهمتان مهمتين للذاكرة ومهمة تتبع. يتم إكمال الإجراءات الفردية بشكل جيد، ولكن مع تزايد ظهور مرض الزهايمر لدى المريض، يصبح أداء إجراءين أو أكثر أكثر صعوبة. أظهر هذا البحث تدهور الجهاز التنفيذي المركزي لدى الأفراد المصابين بمرض الزهايمر. ^[7]

تشير الأبحاث الحديثة حول الوظائف التنفيذية إلى أن الوظيفة التنفيذية "المركزية" ليست مركزية كما تصورها نموذج بادلي وهيتش. بل يبدو أن هناك وظائف تنفيذية منفصلة يمكن أن تختلف بشكل مستقل إلى حد كبير بين الأفراد ويمكن أن تتأثر بشكل انتقائي أو تنجو من تلف الدماغ. ^[8]

تتعامل الحلقة الصوتية (أو الحلقة النطقية ) ككل مع المعلومات الصوتية أو الصوتية. وتتكون من جزأين: مخزن صوتي قصير المدى يحتوي على آثار ذاكرة سمعية معرضة للتحلل السريع ومكون بروفة النطق (يُطلق عليه أحيانًا الحلقة النطقية ) الذي يمكنه إحياء آثار الذاكرة.

يُفترض أن أي معلومات لفظية سمعية تدخل تلقائيًا إلى المخزن الصوتي. يمكن تحويل اللغة المقدمة بصريًا إلى شفرة صوتية عن طريق النطق الصامت وبالتالي يتم ترميزها في المخزن الصوتي. يتم تسهيل هذا التحويل من خلال عملية التحكم في النطق. يعمل المخزن الصوتي كـ "أذن داخلية" تتذكر أصوات الكلام بترتيبها الزمني، بينما تعمل عملية النطق كـ "صوت داخلي" وتكرر سلسلة الكلمات (أو عناصر الكلام الأخرى) في حلقة لمنعها من التحلل. قد تلعب الحلقة الصوتية دورًا رئيسيًا في اكتساب المفردات، وخاصة في سنوات الطفولة المبكرة. ^[9] قد تكون أيضًا حيوية لتعلم لغة ثانية.

تقدم خمس نتائج رئيسية أدلة على الحلقة الصوتية:

1. تأثير التشابه الصوتي :
   إن قوائم الكلمات التي تبدو متشابهة يصعب تذكرها أكثر من الكلمات التي تبدو مختلفة. إن التشابه الدلالي (تشابه المعنى) له تأثير ضئيل نسبيًا، مما يدعم الافتراض القائل بأن المعلومات اللفظية مشفرة إلى حد كبير صوتيًا في الذاكرة العاملة. ^[10]
2. تأثير القمع اللفظي :
   تضعف ذاكرة المواد اللفظية عندما يُطلب من الأشخاص قول شيء غير ذي صلة بصوت عالٍ. ويُفترض أن هذا يعيق عملية التدرب اللفظي، مما يؤدي إلى تحلل آثار الذاكرة في الحلقة الصوتية. ^[11]
3. نقل المعلومات بين الرموز:
   مع العناصر المعروضة بصريًا، عادةً ما يقوم البالغون بتسميتها وتكرارها صوتيًا، وبالتالي تنتقل المعلومات من الترميز البصري إلى الترميز السمعي. يمنع القمع النطقي هذا النقل، وفي هذه الحالة يتم محو التأثير المذكور أعلاه للتشابه الصوتي للعناصر المعروضة بصريًا. ^[12]
4. الأدلة العصبية النفسية:
   يفسر خلل في تخزين الأصوات سلوك المرضى الذين يعانون من عجز محدد في الذاكرة الصوتية قصيرة المدى. لا يتمكن المرضى المصابون بفقدان القدرة على الكلام مع خلل في الأداء اللفظي النمائي من إعداد أكواد المحرك الكلامي اللازمة للنطق ، بسبب خلل في عملية التدرب على النطق. ^[13]
5. من ناحية أخرى، يُظهِر المرضى الذين يعانون من خلل التلفظ ، والذين تكون مشاكلهم في الكلام ثانوية، قدرة طبيعية على التدريب. وهذا يشير إلى أن التدريب الخفي هو الأمر الحاسم. ^[14]

لقد قدمت تراكمات الأدبيات عبر عقود من الزمان دعمًا قويًا لنظرية STS الصوتية. في دراسة أجريت عام 1971، أظهر ستيفن ماديجان أن تأثير الحداثة الأكبر يُرى أثناء التذكر التسلسلي الأمامي عندما يتم تقديم قائمة للأشخاص سمعيًا بدلاً من بصريًا. (يُرى تأثير أصغر في التذكر التسلسلي العكسي.) ^[15] في دراسته، أدى العرض السمعي إلى تذكر أكبر للعناصر التي تمت دراستها مؤخرًا. توسعت كاثرين بيني في هذا الاكتشاف لملاحظة أنه يمكن أيضًا العثور على تأثيرات النمط في حالة مهام التذكر الحر. ^[16] في عام 1965، اكتشف داليت أن تأثير النمط الملحوظ هذا ينخفض ​​​​بشكل كبير عن طريق إضافة عنصر "لاحقة" إلى القائمة المقدمة؛ هذه اللاحقة هي عنصر مشتت لا يجب تذكره. ^[17] استخدم روبرت جرين هذه الملاحظة في عام 1987 لاكتشاف أن تأثير اللاحقة هذا له تأثير أكبر على القوائم التي تم تعلمها سمعيًا بدلاً من بصريًا. ^[18] إن تتويج كل هذه النتائج يؤدي إلى دعم قوي للنظرية القائلة بوجود مخزن قصير المدى يخزن العناصر التي تم تعلمها مؤخرًا صوتيًا. بالإضافة إلى ذلك، وجد بلوم وواتكينز أن تأثير اللواحق يتضاءل بشكل كبير عندما لا يتم تفسير اللواحق على أنها صوت لغوي، وهو ما يتفق مع نظرية المخزن الصوتي قصير المدى لأنه لن يتأثر إلى حد كبير بالمشتتات غير اللغوية. ^[19]

تتضمن نظرية آلان بادلي للذاكرة العاملة جانبًا آخر يمكن من خلاله تخزين الذاكرة على المدى القصير. إن لوحة الرسم البصرية المكانية هي المخزن الذي يحتفظ بالمعلومات البصرية للتلاعب بها. ^[20] يُعتقد أن لوحة الرسم البصرية المكانية هي مخزن خاص بها للذاكرة العاملة حيث لا تتداخل مع العمليات قصيرة المدى للحلقة الصوتية. في البحث، وجد أن لوحة الرسم البصرية المكانية يمكن أن تعمل في وقت واحد مع الحلقة الصوتية لمعالجة كل من المحفزات السمعية والبصرية دون أن تؤثر أي من العمليتين على فعالية الأخرى. ^[21] أعاد بادلي تعريف نظرية الذاكرة قصيرة المدى على أنها ذاكرة عاملة لشرح هذه الظاهرة. في النظرية الأصلية للذاكرة قصيرة المدى، من المفهوم أن الشخص لديه مخزن واحد فقط لمعالجة المعلومات الفورية والذي لا يمكنه الاحتفاظ إلا بإجمالي 7 عناصر زائد أو ناقص عنصرين لتخزينها في فترة زمنية قصيرة جدًا، وأحيانًا مسألة ثوانٍ. إن اختبار مدى الأرقام هو مثال مثالي لقياس الذاكرة قصيرة المدى المحددة بشكل كلاسيكي. في الأساس، إذا لم يتمكن المرء من ترميز العناصر السبعة زائد أو ناقص اثنين في غضون بضع دقائق من خلال إيجاد ارتباط موجود للمعلومات المراد نقلها إلى الذاكرة طويلة المدى، فإن المعلومات تضيع ولا يتم ترميزها أبدًا. ^[22]

ومع ذلك، يمكن للذاكرة البصرية المكانية قصيرة المدى الاحتفاظ بالمعلومات البصرية و/أو المكانية على مدى فترات وجيزة من الزمن. ^[22] عندما تكون هذه الذاكرة قيد الاستخدام، يكون الأفراد قادرين على إنشاء وإعادة زيارة صورة ذهنية مؤقتًا يمكن التلاعب بها في مهام معقدة أو صعبة للتوجيه المكاني. هناك من لديهم تباينات في مناطق الدماغ التي تسمح بحدوث ذلك من أنواع مختلفة من تلف الدماغ. ^[21] يمكن أن يكون هناك أيضًا سوء فهم هنا في الاختلافات بين الذكريات العابرة مثل الذاكرة الحسية البصرية. الذاكرة العابرة هي مجرد نوع عابر من الذاكرة الحسية؛ لذلك، نظرًا لأن الذاكرة الحسية البصرية هي نوع من الذاكرة الحسية، فهناك مخزن للمعلومات، لكن المخزن لا يدوم إلا لثانية أو نحو ذلك. أحد التأثيرات الشائعة للذاكرة الحسية البصرية هو أن الأفراد قد يتذكرون رؤية أشياء لم تكن موجودة حقًا أو عدم تذكر أشياء معينة كانت في مجال بصرهم. الذاكرة مؤقتة فقط، وإذا لم يتم الاهتمام بها في غضون ثوانٍ، فإنها تختفي. ^[20]

هناك مساران مختلفان في الدماغ يتحكمان في وظائف مختلفة لما يُعرف بشكل شامل باسم لوحة الرسم البصرية المكانية. تتكون لوحة الرسم من الذاكرة المكانية قصيرة المدى وذاكرة الأشياء. الذاكرة المكانية قصيرة المدى هي الطريقة التي يتمكن بها الشخص من التعلم وبالتالي تذكر "أين" هم في تمثيل مقارن لأشياء أخرى. ذاكرة الأشياء في لوحة الرسم البصرية المكانية ضرورية في تعلم وتذكر "ما هو" الشيء. ^[22] الاختلافات بين هاتين القدرات البصرية المختلفة ترجع إلى حد كبير إلى مسارات مختلفة لكل من القدرات في الدماغ. المسار البصري في الدماغ الذي يكتشف التمثيل المكاني للشخص لبيئته وداخلها هو التيار الظهري . المسار البصري الذي يحدد أشكال الأشياء وأحجامها وألوانها والخصائص المحددة الأخرى يسمى التيار البطني . ^[21] يعمل كل من هذين التيارين بشكل مستقل عن بعضهما البعض بحيث يمكن للنظام البصري معالجة أحدهما دون الآخر (كما هو الحال في تلف الدماغ على سبيل المثال) أو كليهما في وقت واحد. لا يعتمد التياران على بعضهما البعض، لذلك إذا كان أحدهما يعمل بشكل تلاعبي، فما زال بإمكان الآخر إرسال معلوماته من خلاله.

اقترح لوجي أن لوحة الرسم البصري المكاني يمكن تقسيمها إلى عنصرين:

1. ذاكرة التخزين المؤقتة المرئية، التي تخزن المعلومات حول الشكل واللون.
2. الكاتب الداخلي، الذي يتعامل مع المعلومات المكانية والحركية. كما يقوم أيضًا بتكرار المعلومات الموجودة في ذاكرة التخزين المؤقت المرئية ونقل المعلومات إلى الجهاز التنفيذي المركزي. ^[23]

تقدم ثلاث نتائج رئيسية أدلة على التمييز بين الأجزاء البصرية والمكانية للوحة الرسم البصري المكاني:

1. يوجد تداخل أقل بين المهام البصرية والمكانية مقارنة بالتداخل بين مهمتين بصريتين أو مهمتين مكانيتين. ^[24]
2. يمكن أن يؤثر تلف الدماغ على أحد المكونات دون التأثير على الآخر. ^[25]
3. تظهر نتائج التصوير الدماغي أن مهام الذاكرة العاملة التي تتضمن أشياء مرئية تنشط مناطق في النصف الأيسر من الدماغ في الغالب، في حين أن المهام التي تتضمن معلومات مكانية تنشط مناطق أكثر في النصف الأيمن من الدماغ. ^[26]

في عام 2000 أضاف بادلي مكونًا رابعًا إلى النموذج، وهو المخزن المؤقت العرضي. هذا المكون عبارة عن نظام سلبي محدود السعة، ^[27] مخصص لربط المعلومات عبر المجالات لتشكيل وحدات متكاملة من المعلومات المرئية والمكانية واللفظية مع تسلسل زمني (أو ترتيب زمني عرضي ^[27] )، مثل ذاكرة قصة أو مشهد فيلم. يُفترض أيضًا أن المخزن المؤقت العرضي له روابط بالذاكرة طويلة المدى والمعنى الدلالي. ^[3]

"يعمل المخزن المؤقت "كمخزن مؤقت، ليس فقط بين مكونات الذاكرة العاملة، بل ويربط أيضًا بين الذاكرة العاملة والإدراك والذاكرة طويلة المدى". ^[27] يفترض بادلي أن "الاسترجاع من المخزن المؤقت يحدث من خلال الوعي الواعي". ^[27] وهو يسمح للأفراد باستخدام وحدات متكاملة من المعلومات لديهم بالفعل لتخيل مفاهيم جديدة. ولأن هذه العملية من المرجح أن تكون "عملية تتطلب الانتباه... فإن المخزن المؤقت يعتمد بشكل كبير على السلطة التنفيذية المركزية". ^[27]

كان الدافع الرئيسي لتقديم هذا المكون هو ملاحظة أن بعض المرضى (خاصة شديدي الذكاء) المصابين بفقدان الذاكرة ، والذين من المفترض أنهم لا يملكون القدرة على ترميز المعلومات الجديدة في الذاكرة طويلة المدى، يتمتعون مع ذلك بتذكر جيد للقصص على المدى القصير، حيث يتذكرون معلومات أكثر بكثير مما يمكن الاحتفاظ به في الحلقة الصوتية. ^[28] "يبدو أن المخزن المؤقت العرضي ... قادر على تخزين السمات المرتبطة وإتاحتها للإدراك الواعي ولكنه ليس مسؤولاً عن عملية الربط". ^[29]

من المفترض أن "الوصول الواعي إلى الحلقة الصوتية أو لوحة الرسم قد يعمل عبر المخزن المؤقت". ^[30] ويستند هذا إلى افتراض أن كل من لوحة الرسم البصرية المكانية والحلقة الصوتية تعملان كمخازن مؤقتة ثانوية، تجمع المعلومات داخل منطقتهما الحسية. قد تتفاعل المخزن المؤقت العرضي أيضًا مع الرائحة والتذوق. ^[30]

هناك الكثير من الأدلة على وجود مخزن للذاكرة القصيرة، على النقيض من المخزن الطويل الأمد. ويبدو أن الحلقة الصوتية مرتبطة بالتنشيط في النصف الأيسر من الدماغ، وتحديدًا الفص الصدغي. وتنشط لوحة الرسم البصري المكاني مناطق مختلفة اعتمادًا على صعوبة المهمة؛ ويبدو أن المهام الأقل كثافة تنشط في الفص القذالي، في حين تظهر المهام الأكثر تعقيدًا في الفص الجداري. ولا يزال الجهاز التنفيذي المركزي لغزًا، على الرغم من أنه يبدو أنه يقع إلى حد ما في الفصوص الأمامية من الدماغ. ويبدو أن المخزن العرضي موجود في كلا نصفي الدماغ (ثنائي الجانب) مع تنشيط في كل من الفصين الجبهي والصدغي، وحتى الجزء الأيسر من الحُصين. ^[31] ومن حيث علم الوراثة، ارتبط الجين ROBO1 بسلامة المخزن الصوتي أو طوله. ^{[32] [33]}

تكمن قوة نموذج بادلي في قدرته على دمج عدد كبير من النتائج التي توصل إليها الباحثون في مجال الذاكرة قصيرة الأمد والذاكرة العاملة. بالإضافة إلى ذلك، ألهمت آليات الأنظمة المستعبدة، وخاصة الحلقة الصوتية، قدرًا كبيرًا من الأبحاث في علم النفس التجريبي وعلم النفس العصبي وعلم الأعصاب الإدراكي.

ومع ذلك، فقد أثيرت انتقادات، على سبيل المثال، لمكون الحلقة الصوتية، لأن بعض تفاصيل النتائج لا يمكن تفسيرها بسهولة من خلال نموذج بادلي وهيتش الأصلي، بما في ذلك الجدل حول قاعدة 7±2 . ^{[34] [35]}

يُنظر إلى المخزن المؤقت العرضي باعتباره إضافة مفيدة لنموذج الذاكرة العاملة، ولكن لم يتم التحقيق فيه على نطاق واسع وتظل وظائفه غير واضحة. ^[36]

• ذاكرة صدى
• القشرة الجبهية § الانتباه والذاكرة
• الرقم السحري سبعة، زائد أو ناقص اثنين
• الذاكرة العاملة