Введение к работе
Актуальность работы определяется важностью выявления количественных закономерностей памяти человека, как теоретически - для понимания механизмов памяти, так и практически,в инженерно-психологических разработках, для обучения и контроля операторской деятельности, для разработки методов оценки интеллектуальных возможностей человека.
Проблема изучения количественных закономерностей памяти-ста-рейшая в психологии.Классические исследования выполнены Эббинга-узом, и далее вехами выступают работы Бренера.Хика, Миллера, Ат-кинсона. Применение информационного подхода без учета тонких психологических особенностей,часто имеющих решающее значение, и без опоры на современные нейрофизиологические представления о механизмах памятисильно ограничило возможности количественной оценки психических явлений.
Согласно известному правилу Миллера, об'єм кратковременной памяти не зависит от типа запоминаемого материала и равен "семь плюс или минус два элемента".Остается неясным,как зависит об'єм памяти от алфавита стимулов. Применение теории информации в исследованиях кратковременной памяти не дало ответа на этот вопрос, что и вызвало информационный кризис.Новые закономерности функционирования кратковременной памяти раскрыты после работ Миллера. Найдены зависимости об'ема памяти от сложности запоминаемого материала, способа воспроизведения, организации материала, длительности экспозиции, мотивации, скорости артикуляции, представления информации в памяти и т.д.(Аткинсон,1980; Стернберг, 1975; Хоффман,1986; Geissler,1987; Зинченко.Величковский, Вуче-ТИЧ,1980; Kail,1992; Smith,1992; Russell, D*Hollosy,1992; И Др.)
Оказалось, что пределы об'ема памяти, указанные Миллером слишком узкие. В действительности об'єм колеблется в пределах от 2.5 (Шипош,Ступавска,1978) до 18 (Вучетич,1973). элементов. Но все еще неясно, как емкость памяти зависит от алфавита стимулов. Именно эта задача привлекла наше внимание.
Недостаточно изучены также механизмы запоминания сложных многомерных сигналов.В работах ряда исследователей (Клеммер, Фрик,1953; О'Коннели, Биб-Сентер, Роджерс,1955; Поллак,1953; Халси, Чапанис,1954; Е.Д.Войтинский,1960; Smith,1963; Т.П.Зинченко,1978,1981) показано, что эффективным средством
- 2 -увеличения пропускной способности канала переработки информации является увеличение мерности . сигналов, т.е. числа параметров, по которым они различаются. При этом остается невыясненным, как зависит об'єм кратковременной памяти от размерности стимулов, т.е. от числа независимых признаков.Иными словами, как количественно связаны между собой об'емы памяти на многомерные сигналы и составляющие их одномерные.
Для ответа на все эти вопросы более глубокий системный подход, в частности, учитывающий закономерности внутреннего преобразования информации.
Необходимо выяснить как связано внутреннее, суб'ективное представление стимульного материала с внешними атрибутами стимулов, их размерностью, разнообразием и другими.
Решение проблемы памяти предполагает необходимость всех уровней анализа - от описания когнитивной деятельности, систем мозговых структур, отвечающих за эту деятельность до уровня синапсов (Ломов,1984; Squire,1986).
Интересными в этом смысле представляются работы,выполненные в лаборатории психофизиологии Института психологии РАН А.Н.Лебедевым и сотрудниками. В них раскрыты нейрофизиологические механизмы образования и сохранения следов памяти. Согласно модели, максимально возможный об'єм кратковременной памяти, измеренный в информационных единицах,есть величина постоянная, независимая от типа сигналов и равная приблизительно 30 битам. Из модели вытекает ряд следствий,еще не проверенных экспериментально. Проверка данной модели - одна из задач нашей работы.
- Цели исследования:
поиск количественной зависимости об'ема кратковременной памяти от типа запоминаемых сигналов,их качественного содержания и размера алфавита,-т.е. решение задачи поставленной,но нерешенной Дж.Миллером и другими исследователями в рамках информационного подхода;
выяснение психологических механизмов, лежащих в основе предполагаемой зависимости;
поиск количественной связи об'ема кратковременной памяти на
многомерные стимулы с об'ємами памяти на составляющие их одномерные признаки.
В работе последовательно решались следующие задачи:
-
Определение об'емов кратковременной памяти на сигналы разных алфавитов и расчет предельных величин этих об'емов с использованием уравнений нейрофизиологической модели памяти.
-
Сопоставление теоретических и экспериментальных величин об'емов кратковременной памяти для разных типов сигналов.
-
Выявление психологических факторов,определяющих соотношения между теоретическими и экспериментальными величинами об'емов кратковременной памяти.
-
Количественная характеристика психологических факторов и структурный анализ.
-
Исследование зависимости запоминания многомерных сигналов от составляющих их признаков.
Результаты проведенного исследования позволяют вынести на защиту следующие положения:
-
Об'єм кратковременной памяти определяется суб'ективной трансформацией об'єктивно заданного алфавита. Длина суб'єктивного алфавита пропорциональна длине об'єктивного .
-
Предельно высокий размер суб'єктивного алфавита равен произведению об'ема кратковременной памяти на размер об'єктивно заданного одномерного алфавита.
-
Величины об'емов кратковременной памяти на многомерные сигналы подчиняются следующей закономерности:обратная величина об'ема кратковременной памяти на многомерные сигналы равна сумме обратных величин об'емов кратковременной памяти на одномерные сигналы.
-
По об'ємам памяти на одномерные признаки с высокой точностью предсказывается об'єм на многомерные сигналы по простой формуле, следующей из нейрофизиологических предпосылок.
- 4 -Научная новизна состоит в том, что впервые:
- показано, что об'єм кратковременной памяти определяется не
только заданными в эксперименте символами,но всем множеством
образов, которые актуализируются при запоминании данного алфа
вита .
Этот набор образов интерпретирован как суб'єктивний алфавит.
показан способ подсчета величины суб'єктивного алфавита с использованием нейрофизиологической модели памяти.
найдена структурная организация суб'єктивного алфавита. Суб'ективные алфавиты,соответствующие об'єктивним многомерным, которые образованны перемножением одномерных алфавитов, организуются также перемножением суб'єктивних алфавитов, соответствующих одномерным алфавитам.
Практическая значимость.Результаты проведенного исследования могут быть использованы в инженерно-психологических разработках, в системах компьютеризированного обучения и контроля операторской деятельности,специфика которой связана с нагрузкой на мнемические процессы. Полученные материалы позволяют предложить критерий определения профессионального уровня овладения навыками работы с многомерными алфавитами символов.
Апробация работы.Основные результаты докладывались и обсуждались на ІУ конференции молодых ученых РАН (Григорчиково, 1982), Юбилейной итоговой научной сессии Института психологии РАН (Москва,1983),на 6-й Всесоюзной конференции по инженерной психологии (Ленинград, 1984),Всесоюзном симпозиуме "Зрение организмов и роботов" (Вильнюс,1985), на 7-й Европейской конференции Психометрического общества (Триир, 1991), на 24-й конференции по математической психологии (Москва, 1993), на расширенном заседании лаборатории психофизиологии Института психологии РАН (1994).
Структура диссертации, диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы и приложе-