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8.1:记忆如何运作

  • Page ID
    203608
    • Rose M. Spielman, William J. Jenkins, Marilyn D. Lovett, et al.
    • OpenStax
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    学习目标
    • 讨论记忆的三个基本功能
    • 描述内存存储的三个阶段
    • 描述和区分程序记忆和陈述性记忆以及语义和情景记忆

    内存是一种信息处理系统;因此,我们经常将其与计算机进行比较。 内存是一组进程,用于在不同时间段内编码、存储和检索信息(图 8.2)。

    图中显示了三个方框,从左到右排成一行,分别标题为 “编码”、“存储” 和 “检索”。 一个向右的箭头将 “编码” 连接到 “存储”,另一个箭头将 “存储” 连接到 “检索”。
    8.2 编码涉及向内存系统输入信息。 存储是指对编码信息的保留。 检索,或将信息从内存中提取出来,然后恢复意识,是第三种功能。
    链接到学习

    观看这段关于记忆意想不到的事实的视频,了解更多信息。

    编码

    我们通过一个叫做编码的过程将信息传入我们的大脑,这是将信息输入到存储系统中。 一旦我们收到来自环境的感官信息,我们的大脑就会对其进行标记或编码。 我们将信息与其他类似信息一起组织,并将新概念与现有概念联系起来。 编码信息是通过自动处理和费力处理进行的。

    如果有人问你今天午餐吃了什么,你很可能会很容易地想起这些信息。 这被称为自动处理,即时间、空间、频率和单词含义等细节的编码。 自动处理通常是在没有任何意识的情况下完成的。 回想一下你上次学习考试是自动处理的另一个例子。 但是你研究的实际测试材料呢? 要对这些信息进行编码,你可能需要大量的工作和注意力。 这被称为费力处理图 8.3)。

    一张照片显示有人在开车。
    8.3 当你第一次学习驾驶汽车等新技能时,你必须付出努力和注意力来编码有关如何启动汽车、如何刹车、如何处理转弯等的信息。 一旦你知道如何驾驶,就可以自动编码有关该技能的其他信息。 (来源:罗伯特·库斯-贝克)

    确保重要记忆被正确编码的最有效方法是什么? 即使是简单的句子在有意义时也更容易回忆(Anderson,1984)。 阅读以下句子(Bransford & McCarrell,1974 年),然后移开视线,从 30 乘三倒数到零,然后尝试写下句子(不要回头看这个页面!)。

    1. 香味很酸,因为接缝分开了。
    2. 航行没有因为瓶子破碎而延迟。
    3. 大海捞针很重要,因为布被撕开了。

    你做得怎么样? 就其本身而言,你写下的陈述很可能令人困惑且难以回忆。 现在,尝试使用以下提示再写一遍:风笛、船舶洗礼和跳伞运动员。 接下来从 40 向后倒数四分之一,然后自己检查一下,看看这次你对句子的回忆如何。 你可以看到,这些句子现在更令人难忘了,因为每个句子都是在上下文中放置的。 当你让材质变得有意义时,它的编码效果要好得多。

    有三种类型的编码。 单词的编码及其含义被称为语义编码。 威廉·布斯菲尔德(William Bousfield)(1935年)在一项实验中首次证明了这一点,他要求人们记住单词。 这60个单词实际上分为4个含义类别,尽管参与者不知道这一点,因为这些单词是随机呈现的。 当他们被要求记住这些单词时,他们倾向于按类别回忆它们,这表明他们在学习单词时注意单词的含义。

    视觉编码是图像的编码,声学编码是声音,尤其是单词的编码。 要了解视觉编码的工作原理,请仔细阅读以下单词列表:汽车、关卡、狗、真相、书、价值。 如果你稍后被要求回忆起这份清单中的单词,你认为你最有可能记得哪些单词? 你可能会更轻松地回忆起汽车、狗这两个词,而回忆等级、真相价值这两个词会更困难。 这是为什么? 因为你可以比单纯的文字更容易回忆图像(心理画面)。 当你读到汽车、狗这个词时,你在脑海中创造了这些东西的图像。 这些是具体、高意象的单词。 另一方面,诸如等级、真理价值之类的抽象词是低意象的词。 高图像词在视觉和语义上都经过编码(Paivio,1986 年),从而建立了更强的记忆力。

    现在让我们把注意力转向声学编码。 你开着车,收音机里有一首你至少十年没听过的歌,但你一起唱歌,回想起每个字。 在美国,孩子们经常通过歌曲学习字母,他们通过押韵学习每个月的天数:三十天有九月、/四月、六月和十一月;/其余的都有三十一天,/保存二月,还有二十八天,/每跳二十九天年。” 由于采用了声学编码,这些课程很容易记住。 我们对单词发出的声音进行编码。 这就是为什么我们教给幼儿的大部分内容都是通过歌曲、押韵和节奏完成的原因之一。

    你认为三种编码类型中哪一种能让你最好地记住口头信息? 几年前,心理学家弗格斯·克雷克和恩德尔·图尔文(1975)进行了一系列实验以找出答案。 向参与者提供了话语以及有关他们的问题。 这些问题要求参与者在三个级别之一上处理单词。 视觉处理问题包括向参与者询问字母的字体之类的问题。 声学处理问题向参与者询问了单词的发音或押韵,语义处理问题向参与者询问了单词的含义。 在向参与者展示单词和问题后,他们被赋予了意想不到的回忆或识别任务。

    用语义编码的单词比那些通过视觉或声学编码的单词更容易记住。 与较浅的视觉或声学编码相比,语义编码涉及更深层次的处理。 Craik和Tulving得出结论,我们通过语义编码可以最好地处理口头信息,尤其是当我们应用所谓的自我引用效应时。 自我引用效应是,与个人相关性较低的材料相比,个人倾向于对与自己相关的信息有更好的记忆力(Rogers、Kuiper 和 Kirker,1977 年)。 当你尝试记住本章中的概念时,语义编码对你有好处吗?

    存储

    一旦信息被编码,我们就必须以某种方式保留它。 我们的大脑获取编码信息并将其存放在存储器中。 存储是创建永久的信息记录。

    为了存储记忆(即长期记忆),它必须经过三个不同的阶段:感官记忆、短期记忆,最后是长期记忆。 这些阶段最初是由理查德·阿特金森和理查德·希弗林(1968 年)提出的。 他们的人类记忆模型(图 8.4)被称为 Atkinson and Shiffrin 模型,它基于这样的信念,即我们处理记忆的方式与计算机处理信息的方式相同。

    流程图由四个带有连接箭头的框组成。 第一个方框标有 “感官输入”。 箭头指向第二个方框,标有 “感官记忆”。 箭头指向标有 “短期记忆 (STM)” 的第三个方框。 箭头指向标有 “长期内存 (LTM)” 的第四个方框,箭头指向从第四个方框到第三个方框的相反方向。 在短期记忆盒上方,一个箭头离开盒子的右上角,然后曲线指向盒子的左上角;这个箭头被标记为 “排练”。 “感官记忆” 和 “短期记忆” 框下方都有一个箭头,指向 “未传输的信息丢失” 文本。
    8.4 根据 Atkinson-Shiffrin 的内存模型,信息要经过三个不同的阶段才能存储在长期存储器中。

    阿特金森和希弗林的模型不是唯一的记忆模型。 Baddeley 和 Hitch(1974)提出了一种工作记忆模型,其中短期记忆有不同的形式。 在他们的模型中,将存储器存储在短期存储器中就像在计算机上打开不同的文件并添加信息一样。 工作存储器文件保存的信息量有限。 短期存储器(或计算机文件)的类型取决于接收到的信息的类型。 有视觉空间形式的记忆,还有口语或书面材料的记忆,它们存储在三个短期系统中:视觉空间画板、情节缓冲区(Baddeley,2000)和语音循环。 根据Baddeley和Hitch的说法,记忆的中央执行部分监督或控制进出三个短期系统的信息流,而中央执行官负责将信息转移到长期记忆中。

    感官记忆

    在 Atkinson-Shiffrin 模型中,来自环境的刺激首先在感官记忆中进行处理:存储短暂的感官事件,例如视觉、声音和味觉。 存储时间非常短,最多需要几秒钟。 我们经常受到感官信息的轰炸。 我们无法全部吸收,甚至无法吸收其中的大部分。 而且其中大部分对我们的生活没有影响。 例如,你的教授上次上课时穿的是什么? 只要教授穿得合适,她穿什么并不重要。 我们会丢弃有关视觉、声音、气味甚至纹理的感官信息,我们不认为这些信息是有价值的信息。 如果我们认为某件事有价值,那么这些信息就会进入我们的短期记忆系统。

    短期记忆

    短期记忆 (STM) 是一种临时存储系统,用于处理传入的感官记忆。 短期记忆和工作记忆这两个术语有时可以互换使用,但它们并不完全相同。 更准确地说,短期记忆是工作记忆的一个组成部分。 短期记忆从感官记忆中获取信息,有时将这种记忆与已经存在于长期记忆中的东西联系起来。 短期内存存储持续 15 到 30 秒。 可以将其视为您在计算机屏幕上显示的信息,例如文档、电子表格或网站。 然后,STM 中的信息进入长期存储器(将其保存到硬盘中),或者被丢弃(您删除文档或关闭 Web 浏览器)。

    排练将信息从短期记忆转移到长期记忆。 主动排练是一种处理信息的方式,将其从短期记忆转变为长期记忆。 在主动排练期间,你要重复(练习)要记住的信息。 如果你重复得足够多,它可能会被转移到长期记忆中。 例如,这种主动排练是许多孩子通过唱字母歌来学习基础知识的方式。 或者,精心排练是将你正在尝试学习的新信息与你已经知道的现有信息联系起来的行为。 例如,如果你在聚会上遇到一个人,你的手机没电了,但你想记住他的电话号码,这个号码以区号 203 开头,你可能还记得你的叔叔阿卜杜勒住在康涅狄格州,区号为 203。 这样,当您尝试记住新的潜在朋友的电话号码时,您就可以轻松记住区号。 Craik 和 Lockhart(1972)提出了处理水平假设,该假设表明你对某件事的思考越深,记得越好。

    你可能会问自己:“我们的记忆能同时处理多少信息?” 要探索短期记忆的容量和持续时间,请让伙伴向你大声朗读随机数字符串(图 8.5),在每串字符串的开头说 “准备好了吗?” 最后说 “召回”,那时你应该尝试写下内存中的数字串。

    一系列数字包括两行,每行有六个数字。 从左到右,数字从四位数增加到五位、六位、七位、八位和九位数。 第一行包括 “9754”、“68259”、“913825”、“5316842”、“86951372” 和 “719384273”,第二行包括 “6419”、“67148”、“648327”、“51739826” 和 “163875942”。 8.5 使用上面介绍的召回练习来研究这一系列数字,以确定可以存储的最长数字串。

    注意你得到正确序列的最长字符串。 对于大多数人来说,容量可能接近 7 正负 2。 1956年,乔治·米勒回顾了大部分关于短期记忆能力的研究,发现人们可以保留5到9个物品,因此他报告说,短期记忆的容量是 “神奇数字” 7正负2。 但是,更多的当代研究发现,工作记忆容量为4正负1(Cowan,2010)。 通常,随机数的回忆比随机字母的回忆要好一些(Jacobs,1887),而且对于我们听到的信息(声学编码),通常也比我们看到的信息(视觉编码)好一些(Anderson,1969 年)。

    内存轨迹衰减和干扰是影响短期记忆保留的两个因素。 Peterson 和 Peterson(1959)使用称为三角形(例如 CLS)的三个字母序列研究了短期记忆,这些序列必须在 3 到 18 秒之间的不同时间间隔后调用。 参与者在延迟3秒后记住了大约80%的三角形,但在延迟18秒后仅记住了10%,这使他们得出结论,短期记忆在18秒内消失了。 在衰减期间,随着时间的推移,记忆轨迹的激活程度会降低,信息会被遗忘。 但是,吉宝和安德伍德(1962)只研究了三角任务的首次试验,发现主动干扰也会影响短期记忆保留。 在主动干扰期间,以前学到的信息会干扰学习新信息的能力。 内存轨迹衰减和主动干扰都会影响短期内存。 一旦信息进入长期记忆,就必须将其合并到突触层面(需要几个小时)和存储系统(可能需要数周或更长时间)中。

    长期记忆

    长期存储器 (LTM) 是信息的连续存储。 与短期内存不同,长期内存存储容量被认为是无限的。 它涵盖了你能记住的几分钟前发生的所有事情。 如果不考虑长期记忆的组织方式,就无法真正考虑长期记忆。 真的很快,当你听见 “花生酱” 时想到的第一个词是什么? 你想到果冻了吗? 如果你这样做了,你脑海里可能已经把花生酱和果冻联系起来。 人们普遍认为,记忆是在语义(或联想)网络中组织的(Collins & Loftus,1975 年)。 语义网络由概念组成,正如你可能从记忆中学到的知识中记得的那样,概念是语言信息、图像、思想或记忆(例如生活经历)的类别或分组。 尽管个人经验和专业知识会影响概念安排,但人们认为概念是按等级排列的(Anderson & Reder,1999;Johnson & Mervis,1997、1998;Palmer、Jonson、Hennessy、Unze & Pick,1989 年;Rosch、Mervis、Gray、Johnson 和 Boyes-Braem,1976 年;田中和泰勒,1991 年)。 相关的概念是相互关联的,这种联系的强度取决于两个概念关联的频率。

    语义网络因个人经历而异。 对于记忆来说重要的是,激活语义网络的任何部分也会在较小程度上激活与该部分相关的概念。 该过程被称为扩散激活(Collins & Loftus,1975 年)。 如果网络的一部分被激活,则更容易访问相关的概念,因为它们已经被部分激活。 当你记住或回忆某件事时,你激活了一个概念,相关的概念更容易被记住,因为它们被部分激活了。 但是,激活不会只向一个方向传播。 当你记住某件事时,你通常有几条途径来获取你想要访问的信息,而你与一个概念的链接越多,你记住的机会就越大。

    长期记忆有两种类型:性记忆和隐性记忆(图 8.6)。 了解显性记忆和隐性记忆之间的区别很重要,因为衰老、特定类型的脑外伤和某些疾病会以不同的方式影响显性记忆和隐性记忆。 露骨的记忆是我们有意识地试图记住、回忆和报告的记忆。 例如,如果你正在为化学考试而学习,那么你正在学习的材料将成为你明确记忆的一部分。 与计算机类比一样,长期存储器中的某些信息就像您保存在硬盘上的信息一样。 它不在你的桌面(你的短期内存)上,但大多数时候你可以在需要时提取这些信息。 并非所有的长期记忆都是深刻的记忆,有些记忆只能通过提示来回忆。 例如,你可能很容易想起一个事实,比如美国的首都,但你可能很难回想起去年夏天去附近城市时吃过晚饭的那家餐厅的名字。 提示,例如餐厅是以其老板的名字命名的,可能会帮助你回忆起餐厅的名字。 显式记忆有时被称为陈述性记忆,因为它可以用文字表达。 显式记忆分为情景记忆和语义记忆。

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    观看这段介绍短期和长期记忆的视频,详细了解如何存储和检索记忆。

    情景记忆是关于我们亲身经历的事件(即一集)的信息。 例如,你最后一个生日的记忆是一种情景记忆。 通常,情景记忆被报道为一个故事。 情景记忆的概念最早是在1970年代提出的(Tulving,1972 年)。 从那时起,图尔文和其他人重新制定了这一理论,目前科学家们认为,情景记忆是对特定时间特定地点发生的记忆——事件的内容、地点和时间(Tulving,2002)。 它涉及对视觉图像的回忆以及熟悉的感觉(Hassabis & Maguire,2007 年)。 语义记忆是关于单词、概念和基于语言的知识和事实的知识。 语义记忆通常被报告为事实。 语义意味着与语言和语言知识有关。 例如,“心理学的定义是什么” 和 “谁是美国第一位非裔美国人总统” 等问题的答案存储在你的语义记忆中。

    隐性记忆是长期记忆,不是我们意识的一部分。 尽管隐性记忆是在我们的意识之外学习的,无法有意识地回忆,但隐性记忆在执行某项任务时得到了体现(Roediger,1990;Schacter,1987 年)。 隐性记忆是通过认知需求任务研究的,例如人工语法(Reber,1976 年)、单词记忆(Jacoby,1983 年;Jacoby & Witherspoon,1982 年)以及学习潜行和不成文的突发事件和规则(Greenspoon,1955 年;Giddan & Eriksen,1959 年;Krieckhaus & Eriksen,1960)。 回到计算机的比喻,隐性记忆就像在后台运行的程序,你不知道它们的影响。 隐性记忆可以影响可观察的行为和认知任务。 无论哪种情况,你通常都无法将记忆用足以描述任务的词语中。 隐性记忆有几种类型,包括程序记忆、启动记忆和情感调节。

    一张图由三排方框组成。 第一行的方框被标记为 “长期记忆”;方框中的一行分为两行,通向第二行的两个方框,分别标记为 “显式内存” 和 “隐式内存”。 从第二行的方框中,线条分开并通向其他方框。 “显式记忆” 框中有两个标有 “情节(事件和经历)” 和 “语义(概念和事实)” 的方框。 “隐性记忆” 框中有三个标有 “程序性(如何做事)”、“启动(刺激暴露会影响对后期刺激的反应)” 和 “情绪调节(经典条件情绪反应)” 的方框。
    8.6 长期记忆有两个组成部分:显性和隐性。 显式记忆包括情景记忆和语义记忆。 隐性记忆包括程序记忆和通过调理学到的东西。

    性程序记忆通常使用可观察的行为来研究(Adams,1957 年;Lacey & Smith,1954 年;Lazarus & McCleary,1951 年)。 隐式程序记忆存储有关做某事方式的信息,它是熟练动作的记忆,例如刷牙、骑自行车或开车。 你第一次尝试时可能不太擅长骑自行车或开车,但是在做了这些事情一年之后,你的表现要好得多。 你骑自行车的提高是由于学习了平衡能力。 一开始你可能想过要保持直立,但现在你就这样做了。 此外,你可能擅长保持平衡,但无法告诉别人你的确切方法。 同样,当你第一次学会开车时,你可能没有经过深思熟虑就想到了很多刚才做的事情。 当你第一次学会完成这些任务时,可能有人告诉你如何做,但是从那些你无法轻易向别人解释的指令之后你学到的一切都是隐性记忆。

    隐式启动是另一种类型的隐式记忆(Schacter,1992)。 在启动期间,暴露于刺激会影响对后期刺激的反应。 刺激可能有所不同,可能包括文字、图片和其他刺激,以引起反应或提高认知度。 例如,有些人真的很喜欢野餐。 他们喜欢进入大自然,在地上铺一条毯子,吃一顿美味的饭菜。 现在,解读以下字母以生成一个单词。

    AETPL

    你想出了什么词? 它很可能是 “盘子”。

    你读过吗,“有些人真的很喜欢种花。 他们喜欢到户外花园,给植物施肥,给花浇水。” 你可能会想出 “花瓣” 这个词而不是盘子。

    你还记得前面关于语义网络的讨论吗? 人们在读到野餐后更有可能想出 “盘子” 的原因是盘子与野餐有关(关联)。 Plate 是通过激活语义网络来启动的。 同样,“花瓣” 与花有关,由花朵启发。 Priming 也是你可能说果冻来回应花生酱的原因。

    隐性情绪调节是经典条件情绪反应所涉及的那种记忆(Olson & Fazio,2001)。 这些情感关系无法报告或回忆,但可能与不同的刺激有关。 例如,特定的气味会对某些人造成特定的情绪反应。 如果有一种气味让你感到积极和怀旧,而你不知道这种反应来自哪里,那就是一种隐含的情感反应。 同样,大多数人的歌曲会引起特定的情感反应。 那首歌的效果可能是一种隐含的情感记忆(Yang、Xu、Du、Shi 和 Fang,2011 年)。

    日常连接

    你能记住你曾经做过或说过的一切吗?

    情景记忆也称为自传记忆。 让我们快速测试一下你的自传记忆。 你整整五年前的今天穿了什么? 2009 年 4 月 10 日你午餐吃了什么? 你可能会发现很难甚至不可能回答这些问题。 你还记得你一生中经历过的每件事吗?吃饭、谈话、衣服选择、天气状况等等? 很可能我们谁都无法接近回答这些问题;但是,以电视节目《出租车》而闻名的美国女演员玛丽露·亨纳(Marilu Henner)记得。 她拥有令人惊叹且非常优越的自传记忆(图 8.7)。

    一张照片显示的是玛丽鲁·亨纳。
    8.7 Marilu Henner 的超级自传记忆被称为 hyperthymesia。 (来源:马克·理查森)

    很少有人能以这种方式回忆事件;目前,只有不到20人被确定为具有这种能力,而且只有少数人经过研究(Parker、Cahill & McGaugh 2006)。 尽管胸腺增多症通常出现在青春期,但美国的两个孩子似乎早在十岁生日之前就有记忆。

    链接到学习

    观看电视新闻节目《60 分钟》中关于卓越自传记忆的视频,了解更多信息。

    检索

    因此,您努力编码(通过费力处理)并存储一些重要信息,以备即将到来的期末考试使用。 在需要时如何将这些信息从存储空间中取回来? 将信息从存储器中取出并恢复到意识意识状态的行为被称为检索。 这与查找并打开您之前保存在计算机硬盘上的纸张类似。 现在它又回到了你的桌面上,你可以再次使用它了。 我们从长期记忆中检索信息的能力对我们的日常功能至关重要。 你必须能够从记忆中检索信息,才能做所有事情,从知道如何刷头发和刷牙,到开车去上班,再到知道到达那里后如何完成工作。

    您可以通过三种方法从长期内存存储系统中检索信息:召回、识别和重新学习。 回忆是我们在谈论内存检索时最常想到的:这意味着你可以在没有线索的情况下访问信息。 例如,你可以使用 recall 进行作文测试。 当你在再次遇到之前学到的信息后识别出这些信息时,就会发生识@@ 。 它涉及一个比较过程。 当你参加多项选择题考试时,你依赖识别来帮助你选择正确的答案。 这是另一个例子。 假设你10年前高中毕业,回到家乡参加10年的团聚。 你可能无法回忆起所有同学,但你可以根据他们的年鉴照片认出他们中的许多同学。

    第三种检索形式是重新学习,听起来就是这样。 它涉及你以前学过的学习信息。 惠特尼在高中时学过西班牙语,但高中毕业后她没有机会说西班牙语。 惠特尼现年31岁,她的公司为她提供了在墨西哥城办公室工作的机会。 为了做好准备,她在当地社区中心报名参加了一门西班牙语课程。 她感到惊讶的是,在13年没说这门语言之后,她能这么快地学会这门语言;这是重新学习的一个例子。