Οπτικό-χωρική ενεργός μνήμη: απομνημόνευση και αναπαραγωγή ερεθισμάτων προσανατολισμού

Abstract

This study aims to contribute to understanding the nature of temporary storage of visual representations in visual-spatial working memory. Attributing active role in the hitherto short term memory but also the very important distinction in individual components of Baddeley & Hitch (1974), began extensive research in the broader field of psychology. While the phonological system has been studied enough for its capacity and duration (Jacobs, 1887, Miller 1956, Baddeley, 1975, 1986, 1996), the visual-spatial working memory still retains several aspects unexplored. It is a common reference the number four (4) as the limit of what determines the capacity of the visual-spatial working memory, whether the latter is considered a separate system (Baddeley & Hitch, 1974), or part of the long-term memory determined by those of information that are active and receive attention (Cowan, 1988, 2008, Logie, 1995, Miyake & Shah, 1999). The purpose of this study is to assess these constraints with stimuli that lead to purely visual coding and to study the interaction of that capacity in the way we perceive these stimuli. Two experiments in which a series of gratings (1-4 stimuli) were presented and subjects had to reproduce the original stimulus had seen. In the first experiment, the delay time between presentation of stimuli and recall varied (0.5, 2.5, 3.5, 4.5ms), while in the second experiment varied the time of presentation of stimuli (1s, 2s, 5s, 7s). The results of this research showed a "burden" of mnemonic performance of the memory load, an increase of a memory load involves increasing the reaction time and increase the orientation error. The reduced presentation time also affected the mnemonic performance while increasing the delay time between stimuli presentation and recall showed no statistically significant results. The results of this study also highlighted and confirmed the oblique effect. In particular, the representation of orientation is more accurate for the vertical and horizontal direction as compared to oblique, and this anisotropy is assumed to reflect a low level of visual processing (optical, "Class 1", anisotropy). The reproduction of visual information and orientation information, also leads to a mean error from the vertical and horizontal orientations. This anisotropy is assumed to reflect high-level cognitive spatial categorization process (cognitive, "Class 2" anisotropy). This spatial classification is more apparent when the visual representation of the orientation is weakened as in the working memory by increasing the cognitive load, leading to increased size "Class 2" anisotropy, while the "category 1" remains unaffected. The variable error was greater for oblique orientations than on vertical and horizontal in both experiments, reproducing the "Class 1" anisotropy. The mean error while reproduced the trend away from vertical and horizontal orientations and close to the side in both experiments (cognitive "Class 2" anisotropy). The accuracy or reproduced orientation degraded (increasing variable error) and cognitive category 2 anisotropy increased with increasing the memory load (number of items) in both experiments and presentation time in the second experiment. In contrast, the visual "Class 1" oblique effect was not significantly modulated by any of these experimental factors. These results confirm the theoretical predictions for the two anisotropies in visual orientation reproduction and provided support for models proposing the categorization of orientation in visual working memory. A classification of the area which appears to be limited by the capacity of the working memory. The visual representation which is limited capacity, limited to the classification of space into 4 categories (expansion space in the vicinity of the vertical direction and corresponding compression of space in the lateral directional range).

Η παρούσα μελέτη έχει στόχο να συνεισφέρει στην κατανόηση της φύσης της προσωρινής αποθήκευσης οπτικών αναπαραστάσεων στην οπτικο-χωρική ενεργό μνήμη. Με την απόδοση ενεργού ρόλου στην μέχρι τότε βραχύχρονη μνήμη αλλά και την πολύ σημαντική διάκριση της, σε επιμέρους συστατικά από τους Baddeley & Hitch (1974), ξεκίνησε εκτεταμένη έρευνα στον ευρύτερο χώρο της ψυχολογίας. Κι ενώ το φωνολογικό σύστημα μελετήθηκε αρκετά ως προς τη χωρητικότητα και τη διάρκεια του (Jacobs, 1887, Miller 1956, Baddeley, 1975, 1986, 1996), η οπτικό-χωρική ενεργός μνήμη διατηρεί ακόμη αρκετές πτυχές ανεξερεύνητες. Αποτελεί πλέον κοινή αναφορά ο αριθμός τέσσερα (4) ως το όριο των στοιχείων που καθορίζουν τη χωρητικότητα της οπτικό-χωρικής ενεργού μνήμης, είτε η τελευταία θεωρείται ξεχωριστό σύστημα (Baddeley & Hitch, 1974), ή τμήμα της μακρόχρονης μνήμης που καθορίζεται από εκείνες της πληροφορίες της που είναι ενεργοποιημένες και λαμβάνουν προσοχή (Cowan, 1988, 2008, Logie, 1995, Miyake & Shah, 1999). Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να μελετηθούν αυτοί οι περιορισμοί, με στοιχεία- ερεθίσματα που οδηγούν καθαρά σε οπτική κωδικοποίηση και να μελετηθεί η αλληλεπίδραση αυτής της χωρητικότητας με τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε αυτά τα ερεθίσματα. Πραγματοποιήθηκαν δύο πειράματα στα οποία μία σειρά προσανατολισμών (1-4 ερεθίσματα) παρουσιάστηκαν και τα υποκείμενα έπρεπε να αναπαράγουν το αρχικό ερέθισμα που είχαν δει. Στο πρώτο πείραμα, ο χρόνος παρεμβολής μεταξύ παρουσίασης των ερεθισμάτων και της ανάκλησης ποίκιλε (0.5, 2.5, 3.5, 4.5ms), ενώ στο δεύτερο πείραμα ποίκιλε ο χρόνος παρουσίασης των ερεθισμάτων (1s, 2s, 5s, 7s). Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας έδειξε μία «επιβάρυνση» της μνημονικής επίδοσης από το μνημονικό φορτίο, ήτοι αύξηση του μνημονικού φορτίου συνεπάγεται αύξηση του χρόνου αντίδρασης και αύξηση του σφάλματος προσανατολισμού. Ο μειωμένος χρόνος παρουσίασης επηρέασε επίσης τη μνημονική επίδοση ενώ η αύξηση του χρόνου παρεμβολής μεταξύ παρουσίασης ερεθισμάτων και ανάκλησης δεν παρουσίασε στατιστικά σημαντικά αποτελέσματα. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης ανέδειξαν επίσης και επιβεβαίωσαν το φαινόμενο ανισοτροπίας προσανατολισμού. Συγκεκριμένα, η αναπαράσταση ενός προσανατολισμού είναι περισσότερο ακριβής για τους κάθετους και οριζόντιους προσανατολισμούς σε σύγκριση με τους πλαγίους και αυτή η ανισοτροπία έχει υποτεθεί ότι αντανακλά μία χαμηλού επιπέδου οπτική επεξεργασία (οπτική, «κατηγορία 1», ανισοτροπία). Η αναπαραγωγή οπτικών πληροφοριών και πληροφοριών προσανατολισμού, οδηγεί επίσης σε ένα μέσο σφάλμα μακριά από τους κάθετους και οριζόντιους προσανατολισμούς. Αυτή η ανισοτροπία έχει υποτεθεί ότι αντανακλά υψηλού επιπέδου γνωσιακή διαδικασία χωρικής κατηγοριοποίησης (γνωσιακή, «κατηγορία 2» ανισοτροπία). Αυτή η χωρική κατηγοριοποίηση είναι περισσότερο εμφανής όταν η οπτική αναπαράσταση του προσανατολισμού εξασθενεί όπως στην περίπτωση της ενεργού μνήμης με την αύξηση του γνωσιακού φορτίου, οδηγώντας σε αύξηση μεγέθους της «κατηγορίας 2» ανισοτροπίας, ενώ η «κατηγορία 1» παραμένει αμετάβλητη. Το μεταβλητό σφάλμα ήταν μεγαλύτερο για τους πλάγιους προσανατολισμούς από ότι για τους κάθετους και οριζόντιους και στα δύο πειράματα, αναπαράγοντας την «κατηγορία 1» ανισοτροπία. Το μέσο σφάλμα παράλληλα αναπαρήγαγε την τάση μακριά από τους κάθετους και οριζόντιους προσανατολισμούς και κοντά στους πλάγιους και στα δύο πειράματα (γνωσιακή «κατηγορία 2» ανισοτροπία). Η ακρίβεια ή ο αναπαραγόμενος προσανατολισμός εξασθενούσε (αυξάνοντας το μέσο σφάλμα) και η γνωσιακή κατηγορία 2 ανισοτροπία αυξανόταν με την αύξηση του γνωσιακού φορτίου (αριθμός ερεθισμάτων) και στα δύο πειράματα και του χρόνου παρουσίασης στο δεύτερο πείραμα. Σε αντίθεση, η οπτική «κατηγορία 1» ανισοτροπία δεν επηρεάστηκε σημαντικά από κανέναν από αυτούς τους παράγοντες. Τα αποτελέσματα αυτά επιβεβαιώνουν τις θεωρητικές προβλέψεις για τις δύο ανισοτροπίες στην οπτική αναπαραγωγή προσανατολισμών και παρέχουν στήριξη για τη χρήση της κατηγοριοποίησης του χώρου του προσανατολισμού στην οπτική ενεργό μνήμη. Μια κατηγοριοποίηση του χώρου η οποία δείχνει να περιορίζεται από την χωρητικότητα της ενεργού μνήμης. Η οπτική αναπαράσταση η οποία είναι περιορισμένης χωρητικότητας, περιορίζεται στην κατηγοριοποίηση του χώρου σε 4 κατηγορίες (επέκταση του χώρου στη γειτνίαση των κάθετων κατευθύνσεων και αντίστοιχη συμπίεση του χώρου στην περιοχή των πλαγίων κατευθύνσεων).