Baddeley'in çalışma belleği modeli

Baddeley'in Çalışma Belleği Modeli, Alan Baddeley ve Graham Hitch tarafından 1974'te ileri sürülen, daha kesin bir birincil bellek modeli (genellikle kısa süreli bellek olarak adlandırılır) sunmak amacıyla önerilen bir insan belleği modelidir. Çalışma belleği, birincil belleği tek bir birleşik yapı olarak düşünmek yerine birden çok bileşene böler.

Baddeley & Hitch, Atkinson & Shiffrin'in 'çoklu depolama' bellek modelindeki (1968) kısa süreli belleğe alternatif olarak üç parçalı çalışma belleği modellerini önerdi. Bu model daha sonra Baddeley ve diğer iş arkadaşları tarafından dördüncü bir bileşen eklemek için genişletildi ve çalışma belleği alanında baskın görüş haline geldi. Bununla birlikte, çalışma belleği sistemine farklı bir bakış açısı sağlayan alternatif modeller de geliştirilmektedir (bkz. Çalışma belleği).

Baddeley & Hitch'in orijinal modeli üç ana bileşenden oluşuyordu: denetleyici bir sistem olarak hareket eden ve köle sistemlerinden gelen ve sisteme giden bilgi akışını kontrol eden merkezi yönetici: fonolojik döngü ve görsel-uzamsal çizim tahtası. Fonolojik döngü sözlü içeriği depolarken, görsel uzamsal çizim tahtası görsel-uzamsal verilere hitap eder. Her iki bağımlı sistem de yalnızca kısa süreli depolama merkezleri olarak işlev görür. 2000 yılında Baddeley, bölümsel arabelleği modeline üçüncü bir köle sistemi olarak ekledi.

Baddeley & Hitch'in eski modeldeki iki alana özgü köle sisteminin ayrımı konusundaki argümanı, çift görevli paradigmaları olan deneysel bulgulardan elde edilmiştir. İki ayrı algısal alanın (yani görsel ve sözlü bir görev) kullanılmasını gerektiren iki eşzamanlı görevin gerçekleştirilmesi, görevlerin tek tek gerçekleştirilmesi kadar etkilidir. Buna karşılık, bir kişi aynı algısal etki alanını kullanan iki görevi aynı anda gerçekleştirmeye çalıştığında, kişinin performansı görevleri tek tek gerçekleştirmesinden daha az verimlidir.

Merkezi yönetim sistemini tamamlamak için 25 yıl sonra Baddeley modelinin dördüncü bir bileşeni eklendi. Üçüncü köle sistemi bölümsel arabellek olarak adlandırıldı. Bu, yan sistemlerden gelen bilgileri ve uzun süreli belleği tek bir bölümsel arabellekte birleştirerek bilginin geçici olarak depolanmasını sağlayan sınırlı kapasiteli bir sistem olarak kabul edilir.

Merkezi yönetici, bilişsel süreçlerin kontrolünden ve düzenlenmesinden sorumlu esnek bir sistemdir. Odağı yönlendirir ve bilgileri hedefleyerek çalışma belleğinin ve uzun süreli belleğin birlikte çalışmasını sağlar. Merkez yürütme, bilişsel süreçleri kontrol eden, kısa süreli depolamanın aktif bir şekilde çalıştığından emin olan ve hata yaptıklarında yanlışlıklara müdahale eden bir denetim sistemi olarak düşünülebilir.

İkili görev paradigmasını kullanan Baddeley ve Erses, Alzheimer demansı olan hastalar örneğin, bireysel görevlerin zorluğu bu hastaların yeteneklerine uyarlanmış olsa bile, aynı anda birden fazla görevi yerine getirirken demansın engellendiğini bulmuşlardır. İki görev, bir bellek görevi ve bir izleme görevini içerir. Bireysel eylemler düzgünce tamamlanır, ancak Alzheimer rahatsızlığı bir hastada daha belirgin hale geldiğinde, iki veya daha fazla eylem yapmak gittikçe zorlaşır. Bu araştırma, Alzheimer'lı bireylerde merkezi yürütmenin kötüleştiğini göstermiştir.

Yürütücü işlevlerle ilgili son araştırmalar, 'merkezi' yöneticinin Baddeley & Hitch modelinde tasarlandığı kadar merkezi olmadığını göstermektedir. Bunun yerine, bireyler arasında büyük ölçüde bağımsız olarak değişebilen ve beyin hasarından seçici olarak bozulabilecek veya korunabilecek ayrı yürütücü işlevler var olduğu düşünülmektedir.

Fonolojik döngü (ya da “söyleyişsel döngü”) bütün olarak ses ya da fonolojik bilgiyle ilgilenir. İki bölümden oluşur: hızlı bozulmaya maruz kalan işitsel bellek izlerine sahip kısa süreli fonolojik bir depo ve bellek izlerini canlandırabilecek bir söyleyişsel prova bileşeni (bazen söyleyişsel döngü olarak adlandırılır).

İşitsel sözlü bilgilerin otomatik olarak fonolojik depoya girdiği varsayılır. Görsel olarak sunulan dil, sessiz eklemleme ile fonolojik koda dönüştürülebilir ve böylece fonolojik depoya kodlanabilir. Bu dönüşüm, söyleyişsel kontrol işlemi ile kolaylaştırılmaktadır. Fonolojik depo bir "iç kulak" gibi davranır, konuşma seslerini geçici sıralarında hatırlar, söyleyişsel süreç bir "iç ses" gibi davranır ve çürümelerini önlemek için bir dizi kelimeyi (veya diğer konuşma öğelerini) bir döngü üzerinde tekrarlar. Fonolojik döngü, özellikle erken çocukluk yıllarında, kelime edinmede önemli bir rol oynayabilir. İkinci bir dil öğrenmek için de hayati önem taşıyabilir.

Fonolojik benzerliğin etkisi: Benzer görünen sözcüklerin listelerini hatırlamak farklı görünen sözcüklerden daha zordur. Anlamsal benzerliğin, sözlü bilginin büyük ölçüde fonolojik olarak çalışma belleğinde kodlandığı varsayımını destekleyen etkisi nispeten azdır.

Söyleyişsel bastırmanın etkisi: İnsanlardan yüksek sesle alakasız bir şey söylemeleri istendiğinde sözlü materyal hafızası bozulur. Bunun söyleyişsel prova sürecini bloke ettiği ve fonolojik döngüdeki hafıza izlerinin bozulmasına yol açtığı varsayılmaktadır.

Kodlar arasında bilgi aktarımı: Görsel olarak sunulan öğelerle, yetişkinler genellikle bu öğelerin adını söyler ve ses altı konuşma şeklinde tekrarlar, böylece bilgi bir görsel kodlamadan işitsel kodlamaya aktarılır. Söyleyişsel baskılama bu transferi önler ve bu durumda fonolojik benzerliğin yukarıda belirtilen etkisi görsel olarak sunulan öğeler için silinir.

Nöropsikolojik kanıtlar: Arızalı bir fonolojik depo, fonolojik kısa süreli hafızada belirli bir eksikliği olan hastaların davranışını açıklar. Gelişimsel sözel dispraksisi olan afazik hastalar, söyleyişsel prova sürecinin eksikliğinden kaynaklanan söyleyiş için gerekli konuşma motor kodlarını oluşturamazlar.

On yıllar boyunca literatür birikimi fonolojik kısa vadeli depo teorisine güçlü bir destek sağlamıştır. 1971'de yapılan bir çalışmada, Stephen Madigan, insanlara görsel olanın aksine işitsel olarak bir liste sunulduğunda ileri seri hatırlama sırasında daha büyük bir sonluk etkisinin görüldüğünü gösterdi. (Geriye doğru seri hatırlamada daha küçük bir etki görülür.) Çalışmasında, işitsel sunum en son incelenen öğelerin daha fazla hatırlanmasına yol açmıştır.Catherine Penney, bu keşfini modalite etkilerinin serbest hatırlama görevlerinde de bulunabileceğini gözlemlemek için genişletti. 1965 yılında Dallett, gözlemlenen bu modalite etkisinin sunulan listeye bir "son ek" maddesinin eklenmesiyle büyük ölçüde azaldığını keşfetmiştir; bu son ek hatırlanmayacak bir dikkat dağıtıcı öğedir. Robert Greene bu gözlemi 1987 yılında, ek etkisinin görsel olanın aksine işitsel olarak öğrenilen listeler üzerinde daha büyük olduğunu keşfetmek için kullandı. Tüm bu bulguların doruk noktası, son zamanlarda öğrenilen, öğeleri fonolojik olarak depolayan kısa vadeli bir depo olduğu teorisini güçlü bir şekilde desteklemektedir. Buna ek olarak, Bloom ve Watkins, son ek dilbilimsel ses olarak yorumlanmadığında, son ek etkisinin büyük ölçüde azaldığını buldular; bu da sesbilimsel olmayan dikkat dağıtıcılardan büyük ölçüde etkilenmeyeceği için fonolojik kısa vadeli depo teorisini destekliyor.

Alan Baddeley'in çalışma belleği teorisi, belleğin kısa vadede saklanabileceği başka bir özelliğe sahiptir. Görsel-uzamsal çizim tahtası, görsel bilgiyi manipülasyon için tutan saklama alanıdır. Görsel-uzamsal çizim alanının, fonolojik döngünün kısa vadeli süreçlerine müdahale etmemesi nedeniyle kendi çalışma belleği deposu olduğu düşünülmektedir. Araştırmada, görsel-uzamsal çizim alanının fonolojik döngü ile hem işitsel hem de görsel uyaranları diğerinin etkinliğini etkileyen süreçler olmaksızın işlemden geçirerek eşzamanlı olarak çalıştığı bulunmuştur. Baddeley bu görüngüyü açıklamak için kısa süreli bellek teorisini çalışma belleği olarak yeniden tanımladı. Orijinal kısa süreli bellek teorisinde, bir kişinin sadece kısa bir süre içinde, bazen saniyeler içinde, saklaması için sadece artı veya eksi iki olabilecek şekilde toplam 7 öğe tutabilecek bir anlık bilgi işleme deposuna sahip olduğu anlaşılmaktadır. Sayı-dizisi testi, klasik olarak tanımlanmış kısa süreli bellek için mükemmel bir ölçüm örneğidir. Temelde, eğer kişi uzun süreli belleğe aktarılacak bilgiler için mevcut bir ilişki bularak, birkaç dakika içinde 7 artı veya eksi iki öğeyi kodlayamazsa, bu durumda bilgiler kaybolur ve asla kodlanamaz.

Bununla birlikte, görsel-uzamsal kısa süreli bellek, görsel ve / veya uzamsal bilgileri kısa süreler boyunca tutabilir. Bu bellek kullanımda olduğu zaman, bireyler mekansal yönelimin karmaşık veya zor görevlerinde manipüle edilebilen bir zihinsel imajı anlık olarak yaratabilir ve tekrar gözden geçirebilirler. Beyninde farklı türlerde beyin hasarları oluşmasına sebebiyet veren farklılıklara sahip olan kişiler vardır. Burada, görsel duyusal bellek gibi geçici bellekler arasındaki farklarda da bir yanlış anlama olabilir. Geçici bir bellek sadece kısa süreli bir duyusal bellektir. Bu nedenle, görsel duyusal bellek bir tür duyusal bellek olduğundan, bilgi için ancak bir saniye kadar süren bir saklama alanı vardır. Görsel duyusal belleğin yaygın bir etkisi, bireylerin gerçekten orada olmayan şeyleri gördüklerini veya görüş alanlarındaki belirli şeyleri hatırlamadıklarını hatırlayabilmeleridir. Bellek sadece anlıktır ve saniyeler içinde dikkat verilmezse kaybolur.

Beyinde, tamamen görsel-uzamsal çizim tahtası olarak bilinen şeyin farklı fonksiyonlarını kontrol eden iki farklı yol vardır. Çizim tahtası, uzamsal kısa süreli bellek ve nesne belleğinden oluşur. Uzamsal kısa süreli bellek, kişinin nasıl öğrenebileceğini ve böylece diğer nesnelerle karşılaştırmalı olarak temsil edildiklerinde "nerede" olduğunu hatırlayabilmesidir. Görsel-uzamsal çizim tahtasının nesne hafızası, bir nesnenin "ne" olduğunu öğrenme ve hatırlamada gereklidir. Bu iki farklı görsel yetenek arasındaki fark, büyük ölçüde beyindeki bu yeteneklerin her birinin farklı yollarından kaynaklanmaktadır. Bir kişinin çevreye mekânsal temsilini ve çevresindeki bir kişinin mekânsal temsilini algılayan beyindeki görsel yol dorsal akıştır. Nesnelerin şekillerini, boyutlarını, renklerini ve diğer tanımlayıcı özelliklerini belirleyen görsel yola ventral akış denir. Bu iki akımın her biri birbirinden bağımsız çalışır, böylece görsel sistem birini diğeri olmadan (örneğin beyin hasarında olduğu gibi) veya her ikisini aynı anda işleyebilir. İki akış birbirine bağlı değildir, bu yüzden eğer biri manipülatif olarak çalışıyorsa bile, diğeri yine de bilgilerini gönderebilir.

Uzamsal bilgilerle ve hareket bilgileriyle ilgilenen “iç yazıcı” (inner scribe). Aynı zamanda görsel önbellekteki bilgiyi tekrarlar ve bilgiyi merkezi yöneticiye aktarır.

Beyin görüntülemenin sonuçları gösteriyor ki görsel objeler içeren çalışma belleği görevleri çoğunlukla sol yarımküredeki bölgeleri harekete geçirirken uzamsal bilgi içeren görevler sağ yarımkürede daha çok sayıda bölgeyi harekete geçiriyor.

2000 yılında, Baddeley modele bölümsel arabellek adı verilen dördüncü bir bileşeni ilave etti. Bu bileşen, bir hikâyenin ya da bir film sahnesinin hafızası gibi, zaman sıralamasına (ya da bölümsel kronolojik düzenlemeye) sahip birleşik görsel, uzamsal ve sözel bilgi birimleri oluşturmak için alanlar arasında bilgiyi bağlamaya ayrılmış sınırlı kapasiteli bir pasif sistemdir. Bölümsel arabelleğin aynı zamanda uzun süreli bellek ve semantik anlam ile bağlantıları olduğu varsayılmaktadır.

“Yalnızca çalışma belleğinin bileşenleri arasında değil, aynı zamanda çalışma belleği ile algılama ve uzun süreli bellek arasında da bağlantı kurarak bir arabellek deposu şeklinde hareket eder”. Baddeley, “arabellekten geri getirmenin bilinçli farkındalık yoluyla meydana geldiğini” varsayar. Bölümsel arabellek, bireylerin yeni kavramları tasavvur etmek için önceden sahip oldukları birleşik bilgi birimlerini kullanmalarını mümkün kılar. Bu muhtemelen “dikkat gerektiren bir süreç” olduğundan, “arabellek büyük oranda merkezi yöneticiye bağlı olacaktır”.

Bu bileşenin ortaya konmasındaki temel neden, uzun süreli belleğe yeni bilgileri kodlama becerisine muhtemelen sahip olmayan bazı (özellikle büyük ölçüde zeki) amnezi hastalarının, buna rağmen hikâyelerin kısa süreli hatırlanmasında iyi olup fonolojik döngüde tutulabilecek olandan çok daha fazla bilgiyi hatırlamasının gözlemlenmesiydi. “Bölümsel arabellek...bağlı özellikleri depolama ve onları bilinçli farkındalık için hazır hale getirme becerisine sahip fakat bağlama sürecinden kendisi sorumlu değil gibi görünüyor”.

“Fonolojik döngü veya çizim tahtasına bilinçli erişimin arabellek aracılığıyla işleyebileceği” varsayılmaktadır. Bu, hem görsel-uzamsal çizim tahtasının hem de fonolojik döngünün kendi duyusal bölgelerinin içindeki bilgiyi birleştiren daha küçük arabellekler şeklinde hareket etmesi varsayımına dayanır. Bölümsel arabellek aynı zamanda koku ve tat almayla etkileşimde bulunabilir.

Uzun süreli depodan farklı olmak üzere, kısa bir hafıza arabelleği için çok kanıt vardır. Fonolojik döngü, sol yarımküredeki, daha özel olarak temporal lobdaki aktivasyonla bağlantılı gibi görünmektedir. Görsel-uzamsal çizim tahtası görev zorluğuna bağlı olarak farklı bölgeleri harekete geçirir; daha az yoğun görevler oksipital lobu harekete geçiriyor gibi görünürken, daha karmaşık görevler parietal lobta ortaya çıkar. Beynin yaklaşık olarak frontal loblarında yer alıyor gibi görünmesine rağmen merkezi yönetici hala bir muammadır. Bölümsel arabellek, hem frontal hem de temporal loblardaki ve hatta hipokampusun sol kısmındaki aktivasyonlarla birlikte iki hemisferde de mevcut (iki taraflı/bilateral) gibi görünmektedir. Genetik bilimi açısından, ROBO1 geni fonolojik arabellek bütünlüğü ya da uzunluğuyla ilişkilendirilmiştir.

Baddeley’nin modelinin gücü, kısa süreli bellek ve çalışma belleği üzerine yapılan çalışmalardaki çok sayıdaki bulguyu birleştirme becerisidir. Ek olarak, köle sistemlerin, özellikle fonolojik döngünün mekanizması deneysel psikoloji, nöropsikoloji ve bilişsel nörobilimdeki çok sayıda araştırmaya ilham kaynağı olmuştur.

Ancak, örnek olarak fonolojik döngü bileşeni gibi bazı eleştiriler gündeme gelmiştir çünkü 7+/-2 kuralıyla ilgili tartışmalar da dâhil bulguların bazı detayları orijinal Baddeley & Hitch modeli tarafından kolayca açıklanmamaktadır.