Atkinson–Shiffrin Hafıza Modeli

İlk yayınından itibaren oldukça fazla tartışmaya konu olmuş ve eleştirilmiş olan bu model, daha sonraki hafıza araştırmalarını teşvik etmede önemli bir etkisi vardır.

Anılar modeli, bellek süreçlerinin nasıl çalıştığının bir açıklamasıdır. Bu üç bileşenli, Çok Mağazalı Model ilk olarak 1968'de iki Amerikan psikolog Atkinson ve Shiffrin tarafından oluşturulmuştur ancak birbirinden "farklı bellek depoları" fikri yeni bir fikir değildi. William James, 1890'da birincil ve ikincil bellek olarak iki ayrı bellek tipi tanımladı. Birincil belleğin bilinçte kısa bir süre tutulan düşüncelerden oluştuğu ve ikincil belleğin kalıcı, bilinçsiz bir depodan oluştuğu ve birbirlerinden ayrı olduğunu öne sürdü. Ancak, o zamanlar ayrı bellek depolarının cimriliği tartışmalı bir kavramdı. Ek olarak, Atkinson ve Shiffrin, daha önce teorileştirilmiş birincil ve ikincil belleğin varlığının yanı sıra bellek transferini düzenleyen bir duyusal kayıt bileşeninin var olduğunu ileri sürdü.

İlk yayınlanmasının ardından çokca tartışmaya konu olan ve kategori öncesi Akustik Depo, Çağrısal Bellek Modeli, Pertürbasyon ve kalıcı depo gibi uzantılarla üzerine eklemeler yapılmıştır. Ayrıca, modele diğerlerinin yanı sıra prosedürel eski haline getirme, Ayırt Edicilik Modeli ve Baddeley ve Hitch'in Çalışan Bellek Modeli gibi alternatif çerçeveler önerilmiştir.

Çevreden gelen bir uyaran duyular tarafından algılandığında, Atkinson ve Shiffrin'in Duyusal Kayıt olarak adlandırdıkları bileşende ulaşılabilir hale gelir. Bu depo genellikle "duyusal kayıt" veya "duyusal bellek" olarak adlandırılsa da, aslında her duyu için bir tane olmak üzere birden çok kayıttan oluşur. Duyusal kayıtlar, uyaran tarafından taşınan bilgiyi işlemez, bunun yerine kısa süreli bellekte kullanılmak üzere bu bilgiyi algılar ve tutar. Bu model için en önemli gereksinimlerden biri de dikkattir. Bilgi kısa süreli belleğe ancak dikkat edildiğinde aktarılır, aksi takdirde hızla bozulur ve unutulur. Bu nedenle, Atkinson ve Shiffrin, büyük miktarda bilgiyi yüksek seviyeli bilişsel süreçlerden korudukları için, kayıtlara "tamponlar" da adını verdiler.

Duyusal kayıtlar arasında belki de en çok araştırılanı, görsel sistemle ilişkilendirilen ikonik hafızadır. Görsel system için deneysel olarak Takistoskop kullanılarak kısa süreli ve uzun süreli bellekten ayrı olan duyu depolarını orijinal kanıt olarak gösterildi.

İkonik hafıza sadece görüş alanıyla sınırlıdır. Yani, bir uyarıcı görüş alanına girdiği sürece, ikonik hafızanın tutabileceği görsel bilgi miktarının bir sınırı yoktur. Duyusal kayıtların doğası gereği kayıtlarda bilginin daha fazla işlenmesine izin verilmez ve bu nedenle ikonik hafıza sadece şekil, boyut, renk ve konum gibi görsel uyaranlar için bilgi tutar. Daha üst düzey süreçlerin işlem kapasiteleri sınırlı olduğundan, duyusal bellekteki tüm bilgiler iletilemez. Görsel girdinin anlık olarak zihinde dondurulmasının, fotoğraf çekilmesinin, daha fazla bellek işlemi için iletilmesi gereken belirli bilgilerin seçimine izin verdiği iddia edilmiştir. İkonik belleğin en büyük sınırlaması, orada depolanan bilgilerin hızlı bir şekilde bozulmasıdır; ikonik bellekteki öğeler yalnızca 0,5–1,0 saniye sonra yok olur.

Ulric Neisser tarafından ortaya atılan yankısal hafıza, işitsel sistem tarafından algılanan bilginin kaydedildiği yerdir. Ekoik hafıza da denilen Yankısal Hafıza, İkonik hafızanın çalışma mantığındaki gibi sesin sadece perde ve tempo gibi yüzeysel yönlerini kaydeder ve neredeyse sınırsız bir kapasiteye sahiptir. Ekoik hafızanın İkonik hafızadan farklı olarak, kaydedilen bilginin tutulma süresinin bağlama bağlı olarak 1,5 ila 5 saniye arasında olduğu belirtilir, ancak gelen uyaran sayısının azlığına göre tutulma süresinin 20 saniyeye kadar sürdüğü gösterilmiştir.

Duyusal bellekte olduğu gibi, kısa süreli belleğe giren bilgi bozulma ve kaybolma süresi vardır, ancak kısa süreli depodaki bilginin tutulma süresi daha uzundur, bu süre bilgi aktif olarak prova edilmediğinde yaklaşık 18-20 saniye, bunun belli şartların oluşması sürenin 30 saniyeye kadar uzaması mümkündür. Neyse ki, bilgi Atkinson ve Shiffrin'in prova olarak adlandırdığı şeyle kısa vadeli depoda çok daha uzun süre tutulabilir. Prova işitsel bilgi için öğelerin sürekli tekrar edilerek gerçek anlamda alınabilir. Son olarak, kısa süreli depodaki bilgi, duyusal girdisiyle aynı modalitede olmak zorunda değildir. Örneğin görsel olarak algılanan yazılı metin işitsel bilgi olarak tutulabilir ve aynı şekilde işitsel girdi de görselleştirilebilir. Bu modelde bilginin prova edilmesi, bilginin uzun süreli depoda daha kalıcı olarak saklanmasını sağlar. Atkinson ve Shiffrin işitsel ve görsel bilgi için bunu detaylıca tartıştı, ancak bu modaliteleri oluşturmanın ve çalışmanın deneysel zorluklarından dolayı diğer modalitelerin provasına ve depolanmasına fazla dikkat etmediler.

İkonik ve Ekoik belleklerde olduğu gibi kısa süreli depoda tutulabilecek bilgi miktarının da bir sınırı vardır, bu sınır 7 ± 2 parçadır. Miller’ın yazdığı The Magical Number Seven, Plus or Minus Two adlı makalesinde belirtilen bu parçalar, bağımsız bilgi öğeleri olarak tanımlanır. Bazı parçaların birden fazla öğeye bölünebilmelerine rağmen tek bir birim olarak da algılanabildiğini belirtilmiştir, örneğin "1453" dört basamaklı "1, 4, 5, 3" sayı dizisi anlamsal olarak İstanbul’un fethinin yılı olan "1453" olarak gruplandırılmış olabilir.

Kısa süreli belleğin kapasitesi sınırlı olduğundan, herhangi bir zamanda ilgilenilebilecek bilgi miktarını ciddi şekilde sınırlar. Kümeleme büyük miktarda bilginin bellekte tutulmasına izin verir. Bu bilgilerin akılda tutulmasına yardım eder örneğin, “149283141066” on iki ayrı öğedir, bu çok sayıda öğe içeren dizi kısa süreli depolama sınırının oldukça dışındadır, ancak anlamsal olarak birden çok parça halinde “1492 – 8314 – 1066” olarak gruplandırılabilir.

Uzun süreli hafıza bilgilerin saklandığı ve sonradan kullanılabilmek üzere kaydedildiği, rafa kaldırıldığı yerdir. Burada bulunan bilgiler kopyalanabilir ve kısa süreli hafızaya taşınabilir ancak manipüle edilmeye açıktır.

Bilginin kısa süreli hafızadan uzun süreli hafızaya otomatik olarak aktarıldığı varsayılır. Atkinson ve Shiffrin’in modeline göre kısa süreli hafızadan uzun süreli hafızaya aktarım, bilgiye dikkat verildiği sürece gerçekleşir. Bu süreçte verilen dikkat değişiminin bilgilerin kısa süreli hafızada farklı sürelerde kalmasına neden olur. Bir öğe kısa süreli hafızada ne kadar uzun süre tutulursa bellek izi uzun süreli hafızada o kadar güçlü olacaktır. Atkinson ve Shiffrin, Hebb ve Melton tarafından yapılan çalışmaları bu aktarım mekanizması için birer kanıt olarak gösterir. Bu çalışmalara göre tekrarlanan ezber çalışmaları bilgilerin uzun süreli hafızada kalma sürelerini arttırır. Ayrıca üzerinde daha çok çalışılan öğelerin unutulma oranlarının arttığını gösteren orijinal Ebbinghaus bellek deneyleri de örnek olarak gösterilebilir. Son olarak, yazarlar, yeni edinilen bilginin uzun dönemli hafızaya kaydolmasını kuvvetlendirmek için önceden sahip olunan bilgilerle ilişkilendirmek gibi basit ezber çalışmasından daha etkili kodlama süreçleri olduğunu belirtiyor.

Çoğu bellek modelinde olduğu gibi bu modelde de uzun süreli hafızanın süresinin ve kapasitesinin neredeyse sınırsız olduğu varsayılır. Çoğu zaman bilgilerin henüz öğrenilme sınırına ulaşamadan önce ilgili sinir ve beyin yapılarının bozulmaya başladığı görülür. Bu bozulma, uzun süreli hafızada depolanan hiçbir bilginin hayatın herhangi bir anında ulaşılamamasına sebep olabilir. Bilginin hafızayla olan bağlantıları, ipuçları veya çağrışımları bozulmaz. Bellek bozulmadan kalır ama erişilemez.

Çalışmanın ilk yayınlandığı sırada, bellek alanında tek işlem – çift işlem tartışması vardı. Atkinson ve Shiffrin, yapılan hipokampal lezyon çalışmalarından iki belleğin birbirinden ayrıldığına dair ikna edici kanıtlar var olduğunu bahsetmektedir. Bu çalışmalar hipokampal bölgede iki taraflı hasarı olan hastaların kısa süreli hafızalarının bozulmadan kalmasına rağmen yeni uzun süreli anılar oluşturamadıklarını göstermiştir. H.M. olarak ünlenen Henry Molaison, hipokampal bölgelerinin çoğunun alındığı ciddi bir bilateral medial temporal lobektomi ameliyatı geçirmiştir. Ameliyat sonrası yapılan çalışmalar da benzer sonuçlar vermiştir. Bu veriler, kısa süreli hafıza ve uzun süreli hafıza arasında bariz bir ayrım olduğunu göstermektedir.

Atkinson-Shiffrin modeline yönelik önemli eleştirilerden biri duyusal kayıtların hafızanın bir parçası olarak kabul edilmesiydi. Orijinal modele göre duyusal kayıtlar hem bir yapı hem de bir kontrol süreci olarak tanımlanıyordu. Parsimony, eğer duyusal kayıtlar gerçekten kontrol süreçleriyse üç parçalı bir sisteme gerek olmadığını belirtti. Modele yapılan eleştiriler sonrası düzenlemeler de bu iddiaları ele aldı ve duyusal kayıtlar kısa süreli hafıza ile birleştirildi.

Baddeley ve Hitch kısa dönemli hafızanın yapısının birden fazla bileşenden oluştuğunu öne sürdüler. Orijinal Atkinson-Shiffrin modelinde farklı bileşenler özel olarak ele alınmamış olsa da, yazarlar duyusal modalitelerin kısa dönemli hafızada oluşturabileceği etkileri araştıran çok az çalışma yapıldığını belirtiyorlar. Bu nedenle Baddeley ve Hitch tarafından oluşturulmuş çalışma belleği modeli, orijinal bellek modelinin geliştirilmiş hali olarak görülür.

Model ayrıca bilginin uzun dönemli hafızaya transferini sağlayan en önemli unsurun prova yapmak olduğu öne sürülerek eleştirilmiştir. Bu eleştiriyi destekleyen çok fazla kanıt yoktur ve uzun dönemli hatırlama başka yollar kullanılarak daha iyi incelenebilir. Bu çerçevede; daha derin, daha anlamsal düzeyde kodlanan öğelerin uzun dönemli bellekte daha güçlü izler taşıdığı gösterilmektedir. Bu bilgilerin bozulma seviyeleri daha kısa olacağı için unutulmaları da oldukça zordur. Yani bu derin işleme seviyesi yapısı modeli çürütemediği gibi Atkinson ve Shiffrin’in kodlama ve prova arasındaki farkı açıkça açıkladığı için yapı, modelin bir uzantısı haline dönüşmüştür.

Uzun dönemli bellekte bilgiler rastgele bir biçimde değil belli gruplar altında saklanır. Bu gruplar epizodik (yaşanılan olay anıları), prosedürel (beceriler) veya semantik (genelgeçer bilgiler) olmasına bağlı olarak özgün farklılıklar içerir. En bilinen örneklerden biri olan Henry Molaison'un (H.M.) çalışmasından gelir: örtük ve prosedürel uzun dönemli depolamayı içeren basit bir motor görevi öğrenmek çift taraflı lezyonlardan etkilenmez. Hipokampal bölgeler ve diğer uzun süreli bellek biçimleri, örneğin kelime öğrenme (anlamsal) ve olaysal bellekler gibi, ciddi şekilde bozulur.

Raaijmakers, Jeroen G. W. (1993). "The story of the two-store model of memory: past criticisms, current status, and future directions". Attention and performance. Vol. XIV (silver jubilee volume). Cambridge, MA: MIT Press. pp. 467–488. ISBN 978-0-262-13284-8.

Baddeley, Alan (April 1994). "The magical number seven: still magic after all these years?". Psychological Review. 101 (2): 353–356. doi:10.1037/0033-295X.101.2.353. PMID 8022967.

Uzun süreli ve şiddetli tartışmalar sonucunda, orijinal Atkinson-Shiffrin modeli açıklayamadığı durumları açıklayabilmek için birçok değişikliğe uğradı. "İlişkisel Belleğin Aranması" (SAM) modeli, bu konudaki en önemli çalışmalardan biridir. SAM modeli kısa ve uzun dönemli olarak iki aşamalı bir bellek sistemi kullanır. Ancak, Orijinal Atkinson-Shiffrin modelinden farklı olarak, SAM modelinde duyusal kayıt yoktur.

Kısa süreli depolama, sınırsız bir depo değil sınırlı bir kapasiteye sahiptir. Bilgilerin öğrenilme sürecinde kısa süreli hafıza bir ‘tampon’ görevini üstlenir. Model, tamponun bir ‘r’ boyutuna sahip olduğunu varsayar. Bu kapasite dolana kadar yeni gelen bilgiler eskilerle bağlanır. Tampon tam kapasiteye ulaştığında artık yeni bilgi almayı durdurur. Yeni öğeler geldiğinde bellekte var olan bir öğeyle yer değiştirir. 1/r olasılığı, halihazırda var olan hangi öğenin bellekten değiştirileceğini varsayar. Genelde daha uzun süredir bellekte bulunan bilgilerin yeni öğelerle değiştirilme olasılığı, unutulma olasılığı daha yüksektir. Çünkü eğer bir bilgi uzun dönemli hafızaya aktarılmadıysa belli bir süre sonra unutulur.

Uzun süreli depo, değişik öğeler ve onların arasındaki ilişkileri bağlamlarına göre depolamaktan sorumludur. Bağlam bilgileri, bir öğenin, kısa süreli depoda olduğu sırada, mevcut olan duygusal ya da çevresel ayrıntılar şeklinde durumsal ve zamansal faktörleri ifade ediyor. Uzun süreli depoda aktarılan unsur bağlamı bilgilerinin miktarı, öğenin kısa süre depoda kalmış olduğu süre ile orantılıdır. Diğer taraftan, madde-unsur ilişkilerinin gücü, kısa süreli depoda iki öğenin aynı anda var olduğu süre ile orantılıdır.

Bir örnek kullanarak uzun süreli mağazadan öğelerin nasıl geri çağrıldığını gösterebiliriz . Bir katılımcının bir kelime çiftleri listesini az önce incelediğini ve şimdi bu çiftlerle ilgili hafızasında ne kaldığının test edildiğini varsayalım. Önceki liste, battaniye – okyanus çiftini içeriyorsa, test, “battaniye” gösterildiğinde okyanusu hatırlamak olacaktır.

Uzun süreli depoda saklanan bilgiler, ipuçlarının birleştirilmesini, örneklemeyi, kurtarmayı ve kurtarmanın değerlendirilmesini içeren mantıksal bir süreç aracılığıyla geri getirilir. Bu modele göre, bir öğenin bellekten geri çağrılması gerektiğinde, katılımcı kısa süreli depoda öğe için çeşitli ipuçlarını bir araya getirir. Bu durumda, ipuçları, “battaniye” kelimesini çevreleyen, onunla ilişkisi bulunan herhangi bir ipucu olacaktır bunlar ondan önceki ve sonraki kelimeler, katılımcının o sırada ne hissettiği, kelimelerin ne kadar uzakta olduğu gibi faktörlere bağlı olarak değişir.

Katılımcı bu ipuçlarını kullanarak , uzun süreli depoda hangi alanın aranacağını belirler ve ardından ipuçlarıyla ilişkilendirilen bütün öğeleri inceler. Bu arama otomatik ve bilinçdışıdır, yazarlar bir cevabın bireyin kafasının, içine nasıl "girdiğini" bu halde açıklar. Örneğimizdeki “battaniye” öğesiyle en kuvvetli çağrışımlara sahip olan öğeler geri getirilir. Bir bilgi geri getirildikten sonra değerlendirilir, burada birey battaniye – okyanus çiftinin eşleşip eşleşmediğine karar verir. Bir eşleşme var ise ya da katılımcı bir eşleşme olduğuna inanıyorsa, geri getirilen kelimenin çıktısı alınır. Aksi takdirde, arama, değişik ipuçları ya da mümkünse değişik ağırlıklandırma ipuçlarını kullanarak baştan başlar.

Yenilik etkisi, SAM modelinin ve özellikle de kısa dönemli hafıza modelinin genellikle serbest hatırlama yapılırken gözlemlenir. SAM'a seri konum eğrileri uygulanırken yenilik etkisi çok güçlüdür, ancak test denemeleri sırasında aritmetik bir çeldirici yerleştirildiğinde büyük ölçüde azalır. Yenilik etkisi, test listesinin sonundaki daha yeni öğelerin kısa dönemli hafızada daha güçlü olarak tutulması ve daha kolay hatırlanabildiği için sondaki bilgileri hatırlamada görevlidir. Ancak, yeni bilgiler işlendiğinde, bu öğe kısa dönemli hafızaya girer ve diğer bilgilerin yanına gider. Eğer hafıza tam kapasitesi tamamen doluysa eski bilgilerin yerini alır. Test yapıldıktan sonra katılımcıya dikkat dağıtıcı bir görev verildiğinde, görevde gelen bilgiler hafıza dolu olduğu için kısa dönem hafızadaki son öğelerin yerini alır ve bu yeni bilgilerle beraber testteki bilgiler için yenilik etkisi önemli ölçüde azalır.

SAM modeli, uzun dönemli yenilik etkisindeki verilerin ve uzun dönemli bitişiklik verilerinin gözlemlenmesinde ciddi sorunlara neden olur. Bu etkilerin her ikisi de gözlemlenirken, kısa dönemli hafıza modeli bu sorunların nedenini açıklayamaz. Kelime çiftlerinin veya çeldiricilerle dolu uzun bir listenin sunulmasından sonra dikkat dağıtıcı bir görevin içerdiği bilgilerde yenilik etkileri hala gözlemlenmektedir. Kısa dönemli hafıza kurallarına göre, en son edinilen öğeler artık kısa süreli bellekte bulunmayacağından, bu çeldiricilerle yakınlık etkisi zayıflar hatta yok olur. Şu anda, SAM modeli, Temporal Context Model gibi tek hafıza temelli serbest hatırlama modelleriyle rekabet etmektedir.

Orijinal model olay anında öğeler arasında tek anlamlı ilişkilerin oluştuğunu varsayar. Başka bir deyişle, yeni gelen öğelerin daha önceden kaydedilmiş ön bilgilerini hesaba katmaz. Modelin daha yeni bir versiyonu, modelin önceden kaydettiği semantik ve epizodik bilgilerin hesaba katıldığı ve bunun için özel bir bellek olduğunu ileri sürer. Önceden kaydedilmiş semantik ilişkiler için bir bellek vardır ve bu bellek bazı bilişsel süreçleri hızlandırır ve performansı arttırır. Örneğin, ilk önce muzun bir meyve olduğunu öğrendiniz ve onu daha önceden meyve olduğunu bildiğiniz elma ile aynı sınıfa koydunuz. Daha sonra muzun meyve olmasıyla alakalı bir şey düşünürken muzun meyve kategorisine bağlanması için yardımcı bir öğe olan elmayı bir daha düşünmek zorunda kalmazsınız. Bu kısayol buluşu bilişsel performansı arttırır. Bu mekanizma üniter, kalıp gibi bir sistemin aksine, hem epizodik hem de semantik bağlantıları kullanan, eski ve yeni bilgileri de içeren geniş bir hafıza arama sistemi gibidir.