Yankı belleği

Yankı belleği duyusal bellek kayıtlarından biridir; işitsel bilgiyi tutmaya özgü duyusal belleğin (SM, sensory memory) bir bileşenidir. Seslere yönelik duyusal bellek yalnızca insanların algıladıkları yankı belleğinin bir formudur. İçinde gözlerimizin uyarıları tekrar tekrar tarayabildiği görsel bellekten farklı olarak, işitsel uyarı tekrar tekrar taranamaz. Genel olarak, yankı bellekleri görüntüsel belleklerden (visual memory) biraz daha uzun zaman devreleri olarak depolanır. İşitsel uyarılar, işlenebilmeden ve anlaşılabilmeden önce kulak tarafından teker teker alınır/duyulur. Söz gelimi, radyoyu dinlemek bir dergi okumaktan çok daha farklıdır. Bir dergi tekrar tekrar okunabilirken, bir kişi belirli bir zamanda radyoya yalnızca bir seferlik kulak verebilir. Denilebilir ki yankı belleği bir bekleme tankı kavramı gibidir. Çünkü bir ses, takip eden ses duyulana kadar işlenmez (tutulur) ve ancak ondan sonra anlamlandırılabilir. Bu özel duyusal deponun büyük miktarlarda işitsel bilgiyi depolaması çok kısa bir zaman devresinde olabilmektedir (3-4 sn). Bu yankısal ses zihinde yankılanır ve işitsel uyarının verilmesinden sonra çok bir kısa zamanda tekrarlanır (replay). Yankı belleği uyarıyı yalnızca bir dereceye kadar kabaca, primitif yönlerden şifreler, mesela ses perdesi (pitch), bağlantısız beyin bölgelerine yerleşimini belirler.

Genel bakış

George Sperling’in görsel duyusal bellek deposuyla ilgili kısmi raporlama çalışmalarından hemen sonra, araştırmacılar işitsel alanda bunun karşılığını incelemeye başladılar. Yankı belleği terimi, akustik (sessel) bilginin bu kısa ifadesini tanımlamak için 1967'de Ulric Neisser tarafından türetilmiştir. İlk başlarda, benzer kısmi raporlama paradigmalar Sperling tarafından yararlı hale getirilene kadar çalışılmıştır. Bununla birlikte modern nörofizyolojik teknikler yankı belleği deposunun yerleşimi, süresi ve kapasitesiyle ilgili tahminlerin geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Araştırmacılar Sperling’in modelini bir anolog gibi kullanarak, kısmi ve tam raporlama deneylerini kullanan işitsel duyusal depolamada onun çalışmasını uygulamaya devam ettiler. Yankı belleğinin 4 saniyeye kadar çıkan bir süresi olduğunu buldular, ve interferans (müdahale) olmadığında 20 saniyeye kadar devam ettiğini gösterdiler. Her nasılsa, bir kez işitme sinyali verildiğinde var olan yankı için farklı müddetler önerilmiştir. Eriksen ve Johnson 10 sn. alabileceğini önerirken Gutmann ve Julesz bunun yaklaşık bir saniye veya daha az devam ettiğini ileri sürmüştür.

İlk çalışmalar

Çalışan bellek için Baddeley’in modeli, görüntüsel (iconic) bellekle ilgili olan görsel-mekansal kopyalamayı (visuo-spatial sketchpad), ve iki yolla işitsel bilgi işleyişine katılan bir sesbilimsel (fonolojik) döngüyü ihtiva eder. Birincisi, görüntüsel bellekten (1000ms. den daha az)  fazlaca uzun bir süre olarak, bilgiyi bozulmadan önce 3-4 sn. tutma kapasitesi olan sessel bir depodur. İkincisi bir sesaltı (suvocal) tekrarlama süreci olup, birinin "iç sesini" kullanarak bellek izini taze tutmak içindir. Bununla birlikte, bu model ilk duyusal girdi ve birbirini takip eden bellek süreçleri arasındaki ilişkinin ayrıntılı bir izahını yapmada yetersizdir. 
Nelson Cowan tarafından önerilen kısa-dönem bellek modeli, bir sözsel duyusal bellek girdisini ve depolamasını daha ayrıntılı tanımlayarak bu sorunu irdelemeye çalışmaktadır. Bu model, 200-400 ms. lik bir ilk faz girdisi ve bir ikincil faz ihtiva eden ve büyük miktarda doğru bilgiyi belli bir kısa zaman süresinde tutabilen; 10-20s sonra bozulmaya başlayan çalışan belleğin içine entegre olmak için bilgiyi daha uzun bir bellek dönem deposuna aktaran, bir dikkat öncesi duyusal depolama sistemini ileri sürmektedir.

Kısmi ve tam raporlama

Sterling’in (1960)  görüntüsel bellek görevleriyle ilgili işlemlerini takip ederek daha sonraki araştırmacılar aynı olguyu işitsel duyusal depo için denemeyle ilgilendiler. Yankı belleğinin ölçüldüğü davranışsal görevlerde katılımcılardan; genellikle dikkat ve motivasyon gerektiren, kendilerine verilen bir ses tonu, sözcük veya hece dizisini tekrar etmeleri istenir.
En meşhur kısmi rapor görevi,  katılımcıların sağ, sol ve her iki kulağına eşzamanlı olarak işitsel uyarı verilmesiyle yürütülmüştür. Daha sonra onlardan her uyarının kategori adını ve uzaysal yerleşimini rapor etmeleri istenmiştir. Sonuçlar, bir kulaktan diğeri üzerine bilgi engellendiğinde mekansal yerleşimi hatırlamanın, semantik bilgiden çok daha kolay olduğunu göstermiştir. Görüntüsel bellek görevleri konusundaki  uyumlu olarak kısmi raporlama koşullarındaki performans, tam raporlama koşullarının çok daha üstündeydi. Bununla beraber, uyarıcılar arası süre (ISI) (uyarının verilmesiyle hatırlanması arasındaki zaman uzunluğu) arttığı gibi, performansta bir düşüş gözlemlenmiştir. 

Geriye doğru işitsel tanıma maskelemesi

Geriye doğru işitsel tanıma maskelemesi (ABRM) işitme çalışmalarında en başarılı görevlerdendir. Katılımcılara kısa bir hedef uyarıcıdan bir süre sonra (ISI)  ikinci bir uyarıcının  (maske) verilmesini içerir. İşitsel bilginin  bellekte kullanılabilir halde bulunma süresi ISI'ın uzunluğu ile ayarlanmıştır. Performans, ISI 250 msn arttırıldığında, hedef bilginin kesinliğinin gösterdiği üzere, yükselmiştir. Maske, uyarıdan elde edilen bilginin miktarını etkilemez, fakat daha ileri işlemler için araya girici olabilir. 

Uyumsuzluk olumsuzluğu

Dikkatli odaklamayı gerektirmeden işitsel duyusal belleğin ölçümünü daha objektif, bağımsız görevle yapabilecek kapasitede olan uyumsuzluk negativitesinde (MMN) elektroensefalografi (EEG) kullanılarak beyindeki aktivasyon değişikleri kaydedilir. Bu kayıtlar, uyarıdan 150-200 msn sonra ortaya çıkan beynin aktivitesinin işitsel olaya bağlı potansiyellerinin ögeleridir.  Bu uyarı, standart uyaran dizisi arasında, ilgi çekmeyen, sık olmayan, olağandışı bir uyarıdır, dolayısıyla bu olağandışı uyarının bellek izi karşılaştırılabilir.

Nörolojik temel

İşitsel duyusal belleğin, kulağın karşı tarafındaki beyin yarımküresinde yer alan birincil işitsel kortekste depolandığı bulundu. Bu yankı belleği deposu karıştığı farklı süreçlere bağlı olarak farklı beyin alanlarını kapsamaktadır. İçine aldığı beyin bölgelerinin çoğunluğu yönetici kontrolün yerleştiği ve dikkatin kontrolünden sorumlu olan prefrontal kortekste yer almaktadır. Sessel (fonolojik) depolama ve tekrarlama sistemi, bu bölgelerde gözlemlenmiş olan beyin faaliyetlerinin yükseldiği sol beyin yarımküresi temelli bellek sistemi gibi görünmektedir. Kapsadığı büyük bölgeler sol arka ventrolateral korteks (VLPFC), sol premotor korteks (PMC)  ve sol arka paryetal (yan) kortekstir (PPC). VLPFC bünyesinde yer alan Broca alanı sözel tekrarlama ve seslendirme sürecinden sorumlu esas yerdir. Arka (dorsal) PMC ritmik düzenleme ve tekrarlamada kullanılırken, son olarak  PPC boşlukta nesnelerin yerleştirilmesinde rol alır. 
İşitsel duyusal bellekle ilgili olduğuna inanılan MMN yanıtını sergileyen beyindeki kortikal alanlar özgün olarak lokalize edilmemiştir. Bununla birlikte sonuçlar üst temporal girusta (beyin kıvrımı) (STG) ve alt temporal girusta (ITG) göreceli aktivasyonu göstermiştir.

Gelişim

Yankı belleğinden sorumlu olan sinirsel yapıların aktivasyonunda yaşla ilişkili artışın gözlenmesi, işitsel duyu bilgi işleme sürecinde yaşla birlikte yetkinliğin arttığını göstermektedir.
MMN ie ilgili bir çalışmanın bulguları işitsel duyu belleğinin süresinin yaşla birlikte, 2 ila 6 yaşları arasında 500 den 5000 ms. ye anlamlı derecede yükseldiğini göstermektedir. 2 yaşındaki çocuklar ISI'nda 500 ms. ile 5000 ms. arasında bir MMN yanıtı göstermektedir. 3 yaşındaki çocukların 1 saniyeden 2 saniyeye, 4 yaşındakilerin 2 saniyenin üzerine ve 6 yaşındakilerin 3 saniyeden 5 saniyeye çıkan bir MMN yanıtı olmaktadır. Erken yaşlarda oluşan bu gelişimsel ve bilişsel değişiklikler erişkinlik devresinde bir yere kadar artarak genişlerken, nihayetinde yaşlılıkta tekrar azalmaktadır.
Araştırmacılar geç konuşan (LT's), Precordial Tutma Sendromu (PCS) ve oral yarıkları olan (damak, dudak..) çocuklar arasında bilgilerin 2000 ms’den önce bozulmasıyla beraber çocuklarda yankı belleğinin süresinin kısaldığını bulmuşlardır. Bununla birlikte yankı belleğindeki bu azalma erişkinlik devresindeki lisan zorlukları için öngörücü değildir.
Bir çalışmada sözcükler hem genç hem erişkin deneklere verildiğinde, genç deneklerin erişkin deneklere, verilen sözcüklerin oranının artmasından dolayı üstün geldiği bulunmuştur.
Duygu yankı belleği kapasitesi yaştan bağımsız gibi gözükmektedir. 

Sorunlar

İşitsel belleklerinde eksiklik olan çocuklarda gelişimsel lisan bozuklukları olduğu gösterilmiştir. Bu sorunlar, performansları bellekleriyle ilgili bir sorundan ziyade verilen bir görevi anlama/yorumlama yetersizliklerine bağlı olabileceğinden değerlendirilmesi güçtür.
Başına bir inme geldikten sonra dorsolateral korteks ve temporal-paryetal kortekse bağlı olarak tek taraflı beyin hasarı olan kişiler bir MMN testi kullanılarak değerlendirilmiştir. Kontrol grubu için MMN genliği, verilen ses tonunun sağ veya sol kulağa doğrultulduğuna bakmaksızın sağ beyin yarımküresinde en geniştir.
MMN,  temporal-paryetal hasarlı sayrılara yönelik olarak işitsel uyarılar beynin lezyon tarafının karşı tarafındaki kulağa doğrultulduğunda geniş ölçüde azalmıştır. Bu bulgu, kulağın beyindeki temsilinin  karşı taraftaki işitsel kortekste olduğu ve işitsel duyusal belleğin burada depolandığı teorisine bağlanır. Azalmış bir işitsel bellek deposuyla birlikte olan inme mağdurları üzerindeki ileri araştırmalarla günlük müzik veya sesli kitap dinlemenin yankı belleğinde düzelmeye yol açtığı gösterilmiştir. Bu durum, beyin hasarından sonra nöral rehabilitasyonda müziğin olumlu bir etkisinin olduğunu göstermektedir.