Subsystémy paměti « E-learningová podpora mezioborové integrace výuky tématu vědomí na UP Olomouc

Úvod

Historicky existuje řada systémů dělení paměti. V současnosti nejvíce užívaným dělením je dělení z časového hlediska čili dělení na takzvané fáze paměti. K dělení podle časové délky a způsobu uchování informací můžeme přiřadit i koncept pracovní paměti, který mimo jiné vysvětluje propojení jednotlivých fází paměti. Zdaleka nejvíc informací je uloženo v dlouhodobé paměti. Z tohoto důvodu se další dělení zaměřují právě na rozdělení této fáze paměti na různé subsystémy. (Hort, & Rusina, 2007; Plháková, 2005)

Ultrakrátká paměť

Časově nejkratší dobu se uchovávají informace v ultrakrátké nebo též senzorické paměti. V ní uchováváme přicházející informace ze smyslů po dobu jedné až dvou vteřin. Ta se dále dělí na ikonickou a echoickou paměť, což odpovídá dvěma hlavním smyslovým modalitám, kterými jsou zrak a sluch. Funkcí ultrakrátké paměti je především zachování kontinuity vnímání, respektive přechod informací do dalších fází paměti. V případě její ikonické složky je také důležité, že umožňuje mrkání, aniž by bylo doprovázeno citelným výpadkem vizuální percepce. (Plháková, 2005)

Krátkodobá paměť

Krátkodobá paměť byla častým předmětem výzkumů zejména v prvních desetiletích výzkumu paměti. Značně se překrývá s pojmem kapacita pozornosti. Jak u krátkodobé paměti, tak u pozornosti se shodně uvádí kapacita 5 – 9 prvků. Velikost těchto prvků je však velmi různorodá. Obecně se jedná o nejmenší prvky, které jsou nositelem nějakého významu. Může se jednat o jednotlivá písmena, slabiky, slova či čísla. Tento počet je jedinec schopen v průběhu několika desítek vteřin reprodukovat. Pokud osoba údaje neopakuje, dochází k jejich zapomenutí. (Plháková, 2005)

Pracovní paměť

Pracovní paměť je koncept, který je bližší tomu, jak funguje paměť v běžných životních situacích. Někdy bývá též označovaná jako paměť operační. Zpočátku byl tento pojem zaveden zejména s ohledem na vysvětlení propojení krátkodobé paměti a paměti dlouhodobé. Současná pojetí však pracovní paměť považují za model, který do značné míry nahradil koncept krátkodobé paměti. Pojem pracovní paměť proto bývá někdy chybně považován za alternativní pojem ke krátkodobé paměti. To ale rozhodně není přesné, neboť pracovní paměť zahrnuje komplexnější procesy nejen v rámci paměti, ale také v oblasti pozornosti a volního jednání. (Baddeley, 2003)

Koncept pracovní paměti doznal v průběhu času značné změny. Tento systém byl původně rozčleněn na tři základní prvky, kterými jsou

Fonologická smyčka;
Vizuálně-prostorový náčrtník;
Centrální výkonná jednotka, která byla klíčová pro oddělení tohoto konceptu od pojetí krátkodobé paměti.

Teprve později byla jako další nutný prvek popsána

Epizodická vyrovnávací paměť

Jednotlivé funkční systémy pracovní paměti jsou lokalizovány v různých částech mozku. Poruchy epizodické vyrovnávací paměti jsou významným faktorem celé řady různých duševních poruch, zejména pak nemocí schizofrenního okruhu.

Fonologická smyčka

Fonologická smyčka uchovává po krátkou dobu záznam verbálně kódovaných informací. Může se jednat o vnější řeč, ale také o řeč vnitřní. Její kapacita je v případě řeči podstatně vyšší, než je předpokládaná kapacita krátkodobé paměti. Další výzkumy vedly k popsání tří funkcí fonologické smyčky, kterými jsou“

Fonologický zásobník;
Fonologická analýza;
Mechanismus opakování.

Fonologický zásobník po krátkou dobu automaticky uchovává záznam mluveného slova. To je analyzováno za použití fonologické analýzy a jsou z něj vybrány potřebné informace, které lze prostřednictvím mechanismu opakování uchovat po delší dobu. Opakování může být hlasité nebo bezhlasé, avšak opakování v mysli má podle výzkumných zjištění větší efekt. Takto můžeme vybrat k zapamatování části běžných rozhovorů či jiných auditivních informací. Vzhledem k efektivitě tohoto subsystému jsou i některé původně vizuální informace překódovány na verbální a uloženy ve fonologickém zásobníku. Kapacita fonologického zásobníku je ovlivňována délkou a podobností slov. Jeho kapacita klesá při některých rušivých podnětech, přičemž silný vliv má nutnost mluvit o nějakém jiném tématu či opakovat nějaký nesouvisející text. Pacienti trpící percepční afázií nemají možnost využívat vnitřní řeč a kapacita jejich paměti je tím celkově silně omezena. Současné pojetí fonologické smyčky je v souladu s výzkumy v oblasti pozornosti, kde byly zkoumány vlivy časné a pozdní selekce informací. (Baddeley, 2003)

Vizuálně-prostorový náčrtník

Fungování vizuálně-prostorového náčrtníku je méně jasné než v případě fonologické smyčky. (Baddeley, 2003; Plháková, 2005) Různí autoři používají alternativní překlady optickoprostorový nebo vizuálněspaciální náčrtník (Hort, & Rusina, 2007). Podle některých výzkumníků je tvořen dvěma částečně nezávislými systémy pro prostorové a pro vizuální informace. K souboji o udržení v této složce pracovní paměti dochází zejména mezi objekty se stejnými charakteristikami, jako jsou barva nebo tvar. Podle dosavadních zjištění se mohou v této části paměti uchovávat informace o zhruba pěti dílčích objektech. Není však zcela zřejmé, jak funguje propojení s prostorovou pamětí. Při prostorové imaginaci může dojít k vybavování velmi komplikovaných představ. Tato oblast činnosti pracovní paměti ještě vyžaduje další bádání. (Baddeley, 2003)

Centrální výkonná jednotka

Centrální exekutivní jednotka zajišťuje řízení a koordinaci celé pracovní paměti. Tato jednotka je umístěna v neokortexu prefrontálního laloku. Z funkčního hlediska ji lze rozdělit na dva subsystémy. Jeden je spojen s aktivní pozorností a reaguje na nové podněty, zatímco druhý subsystém zajišťuje fungování zautomatizovaných mechanismů. Tato diference je patrná u pacientů s poruchou aktivní pozornosti. Jejich kognitivní procesy se stávají velmi rigidními a závislými na opakování dříve naučených postupů. (Baddeley, 2003)

Epizodická vyrovnávací paměť

Posléze byl k původnímu trojsložkovému modelu dodán ještě čtvrtý prvek, kterým je epizodická vyrovnávací paměť. Ta zajišťuje koordinaci mezi pracovní a dlouhodobou pamětí. Udržuje dobře přístupné ty informace z dlouhodobé paměti, které mohou být aktuálně zapotřebí. (Baddeley, 2003)

Prospektivní paměť je subsystém, který slouží k zapamatování naplánovaných aktivit a postupů. Tento koncept úzce souvisí s pracovní pamětí, nicméně zahrnuje i jiné prvky. Je zde především větší vazba na některé systémy dlouhodobé paměti. V prospektivní paměti jsou uloženy časové a prostorové propozice k jednotlivým plánovaným činnostem. (Eyseneck, & Keane, 2008)

Dlouhodobá paměť

Zatímco informace v ultrakrátké a krátkodobé paměti jsou pouze v podobě nervových impulzů, postupně jsou tato data ukládána v trvalejší formě. Proces transformace informací do dlouhodobé paměti je proces, který je poměrně komplikovaný. Informace ve formě nervového impulzu probíhá různými hipokampálními drahami. Zvláštní význam mezi nimi má takzvaný Papezův okruh, který je napojen na amygdalu a souvisí s ukládáním údajů do epizodické paměti. Dochází k transformaci informace z elektrického impulsu na paměťovou stopu, která je tvořena proteiny. Proces konsolidace paměťových stop je velmi komplikovaný a zatím ne zcela probádaný. (Hort, & Rusina, 2007)

Paměť explicitní a implicitní

Dalším v praxi velmi užívaným rozdělením paměti je dělení na paměť explicitní (též deklarativní) a paměť implicitní (též paměť nedeklarativní).

Explicitní paměť

Z funkčního hlediska dělíme explicitní paměť na paměť sémantickou a paměť epizodickou. S tímto dělením přišel v 1972 Tulving, který tak reagoval na výsledky Penfieldových experimentů s umělou stimulací jednotlivých paměťových oblastí v mozkové kůře.

V sémantické paměti jsou uloženy verbálně kódované informace. Do této části dlouhodobé paměti si ukládáme zejména nejrůznější vědomosti. Jinde jsou však lokalizovány údaje o zdrojích těchto verbálních informací. Jedná se o takzvanou zdrojovou paměť. Mnohdy proto dochází k záměně asociací mezi sémantickými informacemi a zdrojovou pamětí. Ačkoliv si samotnou informaci vybavujeme přesně, tak údaje o jejím zdroji mohou být zcela chybné. Ukládání údajů do sémantické paměti je více podřízeno volním procesům a častěji se zde uplatňuje záměrné učení. Získané informace jsou ukládány do různých hierarchicky organizovaných sémantických sítí. Sémantická paměť je odolnější proti poškození a v některých případech amnézií může být sémantická paměť dobře funkční, byť paměť epizodická je silně zasažena poruchou.

V epizodické paměti jsou uloženy prožitky a různé události lokalizované v čase a prostoru. Epizodická paměť se do značné míry kryje s pamětí autobiografickou, avšak není s ní totožná. Některé autobiografické údaje jsou totiž uchovávány také v sémantické paměti. (Eyseneck, & Keane, 2008; Plháková, 2005)

Implicitní paměť

Implicitní paměť je někdy ztotožňována s pamětí procedurální, což je však pouze jedna z jejich částí, byť se jedná o část nejvýznamnější.

V procedurální paměti si uchováváme nejrůznější praktické dovednosti zahrnující motorické aktivity. Dále jsou v implicitní paměti uloženy obsahy získané jednoduššími formami učení. Jedná se zejména o takzvané neasociační učení, což jsou nejjednodušší formy učení, které nacházíme i u velmi primitivních živočichů. Patří k nim:

Habituace;
Senzitivace.

Habituace je přivykání na podněty, které nejsou pro jedince významné, a tudíž zbytečně odčerpávají kapacitu jeho pozornosti. Senzitivace je naopak zcitlivění ve vztahu k různým biologicky významným podnětům. Někdy je však senzitivace bezúčelná a vede například ke vzniku fobií. Senzitivace se navíc projevuje i u objektů nemajících žádný specifický význam.

V současnosti se více používá termín priming, což je označení pro jev, kdy předchozí informace má vliv na následnou činnost. Nelze ho však zaměňovat se znovupoznáním (rekognicí), které je důsledkem aktivity explicitní paměti. Experimentálně se prokázalo, že tyto dva mechanismy jsou svou povahou zcela odlišné. Priming se může týkat verbálních i neverbálních podnětů. Percepčního primingu se však účastní jiné části mozku než primingu pojmového. Podle účinků na další aktivitu rozlišujeme pozitivní a negativní priming. Poruchy systémů primingu jsou specifické pro různá onemocnění. .

Nejjednodušší formou asociačního učení, jehož výstupy jsou rovněž uloženy v implicitní paměti, je klasické podmiňování. Klasické podmiňování je forma učení, kdy jsou vrozené reflexivní formy chování asociovány s novými podněty. (Hort, & Rusina, 2007; Plháková, 2005)

Implicitní paměť je spojená s činnosti mozečku (cerebellum), neboť má úzký vztah k vývojově starým percepčním a motorickým mechanismům. Tyto paměťové stopy mají jiné biologické charakteristiky než paměťové stopy vztahující se k explicitní paměti. Do implicitní paměti se navíc do jisté míry mohou ukládat informace i v případech, kdy je poškozen hipokampus, takže explicitní paměť již nemůže být obohacena o žádné nové informace. Je například prokázáno, že amnestičtí pacienti, kteří si nejsou schopni vědomě nic zapamatovat, vykazují při opakování jednotlivých úkonů zlepšení. Rovněž jsou tito pacienti schopni osvojit si podmíněné reflexy. Také bylo prokázáno, že se u nich vyskytují projevy spojené s primingem. (Cumminsová, 2006; Hort, & Rusina, 2007)

Recentní paměť a referenční paměť

V klinické praxi se někdy objevuje termín recentní paměť. Tento termín většinou označuje souhrn nekonsolidovaných informací uložených v paměti dlouhodobé. Jedná se tedy o označení zapamatování informací v řádech hodin, dní a týdnů. Za trvalé uložení paměťových stop odpovídá hipokampus. V případě jeho poškození dojde nejen k vymizení schopnosti zapamatovávat si nové informace (anterográdní amnézii), ale také k vymizení dat z recentní paměti. Přitom není rozdíl, zda je poškození způsobeno úrazem, mozkovou mrtvicí nebo nádorem. V takovém případě mluvíme o retrográdní amnézii, kterou zevrubně popsal již v devatenáctém století Theodule Ribot (1901).

Naopak již konsolidované paměťové stopy zůstávají do značné míry funkční. Tato část dlouhodobé paměti bývá někdy označována jako referenční paměť. (Hort, & Rusina, 2007)