[Cognitive Psychology] #5 Short-Term and Working Memory

Short-Term and Working Memory

단기 및 작동 메모리

 

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고려해야 할 몇 가지 질문
• 왜 우리는 전화를 걸 수 있을 만큼 긴 전화번호를 기억할 수 있지만, 거의 즉시 잊어버리는가?
• 수학 문제를 수행하는 것과 같은 프로세스에 메모리가 어떻게 관련되어 있는가?
• 우리가 본 것과 들은 것을 기억하기 위해 동일한 메모리 시스템을 사용하고 있는가?

 

What Is Memory?
• Memory: processes involved in retaining, retrieving, and using information about stimuli, images, events, ideas, and skills after the original information is no longer present
• Active any time some past experience has an impact on how you think or behave now or in the future

기억이란 무엇인가?
• 기억: 원래 정보가 더 이상 존재하지 않는 후 자극, 이미지, 사건, 아이디어 및 기술에 대한 정보를 보관, 검색 및 사용하는 프로세스
• 어떤 과거의 경험이 현재 또는 미래에 어떻게 생각하거나 행동하는지에 영향을 미칠 때 언제든지 활동

 

Modal Model of Memory (1 of 3)
• Atkinson and Shiffrin (1968)
• Memory types:
– Sensory memory—initial stage that holds all incoming information for seconds or fractions of a second
– Short-term memory—holds five to seven items for about 15 to 20 seconds.
– Long-term memory—can hold a large amount of information for years or even decades

메모리의 모달 모델(1/3)
• 앳킨슨 및 쉬프린(1968년
• 메모리 유형:
– 감지 메모리—모든 수신 정보를 몇 초 또는 몇 초 동안 보관하는 초기 단계
– 단기 기억—약 15초에서 20초 동안 5~7개의 항목을 보관한다.
– 장기 메모리—수 년 또는 심지어 수십 년 동안 많은 양의 정보를 저장할 수 있음

 

Modal Model of Memory (2 of 3)

Figure 5.2 Flow diagram for Atkinson and Shiffrin’s (1968) modal model of memory. This model, which is described in the text, is called the modal model because it contains features of many of the memory models that were being proposed in the 1960s.

메모리의 모달 모델(2/3)
그림 5.2 앳킨슨과 쉬프린(1968)의 모달 메모리 모델에 대한 흐름도 본문에 기술된 이 모델은 1960년대에 제안되었던 많은 메모리 모델의 특징을 포함하고 있기 때문에 모달 모델이라고 불린다.

 

Modal Model of Memory (3 of 3)
• Control processes: active processes that can be controlled by the person
– Rehearsal
– Strategies used to make a stimulus more memorable
– Strategies of attention that help you focus on specific stimuli

메모리의 모달 모델(3/3)
• 통제 프로세스: 당사자가 통제할 수 있는 능동적 프로세스
– 리허설
– 자극을 더 기억에 남도록 만드는 데 사용되는 전략
– 특정 자극에 집중할 수 있도록 도와주는 주의 전략

 

Modal Model: Storage and Retrieval
Figure 5.3 What happens in different parts of Rachel’s memory as she is (a, b) looking up the phone number, (c) calling the pizza shop, and (d) memorizing the number. A few days later, (e) she retrieves the number from longterm memory to order pizza again. The parts of the modal model that are outlined in red indicate which processes are activated for each action that Rachel takes.

모달 모델: 저장 및 검색
그림 5.3 Rachel이 (a, b) 전화번호를 찾아보고, (c) 피자 가게로 전화를 걸고, (d) 번호를 외우는 것과 같이 Rachel의 기억의 다른 부분에서 일어나는 일. 며칠 후, 그녀는 피자를 다시 주문하기 위해 장기 기억에서 번호를 검색한다. 빨간색으로 윤곽을 나타낸 모달 모델의 부품은 Rachel이 취하는 각 작업에 대해 어떤 프로세스가 활성화되는지 나타낸다.

 

Modal Model of Memory: Sensory Memory (1 of 5)
• Sensory memory: retention, for brief periods of time, of the effects of sensory stimulation.
– Information decays very quickly
• Persistence of vision: retention of the perception of light
– Trail of light from a moving sparkler
– Frames in film

기억의 모달 모델: 감각 기억력 (1/5)
• 감각기억: 감각자극의 효과에 대한 짧은 시간 동안 보유
– 정보가 매우 빠르게 소멸됨
• 시력의 지속성: 빛에 대한 인식의 유지
– 움직이는 스파클러에서 나오는 빛의 흔적
– 필름의 프레임

 

Modal Model of Memory: Sensory Memory (2 of 5)
• Measuring the capacity and duration of sensory memory (Sperling, 1960)
– Array of letters flashed quickly on a screen
– Participants asked to report as many as possible
• Whole report method: participants asked to report as many as could be seen
– Average of 4.5 out of 12 letters (37.5%)

기억의 모달 모델: 감각 기억력 (2/5)
• 감각기억의 용량 및 지속시간 측정(Sperling, 1960)
– 화면에 문자열이 빠르게 깜박임
– 참가자들에게 가능한 한 많이 보고하도록 요청
• 전체 보고서 방법: 참가자가 볼 수 있는 만큼 보고하도록 요청함
– 12자 중 평균 4.5자(37.5%)

 

Modal Model of Memory: Sensory Memory (3 of 5)
• Partial report method: participants heard tone that told them which row of letters to report
– Average of 3.3 out of 4 letters (82%)
– Participants could report any of the rows
• Delayed partial report method: presentation of tone delayed for a fraction of a second after the letters were extinguished
– Performance decreases rapidly

기억의 모달 모델: 감각 기억력 (3/5)
• 부분 보고 방법: 참가자는 보고할 문자열을 알려주는 음조를 들었다.
– 4자 중 평균 3.3자(82%)
– 참가자는 모든 행을 보고할 수 있음
• 지연된 부분 보고 방법: 문자가 꺼진 후 단 1초 동안 지연된 톤 표시
– 성능이 급격히 저하됨

 

 

전체 보고서 방법은 참가자가 볼 수 있는 만큼 보고하도록 요청하는 것이다. 이에 반해 부분 보고 방법은 참가자들에게 보고할 문자열을 알려주는 음조를 들려 주는 것이다. 이로써 참가자들은 모든 것을 보고할 수 있게 된다. 스펄링의 부분 보고서 실험은 딜레이된 톤에 따른 참가자가 사용할 수 있는 문자들의 퍼센테이지를 나타낸다. 톤의 딜레이 시간이 길어질수록 퍼센테이지는 낮아지는데, 이는 상직적 메모리의 급속한 붕괴 때문에 성능 저하가 나타난다는 것을 의미한다.

 

 

Modal Model of Memory: Sensory Memory (4 of 5)
Figure 5.6 Results of Sperling’s (1960) partial report experiments. The decrease in performance is due to the rapid decay of iconic memory (sensory memory in the modal model).

기억의 모달 모델: 감각 기억력 (4/5)
그림 5.6 스펄링(1960)의 부분 보고서 실험 결과. 성능 저하는 상징적 메모리(모달 모델의 감각적 메모리)의 급속한 붕괴 때문이다.

 

Modal Model of Memory: Sensory Memory (5 of 5)
• Iconic memory: brief sensory memory of the things that we see
– Responsible for persistence of vision
• Echoic memory: brief sensory memory of the things that we hear
– Responsible for persistence of sound

기억의 모달 모델: 감각 기억력 (5/5)
• 상징적 기억: 우리가 보는 것들에 대한 간단한 감각적 기억
– 시력 지속성 책임
• 초음파 기억: 우리가 듣는 것들에 대한 간단한 감각 기억
– 소리의 지속성 담당

 

Modal Model of Memory: Short-Term Memory (1 of 5)
• Stores small amounts of information for a brief duration
• Includes both new information received from the sensory stores and information recalled from long-term memory

메모리의 모달 모델: 단기 메모리(1/5)
• 짧은 기간 동안 소량의 정보 저장
• 감각 저장소에서 수신한 새로운 정보와 장기 기억 장치로부터 회수된 정보 모두 포함

 

Modal Model of Memory: Short-Term Memory (2 of 5)
• Measuring duration of short-term memory
– Read three letters, then a three-digit number
– Begin counting backwards by threes
– After a set time, recall three letters
• After 3 seconds of counting, participants performed at 80%
• After 18 seconds of counting, participants performed at 10%
• Reduction in performance explained by decay, the vanishing of a memory trace due to the passage of time and exposure to competing stimuli

메모리의 모달 모델: 단기 기억 장치(2/5)
• 단기 기억의 지속시간 측정
– 세 글자를 읽은 다음 세 자리 숫자를 읽으십시오.
– 3개까지 거꾸로 세기 시작
– 정해진 시간이 지나면 세 글자를 기억하십시오.
• 3초간 카운트한 결과 80%의 참가자가 수행
• 18초간 카운트 후 참가자는 10%로 수행
• 붕괴에 의한 성능 저하, 시간의 경과 및 경쟁 자극에 대한 노출로 인한 메모리 트레이스의 소멸

 

Modal Model of Memory: Short-Term Memory (3 of 5)
• Capacity of short-term memory
– Digit span: how many digits a person can remember
§ Typical result: five to eight items
§ But what is an item?
• Change detection
• Chunking: small units can be combined into larger meaningful units
– Chunk is a collection of elements strongly associated with one another but
weakly associated with elements in other chunks

메모리의 모달 모델: 단기 기억 장치(3/5)
• 단기 메모리 용량
– 자릿수 범위: 사람이 기억할 수 있는 자릿수
§ 일반적인 결과: 5개에서 8개의 항목
하지만 아이템이란 무엇인가?
• 변경 감지
• 청킹: 작은 유닛을 더 큰 의미 있는 유닛으로 결합할 수 있음
– 청크는 서로 강하게 연관되어 있지만 다른 청크의 요소와는 약하게 연관되어 있는 요소의 모음입니다.

 

Modal Model of Memory: Short-Term Memory (4 of 5)
• Ericsson and coworkers (1980)
– Trained a college student with average memory ability to use chunking
§ Student had initial digit span of 7
– After 230 one-hour training sessions, student could remember up to 79 digits
§ Chunking them into meaningful units
• Alvarez & Cavanagh (2004)
– Used colored squares as well as complex objects
– Used the change detection procedure

메모리의 모달 모델: 단기 기억 장치(4/5)
• 에릭슨 및 동료(1980)
– 평균 메모리 능력을 갖춘 대학생이 청킹을 사용할 수 있도록 교육받음
§ 학생은 초기 자릿수 범위가 7이었습니다.
– 230회의 1시간 교육 후, 학생은 79자리까지 기억할 수 있었다.
§ 의미있는 유닛으로 청킹
• 알바레즈 & 카바나흐(2004)
– 색상의 사각형 및 복합 객체 사용
– 변경 감지 절차 사용

 

Working Memory (1 of 4)
• Similar concept to short-term memory
• Baddeley and Hitch (1974)
• Working memory:
– Limited-capacity system for temporary storage and manipulation of information for complex tasks such as comprehension, learning, and reasoning
• Working memory differs from short-term memory (STM)
– STM holds information for a brief period of time
– WM is concerned with the storage, processing and manipulation of information, and is active during complex cognition

작업 메모리(1/4)
• 단기 기억장치와 유사한 개념
• 배드딜리와 히치 (1974년)
• 작업 메모리:
– 이해, 학습, 추론 등 복잡한 작업을 위한 임시 저장 및 정보 조작을 위한 제한된 용량 시스템
• 작업 메모리와 STM(단기 메모리)의 차이점
– STM은 짧은 기간 동안 정보를 보유함
– WM은 정보의 저장, 처리 및 조작과 관련이 있으며 복잡한 인식 중에 활성화됨

 

Working Memory (2 of 4)

Figure 5.10 Diagram of the three main components of Baddeley and Hitch’s (1974; Baddeley, 2000) model of working memory: the phonological loop, the visuospatial sketch pad, and the central executive.

작업 메모리(2/4)
그림 5.10 Baddley와 Hitch's(1974; Baddley, 2000) 모델의 3가지 주요 구성 요소: 음운 루프, 시각적 스케치 패드 및 중앙 집행부

 

• Working memory is set up to process different types of information simultaneously
• Has trouble when similar types of information are presented at the same time

• 다양한 유형의 정보를 동시에 처리할 수 있도록 작동 메모리 설정
• 유사한 유형의 정보를 동시에 제공할 때 문제 발생

 

Results of Shepard and Metzler’s (1971) mental rotation experiment.

 

Phonological Loop (1 of 2)
• Phonological similarity effect
– Letters or words that sound similar are confused
• Word length effect
– Memory for lists of words is better for short words than for long words
– Takes longer to rehearse long words and to produce them during recall

음운 루프(1/2)
• 음운 유사성 효과
– 비슷하게 들리는 문자 또는 단어가 혼동됨
• 단어 길이 효과
– 단어의 경우 긴 단어보다 단어의 경우 기억력이 더 좋다.
– 긴 단어를 회상하는 동안 리허설하고 만드는 데 더 오래 걸림

 

 

Phonological Loop has phonological similarity effect, word length effect and articulatory suppression effect. So, for short words, remember better and reduce the memory period. Secondly, visuospatial Sketch Pad is creation of visual images in the mind in the absence of a physical visual stimulus. In this case, Tasks that called for greater rotations took longer than others. The last one is central executive. Central Executive acts as the attention controller(kind of focus, divide, switch attention) and controls suppression of irrelevant information

 

 

Phonological Loop (2 of 2)
• Articulatory suppression
– Speaking prevents one from rehearsing items to be remembered
§ Reduces memory span
§ Eliminates word length effect
§ Reduces phonological similarity effect for reading words

음운 루프(2/2)
• 발성표현 억제
– 말하기 때문에 기억할 항목을 리허설할 수 없음
§ 메모리 기간 감소
§ 단어 길이 효과 제거
§ 단어 읽기에 대한 음운학적 유사성 효과 감소

 

Visuospatial Sketch Pad
• Creation of visual images in the mind in the absence of a physical visual stimulus
– Shepard and Metzler (1971)
– Mental rotation task
– Tasks that called for greater rotations took longer
Figure 5.13 Stimuli for the “Comparing Objects” demonstration. See text for details.

시각공간 스케치 패드
• 물리적인 시각 자극이 없는 상태에서 마음속에 시각적 영상 생성
– 셰퍼드 및 메츨러(1971)
– 멘탈 로테이션(정신적 회전 과제)
– 더 큰 회전을 요구하는 작업이 더 오래 걸림

 

The Central Executive
• Acts as the attention controller
– Focus, divide, switch attention
• Controls suppression of irrelevant information
• Perseveration: repeatedly performing the same action or thought even if it is not achieving the desired goal

중앙 집행부
• 주의 통제관 역할 수행
– 집중, 분배, 전환 주의
• 무관한 정보의 억제를 관리
• 인내: 원하는 목표를 달성하지 못하더라도 동일한 행동이나 생각을 반복적으로 수행

 

 

The three main components in Baddeley’s Working Memory model are Phonological Loop, Visuospatial Sketch Pad, and Central Executive.