תפקיד הזיכרון לטווח הארוך במבחן זיכרון עבודה חזותי: הקלה פרואקטיבית בלא הפרעה פרואקטיבית

רקע תיאורטי

הזיכרון לטווח קצר, המכונה גם זיכרון עבודה, וזיכרון לטווח ארוך נחקרים לעיתים קרובות כמערכות נפרדות: זיכרון עבודה מתואר כמערכת מוגבלת קיבולת המחזיקה מספר קטן של ייצוגים רלוונטיים לפעולה השוטפת, בעוד שזיכרון לטווח ארוך נתפס כמאגר עצום כמעט ללא הגבלה המבוסס על שינויים עצביים מתמשכים. גישות אחרות רואות בזיכרון העבודה תת-קבוצה של ייצוגים מזיכרון לטווח ארוך שנמצאים במצב זמני של נגישות מוגברת, ואילו גישות נוספות דוחות כליל את ההבחנה בין שתי המערכות. בכל הגישות הללו נדרשת הפרדה כלשהי בין תוכני זיכרון העבודה לבין ייצוגי הזיכרון לטווח הארוך: זיכרון העבודה משמש כסביבת עבודה קוגניטיבית לבניית ייצוגים חדשים, לתכנון פעולות ולשקילת חלופות היפותטיות, ולשם כך הוא חייב להיות ניתן לעדכון מהיר ובלתי תלוי בידע קבוע וקשיח. יחד עם זאת, זיכרון העבודה נדרש גם להתבסס על ידע קודם כדי לפעול ביעילות. מכאן עולה הצורך בשער גמיש בין שתי המערכות, המאפשר זרימת מידע דו-כיוונית כשהיא מועילה, אך נסגר כאשר זרימה כזו עלולה לפגוע בביצוע.

כאשר בוחנים את התרומה של זיכרון לטווח ארוך לביצוע במבחני זיכרון עבודה, יש להבחין בין שני סוגי השפעה: הקלה פרואקטיבית, שבה ידע קודם משפר את הביצוע, והפרעה פרואקטיבית, שבה ידע קודם פוגע בביצוע. קיימות עדויות רבות להקלה פרואקטיבית, בעוד שהעדויות להפרעה פרואקטיבית מזיכרון לטווח ארוך אל תוך זיכרון העבודה מוצקות הרבה פחות.

תרומה מקלה של זיכרון לטווח ארוך לזיכרון העבודה

זיכרון סדרתי מיידי טוב יותר עבור מילים מוכרות מאשר עבור פסידו-מילים, ומשתפר כאשר רשימת המילים תואמת את הכללים הדקדוקיים של השפה או את תדירויות המעברים הפונמיים המוכרות ממנה. גם למידה תוך כדי הניסוי משפרת זיכרון מיידי: ברשימות החוזרות על עצמן, הזיכרון לרשימה משתפר על פני חזרות, ואפקט זה נצפה גם עם פרצופים ומיקומים חזותיים, לא רק עם חומר מילולי. בתחום הזיכרון החזותי לצירופים בו-זמניים העדויות דלילות יותר אך קיימות: זיכרון למערכי צבעים משתפר במהלך ניסוי כאשר צבעים מסוימים נוטים להופיע יחד שוב ושוב, וכן מתקבל שיפור מסוים בזיהוי ובשחזור של מערכי צורות-צבעים חוזרים.

הפרעה פרואקטיבית אפשרית מזיכרון לטווח ארוך

חמישה קווי ראיות נבחנו בעבר בהקשר של הפרעה פרואקטיבית בזיכרון מיידי. הראשון עוסק בהצטברות ושחרור מהפרעה פרואקטיבית לאורך רצף גירויים מאותה קטגוריה, כאשר מעבר לקטגוריה חדשה משפר באופן זמני את הביצוע. השני, פרדיגמת שתי הרשימות, מראה שמילה החוזרת מרשימה קודמת פוגעת בשחזור הרשימה הנוכחית כאשר שתיהן חולקות אותו רמז שליפה סמנטי. השלישי מבוסס על מניפולציה של המרחק הזמני בין ניסויים עוקבים: הארכת המרווח בין ניסויים משפרת ביצוע, ברמז שהפרעה מייצוגי ניסויים קודמים פוחתת ככל שהם רחוקים יותר בזמן. הרביעי מבוסס על למידת שגיאות ברצפים חוזרים, כאשר משתתפים משחזרים גם שגיאות שביצעו קודם לכן באותה רשימה. החמישי, פרדיגמת הבדיקה השלילית האחרונה, מראה שגירוי שאינו חלק מהמערך הנוכחי אך תאם פריט ממערך קודם קרוב, מוביל לזמני תגובה איטיים יותר ולשיעור גבוה יותר של תגובות שגויות. אף אחת מהעדויות הללו אינה מדגימה בבירור שמידע מזיכרון לטווח ארוך חודר לזיכרון העבודה באופן מחייב ובלתי נשלט.

שיטת המחקר

נעשה שימוש בפרדיגמת צירופי חפץ-צבע: בשלב למידה ראשוני משתתפים לומדים צבע קבוע עבור מספר רב של חפצים קונקרטיים המוצגים כתמונות צלליות. בשלב הבדיקה שלאחר מכן מוצג מערך של שלושה חפצים, ועל המשתתפים לשחזר את הצבע המדויק של חפץ מסוים באמצעות גלגל צבעים רציף. כל מערך כלל חפץ אחד בצבעו הישן שנלמד קודם לכן (מצב התאמה ישנה), חפץ ישן נוסף שהוצג הפעם בצבע חדש ואקראי (מצב אי-התאמה ישנה), וחפץ חדש שמעולם לא נלמד (מצב חדש, המשמש בסיס השוואה נטול ידע קודם). מצב ההתאמה הישנה בוחן הקלה פרואקטיבית אפשרית, ואילו מצב אי-ההתאמה הישנה בוחן הפרעה פרואקטיבית אפשרית: אם המידע מזיכרון לטווח ארוך חודר לזיכרון העבודה בעל כורחו, הביצוע במצב זה אמור להיות גרוע יותר מהביצוע במצב החדש. השגיאות בשחזור הצבע נותחו באמצעות מודל תערובת המפריד בין דיוק הזיכרון (פרמטר המבטא הסתברות שהצבע נשמר בזיכרון העבודה) לבין דיוק השחזור. מודל מורחב כלל פרמטר נוסף, המודד את הנטייה לדווח בטעות את הצבע הישן שנלמד קודם לכן במקום הצבע הנוכחי.

הקלה בלא הפרעה בזיכרון העבודה

בארבעה ניסויים עוקבים, שכללו בין 17 ל-24 משתתפים כל אחד ולוו בשינויים מתודולוגיים שונים (בדיקה מוטמעת או לא מוטמעת בשלב הלמידה, השמטת מצב ההתאמה הישנה, ובחינת השפעה מניסוי אחד למשנהו במקום מהשלב הראשוני), התקבל אותו דפוס תוצאות עקבי: הביצוע במצב ההתאמה הישנה היה טוב יותר משמעותית מהביצוע במצב החדש, המשקף תרומה מקלה מובהקת של הזיכרון לטווח הארוך. לעומת זאת, הביצוע במצב אי-ההתאמה הישנה לא היה גרוע מהביצוע במצב החדש באף אחד מהניסויים, ולא נמצאה כל עדות סטטיסטית לירידה בדיוק הזיכרון עקב הצבע הישן שנלמד. יחד עם זאת, הפרמטר שמדד תגובות מהצבע הישן גילה שבכ-4 עד 7 אחוזים מהניסויים במצב אי-ההתאמה הישנה המשתתפים דיווחו בפועל את הצבע הישן במקום הצבע הנוכחי הנכון. כלומר, מידע מזיכרון לטווח ארוך אכן חדר לעיתים לתגובות, אך זאת רק על חשבון ניחושים חסרי מידע ולא על חשבון ייצוגים תקפים בזיכרון העבודה, כך שהדיוק הכולל לא נפגע. גם כאשר מקור ההפרעה הפוטנציאלית היה הניסוי הקודם באותו מבחן זיכרון עבודה, ולא שלב הלמידה המקורי, לא נמצא כל פגם בביצוע.

הפרעה פרואקטיבית בזיכרון לטווח הארוך עצמו

נוכח כישלון חוזר ונשנה במציאת הפרעה פרואקטיבית במבחני זיכרון העבודה, נבדק האם השיטה עצמה רגישה מספיק לגילוי הפרעה כזו כאשר היא אכן קיימת. לשם כך הוחלף מבחן זיכרון העבודה במבחן זיכרון לטווח ארוך: משתתפים למדו 80 צירופי חפץ-צבע בשלב ראשון, ולאחר מכן למדו 160 צירופים נוספים בשלב שני, מתוכם 80 חפצים חדשים לגמרי ו-80 חפצים מהשלב הראשון שהוצגו כעת בצבע חדש. בשונה מכל הניסויים הקודמים, כאן נמצאה עדות ברורה להפרעה פרואקטיבית: בבדיקה הסופית, הדיוק בשחזור צבעם של חפצים שהוצגו קודם לכן בצבע אחר היה נמוך משמעותית מהדיוק בשחזור צבעם של חפצים חדשים, ופרמטר דיוק הזיכרון ירד בהתאם. תוצאה זו מאשרת שההיעדר העקבי של הפרעה פרואקטיבית במבחני זיכרון העבודה בניסויים הקודמים אינו נובע מחוסר רגישות של השיטה, אלא משקף תכונה אמיתית של זיכרון העבודה: הגנה מפני חדירה מזיקה של מידע קודם.

שער גמיש בין הזיכרונות

הצירוף של הקלה פרואקטיבית עקבית לצד היעדר הפרעה פרואקטיבית בכל ארבעת מבחני זיכרון העבודה, לעומת הופעת הפרעה פרואקטיבית ברורה במבחן המקביל של זיכרון לטווח ארוך, תומך בקיומו של שער גמיש השולט בזרימת המידע בין שתי מערכות הזיכרון. שער כזה נפתח כאשר מידע מהזיכרון לטווח הארוך יכול לסייע לביצוע בזיכרון העבודה, אך נשאר סגור כאשר מידע כזה עלול לפגוע בו, כך שתוכני זיכרון העבודה נותרים מוגנים מפני זיהום בידע ישן וכוזב. שני הסברים אפשריים הועלו למנגנון הבוחר. לפי ההסבר הראשון, כאשר משתתפים נבחנים על חפץ מסוים, הם מעריכים באיזו מידה הייצוג שלו בזיכרון העבודה טוב, ופונים לשליפה מהזיכרון לטווח הארוך רק כאשר הייצוג בזיכרון העבודה חלש או נעדר. לפי ההסבר השני, שתי מערכות הזיכרון נשלפות במקביל בכל ניסוי, וכאשר הן חלוקות ביניהן על תוכן שונה מתקיימת תחרות שבה מנצח הייצוג החזק יותר; מכיוון שברוב המקרים הייצוג בזיכרון העבודה חזק יותר מהייצוג בזיכרון לטווח הארוך, זיכרון העבודה מנצח כמעט תמיד, וזיכרון לטווח ארוך משפיע על התגובה רק במיעוט הניסויים שבהם הייצוג בזיכרון העבודה חלש במיוחד. שני ההסברים מתיישבים עם התבנית שבה מידע ישן משפיע על התגובה רק בכ-5 עד 7 אחוזים מהניסויים, בלי לפגוע בממוצע הכולל. ממצאים אלה מוגבלים למשימה אחת של זיכרון עבודה עם סוג חומר אחד, וממתינים להכללה למשימות ולחומרים נוספים.

מקור

Oberauer, K., Awh, E., & Sutterer, D. W. (2017). The role of long-term memory in a test of visual working memory: Proactive facilitation but no proactive interference. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 43(1), 1–22.