시각적 단기 기억장치

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시력의 연구에서, 시각적 단기 기억장치(VSTM)는 상징적 기억장치와 장기 기억을 포함한 3가지 광범위한 기억장치들 중 하나이다. VSTM은 단기 메모리의 한 유형이지만, 하나는 시각 영역 내의 정보로 제한된다.

VSTM이라는 용어는 장기간에 걸친 시각 정보의 비영구적 저장을 이론 중립적으로 말한다. 시각공간 스케치패드는 Alan Baddeley가 제안한 작업기억의 이론적 모델 내의 VSTM 하위 구성요소다. 상징적인 기억은 연약하고 빠르게 부패하며 능동적으로 유지될 수 없는 반면, 시각적 단기 기억은 후속 자극에 강렬하며 수 초 동안 지속된다. 반면에 VSTM은 주로 매우 제한된 용량에 의해 장기 메모리와 구별된다.

개요

언어화가 어려웠으며 장기 기억으로 유지될 것 같지 않았던 자극의 도입은 1970년대^[1] 초 VSTM 연구에 혁명을 일으켰다(Philips, 1974년; Phillips & Baddley, 1971). 기본적인 실험 기법은 관찰자들이 짧은 시간 간격에 의해 분리된 두 행렬(Phillips, 1974; Phillips & Baddeley, 1971) 또는 수치가 동일한지 여부를 표시하도록 요구하였다.^[2] 관찰자들이 변화가 발생했다고 보고할 수 있는 가능성보다 훨씬 높은 수준에서 발견했다는 사실은 적어도 두 번째 자극이 나타날 때까지의 기간 동안 순수 시각적 저장소에서 첫 번째 자극의 측면을 인코딩할 수 있음을 시사했다. 그러나 사용된 자극이 복잡하고 변화의 성격이 상대적으로 통제되지 않았기 때문에, 이러한 실험은 (1) 시각적 자극을 구성하는 지각 치수의 일부만 저장되는지 여부(예: 공간적 주파수, 휘도 또는 대조)와 같은 다양한 질문을 남겼다. 다른 것들보다 충실도가 높은 VSTM에서, 그리고 (3) 이러한 치수가 인코딩되는 성질(즉, 지각 치수는 별개의 평행 채널 내에서 인코딩되거나 모든 지각 치수는 VSTM 내에서 단일 경계 실체로 저장되는가?)이다.

세트사이즈 효과

VSTM의 용량 제한을 조사하기 위해 많은 노력을 기울였다. 일반적인 변화 감지 과제에서 관찰자는 여러 자극으로 구성된 두 개의 배열을 통해 제시된다. 두 배열은 짧은 시간 간격에 의해 분리되며, 관찰자의 임무는 첫 번째 배열과 두 번째 배열의 동일 여부 또는 두 표시장치에서 하나의 항목이 다른지 여부를 결정하는 것이다(예: Luck & Vogel, 1997). 성능은 어레이의 항목 수에 따라 결정적으로 달라진다. 일반적으로 성능은 한두 가지 항목의 배열에서 거의 완벽하지만, 더 많은 항목이 추가될수록 단조로운 방식으로 정확한 응답은 항상 감소한다. VSTM 스토리지의 한계를 설명하기 위해 다양한 이론적 모델이 제시되었으며, 이를 구분하는 것은 여전히 연구 활동 영역으로 남아 있다.

용량 제한 모델

슬롯 모델

저명한 모델 등급은 VSTM 자체의 용량이 제한되어 있기 때문에 관찰자가 인코딩할 수 있는 총 항목 수에 의해 제한될 것을 제안한다(예: Cowan, 2001; Luck & Vogel, 1997; Pashler, 1988). 이러한 유형의 모델은 확률 이론에 사용된 urn 모델과 분명히 유사하다(예: 멘덴홀, 1967 참조). 본질적으로, urn 모델은 VSTM의 저장 용량이 일부 항목인 k(성인은 3-5 범위에 속하지만 어린이는 3-5 범위에 속한다고 추정한다(Riggs, McTaggart & Simpson, 2006). 초거점 변화가 감지될 확률은 단순히 VSTM(즉, k/N)으로 암호화된 변경 요소가 있을 확률이다. 이 용량 한계는 배열에 있는 자극의 수에 따라 처음에는 활동이 증가하지만 더 높은 세트 사이즈로 포화되는 후두정두피질과 연결되어 있다.^[3] urn 모델은 VSTM의 성능 한계를 설명하기 위해 일반적으로 사용되지만(예: Luck & Vogel, 1997; Pashler, 1988; Sperling, 1960) 저장 품목의 실제 구조를 고려한 것은 최근이다. 행운과 동료들은 VSTM에서 보유하고 있는 정보의 구조를 설명하기 위해 특별히 고안된 일련의 실험을 보고하였다(Luck & Vogel, 1997). 이 연구는 VSTM에 저장된 항목이 일관성 있는 개체라는 증거를 제공하며, 이러한 개체가 구성되는 더 기본적인 특징이 아니다.

노이즈 모델

VSTM의 명백한 용량 한계는 설정 크기의 함수로 저장된 내부 표현 품질의 단조적 저하(즉, 소음의 단조적 증가)에 의해 발생한다고 제안하는 Wilken과 Ma(2004)는 대안적 프레임워크를 더 제시했다. 이 개념에서 기억력의 용량 제한은 암호화할 수 있는 사물의 수의 제한에 의해서가 아니라, 기억력에 더 많은 사물이 추가됨에 따라 각각의 사물의 표현 품질이 저하됨으로써 야기된다. 2004년 실험에서는 신호 검출 이론 접근법을 사용하여 VSTM에 저장된 물체의 색상, 공간 주파수 및 방향을 변경하였다(Palmer, 1990년도의 밀접하게 관련된 연구 참조). 참가자들에게 제시된 시각 자극 간의 차이를 연속적인 순서로 보고하도록 했다. 조사 결과 서로 다른 자극이 독립적으로 병렬로 암호화돼 있고, 보고 성과를 제한하는 주요 요인은 뉴런 소음(시각적 세트사이즈의 함수)인 것으로 나타났다.

이 틀에서 작업 메모리 성능의 핵심 제한 요인은 기억될 수 있는 항목의 수가 아니라 시각 정보를 저장할 수 있는 정밀도에 있다. 이 이론에 대한 추가 증거는 베이스와 후세인(2008)이 차별 과제를 이용하여 얻었다. 그들은 VSTM의 "슬롯" 모델과 달리 신호 감지 모델은 연구에서의 차별 성과와 변화 감지 작업의 이전 결과 모두를 설명할 수 있다는 것을 보여주었다(예: 행운과 보겔, 1997). 이 저자들은 VSTM이 시각적 장면의 요소들 간에 공유되는 유연한 리소스라고 제안하였다. 즉, 더 많은 리소스를 수신하는 항목은 더 정밀하게 저장된다. 이를 뒷받침하기 위해, 그들은 메모리 배열에서 한 품목의 민감도를 증가시키면 해당 품목이 해상도는 증가하지만 디스플레이의 다른 품목에 대한 저장 해상도는 감소하는 비용으로 회수된다는 것을 보여주었다.

정신물리학적 모형

심리물리학적 실험에 따르면 정보는 특정 지각 속성과 연관된 각 채널에 걸쳐 VSTM으로 인코딩된다(Magnussen, 2000). 이런 틀 내에서, 옵저버의 능력 set-size이 증가하면서 변화를 감지한 감소 두개의 다른 프로세스:결정 다른 채널을 통틀어 만들어진다(1), 능력의 감소 일반적으로, 감소할 때 다수의 독립적 결정(그린리&톰을 만드는 것으로 예상하면서 일관된 작은 탓일 수 있다.로, 1993; Vincent & Regan, 1995년); (2) 동일한 채널 내에서 복수의 의사결정이 이루어지는 경우, 성능 저하는 의사결정소음만 증가하여 예상보다 훨씬 큰 것으로, 동일한 지각채널 내에서 복수의 의사결정에 의한 간섭에 기인한다(Magnussen & Greenlee, 1997년).

그러나 그린리-토마스 모델(Greenlee & Thomas, 1993)은 VSTM에서 세트사이즈의 효과에 대한 모델로서 두 번의 실패를 겪는다. 첫째, 그것은 단지 한 두 개의 요소로 구성된 표시장치로 경험적으로 시험되었을 뿐이다. 비교적 적은 수의 요소(즉, 4개 항목 이하)로 구성된 표시장치와 더 큰 표시장치(즉, 4개 항목 이상)와 관련된 표시장치(즉, 4개 항목 이상)에 대해 설정 크기 효과가 다르다는 것이 여러 실험 패러다임에서 반복적으로 나타났다. Greenlee-Thomas(1993) 모델은 이것이 왜 그럴 수 있는지에 대한 설명을 제공하지 않는다. 둘째, 마그누센, 그린리, 토마스(1997)는 이 모델을 사용하여 서로 다른 지각 차원에 걸쳐서가 아니라 동일한 지각 차원 내에서 이중 결정이 이루어졌을 때 더 큰 간섭이 발견될 것이라고 예측할 수 있는 반면, 이 예측은 정량적 엄격성이 결여되어 있으며, 그 크기를 정확히 예측할 수 없다.증가를 억제하거나 그 근본 원인을 상세히 설명하다.

Greenlee-Thomas 모델(Greenlee & Thomas, 1993년) 외에도 VSTM에서 세트 사이즈 효과를 설명하기 위한 두 가지 두드러진 접근법이 있다. 이 두 가지 접근방식은 표본 크기 모델(Palmer, 1990)과 항아리 모델(예: Pashler, 1988)으로 언급할 수 있다. 그것들은 (1) 세트 크기 효과의 근본 원인을 의사결정에 앞서 한 단계로 추론하고, (2) 동일하거나 다른 지각적 차원에서 이루어진 결정들 간에 이론적 구분을 하지 않는 것에 의해 Greenlee-Thomas(1993) 모델과 다르다.

중간 비주얼 스토어

상징적인 메모리와 VSTM의 특징을 모두 갖춘 중간 시각적 저장소에 대한 증거가 있다.^[4] 이 중간 저장소는 대용량(최대 15개 품목)과 메모리 추적 지속시간(최대 4초)이 길어질 것을 제안한다. VSTM과 공존하지만, 이와는 달리 시각적 자극은 비주얼 스토어의 내용을 덮어쓸 수 있다(Pinto et al., 2013). 추가 연구는 시각 영역 V4의 관여를 시사한다.^[5]

시각적 단기 기억 표현 기능

VSTM은 작동 메모리 시스템의 시각적 구성요소로 생각되며^{[by whom?]}, 이와 같이 자연적으로 발생하는 작업 과정에서 일시적인 정보 저장의 버퍼로 사용된다. 하지만 실제로 VSTM이 필요한 자연 발생적인 작업은 무엇인가? 이 문제에 대한 대부분의 작업은 성가신 눈 움직임으로 인한 감각적 격차를 해소하는 VSTM의 역할에 초점을 맞추었다. 이러한 시선의 갑작스러운 변화는 일반적으로 초당 2-4회 발생하며, 시력은 눈이 움직이는 동안 잠시 억제된다. 따라서 시각적 입력은 전체 씬(scene)의 공간 이동된 일련의 스냅샷으로 구성되며, 짧은 공백으로 구분된다. 시간이 지남에 따라, 풍부하고 상세한 장기 기억 표현은 입력의 이 짧은 섬광에서 구성되며, VSTM은 이러한 섬광 사이의 간극을 메워주고, 한 번의 섬광의 관련 부분이 다음 번 섬광의 관련 부분과 정렬되도록 하는 것으로 생각된다^{[by whom?]}. 공간 및 객체 VSTM 시스템은 눈 움직임 전반에 걸친 정보의 통합에 중요한 역할을 할 수 있다. 눈의 움직임도 VSTM 표현에 영향을 받는다. VSTM에서 구성된 표현은 작업이 명시적으로 눈의 움직임을 요구하지 않는 경우에도 눈 움직임에 영향을 줄 수 있다: VSTM에서 물체의 위치를 가리키는 작은 마이크로삭스의 방향.^[6]

참고 항목

• 주목
• 전두엽 피질에서 주의력 대 기억력
• 변화맹
• 기억력
• 지각

참조

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