워킹메모리

Working memory

작업 기억은 일시적으로 정보를 담을 수 있는 제한된 용량의 인지 시스템입니다.[1]그것은 추론과 의사결정과 행동의 지도를 위해 중요합니다.[2][3]작업 기억은 종종 단기 기억과 동의어로 사용되지만, 일부 이론가들은 작업 기억이 저장된 정보의 조작을 허용한다고 가정하고, 반면 단기 기억은 정보의 단기 저장만을 의미한다고 간주합니다.[2][4]작업 기억은 인지 심리학, 신경 심리학, 신경 과학의 중심에 있는 이론적 개념입니다.

역사

"일하는 기억"이라는 용어는 밀러, 갤런터, 프리브람에 의해 만들어졌고,[5][6] 1960년대에 마음을 컴퓨터에 비유한 이론의 맥락에서 사용되었습니다.1968년, 앳킨슨과 시프린은[7] 그들의 "단기 상점"을 묘사하기 위해 이 용어를 사용했습니다.단기 저장소라는 용어는 이전에 작업 메모리에 사용된 이름이었습니다.다른 제안된 이름은 단기 메모리, 기본 메모리, 즉시 메모리, 연산자 메모리, 임시 메모리였습니다.[8]단기 기억은 짧은 기간(초 단위)에 걸쳐 정보를 기억하는 능력입니다.오늘날 대부분의 이론가들은 단기 기억이라는 오래된 개념을 대체하거나 포함하기 위해 작업 기억이라는 개념을 사용하며, 단순한 유지보다는 정보를 조작하는 개념에 더 큰 중점을 둡니다.[citation needed]

작업 기억의 신경 기반에 대한 실험에 대한 최초의 언급은 100년 이상 전으로 거슬러 올라갈 수 있는데, 그 때 히치히와 페리에는 전두엽 피질(PFC)의 절제 실험을 설명했습니다; 그들은 전두엽 피질이 감각 과정보다는 인지 과정에 중요하다고 결론 내렸습니다.[9]1935년과 1936년 칼라일 제이콥슨과 동료들은 지연 반응에 대한 전두엽 절제의 해로운 효과를 처음으로 보여주었습니다.[9][10]

이론들

작동 기억이 해부학적으로 그리고 인지적으로 어떻게 작동하는지에 대한 수많은 모델들이 제안되었습니다.이 중 가장 큰 영향을 미친 두 가지를 아래에 정리했습니다.

다성분 모델

주요 기사: Baddelley의 작업 기억 모델
Baddelley and Hitch의 작동 기억 모델

1974년에 Baddelley와 Hitch는[11] 작동 기억의 다성분 모델을 소개했습니다.이 이론은 중앙 집행부, 음운 루프, 그리고 시각 공간 스케치 패드의 세 가지 구성 요소를 포함하는 모델을 제안했고, 중앙 집행부는 음운적 구성 요소와 시각 공간적 구성 요소 사이의 정보를 지시하는 일종의 제어 센터 역할을 했습니다.[12]중앙집행부는 두 가지 이상의 업무를 동시에 수행하는 경우, 무엇보다도 관련 정보에 주의를 집중시키고, 관련 없는 정보와 부적절한 행동을 억제하고, 인지 과정을 조정하는 역할을 담당합니다."중앙 임원"은 정보의 통합을 감독하고 정보의 단기적인 유지를 담당하는 하위 시스템을 조정하는 역할을 합니다.하나의 하위 시스템인 음운 루프(PL)는 음운 정보(즉, 언어의 소리)를 저장하고 리허설 루프에서 지속적으로 새로 고침으로써 그것의 부패를 방지합니다.예를 들어, 그것은 한 사람이 자신에게 번호를 반복적으로 반복하는 한 7자리의 전화번호를 유지할 수 있습니다.[13]또 다른 하위 시스템인 시공간 스케치패드는 시각 및 공간 정보를 저장합니다.예를 들어 시각적 이미지를 만들고 조작하고 정신 지도를 표현하는 데 사용할 수 있습니다.스케치 패드는 다시 시각적 서브시스템(형상, 색상, 질감 등의 현상을 다루는)과 공간적 서브시스템(위치를 다루는)으로 나눌 수 있습니다.[citation needed]

2000년에 Baddelley는 음운론적, 시각적, 공간적 정보를 통합하는 표현과 하위 시스템(예: 시맨틱 정보, 음악 정보)에 의해 다루어지지 않는 정보를 보유하는 네 번째 구성 요소인 에피소드 버퍼를 추가함으로써 모델을 확장했습니다.에피소드 버퍼는 작업 기억과 장기 기억 사이의 연결고리이기도 합니다.[14]구성요소는 정보를 단일 에피소드 표현으로 묶는 것으로 가정되기 때문에 에피소드적입니다.에피소드 버퍼는 툴빙의 에피소드 기억 개념과 유사하지만 에피소드 버퍼가 임시 저장소라는 점에서 차이가 있습니다.[15]

장기 메모리의 일부로 작동하는 메모리

중앙집행부
롱텀 메모리
작업 기억의 중심은 장기 기억에서 기억을 되찾는 것입니다.

앤더스 에릭슨(Anders Ericson)과 월터 킨츠치(Walter Kintsch[16])는 "장기 작업 기억"의 개념을 도입하였는데, 이는 그들이 장기 기억에서 일상적인 작업과 관련된 정보에 원활하게 접근할 수 있도록 하는 "검색 구조"의 집합이라고 정의하고 있습니다.이러한 방식으로 장기 기억의 일부는 효과적으로 작동 기억으로 기능합니다.비슷한 맥락에서, 코완은 작업 기억을 장기 기억과 별개의 시스템으로 간주하지 않습니다.작업 메모리에서의 표현은 장기 메모리에서의 표현의 부분집합입니다.작업 메모리는 두 개의 내장된 레벨로 구성됩니다.첫 번째는 활성화되는 장기 기억 표현으로 구성됩니다.이론적으로 장기 메모리에서 표현의 활성화에는 제한이 없습니다.두 번째 단계는 관심의 초점이라고 불립니다.포커스는 제한된 용량을 갖는 것으로 간주되며 활성화된 표현 중 최대 4개를 유지합니다.[17]

Oberauer는 Cowan의 모델을 확장하여 세 번째 구성 요소를 추가했습니다. 즉, 한 번에 하나의 청크만 유지할 수 있는 더 좁은 관심의 초점입니다.1요소 포커스는 4요소 포커스에 내장되며 처리를 위해 단일 청크를 선택하는 역할을 합니다.예를 들어, 코완의 "관심의 초점"에서는 네 자리를 동시에 염두에 둘 수 있습니다.예를 들어, 각 숫자에 숫자 2를 더하는 것과 같이 각 숫자에 대한 처리를 수행하고자 할 때, 대부분의 사람들은 여러 개의 수학적 처리를 병렬적으로 수행할 수 없기 때문에 각 숫자에 대해 별도의 처리가 필요합니다.[18]오베라우어의 주의력 구성요소는 처리를 위해 숫자 중 하나를 선택한 다음 다음 숫자로 주의력 초점을 이동하여 모든 숫자가 처리될 때까지 계속합니다.[19]

용량.

작업 메모리는 용량이 제한된 것으로 널리 알려져 있습니다.단기 메모리와 관련된 용량 한계의 초기 정량화는 1956년 밀러가 제안한 "마법의 숫자 7"입니다.[20]밀러는 젊은 성인들의 정보 처리 능력은 숫자, 문자, 단어, 또는 다른 단위에 관계없이 대략 7개의 요소, 즉 "정크"라고 불리는 것이라고 주장했습니다.이후의 연구에 따르면 이 숫자는 사용된 청크의 범주에 따라 달라지며(예: 숫자의 경우 스팬이 약 7, 문자의 경우 6, 단어의 경우 5), 범주 내 청크의 특징에도 달려 있습니다.예를 들어, 주의 집중 시간은 짧은 단어보다 긴 단어가 더 짧습니다.일반적으로 언어적 내용(숫자, 문자, 단어 등)에 대한 기억 범위는 내용의 음운적 복잡성(즉, 음소의 수, 음절의 수)과 [21]내용의 어휘적 상태(내용이 사람에게 알려진 단어인지 여부)에 따라 달라집니다.[22]다른 여러 요인들이 사람의 측정된 기간에 영향을 미치기 때문에 단기적이거나 작동하는 메모리의 용량을 여러 청크에 고정하기는 어렵습니다.그럼에도 불구하고, Cowan은 작동 기억력이 젊은 성인의 경우 약 4 덩어리의 용량을 가질 수 있다고 제안했습니다(그리고 어린이와 노인의 경우에는 더 적습니다).[23]

시각적 영역에서 일부 조사에서는 작업 메모리에 저장할 수 있는 항목의 총 수에 대해 고정된 용량 제한을 보고하지 않습니다.대신, 결과는 메모리에 저장된 항목 간에 유연하게 공유할 수 있는 제한된 리소스를 주장하며(리소스 이론의 아래 참조), 관심의 초점에 있는 일부 항목은 더 많은 리소스를 할당받고 더 정확하게 리콜됩니다.[24][25][26][27]

대부분의 성인들이 정확한 순서로 약 7자리를 반복할 수 있는 반면, 어떤 사람들은 80자리까지 그들의 숫자 범위를 인상적으로 확장하는 것을 보여주었습니다.이 기능은 목록의 숫자를 그룹화하는 인코딩 전략에 대한 광범위한 교육을 통해 가능합니다(일반적으로 3~5개 그룹으로 구성됨). 이러한 그룹은 단일 단위(청크)로 인코딩됩니다.성공하려면 참가자가 그룹을 알려진 숫자 문자열로 인식할 수 있어야 합니다.예를 들어 에릭슨과 그의 동료들에 의해 연구된 한 사람은 청크를 코딩하는 과정에서 스포츠 역사의 경주 시간에 대한 광범위한 지식을 사용했습니다. 여러 개의 그러한 청크는 이후 고차 청크로 결합되어 청크의 계층을 형성할 수 있습니다.이런 방식으로 계층 구조의 가장 높은 수준에 있는 일부 청크만 작업 메모리에 유지해야 하며 검색을 위해 청크는 언팩됩니다.즉, 작업 메모리의 청크는 해당 청크가 포함한 숫자를 가리키는 검색 신호 역할을 합니다.Ericsson and Kintsch(1995; Gobet & Simon, 2000[28] 참조)에 따르면, 이와 같은 메모리 기술을 연습한다고 해서 작업 메모리 용량이 제대로 확장되지는 않습니다.

측정 및 상관 관계

작동 메모리 용량은 다양한 작업을 통해 테스트할 수 있습니다.일반적으로 사용되는 척도는 메모리 스팬 측정과 동시 처리 작업을 결합하는 이중 작업 패러다임으로, 때때로 "복합 스팬"이라고도 합니다.데인먼과 카펜터는 1980년에 이런 종류의 작업의 첫 번째 버전인 "독서 기간"을 발명했습니다.[29]피실험자들은 (보통 두 개에서 여섯 개 사이의) 많은 문장을 읽고 각 문장의 마지막 단어를 기억하려고 노력했습니다.문장 목록의 마지막에, 그들은 단어들을 정확한 순서대로 반복했습니다.이러한 이중 작업 특성을 가지고 있지 않은 다른 작업들도 작업 메모리 용량을 측정하는 데 적합한 것으로 나타났습니다.[30]Daneman과 Carpenter는 작업 메모리 용량을 측정하기 위해 "스토리지"(유지관리)와 처리의 조합이 필요하다고 생각했지만, 이제는 추가적인 처리 구성 요소가 없는 단기 메모리 작업으로 작업 메모리 용량을 측정할 수 있다는 것을 알게 되었습니다.[31][32]반대로, 작업 메모리 용량은 정보 유지보수를 수반하지 않는 특정 처리 작업을 통해 측정할 수도 있습니다.[33][34]작업 메모리 용량을 측정하는 데 적합하기 위해 어떤 기능이 있어야 하는지에 대한 질문은 현재 진행 중인 연구의 주제입니다.

최근 시각적 작업 기억에 대한 여러 연구에서 지연 응답 작업이 사용되고 있습니다.이러한 응답은 시각적 변화 감지 작업에서 자주 사용되는 것처럼 이진(정확하지 않음/잘못됨) 리콜 방법이 아닌 연속 공간에서 아날로그 응답을 사용합니다.참가자들에게 메모리와 프로브 어레이 사이에 변경이 발생했는지 여부를 보고하도록 요구하는 대신, 지연된 재현 작업은 참가자들에게 물체의 위치, 방향 또는 색상과 같은 시각적 특징의 정확한 품질을 재현하도록 요구합니다.[24][25][26][27]또한 사물과 색상 내와 같은 시각적 인식의 조합을 사용하여 정교화를 통한 기억 전략을 향상시킬 수 있으므로 작업 기억의 용량 내에서 강화를 만들 수 있습니다.[35]

작업 기억 능력 측정은 읽기 이해, 문제 해결 및 지능 지수 측정과 같은 다른 복잡한 인지 작업의 수행과 밀접한 관련이 있습니다.[36]

일부 연구자들은 작업 기억 능력이 실행 기능의 효율성을 반영하며, 특히 관련 없는 정보를 산만하게 하는 상황에서 여러 작업 관련 표현을 유지하는 능력을 반영한다고 주장했습니다[37]. 그리고 그러한 작업은 집중하고 주의를 유지하는 능력의 개인차를 반영하는 것으로 보입니다.특히 다른 사건들이 주의를 끄는 데 도움이 될 때.작업 기억과 실행 기능 모두 전두엽 뇌 영역에 전적으로 의존하지는 않습니다.[38]

다른 연구자들은 작업 기억력의 능력이 요소들 사이의 관계를 정신적으로 형성하거나 주어진 정보에서 관계를 파악하는 능력으로 더 잘 특징지어진다고 주장했습니다.이 아이디어는 변수 간의 통계적 상호작용을 이해하는 데 제한된 능력으로 설명한 Graem Halford에 의해 특히 발전되었습니다.[39]이 저자들은 다음 문장과 같이 여러 변수들 사이의 관계에 대한 쓰여진 진술을 같거나 다른 관계를 보여주는 그래프와 비교하도록 요청했습니다: "만약 그 케이크가 프랑스산이라면, 크림으로 만든 것보다 초콜릿으로 만든 것이 더 많은 설탕을 가지고 있지만, 만일 그 케이크가 이탈리아산이라면,초콜릿으로 만든 것보다 크림으로 만든 것이 더 많은 설탕을 함유하고 있습니다."이 설명문은 대부분의 사람들이 이해할 수 있는 최대치인 세 변수(국가, 성분 및 설탕량) 사이의 관계를 설명합니다.여기서 명백한 용량 제한은 분명히 메모리 제한이 아니라(모든 관련 정보를 지속적으로 볼 수 있음) 동시에 식별되는 관계의 수에 대한 제한입니다.[citation needed]

작업기억용량에 관한 실험적 연구

용량 제한의 특성에 대해 몇 가지 가설이 있습니다.하나는 표현을 능동적으로 유지하고 그에 따라 처리 및 프로세스를 수행하기 위해 제한된 인지 리소스 풀이 필요하다는 것입니다.[40]또 다른 가설은 리허설을 통해 새로워지지 않는 한 작업 기억의 흔적이 몇 초 안에 붕괴되고, 리허설의 속도가 제한적이기 때문에 제한된 양의 정보만 유지할 수 있다는 것입니다.[41]또 다른 생각은 작업 기억에 있는 표현이 서로를 방해한다는 것입니다.[42]

붕괴론

예행연습을 통해 붕괴를 방지하지 않는 한 단기기억이나 작동기억의 내용물이 시간이 지남에 따라 붕괴된다는 가정은 단기기억에 대한 실험연구 초기로 거슬러 올라갑니다.[43][44]이것은 작업 기억의 다성분 이론에서도 중요한 가정입니다.[45]현재까지 작업 메모리의 가장 정교한 붕괴 기반 이론은 "시간 기반 자원 공유 모델"입니다.[46]이 이론은 작업 메모리의 표현이 새로 고쳐지지 않으면 붕괴된다고 가정합니다.이를 새로 고치려면 모든 동시 처리 작업에도 필요한 주의적 메커니즘이 필요합니다.처리 작업에 주의가 필요 없는 작은 시간 간격이 있을 경우 이 시간을 사용하여 메모리 트레이스를 새로 고칩니다.따라서 이 이론은 망각의 양이 처리 작업의 주의적 요구의 시간적 밀도에 따라 달라진다고 예측합니다. 이 밀도를 "인지 부하"라고 합니다.인지 부하는 처리 작업이 개별 단계를 수행해야 하는 비율과 각 단계의 지속 시간이라는 두 변수에 따라 달라집니다.예를 들어, 처리 작업이 숫자를 추가하는 작업으로 구성되어 있는 경우 0.5초마다 다른 숫자를 추가해야 하는 경우 2초마다 다른 숫자를 추가해야 하는 경우보다 시스템에 더 높은 인지 부하가 가해집니다.일련의 실험에서, Barrouillet와 동료들은 문자 목록에 대한 기억이 처리 단계의 수나 처리 시간의 총합이 아니라 인지 부하에 따라 달라진다는 것을 보여주었습니다.[47]

자원이론

리소스 이론에서는 작업 메모리의 용량이 작업 메모리에서 동시에 유지해야 하는 모든 표현 간에 공유되어야 하는 제한된 리소스라고 가정합니다.[24]또한 일부 리소스 이론가들은 유지보수와 동시 처리가 동일한 리소스를 공유한다고 가정합니다.[40] 이는 유지보수가 일반적으로 동시 처리 요구로 인해 손상되는 이유를 설명할 수 있습니다.자원 이론은 막대의 색상이나 방향과 같은 단순한 시각적 특징에 대한 작업 기억력 테스트의 데이터를 설명하는 데 매우 성공적이었습니다.현재 진행 중인 논쟁은 리소스가 작업 메모리에 있는 임의의 수의 항목들 사이에서 세분화될 수 있는 연속적인 양인지, 아니면 하나의 메모리 항목에 각각 할당될 수 있는 소수의 이산 "슬롯"으로 구성되어 작업 메모리에 약 3개의 항목만 제한적으로 유지될 수 있는지 여부입니다.[48]

간섭이론

여러 형태의 간섭이 이론가들에 의해 논의되어 왔습니다.가장 오래된 아이디어 중 하나는 새로운 아이템이 단순히 작업 기억 속의 오래된 아이템을 대체한다는 것입니다.방해의 또 다른 형태는 회수 경쟁입니다.예를 들어, 7개의 단어를 순서대로 기억하는 것이 과제일 때, 우리는 첫 단어부터 기억하기 시작해야 합니다.첫 번째 단어를 회수하려고 하다가, 근접하게 표현된 두 번째 단어도 우연히 회수되고, 둘은 회수를 위해 경쟁하게 됩니다.일련의 리콜 작업에서 발생하는 오류는 종종 메모리 목록의 인접 항목을 혼동하는 것으로, 검색 경쟁이 목록을 순서대로 리콜하는 능력을 제한하는 역할을 하며, 다른 작업 메모리 작업에서도 마찬가지일 수 있습니다.간섭의 세 번째 형태는 중첩에 의한 표현의 왜곡입니다.여러 개의 표현이 서로 위에 추가될 때, 그 각각은 다른 모든 표현들의 존재에 의해 흐려집니다.[49]일부 저자가 가정하는 간섭의 네 번째 형태는 특징 덮어쓰기입니다.[50][51]이 개념은 작업 메모리의 각 단어, 숫자 또는 기타 항목이 특징의 묶음으로 표시되고, 두 항목이 일부 특징을 공유하면 두 항목 중 하나가 다른 항목의 특징을 도용한다는 것입니다.더 많은 항목이 작동 메모리에 저장되고 기능이 중복될수록 일부 기능의 손실로 인해 각 항목이 더 많이 저하됩니다.[citation needed]

한계

이 가설들 중 어느 것도 실험 데이터를 완전히 설명할 수는 없습니다.예를 들어, 리소스 가설은 유지보수와 처리 간의 균형을 설명하기 위한 것이었습니다.작업 메모리에 더 많은 정보를 유지해야 할수록 오류가 발생하기 쉬운 동시 프로세스가 느려지고 동시 처리 메모리에 대한 요구가 높아지면 문제가 발생합니다.이러한 절충점은 위에서 설명한 읽기 범위 작업과 같은 작업에 의해 조사되었습니다.트레이드 오프의 양은 기억해야 할 정보와 처리해야 할 정보의 유사성에 따라 달라지는 것으로 확인되었습니다.예를 들어, 공간 정보를 처리하는 동안 숫자를 기억하거나, 숫자를 처리하는 동안 공간 정보를 기억하는 것은 같은 종류의 재료를 기억하고 처리해야 할 때보다 서로를 훨씬 덜 손상시킵니다.[52]또한 단어와 숫자를 기억하거나 숫자를 기억하고 단어를 처리하는 것은 같은 범주의 자료를 기억하고 처리하는 것보다 쉽습니다.[53]메모리 표현의 붕괴는 처리 작업의 내용이 아니라 처리 작업이 리허설이나 회상을 지연시키는 시간에만 의존해야 하기 때문에 붕괴 가설을 설명하기도 어렵습니다.붕괴 가설의 또 다른 문제는 참가자들이 더 느린 속도로 기억하도록 지시하거나 각 글자를 기억하는 사이에 관련 없는 단어를 한두 번 또는 세 번 말하도록 지시함으로써 글자 목록의 기억이 지연되는 실험에서 비롯됩니다.리콜 지연은 리콜 정확도에 사실상 아무런 영향을 미치지 않았습니다.[54][55]간섭 이론은 메모리 내용과 동시 처리 작업의 내용 간의 유사성이 서로에게 얼마나 손상을 주는지를 설명하는 것과 가장 잘 맞는 것 같습니다.유사한 자료가 많아지면 혼동이 심해져 검색 경쟁이 벌어질 수 있습니다.

발전

작업 기억력의 용량은 유년기를[56] 지나면서 점차 증가하고 노년기에는 점차 감소합니다.[57]

어린시절

주요 기사:인지 발달에 관한 신-피아게트 이론

작동 기억력 검사의 수행도는 유아기와 청소년기 사이에 지속적으로 증가하는 반면, 다른 검사들 간의 상관 관계의 구조는 대체로 일정합니다.[56]네오 피아제 전통의 작업을 시작으로 이론가들은 작업 기억 능력의 성장이 인지 발달의 주요한 원동력이라고 주장해왔습니다.[58][59]이 가설은 작업기억능력이 아동기 인지능력의 강력한 예측요인이라는 연구결과로부터 상당한 실증적 지지를 받았습니다.[60]발달을 위한 작업 기억의 역할에 대한 특히 강력한 증거는 한 연령대의 작업 기억 능력이 나중 연령대의 추론 능력을 예측한다는 종단적 연구에서 나온 것입니다.[61]네오피아제 전통의 연구들은 해결을 위해 동시에 고려해야 하는 항목의 수나 관계의 측면에서 인지적 과제의 복잡성을 분석함으로써 이 그림에 더했습니다.광범위한 작업에 걸쳐 어린이들은 작업 메모리 용량이 특정 연령에서 처리할 수 있는 복잡성을 제한한다는 관점과 일치하는 동일한 수준의 작업 버전을 거의 동일한 연령에서 관리합니다.[62]한 실험은 언어 과정에 관한 연구가 언어 장애를 가진 아이들이 나이에 맞는 또래들보다 수행한 능력에 영향을 미친다는 결과를 통해 용량 제한에 관한 복잡성의 감소가 명시된다는 것과 상관관계가 있습니다.기억 저장 결손 사이의 상관관계는 이러한 언어 장애나 언어 장애의 원인으로 인한 기여로 볼 수 있지만, 정보를 리허설 할 수 있는 능력의 부족을 완전히 시사하지는 않았습니다.[63]

신경과학 연구들은 아이들이 다양한 작업 기억 과제를 수행하기 위해 전두엽 피질에 의존한다는 개념을 지지하지만, 등 과제를 수행하는 어른들에 비해 아이들에 대한 fMRI 메타 분석은 아이들의 일관된 전두엽 피질 활성화의 부족을 밝혀냈습니다.섬모 피질과 소뇌를 포함한 후방 영역이 온전하게 남아있는 동안.[64]

노화

작업 기억력은 노년기의 쇠퇴에 가장 민감한 인지 기능 중 하나입니다.[65][66]이러한 감소에 대한 몇 가지 설명이 제시되었습니다.하나는 팀 솔트하우스의 인지 노화의 처리 속도 이론입니다.[67]사람들이 나이가 들수록 인지 과정이 일반적으로 느려진다는 연구 결과를 바탕으로, 솔트하우스는 처리 속도가 느려지면 작업 메모리 콘텐츠가 썩을 시간이 더 많이 남으므로 효과적인 용량이 줄어든다고 주장합니다.그러나 동작 메모리 용량의 감소가 속도보다 노후에 용량이 더 많이 감소하기 때문에 속도가 느려진 것이라고 전적으로 설명할 수는 없습니다.[66][68]또 다른 제안은 린 해셔와 로즈 잭스에 의해 발전된 억제 가설입니다.[69]이 이론은 노년기에 관련 없는 정보를 억제하는 능력이 전반적으로 부족하다고 가정합니다.따라서 작업 메모리는 관련 콘텐츠에 대한 유효 용량을 줄이는 관련 없는 콘텐츠로 어수선한 경향이 있어야 합니다.노년기 억제력 결손 가정은 많은 실증적 지지를[70] 받았지만, 아직까지 억제력의 저하가 작동기억능력의 저하를 충분히 설명하는지는 명확하지 않습니다.노년기에 작업기억과 다른 인지기능의 저하에 대한 신경 수준에 대한 설명이 West에 의해 제안되었습니다.[71]그녀는 우리가 나이가 들면서 다른 뇌 부위보다 더 악화되는 전두엽 피질에 작업 기억력이 크게 의존한다고 주장합니다.전두엽 피질 혈류역학은 또한 많은 노인들이 직면하는 수면 장애의 유병률을 통해 작업 기억력의 손상에 중요한 역할을 하지만, 다른 뇌 영역이 신경 영상 연구에서 영향을 미치는 결과를 보여주었기 때문에 영향을 받는 유일한 영역은 아닙니다.[72][73]fMRI의 연구들 내에서 전전두엽 피질에 대한 수행능력의 감소와 전반적인 작업기억 수행능력의 감소를 통한 수면박탈 사이의 연관성이 관찰되었습니다.[74]작업 기억력의 연령 관련 감소는 저강도 경두개 자극을 사용하여 전전두개 영역과 시간 영역의 리듬을 동기화함으로써 잠시 역전될 수 있습니다.[75]

트레이닝

자세한 정보:신체운동 §의 작업기억 훈련과 신경생물학적 효과 인지조절 및 기억

Torkel Klingberg의 첫 번째 연구를 포함하여 작업 기억력에 대한 훈련의 효과에 대한 일부 연구는 ADHD를 가진 사람들의 작업 기억력이 훈련에 의해 향상될 수 있음을 시사합니다.[76]이 연구는 작업 기억 훈련 기간이 인지 능력의 범위를 증가시키고 IQ 테스트 점수를 증가시킨다는 것을 발견했습니다.같은 그룹에[77] 의한 또 다른 연구는 훈련 후, 많은 연구자들이 작업 기억 기능과 관련된 영역인 전두엽 피질에서 작업 기억과 관련된 측정된 뇌 활동이 증가했다는 것을 보여주었습니다.한 연구에 따르면 작업 기억 훈련은 피실험자의 전두엽 및 두정 도파민 수용체(특히 DRD1)의 밀도를 증가시킨다고 합니다.[78]그러나, 동일한 훈련 프로그램을 사용한 후속 실험에서 일부는 성공적으로 복제하고 다른 일부는 인지 수행에 대한 훈련의 유익한 효과를 복제하지 못하는 등 엇갈린 결과를 보여주었습니다.[79]

또 다른 영향력 있는 연구에서, 작동 기억 과제(이중 n-back 과제)를 사용한 훈련은 건강한 젊은이들의 유체 지능 테스트의 성능을 향상시켰습니다.[80]n-back 과제로 훈련하여 유체 지능을 향상시킨 것은 2010년에 복제되었지만,[81] 2012년에 발표된 두 개의 연구는 효과를 재현하지 못했습니다.[82][83]작업 기억 훈련의 효과에 대한 약 30개의 실험 연구에서 나온 결합된 증거는 여러 메타 분석들에 의해 평가되었습니다.[84] tr[85] 이 메타 분석들의 저자들은 작업 기억 훈련이 지능을 향상시키는지 아닌지에 대한 결론에 동의하지 않습니다.그러나 이 메타 분석들은 결과 측정이 멀어질수록 인과적 연결 훈련 작업 기억이 거의 항상 작업 기억에서, 종종 주의에서, 그리고 때로는 학업 수행에서 증가한다는 것에 동의합니다.그러나 효과의 성공적인 이전과 실패한 경우 사이에 어떤 정확한 상황이 다른지는 여전히 미해결된 문제입니다.[86][79]

뇌에서

정보를 유지하는 신경 메커니즘

작업 기억의 신경세포와 신경전달물질 기반에 대한 최초의 통찰력은 동물 연구에서 비롯되었습니다.1930년대 Jacobsen과[87] Fulton의 연구는 PFC의 병변이 원숭이의 공간 작업 기억 성능을 손상시킨다는 것을 처음 보여주었습니다.호아킨 푸스터의[88] 후기 연구는 원숭이들이 지연 매칭 작업을 하는 동안 원숭이의 PFC에서 뉴런의 전기적 활동을 기록했습니다.이 작업에서 원숭이는 실험자가 어떻게 같은 모양의 컵 두 개 중 하나 아래에 음식을 조금 놓는지 보게 됩니다.셔터는 가변 지연 기간 동안 내려져 원숭이의 시야에서 컵을 가려냅니다.연기가 끝나면 셔터가 열리고 원숭이는 컵 아래에서 음식을 회수할 수 있습니다.첫 번째 시도에서 성공적으로 회수하려면 – 과제에 대한 훈련을 받은 후 동물이 달성할 수 있는 것 – 지연 기간 동안 음식의 위치를 기억하는 것이 필요합니다.Fuster는 주로 지연 기간 동안 발사되는 PFC의 뉴런을 발견했고, 이는 그들이 보이지 않는 동안 음식 위치를 나타내는 데 관여했음을 암시합니다.이후의 연구는 두정엽 피질, 시상, 미상피질, 그리고 신경아교세포에서도 비슷한 지연 활동성 뉴런들을 보여주었습니다.[89]골드만-라키치와 다른 사람들의 연구는 주요 설컬, 배측 PFC가 이 모든 뇌 영역과 상호 연결되고, PFC 내의 신경 미세 회로가 지연 기간 동안 계속 발화하는 피라미드 세포의 반복적인 흥분 글루타메이트 네트워크를 통해 작동 기억에서 정보를 유지할 수 있다는 것을 보여주었습니다.[90]이러한 회로는 GABAergic intereurons의 측면 억제에 의해 조정됩니다.[91]신경 조절 각성 시스템은 PFC 작동 기억 기능을 현저하게 바꿉니다. 예를 들어 도파민이나 노르에피네프린이 너무 적거나 많으면 PFC 네트워크 발화[92] 및 작동 기억 성능이 저하됩니다.[93]

작업 기억 작업의 지연 기간 동안 특정 뉴런의 지속적인 발화에 대해 전술한 연구는 뇌가 외부 입력 없이 표현을 활성화하는 메커니즘을 가지고 있음을 보여줍니다.그러나 둘 이상의 정보를 유지해야 하는 작업에서는 표현을 활성화하는 것만으로는 충분하지 않습니다.또한 각 청크의 구성 요소와 특징이 서로 뒤섞이지 않도록 함께 묶어야 합니다.예를 들어, 빨간색 삼각형과 초록색 사각형을 동시에 기억해야 하는 경우에는 "빨간색"이 "삼각형"에 속박되고 "녹색"이 "사각형"에 속박되는지 확인해야 합니다.그러한 바인딩을 확립하는 한 가지 방법은 동일한 청크 파이어의 특징을 나타내는 뉴런들을 동기화하고 다른 청크에 속하는 특징을 나타내는 뉴런들을 동기화하지 못하게 하는 것입니다.[94]예제에서 붉음을 나타내는 뉴런은 삼각형 모양을 나타내는 뉴런과 동기화되어 발화되지만 사각형 모양을 나타내는 뉴런과는 동기화되지 않습니다.아직까지 작업 기억이 이 결합 메커니즘을 사용한다는 직접적인 증거는 없으며, 다른 메커니즘들도 제안되어 있습니다.[95]작업 기억에 관련된 뉴런의 동기 발화는 세타 대역(4~8Hz)의 주파수에 따라 진동한다고 추측되었습니다.실제로 뇌파에서 세타 주파수의 파워는 작동 기억 부하에 따라 증가하고 [96]두개골의 여러 부분에 걸쳐 측정된 세타 대역의 진동은 사람이 두 정보의 구성 요소 사이의 결합을 기억하려고 할 때 더 조정됩니다.[97]

뇌의 국소화

뇌 영상법(PET 및 fMRI)의 등장으로 인간의 뇌 기능의 국소화가 훨씬 쉬워졌습니다.이 연구는 PFC의 영역들이 작업 기억 기능에 관련되어 있음을 확인했습니다.1990년대 동안 많은 논쟁이 복측(즉, 하부 영역)과 PFC의 배측(고위 영역)의 다양한 기능에 집중되어 왔습니다.인체 병변 연구는 작업 기억에서 배측 전전두엽 피질의 역할에 대한 추가적인 증거를 제공합니다.[98]하나의 관점은 공간적 작업 메모리는 배측부 영역에서, 비공간적 작업 메모리는 복측부 영역에서 담당한다는 것이었습니다.또 다른 견해는 복측 영역은 대부분 정보의 순수한 유지에 관여하는 반면, 복측 영역은 기억된 자료의 일부 처리가 필요한 작업에 더 관여한다고 주장하면서 기능적 구별을 제안했습니다.논쟁이 완전히 해결된 것은 아니지만 대부분의 증거는 기능적 차이를 뒷받침합니다.[99]

뇌영상은 작동 기억 기능이 PFC에만 국한되지 않는다는 것을 밝혀냈습니다.수많은 연구를[100] 검토한 결과 작업 기억 작업 중 활성화 영역이 피질의 많은 부분에 흩어져 있는 것으로 나타났습니다.공간 작업은 우반구 영역을 더 많이 모집하고 언어 및 객체 작업 기억은 좌반구 영역을 더 많이 모집하는 경향이 있습니다.언어적 작업 기억 작업 중 활성화는 유지를 반영하는 하나의 구성 요소인 왼쪽 두정 피질과 왼쪽 전두 피질(말을 만드는 데 관여하는 것으로 알려진 브로카의 영역)로 나눌 수 있습니다.[101]

대부분의 작업 기억 작업이 PFC와 두정 영역의 네트워크를 모집한다는 데에 의견이 일치하고 있습니다.한 연구에 따르면 작업 메모리 작업 중에 이 영역들 간의 연결성이 증가하는 것으로 나타났습니다.[102]또 다른 연구는 이 영역들이 경두개 자기 자극(TMS)[103]을 통해 일시적으로 차단함으로써 작업 기억 작업 중에 단순히 실수로 활성화되는 것이 아니라 작업 기억에 필요하다는 것을 입증했습니다.

현재의 논쟁은 이러한 뇌 영역의 기능에 관한 것입니다.PFC는 실행 기능이 필요한 다양한 업무에 적극적인 것으로 밝혀졌습니다.[38]이것은 일부 연구자들이 작업 기억에서 PFC의 역할이 작업 기억에서 주의를 통제하고 전략을 선택하고 정보를 조작하는 것이지 정보를 유지하는 것이 아니라고 주장하게 만들었습니다.유지 기능은 두정 피질을 포함한 뇌의 더 많은 후부 영역에 기인합니다.[104][105]다른 저자들은 두정 피질의 활동을 실행 기능을 반영하는 것으로 해석합니다. 같은 영역이 주의를 요하는 다른 작업에서도 활성화되지만 기억은 필요하지 않기 때문입니다.[106]fMRI 데이터의 다중 복셀 패턴 분석을 사용한 디코딩 연구의 증거는 시각 작업 메모리의 내용을 시각 피질의 활동 패턴에서 디코딩할 수 있지만 전전두엽 피질에서는 디코딩할 수 없다는 것을 보여주었습니다.[107]이것은 시각 작업 기억의 유지 기능이 시각 피질에 의해 수행되는 반면, 전전두엽 피질의 역할이 작업[107] 기억에 대한 실행 제어에 있다는 것을 시사하는 결과로 이어졌지만, 그러한 비교는 여러 영역에 걸친 디코딩의 기본 속도를 고려하지 않는다는 지적이 있습니다.[108]

2003년 60개의 신경 영상 연구에 대한 메타 분석에서 왼쪽 전두엽 피질은 작업 요구가 적은 언어 작업 기억과 공간 작업 기억을 위한 오른쪽 전두엽 피질과 관련이 있음을 발견했습니다.상위 전두엽 피질에서 Brodmann의 영역(BAs) 6, 8, 9는 작업 기억이 지속적으로 갱신되어야 할 때와 시간 순서에 대한 기억이 유지되어야 할 때에 관련되었습니다.배측 전두엽 피질에서 우측 Brodmann 10과 47은 이중 작업 요구나 정신적 수술과 같은 조작 요구에 더 많이 관여하였고, 후두엽 피질에서 Brodmann 7은 모든 유형의 실행 기능에도 관여하였습니다.[109]

작업 기억은 전두엽과 두정엽에서 신경 해부학적 위치가 다른 두 가지 과정을 포함하는 것으로 제안되었습니다.[110]첫째, 가장 관련성이 높은 아이템을 검색하는 선택 작업, 둘째, 이에 대한 관심의 초점을 변경하는 업데이트 작업.주의력 초점을 업데이트하는 것은 미상전두정맥과 후두정맥피질에서 일시적인 활성화를 수반하는 것으로 밝혀졌으며, 선택에 대한 요구가 증가함에 따라 미상전두정맥과 후두정맥/전두정맥에서 선택적으로 활성화를 변화시킵니다.[110]

작업 기억에 관련된 뇌 영역의 차별적 기능을 명확히 구분하는 것은 이러한 기능을 구별할 수 있는 작업에 달려 있습니다.[111]작업 기억에 대한 대부분의 뇌 영상 연구는 한 개 또는 여러 개의 자극에 대한 지연 인식 작업과 같은 인식 작업이나 긴 시리즈의 새로운 자극을 시리즈에서 n 단계 뒤로 제시된 것과 비교해야 하는 n-back 작업을 사용했습니다.인식 작업의 장점은 최소한의 움직임(두 개의 키 중 하나만 누르는 것)이 필요하기 때문에 스캐너에 머리를 고정하기가 더 쉽다는 것입니다.그러나 작업 기억의 개인차에 대한 실험적 연구와 연구는 주로 회상 작업(예: 읽기 기간 작업, 아래 참조)을 사용했습니다.인식 및 리콜 작업이 동일한 프로세스와 동일한 용량 제한을 반영하는 정도가 명확하지 않습니다.

뇌영상 연구는 독서 기간 과제 또는 관련 과제와 함께 수행되었습니다.이러한 작업 중에 증가된 활성화는 PFC에서 발견되었으며, 몇몇 연구에서 전방상피질(ACC)에서도 발견되었습니다.작업을 더 잘 수행하는 사람들은 이 영역에서 더 큰 활성화 증가를 보였고, 그들의 활성화는 시간이 지남에 따라 더 상관관계가 있었는데, 아마도 더 강한 연결성 때문에 이 두 영역에서 그들의 신경 활동이 더 잘 조정되었다는 것을 암시했습니다.[112][113]

신경모형

신경생리학을 모델링하고 작업기억의 기능을 수행하는 한 가지 접근법은 전전두엽 피질 기저 신경절 작업기억(PBWM)입니다.이 모델에서 전두엽 피질은 기억력을 작동시키는 일을 수행하기 위해 기저 신경절과 함께 협력합니다.많은 연구들이 이것이 사실이라는 것을 보여주었습니다.[114]한 명은 발작을 일으켰고 전전두엽 피질과 기저 신경절에 손상을 입은 환자들에게 절제 기술을 사용했습니다.[115]연구원들은 이러한 손상이 작업 기억 기능의 실행 능력을 감소시키는 결과를 가져온다는 것을 발견했습니다.[115]필로폰 사용으로 인해 뇌에 변화가 생긴 환자들을 대상으로 실시한 추가 연구에서 작동 기억력을 훈련시키면 기저 신경절에서 부피가 증가하는 것으로 나타났습니다.[116]

스트레스가 신경생리학에 미치는 영향

작업 기억력은 급성 및 만성적인 심리적 스트레스에 의해 손상됩니다.이러한 현상은 Arnsten과 동료들에 의해 동물 연구에서 처음 발견되었는데,[117] 그들은 PFC에서 스트레스로 인한 카테콜아민 방출이 PFC 신경세포의 발화를 빠르게 감소시키고 피드포워드, 세포 내 신호 전달 경로를 통해 작업 기억 성능을 악화시킨다는 것을 보여주었습니다.[118]만성 스트레스에 노출되면 PFC에서 더 심각한 작업기억결핍과 수지상 위축 및 척추 손실을 포함한 추가적인 구조적 변화를 초래하며,[119] 이는 단백질 키나아제 C 신호전달 억제에 의해 예방될 수 있습니다.[120] fMRI 연구는 이 연구를 사람으로 확장시켰고, 급성 스트레스로 인한 작업기억 감소를 확인했습니다.잉크는 PFC의 활성화를 감소시키고, 스트레스는 카테콜아민의 수준을 증가시킵니다.[121]스트레스 검사를 받는 의대생들의 영상 연구는 동물 연구와 일치하는 PFC 기능적 연결성이 약화되었음을 보여주었습니다.[122]스트레스가 PFC의 구조와 기능에 미치는 두드러진 효과는 스트레스가 어떻게 정신 질환을 일으키거나 악화시킬 수 있는지를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.생활 스트레스가 많을수록 단순 인지 업무를 수행하는 데 있어 작업 기억력의 효율성이 떨어집니다.부정적인 생각의 침입을 줄이는 운동을 한 학생들은 작업 기억력이 증가하는 것으로 나타났습니다.기분 상태(긍정적이거나 부정적인)는 신경 전달 물질인 도파민에 영향을 미칠 수 있고, 이것은 결과적으로 문제 해결에 영향을 미칠 수 있습니다.[123]

알코올이 신경생리학에 미치는 영향

과도한 알코올 섭취는 뇌 손상을 초래하여 작업 기억력을 저하시킬 수 있습니다.[124]알코올은 혈중 산소 농도 의존적(BOLD) 반응에 영향을 미칩니다.BOLD 반응은 혈액의 산소가 증가하는 것과 뇌의 활동을 연관짓고, 이것은 이 반응을 신경의 활동을 측정하는 데 유용한 도구로 만듭니다.[125]BOLD 반응은 작업 기억 작업을 수행할 때 기저 신경절과 시상과 같은 뇌의 영역에 영향을 미칩니다.젊은 나이에 술을 마시기 시작한 청소년들은 이 뇌 부위에서 대담한 반응이 감소합니다.[126]특히 알코올 의존적인 젊은 여성들은 공간적 작업 기억 과제를 수행할 때 두정 및 전두엽 피질에서 더 적은 과감한 반응을 보입니다.[127]특히 폭음은 작업 기억 작업, 특히 시각 작업 기억 작업 수행에 영향을 미칠 수 있습니다.[128][129]또한 술이 작업기억에 어떤 영향을 미치는지에 대해서도 성별 차이가 있는 것으로 보입니다.여성이 남성에 비해 술을 마신 후 언어적 작업 기억 과제를 더 잘 수행하는 반면, 뇌 활동이 적은 것에서 알 수 있듯이 공간적 작업 기억 과제를 더 잘 수행하지 못하는 것으로 보입니다.[130][131]마지막으로, 나이는 추가적인 요소인 것 같습니다.노인들은 알코올이 작업 기억력에 미치는 영향에 다른 사람들보다 더 취약합니다.[132]

유전학

행동유전학

작업 기억 능력의 개인차는 어느 정도 유전될 수 있습니다. 즉, 개인 간의 변화의 약 절반이 유전자의 차이와 관련이 있습니다.[133][134][135]작업 기억 용량의 가변성에 대한 유전적 요소는 유체 지능의 유전적 요소와 크게 공유됩니다.[134][133]

개개의 유전자를 확인하려는 시도.

어떤 유전자가 작동기억의 기능과 관련이 있는지에 대해서는 거의 알려져 있지 않습니다.다중 구성 요소 모델의 이론적 프레임워크 내에서, 하나의 후보 유전자, 즉 작업 기억의 가상 음운 루프 구성 요소에 대한 ROBO1이 제안되었습니다.[136]

더 최근에는 작업 기억에 관한 또 다른 유전자가 발견되었습니다.유전적으로 다양한 쥐들을 살펴보면, GPR12는 작업 기억에 필요한 단백질을 촉진하는 것으로 나타났습니다.그들이 대조군 쥐보다 기억력 테스트에서 더 나쁜 성능을 보인 쥐들을 잡아 GPR12 단백질을 증가시켰을 때, 그 쥐들은 50%에서 80%로 향상되었습니다.이것은 저성능 쥐들을 통제 쥐들과 비슷한 수준으로 끌어올렸습니다.[137]

모리스 물 미로 성능과 관련하여 FTCD 유전자를 테스트하는 것과 같은 쥐에 대한 선행 연구가 축적됨에 따라 FTCD 유전자 내에 잠재적인 유전자 코딩의 변이가 있는지 여부를 테스트하는 것은 곧 테스트되었습니다.결과는 변이가 발견되었지만 개인의 연령에 따라 차이가 있음을 보여주었습니다.FTCD 유전자와 관련해서는 어린이들만 영향을 받는 것으로 나타났습니다.FTCD 유전자가 존재하지만 성인과 유사한 영향을 미치지 않을 때 작업 기억력이 더 높은 것으로 보입니다.[138]

학업성취에 있어서의 역할

작업 기억 능력은 읽고 쓰는 능력과 숫자에 있어서 학습 결과와 상관관계가 있습니다.Daneman과 Carpenter(1980)[139]가 처음 관찰하고 나중에 여러 연구의 메타분석 검토에서 확인된 바와 같이 이러한 관계에 대한 초기 증거는 작업 기억 용량과 읽기 이해 간의 상관 관계에서 비롯됩니다.[140]후속 연구에서는 초등학생 자녀의 작업기억 수행이 수학적 문제해결에서의 수행을 정확하게 예측하는 것으로 나타났습니다.[141]한 종단 연구는 5세 아이의 작업 기억력이 IQ보다 학업 성공을 더 잘 예측한다는 것을 보여주었습니다.[142]

독일에서 580명의 어린이를 대상으로 무작위 대조 연구를 실시한 결과, 6세 때의 작업 기억 훈련은 훈련 직후 공간 작업 기억에 유의한 긍정적인 영향을 미쳤으며, 그 영향은 점차 다른 영역으로 전이되어 읽기 이해력, 수학(기하학),그리고 IQ(레이븐 행렬로 측정).또한 1년 후 추적조사에서 자극억제능력의 현저한 증가가 나타났으며, 이는 Go-No Go 과제에서 더 높은 점수로 측정되었습니다.치료 후 4년이 지난 후에도 효과는 지속되었고, 대조군에 비해 16% 포인트 높은 합격률(독일체육관)로 포착되었습니다.[86]

대규모 선별 연구에서, 주류 교실의 아이들 열 명 중 한 명은 작업 기억력 결손이 있는 것입니다.그들 중 대다수는 IQ와 상관없이 학업 성취도에서 매우 저조한 성적을 보였습니다.[143]마찬가지로, 7세 이하의 국가 교육과정 저성취자들에게서도 작업기억결손이 확인되었습니다.[144]적절한 개입이 없다면, 이 아이들은 또래 아이들보다 뒤쳐지게 됩니다.중대한 학습 장애를 가진 37명의 학령기 아동들을 대상으로 한 최근의 연구는 IQ가 아닌 기저 측정에서의 작업 기억 능력이 2년 후의 학습 결과를 예측한다는 것을 보여주었습니다.[145]이는 작업기억장애가 낮은 학습성과와 관련이 있으며, 아동의 교육적 저성취에 대한 높은 위험요인을 구성하고 있음을 시사합니다.난독증, ADHD, 발달조정장애 등의 학습장애 아동에게서도 유사한 양상이 뚜렷합니다.[146][147][148][149]

주의력과의 관계

최적의 작업 기억 성능은 작업 관련 정보에 주의를 집중하고 주의 산만을 무시하는 신경 능력과 연결되며 [150]작업 기억의 연습 관련 향상은 이러한 능력의 증가에 기인한다는 증거가 있습니다.[151]한 연구 라인은 사람의 작업 기억 능력과 환경의 자극에 대한 주의의 방향을 조절하는 능력 사이의 연관성을 제시합니다.[152]이러한 통제를 통해 사람들은 현재 목표에 중요한 정보에 주의를 기울이고, 감각적 현저성(구급차 사이렌 등)으로 인해 주의를 끄는 경향이 있는 목표와 무관한 자극을 무시할 수 있습니다.자신의 목표에 따라 주의를 기울이는 방향은 피질 후방의 처리를 편향시키는 전두엽 피질(PFC)의 "톱다운" 신호에 의존한다고 가정됩니다.[153]현저한 자극에 의한 주의 포착은 피질하 구조와 일차 감각 피질로부터의 "하향" 신호에 의해 유도되는 것으로 가정됩니다.[154]"상향식" 주의 포착을 무시하는 능력은 개인마다 다르며, 이러한 차이는 시각적 정보에 대한 작업 기억 테스트에서의 성과와 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌습니다.[152]그러나 또 다른 연구에서는 주의 집중 포착을 무시하는 능력과 보다 일반적인 작업 메모리 용량 측정 간의 상관 관계를 발견하지 못했습니다.[155]

신경장애와의 관계

작동 기억 기능의 장애는 일반적으로 몇 가지 신경 장애에서 나타납니다.

ADHD: 여러 저자들은[156] ADHD의 증상이 작업 기억력, 반응 억제 또는 실행 통제의 더 일반적인 약점과 같은 특정 실행 기능(EF) 영역의 일차적인 결함에서 발생한다고 제안했습니다.[157]메타분석적 리뷰는 공간 및 언어 작업 기억 과제와 다른 여러 EF 과제에서 ADHD에 대한 유의미한 낮은 그룹 결과를 발견한 여러 연구를 인용합니다.그러나 저자들은 EF의 약점이 모든 ADHD 사례를 야기할 필요도 충분하지도 않다고 결론 내렸습니다.[157]

도파민과 글루탐산염과 같은 여러 신경 전달 물질이 ADHD와 작업 기억에 모두 관련되어 있을 수 있습니다.둘 다 전두뇌, 자기주도성, 자기조절과 관련이 있지만, 인과관계가 확인되지 않아 작업기억장애가 ADHD로 이어지는 것인지, ADHD 주의분산이 작업기억의 기능 저하로 이어지는 것인지, 다른 연관성이 있는 것인지는 불분명합니다.[158][159][160]

파킨슨병: 파킨슨병 환자들은 작업 기억력의 언어적 기능이 감소하는 징후를 보입니다.그들은 이러한 감소가 관련 업무에 집중할 수 있는 능력의 부족 때문인지, 아니면 메모리 용량이 부족하기 때문인지를 알아내고 싶었습니다.파킨슨병 환자 21명을 대상으로 같은 연령대의 28명의 대조군과 비교하여 검사를 실시했습니다.연구원들은 두 가설 모두 작업 기억 기능이 감소하는 이유이며, 작업 기억 기능이 둘 중 하나라는 가설과 완전히 일치하지 않는다는 것을 발견했습니다.[161]

알츠하이머병:알츠하이머병이 심각해지면서 기억 기능이 떨어집니다.기억력의 결손 외에도 알츠하이머병은 지연된 재생산 작업을 사용하여 평가되는 시각적 단기 기억력의 장애와 관련이 있습니다.[162][163][164]이러한 연구는 시각적 특징 결합의 결손을 알츠하이머병 결손의 중요한 구성요소로 지적하고 있습니다.쥐의 뇌에서 작동하는 기억의 신경 연결과 유동성에 초점을 맞춘 한 연구가 있습니다.쥐의 절반은 알츠하이머병의 효과를 모방한 주사를 맞았고, 나머지 절반은 그렇지 않았습니다.그리고 나서 쥐들은 작동 기억력을 시험하는 임무인 미로를 통과할 것으로 예상되었습니다.이 연구는 알츠하이머가 어떻게 작동하는 기억력을 저하시키고 궁극적으로 기억 기능을 없앨 수 있는지에 대한 질문에 답하는 데 도움이 됩니다.[165]

헌팅턴병: 한 연구자 그룹이 30개월의 종단적 실험에 대한 작업 기억의 기능과 연결성을 연구한 연구를 주최했습니다.이것은 지속적으로 기능을 유지한 대조군에 비해 뇌에 대부분의 연결성이 감소된 특정한 장소가 있다는 것을 발견했습니다.[166]

불확실성과의 관계

Li와 동료들의 최근 연구는 작업 기억을 담당하는 같은 뇌 영역도 인간이 얼마나 그 기억들을 신뢰하는지에 책임이 있다는 증거를 보여주었습니다.과거에는 개인이 자신의 기억을 얼마나 신뢰하는지 평가할 수 있다는 연구 결과가 나왔지만, 인간이 어떻게 그렇게 할 수 있는지는 대부분 알려지지 않았습니다.공간 메모리 테스트와 fMRI 스캔을 사용하여 정보가 저장되는 위치와 시간을 처리하고 이 데이터를 사용하여 메모리 오류를 판단했습니다.그들은 또한 참가자들에게 그들의 기억에 대해 얼마나 불확실한지를 표현해달라고 요청했습니다.두 가지 정보를 가지고, 연구원들은 기억과 그 기억에 대한 신뢰가 같은 뇌 영역 안에 저장되어 있다는 결론을 내릴 수 있었습니다.[167]

참고 항목

참고문헌

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    • Working memory is a short-term, capacity-limited cognitive buffer that stores information and permits its manipulation to guide decision-making and behavior. ...
    working memory may be impaired in ADHD, the most common childhood psychiatric disorder seen in clinical settings ... ADHD can be conceptualized as a disorder of executive function; specifically, ADHD is characterized by reduced ability to exert and maintain cognitive control of behavior. Compared with healthy individuals, those with ADHD have diminished ability to suppress inappropriate prepotent responses to stimuli (impaired response inhibition) and diminished ability to inhibit responses to irrelevant stimuli (impaired interference suppression). ... Early results with structural MRI show thinning of the cerebral cortex in ADHD subjects compared with age-matched controls in prefrontal cortex and posterior parietal cortex, areas involved in working memory and attention.
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