工作記憶的奧秘:大腦的“中央秘書”如何處理複雜信息?

在認知心理學中,信息處理是一種理解人類思維的取向,將認知視為本質上計算的性質,將心智視作軟體、大腦視作硬體。這一理念源於20世紀40年代和50年代,在第二次世界大戰後逐漸發展起來。信息處理的方法論與哲學上的計算理論及心理學中的認知主義密切相關,也是哲學中功能主義的一部分。

信息處理可分為垂直或水平兩類,無論哪種方法,都可以是集中式或分散式的。

在1980年代中期,水平分佈處理的方法獲得了“聯結主義”的名號。聯結神經網路由不同的節點組成,透過“啟動效應”運作,當一個“啟動節點”激活一個連接的節點時,信息便得以處理。然而,與語意網絡不同的是,知識不再依賴單一有特定意義的節點,而是由多個不同激活的節點的組合來表示。

模型與理論

目前有多種模型或理論描述人類信息處理的方式。每個人的信息超負荷點各不相同,即使在相同的信息負載下,因為每個人的信息處理能力也不盡相同。

Sternberg的三元智力理論

Sternberg的智力理論由三個不同的成分組成:創造性、分析性和實用能力。創造力是產生新原創想法的能力,而分析能力則幫助判斷該想法的優劣。最後,實用能力則用於實施這些想法並說服他人其價值。

在Sternberg理論的中心是認知,隨之而來的是信息處理。

Sternberg相信,信息處理分為三個部分:元組件、執行組件和知識獲得組件。這些過程從高階執行功能逐漸轉向低階功能。元組件用於計劃和評估問題,而執行組件則履行元組件所下的命令,知識獲得組件則學會如何解決問題。

信息處理模型:工作記憶

信息處理被描述為“有關收集、操縱、存儲、檢索及分類記錄信息的科學”。根據Atkinson-Shiffrin記憶模型,為了使信息在記憶中堅固不移,必須經過三個心理處理階段:感官記憶、短期記憶和長期記憶。工作記憶模型以此為基礎,涵蓋中央執行系統、語音迴路、情景緩衝區及視像空間草圖板等部分。

中央執行系統如同大腦的秘書,決定需要注意的內容及如何回應。

中央執行系統再進一步分為語音存儲、內部重複及語音迴路,這些部件共同工作以理解單詞,將信息存入記憶並保持記憶。最後,情境緩衝區則能將信息存入長期記憶,並能將來自語音迴路及視像空間草圖板的信息與長期記憶結合,形成“單一的情境表徵”。

感知過程的能力

這些過程的運作依賴於感官註冊通過五種感官收集信息:視覺、聽覺、觸覺、嗅覺及味覺。這五種感官自出生以來便已存在,並且能夠處理同時出現的信息。一般來說,當感官註冊具備有效的模式識別能力時,學習效果會顯著提升。感官記憶的容量很大,但其行為反應時間很短。

短期記憶能持有信息的時間稍長,但容量依然有限。

根據研究,短期記憶的容量最初被估計為“七加減二”,而這一數字與神經心理學測試的觀察相符合,即健康成人的數字範圍大約為七。直至信息過後迅速消退,需要重複或加強訓練,即便長期記憶擁有潛在無限的容量。

認知發展理論

另一種視角是Jean Piaget所提出的認知發展理論。Piaget根據發展和成長構建了他的模型,識別出四個不同的階段,分別是感覺運動階段、前運算階段、具體運算階段及形式運算階段。在這四個階段中,根據年齡段的不同,所處理的信息及思維過程也會呈現出顯著差異。

Piaget的理論表明,我們的認知能力隨著生命階段的不同而變化。

經過這些理論的分析,不禁思考,在現今信息爆炸的時代,我們能如何有效利用大腦的工作記憶來應對各種挑戰及決策?

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