記憶①感覚記憶・短期記憶・長期記憶

こんにちは。いつもお越しくださる方も、初めての方もご訪問ありがとうございます。

今回は記憶の英語版Wikipediaの翻訳をします。翻訳のプロではありませんので、誤訳などがあるかもしれませんが、大目に見てください。翻訳はDeepLやGoogle翻訳などを活用しています。

学問・思想・宗教などについて触れていても、私自身がそれらを正しいと考えているわけではありません。

記憶

記憶とは、データや情報をコード化して保存し、必要なときに取り出すための脳の機能である。それは、将来の行動に影響を与える目的で、時間をかけて情報を保持することである。過去の出来事を覚えていなければ、言語や人間関係、個人のアイデンティティを確立することができない。記憶喪失は通常、忘却(forgetfulness)や健忘(Amnesia)と表現される。

記憶は、感覚処理装置、短期記憶（または作業記憶）、長期記憶から構成される、明示的および暗黙的な機能を持つ情報処理システムとして理解されることが多い。これは、ニューロンと関係がある。感覚処理装置は、外界からの情報を化学的・物理的な刺激の形で感知し、さまざまなレベルの対象や意図に応じて処理することができる。作業記憶は、コード化と検索の処理装置として機能している。作業記憶処理装置は、刺激の形をした情報を、明示的または暗黙的な機能に従ってコード化する。作業記憶はまた、以前に保存された材料から情報を取り出す。最後に、長期記憶の機能は、様々なカテゴリーのモデルやシステムを通じてデータを保存することである。

宣言的記憶（明示的記憶）とは、データを意識的に保存し、思い出すことである。宣言的記憶の下には、意味記憶とエピソード記憶がある。意味記憶とは、特定の意味を持ってコード化された記憶であり、エピソード記憶とは、空間的・時間的な平面に沿ってコード化された情報である。宣言的記憶は、通常、記憶を参照する際に考えられる主要なプロセスである。一方、非宣言的記憶（暗黙的記憶）とは、無意識のうちに情報を記憶したり思い出したりすることである。非宣言的なプロセスの例としては、手続き記憶やプライミング現象によって、無意識のうちに情報を学習したり、検索したりすることが挙げられる。プライミングとは、記憶から特定の反応をサブリミナルに呼び起こすプロセスであり、すべての記憶が意識的に活性化されるわけではないことを示している。一方、手続き記憶とは、ゆっくりと段階的にスキルを学ぶことであり、多くの場合、学習に意識的な注意を払うことなく起こる。

記憶は完全な処理装置ではなく，様々な要因に影響される。情報がコード化され、保存され、検索される方法のすべてが破損する可能性がある。例えば、痛みは記憶力を低下させる物理的な状態として認識されており、動物モデルや慢性的な痛みを持つ患者でも確認されている。新しい刺激にどれだけ注意を払うかによって、記憶のためにコード化される情報の量は減少する。また、海馬など、記憶の保存に関連する脳の領域が物理的に損傷を受けると、保存のプロセスが損なわれることがある。最後に、長期記憶の減衰により、長期記憶からの情報の検索が妨げられることがある。正常な機能、経時的な減衰、脳の損傷のすべてが、記憶の正確さと容量に影響する。

感覚記憶

感覚記憶とは、あるものを知覚してから1秒以内に、そのものがどのようなものであったかを記憶することである。あるものを見て、それがどのようなものであったかをほんの一瞬の観察で記憶する能力、つまり暗記が感覚記憶の例である。これは、認知的にはコントロールできない、自動的な反応である。非常に短いプレゼンテーションでは、参加者は、実際に報告できる以上のものを「見た」ようだと報告することがよくある。このような感覚記憶を正確に調べた最初の実験は、ジョージ・スパーリング（1963）が行った「部分報告パラダイム」である。被験者には、4行3列に並べられた12個の文字のグリッドが提示された。短い提示の後、被験者に高音、中音、低音のいずれかを聞かせ、どの行を報告するかを手がかりにした。これらの部分報告の実験から、Sperlingは感覚記憶の容量は約12項目であるが、非常に早く（数百ミリ秒以内に）劣化することを明らかにした。このように記憶の劣化が早いため、被験者はディスプレイを見ても、劣化する前にすべての項目（「全体報告」の場合は12項目）を報告することができない。このタイプの記憶は、リハーサルによって長引かせることはできない。

感覚記憶には3つのタイプがある。アイコン記憶は、視覚情報を高速で減衰させる記憶で、わずかな時間知覚されたイメージを短時間で記憶する感覚記憶の一種である。エコー記憶とは、聴覚情報を高速で減衰させる記憶であり、短時間知覚した音を短時間で記憶する感覚記憶の一種である。触覚記憶は、触覚刺激のデータベースを表す感覚記憶の一種である。

短期記憶

短期記憶は作業記憶とも呼ばれている。短期記憶は、リハーサルなしで数秒から1分程度の範囲で思い出すことができる記憶である。しかし、その容量は非常に限られている。1956年、ベル研究所に勤務していたジョージ・A・ミラー（1920-2012）は、短期記憶の記憶容量が7±2項目であることを実験で明らかにした。(有名な論文のタイトルが「マジカルナンバー 7±2」であるのは、このためである）。現在、短期記憶の容量は4〜5項目程度と推定されているが、チャンキングと呼ばれる方法で記憶容量を増やすことができる。例えば、10桁の電話番号を思い出す場合、まず市外局番（123など）、次に3桁（456）、最後に4桁（7890）と3つのグループに分けて記憶することができる。この方法は、10桁の数字を覚えようとするよりもはるかに効果的である。これは、電話番号を2〜4個の数字の塊として表示する国もあることからもわかる。

短期記憶は、主に音響的なコードに依存しており、視覚的なコードにはあまり依存していないと考えられている。コンラッド (1964)は、E、P、Dなどの音響的に類似した文字の集まりを思い出すのが難しいことを発見した。視覚的に類似した文字ではなく、音響的に類似した文字を思い出すことで混乱するということは、その文字が音響的にコード化されていることを意味する。しかし、Conrad (1964)の研究は、書かれたテキストのコード化を扱ったものである。したがって、書かれた言語の記憶は音響成分に依存しているかもしれないが、すべての形態の記憶に一般化することはできない。

長期記憶

感覚記憶や短期記憶は、一般的に容量や持続時間が厳しく制限されているため、情報が無限に保持されるわけではない。これに対し、長期記憶は、より大量の情報を無制限に（時には寿命まで）保存することができる。例えば、ランダムな7桁の数字を覚えていても、数秒で忘れてしまうのは、短期記憶に保存されているからである。一方、電話番号は繰り返して何年も覚えていることがあり、これは長期記憶に保存されていると言われている。

短期記憶が情報を音響的にコード化するのに対して、長期記憶は情報を意味的にコード化する。バデリー（1966）は、20分後に、似たような意味を持つ単語(例：big、large、great、huge)の集まりを長期的に思い出すのが最も困難であることを発見した。長期記憶のもう一つの部分はエピソード記憶で、「『何を』『いつ』『どこで』といった情報を捉えようとする」ものである。エピソード記憶では、誕生日パーティーや結婚式などの特定の出来事を思い出すことができる。

短期記憶は、前頭葉（特に前頭葉皮質背外側部）と頭頂葉の領域に依存する、ニューロンの一過性のコミュニケーションパターンによって支えられている。一方、長期記憶は、脳全体に広く分布する神経結合の、より安定した永続的な変化によって維持される。海馬は、短期記憶から長期記憶への情報の統合に（新しい情報を学習するために）不可欠であるが、それ自体は情報を保存していないようである。海馬がなければ、新しい記憶を長期記憶に保存することができず、注意力も非常に短くなると考えられていた。これは、両海馬を完全に除去したと思われる患者ヘンリー・モレゾンから初めて得られた知見である。最近になって死後の脳を調べたところ、海馬は当初考えられていたよりも損なわれていなかったことが判明し、当初のデータから導き出された理論に疑問が投げかけられている。海馬は、最初の学習から3カ月以上の期間、神経接続の変化に関与している可能性がある。

人間の長期記憶の保存は、DNAのメチル化や「プリオン」遺伝子によって維持されているのではないかという研究結果がある。

多店舗モデル

多店舗モデル（アトキンソン-シフリン記憶モデルとも呼ばれる）は、1968年にアトキソンとシフリンによって初めて記述された。

多店舗モデルはあまりにも単純すぎると批判されている。例えば、長期記憶は実際にはエピソード記憶や手続き記憶などの複数の従属部から構成されていると考えられている。また、リハーサルは、情報が最終的に長期記憶に到達する唯一のメカニズムであることを提案しているが、証拠によると、私たちはリハーサルなしで物事を記憶することができる。

また、このモデルでは、すべての記憶ストアが1つのユニットであるとされていますが、研究の結果、そうではないことがわかりました。例えば、短期記憶は、視覚情報や聴覚情報などの異なる単位に分けられます。ズロノガとガーバー(1986)の研究では、患者KFがアトキンソン-シフリンモデルからの逸脱を示した。KF患者は脳に損傷を受けており、短期記憶の障害が見られた。数字や文字、単語、ドアベルや猫の鳴き声などの識別しやすい音の認識に影響があった。視覚的な短期記憶には影響がなかったことから、視覚的な記憶と聴覚的な記憶が二分されていることが示唆された。

作業記憶

1974年、バデリーとヒッチは、一般的な短期記憶の概念を、短期記憶に情報を積極的に維持することに置き換えた「作業記憶モデル」を提唱した。このモデルでは、作業記憶は、中央執行部、音韻ループ、視空間スケッチパッドの3つの基本記憶から構成されている。2000年には、このモデルに多モード・エピソードバッファが追加された（バデリーの作業記憶モデル）。

中央執行部は本質的に注意の感覚貯蔵庫として機能する。これは、音韻ループ、視空間スケッチパッド、エピソードバッファの3つの構成プロセスに情報を流す。

音韻ループは、音や言葉を静かにリハーサルすることで聴覚情報を保存する。これは、調音プロセス（例えば、電話番号を何度も繰り返すこと）である。短いデータのリストは記憶しやすい。

視空間スケッチパッドは、視覚と空間の情報を保存する。空間的なタスク（距離の判断など）や視覚的なタスク（家の窓の数を数えたり、イメージを想像するなど）を行う際に使用される。

エピソードバッファは、視覚的、空間的、言語的な情報の統合されたユニットを形成するために、領域を超えて情報を結びつけることに特化しており、時系列的な順序付けを行う（例：物語や映画のシーンの記憶）。また、エピソードバッファは、長期記憶や意味論的な意味との関連も想定されている。

作業記憶モデルは、2つの類似したタスク（例えば、2つの視覚的なタスク）よりも、2つの異なるタスク（1つの言語的なタスクと1つの視覚的なタスク）を行う方が簡単である理由や、前述の語調効果など、多くの実用的な観察結果を説明する。また、作業記憶は、私たちが思考を伴う日常的な活動を行うための前提となるものである。作業記憶は、私たちが思考プロセスを実行し、それを使ってトピックについて学んだり推論したりするための記憶のセクションである。

タイプ

研究者は、再認記憶と再現記憶を区別している。再認記憶タスクでは、ある刺激（絵や言葉など）に出会ったことがあるかどうかを答える必要がある。再現記憶タスクでは、参加者は以前に学んだ情報を取り出す必要がある。例えば、「以前に見たことのある一連の動作をしてください」「以前に聞いたことのある単語のリストを言ってください」というようなタスクがある。

情報タイプ別

地形記憶とは、空間の中で自分の位置を確認したり、旅程を認識して辿ったり、身近な場所を認識したりする能力のことである。一人旅で道に迷うのは、地形記憶の失敗の一例である。

フラッシュバルブ記憶は、特異で非常に感情的な出来事の明確なエピソード記憶である。ケネディ大統領暗殺、シドニー包囲網、9.11などのニュースを初めて聞いたときに、自分がどこにいて、何をしていたかを思い出す人は、フラッシュバルブ記憶の例である。

アンダーソン（1976）は、長期記憶を宣言的記憶（明示的記憶）と手続き記憶（暗黙的記憶）に分けている。

宣言的記憶

宣言的記憶とは、意識的な想起を必要とする記憶のことで、何らかの意識的なプロセスによって情報が呼び戻される必要がある。宣言的記憶は、意識的な想起を必要とし、何らかの意識的なプロセスによって情報が呼び戻されるため、明示的記憶とも呼ばれる。宣言的記憶は、さらに、文脈に依存しない原則や事実に関する意味記憶と、時間や場所など特定の文脈に特有の情報に関するエピソード記憶に分けられる。意味記憶は、「パリはフランスの首都である」というような世界に関する抽象的な知識をコード化することができる。一方、エピソード記憶は、特定の場所や時間の感覚、感情、個人的な関連付けなど、より個人的な記憶に使われる。エピソード記憶は、ファーストキス、初登校、初優勝など、人生における「初めて」の出来事を反映することが多い。これらは、人生における重要な出来事であり、明確に記憶することができる。

研究によると、宣言的記憶は、海馬を含む内側側頭葉系のいくつかの機能によって支えられているという。自伝的記憶とは、自分の人生における特定の出来事についての記憶であり、一般的にはエピソード記憶と同じか、またはエピソード記憶のサブセットと考えられている。視覚記憶は、視覚的経験に関連する感覚のいくつかの特性を保持する記憶の一部である。物体、場所、動物、人などに似た情報を、心象風景のように記憶することができる。視覚記憶はプライミングを引き起こす可能性があり、この現象の根底にはある種の知覚的表現システムがあると考えられている。

手続き記憶

一方、手続き記憶（または暗黙的記憶）は、意識的に情報を思い出すのではなく、暗黙の学習に基づいている。これは、「何かをする方法を思い出す」ということに集約されます。手続き記憶は、主に運動技能の学習に用いられ、暗黙的記憶のサブセットと考えられる。新しい明示的記憶は形成されていないが、無意識のうちに以前の経験の側面にアクセスしている。運動学習に関わる手続き的記憶は、小脳と大脳基底核に依存している。

手続き記憶の特徴は、記憶されたことが自動的に行動に変換されるため、説明が困難な場合があることである。手続き記憶の例としては、自転車に乗る能力や靴ひもを結ぶ能力などがある。

時間的な方向性によって

記憶の機能を区別するもう一つの大きな方法は、記憶すべき内容が過去にあるか（後方視的記憶）、未来にあるか（前方視的記憶）である。ジョン・ミーチャムは1975年のアメリカ心理学会の年次総会で発表された論文でこの区別を紹介し、その後ウルリック・ニーザーが1982年に編集した『観察された記憶：自然な文脈での記憶』に収録されている。このように、後方視的記憶には、意味記憶、エピソード記憶、自伝的記憶などが含まれる。これに対して、前方視的記憶とは、将来の意図のための記憶、つまり思い出すための記憶である（ウィノグラード、1988）。前方視的記憶は、さらにイベントベースの前方視的記憶と時間ベースの前方視的記憶に分けられる。時間ベースの前方視的記憶は、午後4時に医者に行く（アクション／行動）といった時間的な手がかり（キュー／きっかけ）によって引き起こされる。イベントベースの前方視的記憶は、郵便受け（キュー）を見てから手紙を出すこと（アクション）を思い出すといったように、キューによって引き起こされる意思表示である。手がかりは行動と関連している必要はなく、リスト、付箋、結び目のあるハンカチ、指に巻き付けた紐などが、人が前方視的記憶を高める戦略として使う手がかりの例として挙げられる。

関連記事

最後に

最後までお付き合いいただきありがとうございました。もし記事を読んで面白かったなと思った方はスキをクリックしていただけますと励みになります。

今度も引き続き読んでみたいなと感じましたらフォローも是非お願いします。何かご感想・ご要望などありましたら気軽にコメントお願いいたします。

Twitterの方も興味がありましたら覗いてみてください。

今回はここまでになります。それではまたのご訪問をお待ちしております。