Centrale executieveEdit
De centrale executieve is een flexibel systeem dat verantwoordelijk is voor de controle en regulering van cognitieve processen. Het regisseert de focus en richt zich op informatie, waardoor het werkgeheugen en het langetermijngeheugen samenwerken. Het kan worden beschouwd als een toezichthoudend systeem dat cognitieve processen controleert, ervoor zorgt dat de kortetermijnopslag actief werkt, en ingrijpt wanneer ze afdwalen en afleiding voorkomt.
Het heeft de volgende functies:
- bijwerken en coderen van binnenkomende informatie en vervangen van oude informatie
- binden van informatie uit een aantal bronnen tot samenhangende episoden
- coördinatie van de slavesystemen
- schakelen tussen taken of terugvindstrategieën
- inhibitie, onderdrukken van dominante of automatische reacties
- selectieve aandacht
De centrale uitvoerende macht heeft twee hoofdsystemen: de visuo-ruimtelijke schets, voor visuele informatie, en de fonologische lus, voor verbale informatie.
Met behulp van het dubbele-taak paradigma hebben Baddeley en Erses bijvoorbeeld ontdekt dat patiënten met Alzheimer dementie gestoord zijn wanneer zij meerdere taken tegelijk uitvoeren, zelfs wanneer de moeilijkheidsgraad van de afzonderlijke taken is aangepast aan hun capaciteiten. Twee taken zijn een geheugentaak en een volgtaak. Afzonderlijke handelingen worden goed volbracht, maar naarmate de Alzheimer bij een patiënt meer op de voorgrond treedt, wordt het uitvoeren van twee of meer handelingen steeds moeilijker. Dit onderzoek heeft de verslechtering van de centrale executieve bij personen met Alzheimer aangetoond.
Recent onderzoek naar executieve functies suggereert dat de ‘centrale’ executieve niet zo centraal is als opgevat in het Baddeley & Hitch model. Het lijkt er eerder op dat er afzonderlijke executieve functies zijn die grotendeels onafhankelijk van elkaar tussen individuen kunnen variëren en selectief kunnen worden aangetast of gespaard door hersenbeschadiging.
Fonologische lusEdit
De fonologische lus (of “articulatory loop”) als geheel houdt zich bezig met geluid of fonologische informatie. Het bestaat uit twee delen: een fonologische opslagplaats voor de korte termijn met auditieve geheugensporen die aan snel verval onderhevig zijn en een articulatorische repetitiecomponent (soms de articulatorische lus genoemd) die de geheugensporen weer tot leven kan wekken.
Elke auditieve verbale informatie wordt verondersteld automatisch in de fonologische opslagplaats terecht te komen. Visueel gepresenteerde taal kan worden omgezet in fonologische code door stille articulatie en zo worden gecodeerd in de fonologische opslag. Deze transformatie wordt vergemakkelijkt door het articulatorische controleproces. De fonologische opslagplaats werkt als een “innerlijk oor”, dat spraakklanken in hun tijdsvolgorde onthoudt, terwijl het articulatieproces werkt als een “innerlijke stem” en de reeks woorden (of andere spraakelementen) in een lus herhaalt om te voorkomen dat ze vervalt. De fonologische lus kan een sleutelrol spelen bij de verwerving van woordenschat, vooral in de vroege kinderjaren. Het kan ook van vitaal belang zijn voor het leren van een tweede taal.
Vijf belangrijke bevindingen leveren bewijs voor de fonologische lus:
- Het effect van fonologische overeenkomst:
Lijsten van woorden die hetzelfde klinken zijn moeilijker te onthouden dan woorden die anders klinken. Semantische overeenkomst (overeenkomst in betekenis) heeft betrekkelijk weinig effect, hetgeen de veronderstelling ondersteunt dat verbale informatie grotendeels fonologisch in het werkgeheugen wordt gecodeerd. - Het effect van articulatorische onderdrukking:
Het geheugen voor verbaal materiaal wordt aangetast wanneer mensen wordt gevraagd iets irrelevants hardop te zeggen. Dit wordt verondersteld om het articulatorische repetitieproces te blokkeren, waardoor geheugensporen in de fonologische lus vervallen. - Overdracht van informatie tussen codes:
Bij visueel gepresenteerde items benoemen volwassenen ze gewoonlijk en sub-vocaal repeteren ze, zodat de informatie wordt overgedragen van een visuele naar een auditieve codering. Articulatorische onderdrukking verhindert deze overdracht, en in dat geval wordt het bovengenoemde effect van fonologische gelijkenis gewist voor visueel gepresenteerde items. - Neuropsychologisch bewijs:
Een defecte fonologische opslag verklaart het gedrag van patiënten met een specifiek tekort in het fonologisch kortetermijngeheugen. Afasiepatiënten met verbale ontwikkelingsdyspraxie zijn niet in staat de spraakmotorische codes op te stellen die nodig zijn voor articulatie, veroorzaakt door een tekortkoming van het articulatorische repetitieproces. - Aan de andere kant vertonen patiënten met dysarthrie, bij wie de spraakproblemen secundair zijn, een normaal vermogen tot repetitie. Dit suggereert dat het de subvocale repetitie is die cruciaal is.
Bewijs ter ondersteuning van een fonologische korte-termijn opslagEdit
Een opeenstapeling van literatuur over decennia heeft sterke steun verleend aan de theorie van fonologische STS. In een studie uit 1971, toonde Stephen Madigan aan dat een groter recency effect wordt gezien tijdens voorwaartse seriële herinnering wanneer mensen een lijst auditief gepresenteerd krijgen in tegenstelling tot visueel. (In zijn studie leidde auditieve presentatie tot een grotere herinnering van de meest recent bestudeerde items. Catherine Penney breidde deze ontdekking uit door op te merken dat modaliteitseffecten ook kunnen worden gevonden in het geval van free recall taken. In 1965 had Dallett ontdekt dat dit waargenomen modaliteitseffect sterk werd verminderd door de toevoeging van een “suffix” item aan de gepresenteerde lijst; dit suffix is een afleidend item dat niet moet worden teruggeroepen. Robert Greene gebruikte deze observatie in 1987 om te ontdekken dat dit “suffix” effect een grotere invloed heeft op lijsten die men auditief leert dan visueel. De culminatie van al deze bevindingen resulteert in een sterke ondersteuning van de theorie dat er een korte-termijn geheugen is dat recent geleerde items fonologisch opslaat. Bovendien vonden Bloom en Watkins dat het suffix effect sterk vermindert wanneer het suffix niet wordt geïnterpreteerd als een linguïstische klank, hetgeen overeenkomt met de fonologische korte termijn opslag theorie omdat het grotendeels niet zou worden beïnvloed door niet-linguïstische afleiders.
Visuo-ruimtelijk werkgeheugenEdit
Alan Baddeley’s theorie van het werkgeheugen heeft nog een ander aspect waarin geheugen op korte termijn kan worden opgeslagen. Het visuo-ruimtelijk schetsblok is de opslagplaats die visuele informatie vasthoudt voor manipulatie. Het visuo-ruimtelijk schetsblok wordt verondersteld een eigen opslagplaats van het werkgeheugen te zijn in die zin dat het niet interfereert met de korte termijn processen van de fonologische lus. Uit onderzoek is gebleken dat het visuospatieel schetsblok gelijktijdig kan werken met de fonologische lus om zowel auditieve als visuele stimuli te verwerken zonder dat een van beide processen de doeltreffendheid van het andere beïnvloedt. Baddeley herdefinieerde de theorie van het kortetermijngeheugen als een werkgeheugen om dit fenomeen te verklaren. In de oorspronkelijke theorie van het kortetermijngeheugen wordt ervan uitgegaan dat een persoon slechts één opslagplaats voor onmiddellijke informatieverwerking heeft, die in totaal slechts 7 items plus of min twee items kan bevatten die in een zeer korte tijdspanne, soms een kwestie van seconden, moeten worden opgeslagen. De cijferreeks-test is een perfect voorbeeld van een meting van het klassiek gedefinieerde kortetermijngeheugen. In wezen, als men niet in staat is de 7 plus of min twee items binnen een paar minuten te coderen door een bestaande associatie te vinden om de informatie naar het lange termijn geheugen over te brengen, dan is de informatie verloren en nooit gecodeerd.
Het visueel-ruimtelijk kortetermijngeheugen kan echter visuele en/of ruimtelijke informatie gedurende korte perioden van tijd vasthouden. Wanneer dit geheugen in gebruik is, zijn personen in staat om tijdelijk een mentaal beeld te creëren en opnieuw op te roepen dat kan worden gemanipuleerd in complexe of moeilijke taken van ruimtelijke oriëntatie. Er zijn mensen die verschillen hebben in de gebieden van de hersenen die dit mogelijk maken, als gevolg van verschillende soorten hersenbeschadiging. Er kan hier ook een misverstand bestaan over de verschillen tussen voorbijgaande herinneringen zoals het visueel zintuiglijk geheugen. Een voorbijgaand geheugen is slechts een vluchtig type van zintuiglijke herinnering. Aangezien het visueel zintuiglijk geheugen een type zintuiglijk geheugen is, is er dus een opslagplaats voor de informatie, maar de opslagplaats duurt slechts een seconde of zo. Een veel voorkomend effect van het visueel zintuiglijk geheugen is dat mensen zich kunnen herinneren dingen te hebben gezien die er niet echt waren of zich bepaalde dingen niet herinneren die zich in hun gezichtsveld bevonden. De herinnering is slechts van korte duur, en als er niet binnen enkele seconden aandacht aan wordt besteed, is zij verdwenen.
Er zijn twee verschillende paden in de hersenen die verschillende functies controleren van wat algemeen bekend staat als het visuospatieel schetsblok. Het schetsblok bestaat uit het ruimtelijk kortetermijngeheugen en het objectgeheugen. Het ruimtelijk kortetermijngeheugen is de manier waarop iemand in staat is te leren en zich aldus te herinneren “waar” hij zich bevindt in vergelijking met andere objecten. Het objectgeheugen van het visuo-ruimtelijk schetsblok is essentieel bij het leren en onthouden van “wat” een object is. De verschillen tussen deze twee verschillende visuele vermogens zijn voor een groot deel te wijten aan verschillende paden van elk van de vermogens in de hersenen. Het visuele pad in de hersenen dat de ruimtelijke representatie van een persoon naar en in zijn omgeving detecteert, is de rugstroom. Het visuele pad dat de vormen, maten, kleuren en andere definitieve kenmerken van objecten bepaalt, wordt de ventrale stroom genoemd. Elk van deze twee stromen loopt onafhankelijk van elkaar, zodat het visuele systeem de ene kan verwerken zonder de andere (zoals bij hersenbeschadiging bijvoorbeeld) of beide tegelijk. De twee stromen zijn niet van elkaar afhankelijk, dus als de ene manipulatief functioneert, kan de andere nog steeds zijn informatie doorzenden.
Logie’s uitwerking van het visuospatieel schetsblokEdit
Logie heeft voorgesteld dat het visuospatieel schetsblok verder kan worden onderverdeeld in twee componenten:
- De visuele cache, die informatie over vorm en kleur opslaat.
- De innerlijke scriba, die zich bezighoudt met ruimtelijke en bewegingsinformatie. Het repeteert ook informatie in de visuele cache en draagt informatie over aan de centrale uitvoerende macht.
Drie belangrijke bevindingen leveren bewijs voor het onderscheid tussen visuele en ruimtelijke delen van het visuospatiale schetsblok:
- Er is minder interferentie tussen visuele en ruimtelijke taken dan tussen twee visuele taken of twee ruimtelijke taken.
- Hersenschade kan een van de componenten beïnvloeden zonder de andere te beïnvloeden.
- Resultaten van brain-imaging laten zien dat werkgeheugentaken met visuele objecten vooral gebieden in de linker hemisfeer activeren, terwijl taken met ruimtelijke informatie meer gebieden in de rechter hemisfeer activeren.
Episodische bufferEdit
In 2000 voegde Baddeley een vierde component aan het model toe, de episodische buffer. Deze component is een passief systeem met beperkte capaciteit, gewijd aan het koppelen van informatie over domeinen heen om geïntegreerde eenheden van visuele, ruimtelijke en verbale informatie te vormen met tijdsvolgorde (of episodische chronologische ordening), zoals de herinnering van een verhaal of een filmscène. De episodische buffer wordt ook verondersteld banden te hebben met het lange termijn geheugen en semantische betekenis.
“Het fungeert als een bufferopslag, niet alleen tussen de componenten van het Werkgeheugen, maar ook het Werkgeheugen verbindend met perceptie en het Lange Termijn Geheugen”. Baddeley gaat ervan uit dat “het ophalen uit de buffer via het bewustzijn gebeurt”. De episodische buffer stelt individuen in staat om geïntegreerde eenheden van informatie die ze al hebben te gebruiken om zich nieuwe concepten voor te stellen. Omdat dit waarschijnlijk “een aandachtvragend proces is…zou de buffer sterk afhankelijk zijn van de Centrale Executieve”.
De belangrijkste motivatie voor de introductie van deze component was de observatie dat sommige (in het bijzonder hoog intelligente) patiënten met amnesie, die vermoedelijk niet in staat zijn nieuwe informatie in het lange-termijn geheugen te coderen, zich desondanks verhalen op korte termijn goed kunnen herinneren, waarbij zij zich veel meer informatie herinneren dan in de fonologische lus kan worden vastgehouden. “De episodische buffer lijkt…in staat om gebonden kenmerken op te slaan en ze beschikbaar te maken voor het bewustzijn, maar is zelf niet verantwoordelijk voor het proces van binding. Dit is gebaseerd op de veronderstelling dat zowel het visuo-ruimtelijke schetsblok als de fonologische lus fungeren als kleine buffers, die informatie binnen hun zintuiglijk gebied combineren. De episodische buffer kan ook interageren met reuk en smaak.