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残響記憶は、音（聴覚情報または刺激）を短時間保存し、消化および理解できるようにする感覚記憶の一種です。 [ 1 ]刺激を見る時間を選択でき、繰り返し再評価できるほとんどの視覚記憶とは異なり、聴覚刺激は通常一時的で再評価できません。残響記憶は一度聞くだけなので、アイコン記憶（視覚記憶）よりもわずかに長い期間保存されます。[ 2 ]聴覚刺激は、処理および理解される前に、耳によって一度に1つずつ受け取られます。
残響記憶は、音を次の音が聞こえるまで処理されずに（または保留されて）保持され、その後初めて意味のある形で解釈される瞬間的な「貯水槽」として説明されています。[ 3 ]この感覚貯蔵庫は、大量の聴覚情報を保存できますが、通常3〜4秒という短い期間しか保持されません。この残響音は心の中で共鳴し、聞こえた直後にこの短い時間だけ再生されます。[ 4 ]
残響記憶は、空間的位置や音高などの音の基本的な特徴を符号化する。複雑な意味情報は保存しない。[ 5 ]
ジョージ・スパーリングが視覚記憶とその保存方法に関する部分的な報告を発表した直後、研究者たちは聴覚記憶の対応物である聴覚記憶の研究に着手した。音響情報のこの短い表現を説明するために、1967年にウルリック・ナイサーが「残響記憶」という用語を造語した。当初はスパーリングの研究と同様の手法で研究されていたが、現代の神経心理学的技術によって、残響記憶の容量、持続時間、および保存場所を推定することが可能になった。
スパーリングのモデルを類推として、研究者たちは部分報告実験と全体報告実験を用いて、彼の研究を聴覚感覚ストアに適用し続けている。研究によると、残響記憶は最大 4 秒間記憶を保持できることがわかっている。しかし、研究者たちは残響記憶の保持期間について異なる推定値を提案している。[ 6 ]ただし、聴覚信号が提示された後の既存のエコーの持続時間については、異なる提案がなされている。ガットマンとジュールズは、それが約 1 秒以下続く可能性があると示唆したが、エリクセンとジョンソンは、最大 10 秒かかる可能性があると示唆した。[ 7 ]
バデリーのワーキングメモリモデルは、視覚的スケッチパッド（これはアイコン記憶と関連している）と、2つの方法で聴覚情報の処理に注意を向ける音韻ループから構成されている。音韻的ストレージは2つのセクションに分かれている。1つ目は、私たちが聞く単語のストレージである。これは、減衰する前に3～4秒間情報を保持する能力を持つ傾向があり、これはアイコン記憶（1000ms未満）よりもはるかに長い持続時間である。2つ目は、自分の「内なる声」を使用して記憶痕跡を更新し続けるための声に出さないリハーサルプロセスである。これは、私たちの心の中で単語がループして繰り返されることから構成される。[ 8 ]しかし、このモデルは、最初の感覚入力とそれに続く記憶プロセスとの関係の詳細な説明を完全に提供するものではない。
ネルソン・コーワンが提唱した短期記憶モデルは、言語感覚記憶の入力と保存をより詳細に記述することで、この問題に対処しようと試みている。このモデルは、短時間で大量の正確な情報を保持できる前注意感覚保存システムを示唆しており、200～400ミリ秒の初期フェーズ入力と、情報をより長期の記憶ストアに転送してワーキングメモリに統合する二次フェーズから構成され、10～20秒後に減衰し始める。[ 9 ]
残響記憶は、参加者に提示された音、単語、または音節のシーケンスを繰り返すように求める行動課題によって測定され、通常は注意と動機付けが必要です。最も有名な部分報告課題は、参加者に左、右、および両耳に同時に聴覚刺激を提示することによって実施されました。[ 6 ]次に、各刺激の空間的位置とカテゴリ名を報告するように求められました。結果は、片方の耳からの情報をもう一方の耳よりも抑制すると、意味情報よりも空間的位置の方が簡単に想起されることを示しました。アイコン記憶課題の結果と一致して、部分報告条件でのパフォーマンスは、全体報告条件よりもはるかに優れていました。さらに、刺激間隔（刺激の提示と想起の間の時間の長さ）が増加するにつれて、パフォーマンスの低下が観察されました。
聴覚逆行認識マスキングは、聴覚の研究において最も成功した課題の 1 つです。これは、参加者に短いターゲット刺激を提示し、刺激間隔の後に 2 番目の刺激 (マスク) を提示することを含みます。[ 10 ]聴覚情報が記憶に保持される時間は、刺激間隔の長さによって操作されます。ターゲット情報の正確さによって示されるパフォーマンスは、刺激間隔が 250 ms まで増加するにつれて向上します。マスクは刺激から得られる情報量には影響しませんが、その後の処理の妨害として機能します。
集中した注意を必要としない、より客観的で独立した聴覚感覚記憶を測定できるタスクは、ミスマッチ陰性電位タスク[ 11 ]であり、これは脳波計を使用して脳の活性化の変化を記録します。これは、刺激後150～200msで誘発される脳活動の聴覚事象関連電位の要素を記録します。この刺激は、標準刺激のシーケンスの中に提示される、注意を払われていない、まれな「異質な」または逸脱した刺激であり、それによって逸脱した刺激を記憶痕跡と比較します。[ 12 ]
聴覚感覚記憶は、提示された耳の反対側の一次聴覚皮質に保存されることがわかっています。 [ 13 ]この残響記憶の保存には、関与するさまざまなプロセスのため、いくつかの異なる脳領域が関与しています。関与する脳領域の大部分は前頭前野に位置しており、ここは実行制御が位置する場所であり、[ 10 ]注意制御を担当しています。音韻ストアとリハーサルシステムは、これらの領域で脳活動の増加が観察されているため、左半球ベースの記憶システムであるようです。[ 14 ]関与する主要な領域は、左後腹外側前頭前野、左運動前野、および左後頭頂皮質です。腹外側前頭前野内では、ブローカ野が言語リハーサルと発音プロセスを担う主要な場所です。背側運動前野はリズムの組織化とリハーサルに用いられ、最後に後部頭頂皮質は空間における物体の位置特定に役割を果たしていると考えられている。
ミスマッチ陰性電位反応によって示される聴覚感覚記憶に関与すると考えられている脳の皮質領域は、具体的に局在化されていません。しかし、結果は上側頭回と下側頭回で比較的活性化を示しています。[ 15 ]
残響記憶を司る神経構造の活性化が加齢に伴って増加することが観察されており、加齢とともに聴覚感覚情報の処理能力が向上することが示されている。[ 14 ]
ミスマッチ陰性電位の研究結果からも、聴覚感覚記憶の持続時間は年齢とともに増加し、2歳から6歳の間で500～5000msに有意に増加することが示唆されている。2歳児は、刺激間隔が500msから1000msの間でミスマッチ陰性電位反応を示した。3歳児は1～2秒、4歳児は2秒以上、6歳児は3～5秒のミスマッチ陰性電位反応を示した。これらの発達的および認知的変化は幼少期に起こり、成人期まで続き、最終的には老年期に再び減少する。[ 9 ]
研究者らは、過去に発話が遅れた人、前胸部キャッチ症候群の子供、口唇裂の子供では残響記憶の持続時間が短縮し、情報が2000ミリ秒以内に減衰することを発見した。しかし、この残響記憶の低下は成人期の言語障害を予測するものではない。[ 16 ]
ある研究では、若い被験者と成人の被験者の両方に単語を提示したところ、単語の提示速度が上がるにつれて若い被験者の成績が成人の被験者の成績を上回ったことがわかった[ 17 ]。
残響記憶容量への影響は年齢とは無関係である可能性がある。[ 17 ]
聴覚記憶に欠陥のある子供は発達性言語障害があることが示されています。[ 12 ]これらの問題は、パフォーマンスが記憶の問題ではなく、与えられた課題を理解できないことに起因する可能性があるため、評価が困難です。
脳卒中後に背外側前頭前野および側頭頭頂皮質に片側性損傷を受けた患者を対象に、ミスマッチ陰性電位検査を実施した。対照群では、音が右耳または左耳のどちらに提示されたかに関わらず、右半球のミスマッチ陰性電位の振幅が最大であった。
側頭頭頂葉損傷患者では、聴覚刺激を脳の病変側の反対側の耳に提示すると、ミスマッチ陰性電位が大幅に減少しました。これは、聴覚感覚記憶が提示された耳の反対側の聴覚皮質に保存されるという理論と一致しています。[ 13 ]聴覚記憶貯蔵量が減少している脳卒中患者に関するさらなる研究では、毎日音楽やオーディオブックを聴くことで残響記憶が改善されることが示されています。これは、脳損傷後の神経リハビリテーションにおける音楽の肯定的な効果を示唆しています。[ 18 ]