1972 年にFergus IM Craikと Robert S. Lockhartによって作成された処理レベルモデルは、刺激の記憶想起を精神的処理の深さの関数として説明しており、より深いレベルの処理は、より浅いレベルの処理よりも精緻で強力な記憶を生み出します。浅い処理 (例えば、音韻的および正書法的な要素に基づく処理) は、急速に減衰しやすい脆弱な記憶痕跡につながります。逆に、深い処理 (例えば、意味的処理) は、より耐久性のある記憶痕跡をもたらします。[ 1 ]このモデルには 3 つの処理レベルがあります。構造的または視覚的処理は、単語の物理的な性質 (例えば、単語の綴りや文字の見た目) のみを記憶することを含みます。音韻的処理は、単語の音によって単語を記憶することを含みます (例えば、tall という単語は fall と韻を踏みます)。最後に、意味的処理では、個人は単語の意味を、類似している、または類似の意味を持つ別の単語で符号化します。単語が認識されると、脳はより深い処理を可能にします。
この理論は、記憶の強さを連続的に変化するものとして表現し、リハーサルが常に長期記憶を向上させるという仮定に基づく、アトキンソン・シフリンの多重ストア記憶モデルと矛盾する。彼らは、以前の分析を単に繰り返すだけのリハーサル(維持リハーサル)は長期記憶を強化しないと主張した。[ 2 ]
1975年の研究(CraikとTulving)では、参加者に60個の単語のリストが提示されました。各単語には3つの質問が添えられており、参加者はそのうちの1つに答える必要がありました。これらの3つの質問は3つのカテゴリーのいずれかに分類されていました。1つ目のカテゴリーは、単語の視覚的な提示方法に関する質問(「その単語はイタリック体で表示されていますか?」)でした。2つ目のカテゴリーは、単語の音韻的特徴に関する質問(「その単語は『bee』という音で始まりますか?」)でした。3つ目のカテゴリーは、読者が特定の文脈の中で単語について考えるように促す質問(「街で[友人]に会うことができますか?」)でした。この研究の結果、深い処理を伴う単語(後者)の方がよく記憶されることが示されました。[ 3 ]
馴染みやすさ、転移に適した処理、自己参照効果、および刺激の明示的な性質は、精神的処理の深さの要因を操作することによって、処理レベル効果を変化させる。
刺激が既存の意味構造と高い適合性を持つ場合、その刺激の想起価値は高くなります(Craik、1972)。意味ネットワーク理論によれば、これは、そのような刺激が他の符号化された記憶と多くのつながりを持ち、意味ネットワーク構造の近さに基づいて活性化されるためです。[ 4 ] この活性化により認知分析が促進され、記憶表象の強度が高まります。親近性修飾子は、被験者が関連する刺激を提示されたときに誤った記憶を報告する暗黙的記憶実験でテストされています。 [ 5 ]
処理の特異性とは、入力された方法で提示された刺激の想起値の増加を指します。たとえば、聴覚刺激(話し言葉や音)は話されたときに想起値が最も高く、視覚刺激は画像が提示されたときに想起値が最も高くなります。[ 6 ]ライティング課題では、意味的手がかり(特定の意味を持つ単語を尋ねる)によって単語が最も効果的に想起されるのは、単語が意味的に符号化されている場合(被験者が特定の意味に関連していると自己生成した場合)です。データ駆動型手がかり(単語の補完)によって単語が最も効果的に想起されるのは、単語が被験者によって生成されるのではなく、読み上げられた場合です。[ 7 ]
処理レベルは、記憶について学ぶ上で不可欠な要素であった。自己参照効果とは、特定の刺激が対象者と意味的に関連している場合、その刺激に対する想起能力が高まることを指す。これは、ある人の人生における出来事に特に関連する刺激は、その人の意味ネットワークで広範囲に活性化されるため、親近性修飾子の帰結と考えることができる。[ 8 ] 例えば、性格特性形容詞が自分に当てはまるかどうかを尋ねられた場合、その特性形容詞が別の特性と似た意味を持つかどうかを尋ねられた場合よりも、その特性形容詞の想起値は高くなる。[ 9 ]
明示的記憶テストとは対照的に、暗黙的記憶テストは、刺激に関連するタスクでの後のパフォーマンスに基づいて、特定の刺激の想起価値を測定します。これらのタスク中、被験者は刺激を明示的に想起しませんが、以前の刺激はパフォーマンスに影響を与えます。[ 10 ] 例えば、単語補完の暗黙的記憶タスクでは、被験者が「dog」という単語を含むリストを読むと、「d」で始まる3文字の単語を求められたときに、この単語をより容易に提供します。処理レベルの効果は、明示的記憶テストでのみ見られます。ある研究では、単語補完タスクは、さまざまなレベルの共通の意味を持つ3つの単語を使用して達成された意味的符号化のレベルによって影響を受けないことがわかりました。[ 11 ]別の研究では、典型的な処理レベルの効果が単語補完タスクで逆転することがわかりました。被験者は、絵の快感度を評価するように求められるよりも(意味的符号化)、絵を表す単語を見せられた方が、絵のペアをより完全に想起しました。[ 12 ]典型的な処理レベル理論では、画像符号化は語彙符号化よりも深い処理を生み出すと予測される。
「短期記憶と長期記憶は、容量、根底にある神経基盤、パフォーマンスを支えるプロセスの種類など、多くの点で異なると考えられてきた。」[ 13 ]
私たちは、自分自身と関連付けた情報を特に記憶します。海馬の損傷は、新しい長期記憶の形成や想起を不可能にしますが、短期間にわたって少数の情報を維持および再現する能力は通常保持されます。[ 14 ]
感覚様式はそれぞれ性質上、処理の深さが異なり、一般的に特定の感覚では他の感覚よりも高い想起値を生み出す。しかし、先に述べた修飾因子が各感覚様式内で活性化される処理レベルに影響を与える余地は大きい。
視覚入力は、すべての感覚の中で最も強い想起価値を生み出し、また最も幅広いレベルの処理修飾子を可能にします。また、最も広く研究されているものの1つでもあります。視覚研究では、画像は単語よりも高い想起価値を持つことが示されています(画像優位効果)。しかし、意味的関連付けは、画像記憶では他の記憶とは逆の効果を持つようです。物理的な詳細ではなく論理的な詳細が強調されると、画像の想起価値は低下します。[ 15 ]正書法(大文字、文字と単語の形状)、音韻(単語の音)、意味(単語の意味)の符号化の手がかり を比較すると、単語の意味で最も高い想起レベルが見つかり、次に音、最後に書かれた形と形状に基づく手がかりは想起を促す能力が最も低いことがわかりました。[ 1 ]
聴覚刺激は従来の処理レベルの規則に従いますが、視覚と比較すると、一般的な想起価値はやや劣ります。いくつかの研究では、聴覚の弱さは暗黙的記憶ではなく、明示的記憶(直接想起)にのみ存在すると示唆されています。[ 16 ]被験者に聴覚的単語キューと視覚的単語キューを提示すると、話された単語と見た単語の直接想起で成績が悪くなるだけで、暗黙的自由連想テストではほぼ同じ成績になります。聴覚刺激内では、意味分析が刺激の想起能力を最も高めます。実験では、聴覚レベルの処理レベルは神経活動と直接相関していることが示唆されています。[ 17 ]
触覚記憶表現は視覚表現と性質が似ているが、2 種類の刺激の強さを確実に比較するのに十分なデータはない。ある研究では、視覚刺激表現と触覚刺激表現の生来の違いにより、精神処理レベルに違いがあることが示唆されている。[ 18 ] この研究では、被験者に視覚と触覚の両方の形で物体が提示された(被験者には球体が提示されるが触れることはできず、その後、同様の球体が与えられ、持つことはできるが見ることはできない)。被験者は、触覚フィードバックを使用するよりも、視覚野でサイズの違いを識別する方が困難であった。視覚野でのサイズ処理レベルが低い理由として、視点と距離による対象物のサイズのばらつきが大きいことが考えられる。
嗅覚記憶は視覚記憶よりも弱く、識別成功率は視覚記憶の70~80%に過ぎません。[ 19 ] 被験者に匂いを「視覚化」して特定の画像と関連付けるよう求めると、嗅覚記憶内で処理レベルの効果が発見されています。この課題を実行する被験者は、自己選択した方法で匂いを記憶する被験者よりも、明示的記憶テストでの想起値が異なります。ただし、想起値の差は被験者と、匂いからイメージを形成する被験者の能力に依存します。匂いに言語属性を付与すると、同様の効果があります。匂いの意味処理(たとえば、「泥」の匂いを「水たまりのような匂い」と付与する)は、想起に最もプラスの効果があることがわかっています。
陽電子放出断層撮影法と機能的磁気共鳴画像法を用いたいくつかの脳画像研究では、処理レベルが高いほど、低いレベルよりも脳活動が活発になり、脳のさまざまな部位で活動が見られることが示されています。たとえば、語彙分析課題では、被験者は単語が生物か非生物かを識別したときにのみ左下前頭前野で活動を示し、単語に「a」が含まれているかどうかを識別したときには活動を示しませんでした。 [ 20 ] 同様に、聴覚分析課題では、被験者が意味的な単語操作をますます多く行うと、左下前頭前野で活動が増加することが示されました。[ 17 ]単語認識のシナプス的側面は、左前頭弁蓋部と下前頭溝と下前中心溝の接合部を覆う皮質 と相関しています。 [ 21 ] 自己参照効果は、被験者がデータの自分自身との関連性を分析する実験で活性化された内側前頭前野の領域とも神経相関があります。[ 22 ] 処理の特異性は、視覚記憶が符号化および想起される際に脳活動が同じ場所で起こり、語彙記憶は別の場所で起こることを示す研究によって神経学的に説明されている。[ 6 ] 視覚記憶領域は、主に両側の外側線条体視覚野内に位置していた。
処理レベル効果は、精神疾患と様々な形で相互作用する。特に、処理レベル効果は、加齢に伴う記憶障害のある患者では強化され、パニック障害の患者では選択的に強化され、アルツハイマー病の患者では影響を受けず、自閉症の患者では逆転するようである。
加齢に伴う記憶機能の他の低下にもかかわらず、より高次の処理レベルから得られる記憶符号化の強さは維持されているようです。いくつかの研究では、高齢者では、意味的処理能力が非意味的処理能力と対照的にこの差異によって向上することが示されています。神経画像研究では、高齢者に単語や画像が提示されたときの左前頭前野の活動は若年者よりも低下していますが、意味的関連性を評価するときの活動はほぼ同等であることが示されています。[ 23 ]
パニック障害は、肯定的および中立的な単語よりも脅威的な意味を持つ単語を思い出す能力を高めることで、処理レベルを変化させるようです。ある研究では、そのような患者では、単語リストの暗黙的(自由想起)および明示的(感情的側面の記憶)な記憶の両方が、脅威的な意味によって強化されました。[ 24 ]
現代の研究では、アルツハイマー病患者において処理レベルの効果が増大していることが示されています。具体的には、物理的に符号化された刺激よりも意味的に符号化された刺激の方が想起値が有意に高いことが示されています。ある実験では、被験者は数値順に選択された単語よりも意味に基づいて選択された単語の方が高い想起値を維持しました。[ 25 ]
自閉症患者では、処理レベルの効果が逆転し、意味的に提示された刺激は物理的に提示された刺激よりも想起値が低くなります。ある研究では、音韻的および正書法的な処理により、単語リスト想起テストでより高い想起値が得られました。[ 26 ] 他の研究では、自閉症患者は非自閉症患者よりも非意味的に処理された刺激をより正確に処理することが明確に示されています。[ 27 ] この奇妙な現象の原因については、明確な結論は出ていません。