記憶範囲

心理学や神経科学において、記憶スパンとは、提示された項目を全試行の50%で正しい順序で即座に復唱できる最長のリストのことです。項目には、単語、数字、文字などが含まれます。数字を用いる場合は、この課題は数字スパンと呼ばれます。記憶スパンは、ワーキングメモリと短期記憶の一般的な指標です。また、ウェクスラー成人知能検査（WAIS）などの認知能力検査の構成要素でもあります。逆順記憶スパンは、項目を逆順に思い出すという、より難易度の高いバリエーションです。

機能的には、記憶スパンは、個人が注意を連続的に分散させ、それらを作業単位として組織化できる離散単位の数を測定するために使用されます。一般化すると、それは、個人が1回の提示後すぐに、一連の離散刺激を元の順序で再現する能力を指します。^{[ 1 ]}したがって、記憶スパンは思考の作用の量子として理解できます。^{[ 2 ]}

記憶容量に関する実験では、提示された主題の種類に慣れているほど、新しい状況でもそれをよりよく記憶できることがわかっています。たとえば、人は第二言語よりも第一言語での一連の内容をよりよく記憶します。また、人は意味のない音節の連続よりも単語の連続をよりよく記憶します。^{[ 3 ]}

アラン・バデリーとグラハム・ヒッチの理論によれば、ワーキングメモリは、視空間スケッチパッド、中央実行系、音韻ループという3つの主要なメカニズムの影響を受けている。後に、エピソードバッファと呼ばれるメカニズムがモデルに追加された。音韻ループは、情報を（発音ループに）保存し、それを記憶（音響ストア）でリフレッシュまたはリハーサルすることによって、学習と記憶を促進するメカニズムである。^{[ 4 ]}音韻類似性効果とは、リスト内の項目が類似した特徴（例えば、類似した音）を持っている場合、それらを記憶するのがより困難になるというものである。同様に、リスト内の項目が異なれば異なるほど、それらを思い出すのは容易になる。^{[ 5 ]}バデリーとヒッチの理論が定式化されて以来、記憶スパン課題は、ワーキングメモリの一部としての音韻ループを支持するのに役立ってきた。^{[ 6 ] [ 7 ]}

記憶スパンの構造的な定義を与えるのは難しい。なぜなら、記憶スパンの前提条件と、実際に関与するプロセスとの区別がすぐに生じるからである。「連想性」は記憶スパンに必要である。この用語は、被験者が一連の要素をグループ化する能力、つまり、それらをより良く再現するために、一連の要素間の関係を認識する能力を指す。さらに、記憶スパンに関わるもう一つのプロセスはイメージ化である。被験者は、提示された一連の要素を再現するために、その要素をイメージできなければならない。刺激の一連の要素を実際に再現するには、記憶のプロセスが関与する。もし被験者が全く記憶を持っていなければ、一連の要素を再現することは不可能である。また、記憶スパンと記憶は、再現が可能な時間の長さが異なることも知られている。記憶スパンは一時的なものであり、記憶は比較的永続的である。さらに、記憶スパンに関わる情報量は、通常、記憶に関わる情報量よりもはるかに少ない。一連の要素の再現には、言語能力や算術能力といった、他の特定の「再現要因」も関与する。^{[ 8 ]}

数字スパン課題は、ワーキングメモリの数字の記憶容量を測定するために使用されます。参加者は数字のシーケンスを見たり聞いたりし、そのシーケンスを正しく思い出すように求められます。各試行では、シーケンスが徐々に長くなります。参加者のスパンは、正確に記憶できる連続した数字の最長数です。数字スパン課題は順方向または逆方向に実施できます。つまり、シーケンスが提示された後、参加者はシーケンスを通常の順序または逆の順序で思い出すように求められます。^{[ 9 ]}数字スパン課題は、記憶スパンのテストとして最も一般的に使用されています。その理由の一つは、数字スパン課題のパフォーマンスが、意味、日常生活での出現頻度、複雑さなどの要因に影響されないためです。^{[ 3 ]}

言語ワーキングメモリは、電話に友人の電話番号を入力する際に​​それを記憶したり、長くて難しい文章を理解したりするなど、多くの日常的な作業に関わっています。^{[ 10 ]}言語ワーキングメモリは、知能（しばしば「知能指数」を意味するIQと呼ばれる）の根底にある要素の1つとも考えられています。そのため、数字スパン課題は、広く使用されているウェクスラー成人知能検査（WAIS）を含む多くのIQテストの共通コンポーネントとなっています。数字スパン課題の成績は言語学習能力とも密接に関連しており、言語記憶能力を向上させることは、新しい言語の習得に役立つ可能性があります。^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

記憶スパンに影響を与える要因は数多くあります。これらの要因の中には、外因性、つまりテスト状況自体に存在するものもあります。これらの要因を注意深く制御しないと、記憶スパンテストの統計的信頼性が低下します。これらの要因の多くは存在が認識されていますが、その重要性に関する広範な研究はまだ行われていません。これらの外因性要因には、刺激のグループ化、反応のグループ化、提示速度、およびSR適合性などがあります。^{[ 14 ]}

その他の要因は個人に内在するものであり、これらの要因こそが「真の」記憶容量の基礎となる。記憶容量に影響を与える要因は数多くあるが、このテストは驚くほど高い信頼性を示す。様々な研究者によって得られた結果から、記憶容量の信頼性係数は非常に高いことが示されている。

記憶容量の典型的なテストでは、ランダムな数字または文字のリストが、1 秒に 1 つの速度で声に出して読み上げられるか、コンピュータ画面に表示されます。テストは 2 ～ 3 つの数字から始まり、被験者が間違いを犯すまで数字を増やしていきます。認識可能なパターン (たとえば 2、4、6、8) は避けるべきです。シーケンスの最後に、被験者は項目を順番に思い出すように求められます。間違いのない正常な成人の平均桁数スパンは7 ± 2です。^{[ 33 ]}しかし、5 ～ 10 桁のサブストリングを 1 つの新しいチャンクに変換する再符号化ルールの洗練された記憶システムを学ぶことで、記憶容量は劇的に拡張できます。あるケースでは 80 桁にまで拡張されました。[34] 2019 年 12 月、Ryu Song I は、中国の武漢で開催された世界記憶選手権で、1 秒に1つ^の速度で声に出して読み上げられた 547 桁のシーケンスを記憶したことでギネス世界記録に登録されました。^{[ 35 ]}

逆順数字記憶課題では、手順はほぼ同じですが、被験者は数字を逆順に思い出すように求められます（例えば、「1 5 9 2 3」という数字列が提示された場合、被験者は数字を逆順に思い出すように求められます。この場合、正解は「3 2 9 5 1」となります）。

他の記憶スパンテストでは、処理タスクと記憶貯蔵タスクの両方に焦点を当てています。一般的に、このタスクは、精神的な処理と認知を必要とするタスクと、記憶する必要のある単語または数字を交互に行うものです。たとえば、処理に関する質問では、参加者は算術の問題が正しいかどうかを確認したり、文章を読んでその意味についての理解に関する質問に答えたりするかもしれません。その後、参加者は次の処理に関する質問に進む前に、記憶する単語が提示されます。この演習が完了すると、参加者はできるだけ多くの単語を思い出そうとします。1980年にDanemanとCarpenterがこの方法を調査したとき、記憶した単語の数と処理に関する質問の理解度との間に強い相関関係があることを発見しました。言い換えれば、記憶スパンのスコアが高く、多くの単語を思い出すことができた人は、処理に関する質問でも良い成績を収めました。^{[ 36 ]}

1970年代の研究では、数字や単語の記憶スパンは、短期記憶に依存すると考えられる文章理解などの複雑な認知課題のパフォーマンスとは弱い関連性しかないことが示されました。^{[ 37 ]}このことから、記憶スパンを中枢短期記憶またはワーキングメモリの容量の尺度として解釈することに疑問が生じました。DanemanとCarpenterは、記憶スパン課題の拡張版を導入し、それをリーディングスパンと呼びました。^{[ 38 ]}

読解スパン課題は、複雑スパン課題群の最初の例であり、従来の単純スパン課題とは異なり、項目のリストを記憶するという要件に処理要求が加わります。複雑スパン課題では、記憶項目（単語など）の符号化と短い処理エピソード（文章を読むなど）が交互に行われます。たとえば、演算スパン課題では、「2+6/2 = 5?」のような短い数式の検証と、各数式の直後に続く単語または文字の記憶が組み合わされています。^{[ 39 ]}複雑スパン課題は、言語理解以外にも、流動性知能の測定値など、複雑な認知能力の他の多くの側面と密接に関連していることも示されています。^{[ 40 ] [ 41 ]}

順向干渉（PI）への感受性が記憶スパン測定の成績に影響を与える可能性がある。高齢者では、PI低減操作を行うたびにスパン推定値が増加した。若年者では、複数のPI操作を組み合わせた場合、またはタスク内PIが特に高いパラダイムでPI低減操作を使用した場合にスコアが増加した。PIがスパン成績に決定的な影響を与えることが示唆されている。干渉傾向が、これまで容量によって制御されると考えられていた認知行動に影響を与える可能性がある。

PI 低減手順は、多くの場合、スパン スコ​​アを改善する効果がありました。PI の影響は、若年成人よりも高齢者の方が大きいです。高齢者は、PI が最大の場合、比較的低いスパン パフォーマンスを示しました。対照的に、若年成人は PI 低減を組み合わせた場合にのみ改善し、PI に対する抵抗力が比較的高いことを示唆しています。PI がスパン パフォーマンスに寄与するという事実は、記憶スパン パフォーマンスに基づく従来の仮定に関して、多くの興味深い可能性を提起します。ワーキング メモリ スパン課題は、高齢者と若年成人の両方において、容量に加えて干渉傾向を測定する可能性があり、干渉に対する抵抗力が多くの認知課題のパフォーマンスにも影響を与える可能性があることを示唆しています。実際、他の研究では、PI に対する感受性の個人差が標準達成度テストのスコアを予測することが示されています。^{[ 42 ]}

• 魔法の数字7、プラスマイナス2