С помощью чего человек получает наибольший объем информации
Оперативная память мозга: что общего между компьютером и мозгом
У меня есть компьютер. Думаю, у вас тоже. Общий перечень наших с вами задач, решаемых с помощью компьютера, можно свести к двум основополагающим вещам: хранение и преобразование информации. Головной мозг выполняет схожие функции. Например, фоторецепторные клетки в глазах принимают электромагнитное излучение и преобразуют его в нервный импульс. Мозг обрабатывает эту информацию и на основе нее строит изображение. Помимо функционального сходства, мозг и компьютер имеют и общие структурные черты: у нас тоже есть некоторое подобие процессора и памяти. Причем наша память, как и память компьютера, бывает разных видов. В этой статье пойдет речь о нашем аналоге оперативной памяти и о том, как он работает.
Когнитивность
Как работает наш мозг? На столь обширный вопрос есть несколько философский ответ — недостаточно хорошо. Действительно, вы наверняка хотели бы не вспоминать перед сном все свои неудачи и просчеты или не забывать, куда положили ключи. Переформулируем и сузим вопрос: как человеческий мозг воспринимает и использует информацию?
Получение информации
Что дальше?
Попадая в мозг, нервные импульсы преобразуются в соответствующие образы и чувства. Но на данный момент эти образы всего лишь образы. Если человек не умеет читать, то для его мозга текст будет лишь набором закорючек. В психологии есть термин когнитивность. Он отражает способность человека к умственному восприятию и переработке внешней информацию сквозь собственную систему взглядов, зависящую от мышления, памяти, обучения и т. д. Коротко говоря, мозг в течение жизни обучается, получает новую информацию и, в зависимости от текущего типа мышления, багажа знаний и умений, обрабатывает получаемую информацию соответствующим образом.
Память мозга
Память можно определить как способность мозга сохранять и восстанавливать информацию. Очевидно, что работа мозга очень сильно зависит от памяти и ее роль сложно переоценить. Классифицировать память можно по разным критериям. Но нас будет интересовать конкретно разделение по времени хранения информации. Итак, память мозга условно можно разделить на следующие виды:
Кратковременная память
Изначально, информация от органов чувств попадает в кратковременную память. Как понятно из названия, она хранится там небольшой промежуток времени. При этом информация от органов чувств фильтруется. В кратковременную память попадает та информация, на которую мы обратили своё внимание. Причем как произвольно, так и под действием каких-либо факторов. Например, обычно мы не обращаем внимание на ощущения от надетой на нас одежды, но если она вызовет дискомфорт, то мы обратим внимание, и эта информация попадет к нам в кратковременную память. Помимо органов чувств, источником информации может являться и долговременная память как итог процесса вспоминания, как целенаправленного, так и спонтанного.
Модель Аткинсона-Шиффрина
В целом идеи о том, что человеческая память не является единой сущностью, возникли ещё в 19 веке. Более конкретная теория взаимодействия между кратковременной и долговременной памятью появилась в середине 20-го века в множественной модели Аткинсона-Шиффрина.
Согласно данной модели, наша память состоит из трех структур:
Механизм перехода из кратковременной памяти в долговременную точно не ясен. При этом, способность вспоминать события из прошлого зависят от гиппокампа. К этому выводу пришли Бренда Милнер и Уильям Сковилл, изучая пациента, которому для лечения эпилепсии был удален гиппокамп. Пациент не мог вспомнить, что с ним происходило в прошлом, но при этом другие структуры памяти сохранились. Он помнил факты об устройстве мира, но новые ему выучить было сложно. Также у него отлично работала кратковременная память.
Объем кратковременной памяти
Информация без повторения хранится в кратковременной памяти на протяжении примерно 20 секунд. При этом ее объем однозначно определить очень сложно. Американский психолог Джордж Миллер в своей работе «Магическое число семь плюс-минус два« определил, что человек, как правило, не может запомнить и воспроизвести больше 7±2 объектов (данная характеристика является усредненной и не отрицает существование уникумов, способных запоминать большое количество информации)
Но что такое объект? На основе своих исследований (проверка, сколько человек может запомнить), Миллер приводит следующую характеристику — человек в среднем способен запомнить девять двоичных чисел, восемь десятичных, семь букв алфавита и пять односложных слов. Информационная содержательность этих объектов не столь большая. В этом кроется и следующее различие между кратковременной и долговременной памятью — объем информации. Объектом может являться как слово, так и изображение — например, пейзаж. Но степень его детализации будет определяться объемом кратковременной памяти и вряд ли вы запомните его в деталях без повторения.
Рабочая память
Рабочая память (РП) — это тип памяти, с помощью которого человек способен сохранять в уме информацию, с которой работает. РП также позволяет комбинировать информацию, полученную от органов восприятия, с долговременной и кратковременной памятью.
Термин «Рабочая память» был введен Джорджем Миллером, Евгением Галантером и Карлом Прибрамом в контексте теории, в которой человеческий ум сравнивался с компьютером. Изначально понятие рабочей памяти не было конкретизировано, поэтому его использовали Ричард Аткинсон и Ричард Шиффрин в своей модели кратковременной памяти. Однако они не сделали акцента на ее функциональной части, поэтому Алан Бэддели и Грэм Хитч переработали их модель. Главное отличие нового взгляда на РП заключалось в том, что кратковременная память может быть разделена на субкомпоненты и что такая система способна на сложные когнитивные действия. На данный момент многие ученые используют концепцию РП в качестве замены или расширения концепции краткосрочной памяти, делая акцент на манипулировании информацией, а не на ее простом хранении.
Модель рабочей памяти
В 1974 году Алан Бэддели и Грэм Хитч предложили многокомпонентную модель РП, переработав модель кратковременной памяти Аткинсона-Шиффрина. Изначально модель содержала три компонента. Первый компонент — это система контроля над вниманием, называемая центральным исполнителем (ЦИ). ЦИ направляет внимание на информацию, подавляя отвлечение (на нерелевантную информацию и неподходящие действия) и координируя когнитивные процессы при одновременном выполнении множества задач. У ЦИ «в подчинении» находятся две системы временного хранения: фонологическая петля и визуально-пространственный блокнот.
Фонологическая петля — это когнитивная система временного хранения, которая может хранить информацию, представленную в речевой и звуковой форме, с помощью проговаривания про себя (субвокальные повторения). Одним из доказательств этого служит эффект фонологического сходства: слова, со сходным звучанием, запоминаются труднее, чем слова, звучащие по-разному. Представим, что вы хотите запомнить набор терминов. Если слова схожи по звучанию, то это приведет к путанице и плохому результату. Попробуйте запомнить два ряда слов: «код», «год», «кот», «рот» и «солнце», «горячий», «корова», «день». Скорее всего, «производительность» запоминания в первом случае будет хуже. Фонологической петле совсем не важны значения, поэтому человек запоминает ряд из нескольких слов, обозначающих одно и тоже, так же, как и разные слова. В этом заключается отличие рабочей памяти от долговременной. Если увеличить количество слов в последовательности, например до 10, и дать людям запомнить их, то звучание уйдет на второй план, а значение станет намного важней. Таким образом у человека имеется система, которая может хранить информацию путем проговаривания про себя. Она не важна для понимания речи (если вы способны нормально говорить и слышать), однако играет существенную роль в пополнении словарного запаса на раннем этапе обучения чтению, когда нужно удержать в памяти последовательность звуков в точном порядке.
Визуально-пространственный блокнот — это когнитивная система, одновременно хранящая пространственную и визуальную информацию. Визуальная информация включает в себя такие вещи, как цвет и форма, а пространственная — данные о местоположении. Например, использование карты или проектирование здания включает пространственную информацию. Изучение иероглифов, запоминание цвета — это больше визуальное задание. Системы вербальной, пространственной и визуальной информации могут поддерживаться потоками информации, не охватываемыми подчиненными системами (например, тактильные ощущения, семантическая информация, музыкальная информация, эмоциональная составляющая и т. п.).
Так как речь идет о серии потоков восприятия, в 2000 году Бэддели расширил модель, добавив четвертую систему — эпизодический буфер, в котором потоки информации объединяются. У буфера есть несколько измерений: визуальное, пространственное семантическое и перцептивное. Он объединяет их вместе и делает доступными сознанию, связывая всю информацию РП в единое эпизодическое представление. Таким образом эпизодический буфер — это связующие звено между рабочей и долговременной памятью. Если проводить аналогии, то эпизодический буфер чем-то напоминает экран, на который проецируются события.
Где и как мозг хранит информацию
РП располагается в нескольких частях мозга. С появлением методов визуализации мозга (ПЭТ и фМРТ) определение локализации функций в головном мозге людей значительно упростилось. Обзор многочисленных исследований показывает, что области активации во время задач рабочей памяти, разбросаны по большой части коры. Определение Фонологическая петля расположена главным образом в области между височной и теменной долями левого полушария. Процесс повторения информации по большей части включает лобную область, известную как центр Брока.
Визуально-пространственная система вовлекает в основном правое полушарие, однако она может простираться и до затылочных долей, в направлении к задней части мозга. Эта область задействуется в визуальных изображениях. Более центральные теменные области ответственны за пространственную информацию.
Сам факт активации каких-то областей мозга вовсе не означает, что именно там хранится информация. В этом заключается одна из проблем использования функциональной визуализации для понимания работы памяти. При изучении какой-либо когнитивной задачи ученые наблюдают активность области, но не знают, действительно ли она необходима для нее. Представьте, что вы обращается к информации в памяти компьютера и получаете её на экране. Вы узнаете, что было в хранилище и какие подсистемы были задействованы для отображения информации. Но где конкретно хранилась информация и как она была извлечена вам не известно. Пока что в научном сообществе нет консенсуса о том, как точно устроена и функционирует память.
Что влияет на рабочую память
РП страдает от интенсивного стресса. Это было обнаружено в исследованиях Арнстена и его коллег на разных видах животных. Например, в одном из исследований Арнстен исследует влияние стресса, вызванного шумом, на когнитивные функции префронтальной коры у резус-макак. Экспериментаторы заполняли едой одну из лунок, а затем накрывали их непрозрачным экраном. Через определенные промежутки времени экран убирали, и макаки выбирали одну из лунок (задача с отложенным ответом). После некоторой серии экспериментов подопытных подвергали воздействию непрерывным громким шумом (100-110 Дб) в течении 30 минут перед тестированием. Испытав стресс, животные хуже справлялись с заданием: чаще забывали, в какой лунке находятся лакомства. В ходе исследований выяснилось, что высвобождение физиологически активных веществ, катехоламинов, в префронтальную кору, вызванное стрессом, снижает срабатывание нейронов и емкость памяти. Воздействие хронического стресса может привести к глубоким нарушениями РП. Чем больше стресса в жизни, тем ниже эффективность РП при выполнении простых познавательных задач. Злоупотребление алкоголем также может вызывать нарушения РП из-за повреждения мозга.
Индивидуальные различия в объеме РП в некоторой степени наследуемы. Пока что мало известно о том, какие гены связаны с функционированием РП. В рамках многокомпонентной модели был предложен один ген-кандидат, ROBO1 для гипотетической фонологической петли рабочей памяти. Генетический компонент РП в значительной степени разделяется с таковым для подвижного интеллекта, поэтому исследования связи памяти и генетики возможно поможет также лучше понять работу интеллекта.
Существует несколько гипотез о том, что РП может быть натренирована, например при помощи специальных компьютерных программ или таких задач, как n-назад. Но при этом люди не демонстрируют значительных улучшений в таких активностях, как обучение математике, чтение или выполнение тестов на уровень интеллекта. Если тренировка рабочей памятью интеллекта работает, то скорее всего эффект будет незначительным.
Компьютер как мозг
Текущие развитие процессоров во многом основывается на уменьшении техпроцесса. Время идет и эффективность такого подхода снижается. Возможно ли замена нынешней архитектуры на архитектуру, схожую с мозгом человека? Конечно, в реалиях недостатка знаний о мозге данное сравнение некорректно, но давайте пофантазируем. В чем преимущества мозга перед компьютером? Первое, что приходит на ум — это наличие сознания и способность к творческой деятельности. Но не совсем понятно, в чем разница между ними и их компьютерной симуляцией? Проблему квалиа и подобные вопросы лучше оставить философам и сконцентрироваться на более практических аспектах. Понятно, что в некоторых задачах, зависящих от скорости обработки информации мы проигрываем. Но при этом у мозга множество преимуществ перед современными компьютерами:
Практика показывает, что лучше заимствовать лучшее, но, как упоминалось выше, недостаток знаний о мозге не позволяет сделать этого.
Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
Учитель информатики
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
Тестовые задания для самоконтроля. Информация и информационные процессы
Информатика. 7 класса. Босова Л.Л. Оглавление
1. Какое из следующих утверждений точнее всего раскрывает смысл понятия «информация» с обыденной точки зрения?
2. Непрерывным называют сигнал:
3. Дискретным называют сигнал:
4. Информацию, не зависящую от личного мнения или суждения, называют:
5. Информацию, существенную и важную в настоящий момент, называют:
6. По способу восприятия человеком различают следующие виды информации:
7. Известно, что наибольший объём информации физически здоровый человек получает при помощи:
8. Укажите «лишний» объект с точки зрения соглашения о смысле используемых знаков:
9. Укажите «лишний» объект с точки зрения вида письменности:
10. К формальным языкам можно отнести:
11. По форме представления информацию можно условно разделить на следующие виды:
12. Дискретизация информации — это:
13. Дайте самый полный ответ.
При двоичном кодировании используется алфавит, состоящий из:
14. Сколько существует различных последовательностей из символов «плюс» и «минус» длиной ровно шесть символов?
15. Для пяти букв латинского алфавита заданы их двоичные коды (для некоторых букв — из двух битов, для некоторых — из трёх битов). Эти коды представлены в таблице:
Определите, какой набор букв закодирован двоичной строкой 0110100011000.
16. Шахматная доска состоит из 8 столбцов и 8 строк. Какое минимальное количество битов потребуется для кодирования координат одного шахматного поля?
17. В какой строке единицы измерения информации расположены по возрастанию?
18. Объём сообщения равен 11 Кбайт. Сообщение содержит 11 264 символа. Какова мощность алфавита, с помощью которого записано сообщение?
19. Дан текст из 600 символов. Известно, что символы берутся из таблицы размером 16 х 32. Определите информационный объём текста в битах.
20. Два текста содержат одинаковое количество символов. Первый текст составлен из символов алфавита мощностью 16, а’второй текст — из символов алфавита мощностью 256. Во сколько раз количество информации во втором тексте больше, чем в первом?
21. Информационные процессы — это:
22. Под носителем информации принято подразумевать:
23. В какой строке верно представлена схема передачи информации?
24. Гипертекст — это:
25. Поисковой системой НЕ является:
26. Даны запросы к поисковой системе. По какому запросу будет найдено наибольшее количество соответствующих ему страниц?
Как усвоить большой объем информации
Далеко не у каждого человека от рождения хорошая память. Одни люди запоминают отрывки текста или стихи практически с первого раза. Иные часами сидят над тем, чтобы запомнить прочитанный материал. Однако не многие практикуют развитие памяти. Подобные навыки очень полезны в студенческие годы, когда нужно запоминать большое количество информации. Выработанные привычки пригодятся и во взрослой жизни. Рассмотрим основные методики, которые позволят усваивать большой объем информации.
Время для упражнений
Многое зависит от места и времени для изучения новой информации. Одним людям удобнее заниматься с 8.00 до 10.00 часов дня. Другие предпочитают вечернее время – с 20.00 до 23.00. Пик активности конкретного человека может быть смещен с учетом режима дня. Чтобы определить подходящее время, нужно немного понаблюдать за собой и распорядком дня.
Умение сосредотачиваться
Одной из основных проблем некоторых людей является рассеянность. Чтобы научиться запоминать большой объем информации, нужно учиться сосредотачиваться на чем-то одном. Подобные навыки должны прививаться еще с детства. Если время упущено, то придется потрудиться уже в сознательном возрасте.
Как быть, если у человека нет нужных навыков? Желательно начать с простых вещей. Нужно подобрать подходящее помещение, где ничто не будет отвлекать от учебы. Также нужно попросить родственников не мешать вам в течение определенного времени. На рабочем столе не должно быть художественной литературы, дисков или других предметов, которые могут отвлекать ваше внимание. Мозг должен быть сосредоточен только на одном объекте.
Разделяй и властвуй
Усвоить быстро большой объем информации – удается единицам. Уместно разбить изучаемый предмет на несколько частей. После изучения нескольких глав иди разделов, желательно делать небольшие перерывы. Так мозг будет лучше и быстрее усваивать большое количество получаемой информации
Способы запоминания материала – зубрежка и логическое осмысление. Выучить наизусть раздел или главу не значит понять ее смысл. Практически всегда после прочтения нового материала остаются вопросы, непонятные моменты. Что делать в такой ситуации? Достаточно попытаться пояснить прочитанный материал другу, собаке или игрушке. Выступая перед сторонним участником, человек обычно старается подбирать оптимальные формулировки исходя из собственного опыта. Одновременно мозг начинает усваивать прочитанный материал. Сложные вещи начнут постепенно проясняться.
Сроки хранения информации
Изначально нужно определить цель изучения чего-то нового. Например, если студенту нужно сдать экзамен, то мозг автоматически настраиваться на непродолжительный период сохранности сведений. Человек изучает нужный материал, находит ответы на поставленные вопросы, сдает экзамен и вскоре забывает исследуемый предмет. Однако полученные знания могут пригодиться в будущем.
Повторение – мать учения
Лучше всего усваивается тот материал, с которым человек работает регулярно. Если нужно что-то выучить быстро, то желательно через время повторно ознакомиться с прочитанным текстом. Например, если требуется выучить стих. Достаточно через час прочитать его повторно. Очередной подход нужно сделать утром будущего дня. Подобные упражнения позволяют усваивать большой объем информации и дольше сохранять ее в памяти.
Станислав Матвеев доказал, что человек способен на большее, чем он думает. Он советует заниматься какой-либо работой в процессе обработки больших объемов информации. Рекомендации в области развития памяти созвучны с исследованиями ученых. Физическая подвижность во время повторения материала увеличивает работоспособность мозга.
Ведение конспекта
Одним из популярных способов запоминания считаются черновики. Не обязательно отображать в конспекте все подряд. Достаточно записывать основные моменты прочитанного или услышанного материала. Повторный просмотр черновика позволит освежить в памяти изучаемый предмет, события текущего дня или рекомендации акул бизнеса.
Студенты часто используют шпаргалки во время экзаменов. Подобная практика активирует сразу два типа памяти – зрительный и двигательный. Такой подход способствует быстрому запоминанию и хранению больших объемов информации. Ведь на шпаргалке нельзя записать много текста. Студенты используют краткие ответы или схемы. На клочке бумаги пишется одно предложение или отдельные фразы, позволяющие выстроить логическую цепь переработанной информации.
Вопрос-ответ
Чтобы лучше разобраться с изучаемым предметом, уместно использовать модель «Вопрос-ответ». Изначально нужно составить список вопросов по прочитанной теме. Затем достаточно внимательно читать статью, книгу или бизнес журнал. Мозг сам будет обращать внимание на наиболее полезную информацию, отыскивая ответы на вопросы. Многое удастся запомнить с первого раза. Подобный метод позволяет усваивать большой объем информации с первого раза.
Выделение основных мыслей
При прочтении книги или конспекта желательно отмечать карандашом или маркером ключевые фрагменты. Такой подход содержит несколько положительных моментов – в памяти остаются наиболее важные элементы информации и мозг запоминает местонахождение выделенного текста. Отмеченные места всегда можно перечитать повторно.
Развитие зрительной памяти
Человеческий мозг улавливает смысл увиденного глазами практически с первого раза. Некоторым людям необязательно останавливаться на каждом прочитанном слове. Им достаточно лишь скользить по тексту глазами. Подобная модель значительно ускоряет процесс чтения материала.
Приемы зрительной памяти активно используют в учебных заведениях. Большая часть информации отображается на классной доске.
Существуют методики по развитию периферийного зрения. Умение читать страницу целиком позволить существенно сокращать время при изучении больших объемов информации. Полезные тренажеры можно найти по адресу – https://brainapps.ru/. Онлайн сервис предлагает пользователям развивать память при помощи игр. Большинство тренажеров предоставляется бесплатно. Однако чтобы пройти курс по скорочтению или получить доступ ко всем тренажерам придется купить премиум аккаунт. Если ежедневно уделять упражнениям по 10–15 минут, то уже через две недели можно будет увидеть изменения.
Используем слуховую память
У некоторых людей сильно развита слуховая память. Поэтому им лучше читать материал вслух или слушать аудиозаписи. Чтобы определить тип памяти достаточно прочитать одну страницу книги или газеты. Если вы непроизвольно проговариваете слова во время чтения, то у вас слуховая память. Если не проговариваете – зрительная.
Существует еще один способ проверить тип памяти. Нужно попросить кого-то из знакомых прочитать вслух несколько рядов слов. Каждый из них соответствует конкретному типу памяти. После чего испытуемый субъект должен записать за определенное время услышанные слова на бумаге. Полученные сведения сверяются с исходным материалом. По итогам подсчета коэффициента делаются выводы о доминирующем типе памяти.
Обучение во сне
Одно время была популярной теория о том, что информация лучше запоминается во время сна. Обучающемуся субъекту нужно было лишь ложиться спать в наушниках. Позже данный метод был поставлен учеными под сомнение.
Как запоминать большой объем информации
Рекомендации по изучению больших объемов новой информации:
Объединение новой информации с предыдущим опытом
Метод связующих звеньев многократно проверялся на предмет эффективности. Например, если читатель изучает Ромео и Джульетту, то можно связать сведения о пьесе с предварительно полученной информацией о Шекспире и времени, в котором жил автор. Человек получает больше информации при помощи связующих звеньев, чем, если будет просто изучать роман.