מכון טמיר לפסיכותרפיה
כשאנחנו מתגייסים לרגע לשנן קוד אימות זמני שנשלח אלינו ב-sms מהבנק, אנחנו סומכים על מבנה תיאורטי שפסיכולוגים ומומחים למדעי המוח מכנים זיכרון עבודה.
זיכרון עבודה הוא היכולת לשמר מידע במוח ולהשתמש בו לאורך פרקי זמן קצרים.
המעבר מזיכרון לטווח קצר לזיכרון עבודה
עד שנות ה-70 הייתה מקובלת ההמשגה המסורתית של הזיכרון לטווח קצר (STM),
ה-STM הוחלף במושג חדש: זיכרון עבודה – זכירה לטווח קצר.
החידוש אינו סותר את הטענה כי מדובר במחסן נפרד אלא רק ממשיג אותו מחדש.
אולם ה-STM כבר אינו רק "תחנת מעבר" (storage way station) סטאטית אל הזיכרון ארוך הטווח (LTM), אלא מהווה מרחב עבודה מנטאלי, מחסן דינמי, המאפשר גם אחסון וגם מניפולציה של מידע שמצוי בתודעה.
למה דווקא "זיכרון עבודה"?
משום שמתרחשים בו תהליכי עיבוד קוגניטיביים והוא לא משמש רק כמבנה זיכרון,
בזיכרון העבודה מאחסנים את המידע הנתון, אך גם מתרחשים בו תהליכים אקטיביים שמתבצעים על אותו מידע.
למשל, בספירה לאחור – אנחנו זוכרים (מאחסנים) את הספרה הנתונה וקופצים ממנה 3 ספרות אחורה. זהו תפעול מנטלי.
גם בחישוב של תרגיל מתמטי, אנו לוקחים את המידע הנתון ועושים עליו פעולה/עבודה חישובית.
מהו תהליך זיכרון העבודה?
זיכרון העבודה מוגדר לרוב כמאגר אחסון ששומרים מידע בטווח הקצר וכוכלל תהליכי חזרה שמרעננים תהליכים ביצועיים.
בזיכרון עבודה משתמשים לדברים חשובים שקורים בהווה הקרוב ולא בעתיד הרחוק.
קיימת הסכמה בין חוקרים שזיכרון עבודה הוא מרכזי ביותר לתפקוד מסתגל של המוח, שהוא מסונכרן היטב עם שפע יכולות קוגניטיביות, למשל אינטליגנציה או תכנון וקבלת החלטות, ושהוא קשור גם לתהליכים חושיים (סנסוריים) בסיסיים.
זיכרון עבודה חיוני גם לוויסות עצמי. הוא מאפשר את היכולת לזכור מטרות ולשמור עליהן כאשר מתמודדים עם פיתוי או היסח הדעת.
בגלל התפקיד המרכזי שיש לזיכרון העבודה בחיים המנטליים שלנו ובגלל שאנחנו מודעים לפחות לחלק מהתוכן שהוא מחזיק בכל זמן נתון, זיכרון העבודה מהווה אלמנט חשוב בניסיון שלנו להבין את התודעה עצמה. כשפסיכולוגים ומדעני מוח חוקרים זיכרון עבודה, הם מתמקדים בזוויות שונות:
הם מנסים למפות את הפונקציות של המערכת, וחוקרי מוח מתרכזים בבסיס העצבי שלו.
הקיבולת של זיכרון העבודה מוגבלת. זה אומר שאנחנו יכולים לזכור רק כמות מסוימת של מידע בכל רגע נתון.
אבל יש בין החוקרים חילוקי דעות מהו הגבול הזה. הרבה חוקרים אומרים שזיכרון עבודה יכול להכיל מספר מוגבל של ״פריטים״ או ״פיסות מידע״. זה יכול להיות ספרות, אותיות, מילים או יחידות אחרות של מידע, אבל מחקרים הראו שמספר הפיסות שיכולות להישמר בזיכרון הזה תלוי בסוג הפריטים, למשל אילו טעמי גלידה יש בגלידריה או כמה ספרות מופיעות עחרי הנקודה במספר פאי.
לפי תיאוריה אחרת זיכרון העבודה מתנהג כמו משאב מתמשך שמתחלק על כל המידע שיש בו בכל נקודה בזמן בהתאם למטרות, חלקים שונים של המידע שזכור יקבלו כמות שונה מהמשאב שרלוונטי לתהליך.
מדעני מוח מאמינים שהמשאב הזה הוא פעילות עצבית, ושלחלקים שונים של המידע האצור מוקצה כמות שונה של פעילות עצבית, לפי סדר העדיפויות באותו רגע.
גישה תיאורטית אחרת אומרת שגבול הקיבולת של זיכרון העבודה נובע מכך שפריטים שונים מתנגשים אחד בשני בזיכרון ושהשמיכה פשוט קצרה מדי.
ברור שזיכרון דועך עם הזמן, אבל חזרה על המידע שבזיכרון העבודה ממתן את התהליך הזה. מה שחוקרים קוראים לו ״שינון בעזרת חזרה״ כולל חזרה בראש על המידע בלי קשר למשמעות שלו, לדוגמה לעבור על רשימת קניות בראש ולזכור את מה שרשום בה רק במילים, בלי קשר לארוחה שבשבילה קונים אותם. לעומת זאת, ב״שינון בעזרת עיבוד״ מעניקים למידע משמעות ומקשרים אותו למידע אחר.
לדוגמה, אנשים שעוסקים במנמוניקה (אומנות שיפור הזיכרון) מקלים על שינון באמצעות עיבוד בכך שהם מקשרים את האות הראשונה של כל פריט ברשימה למידע אחר שכבר שמור להם בזיכרון. כנראה שרק שינון בעזרת עיבוד יכול לעזור לגבש את המידע מזיכרון העבודה לכדי משהו שיישאר לאורך יותר זמן, או במילים אחרות – להפוך מידע מזיכרון העבודה לזיכרון לטווח ארוך. בגזרה הוויזואלית, שינון יכול לכלול תנועות עיניים, כדי לקשור מידע חזותי למיקום במרחב. כלומר, אנשים יכולים להסתכל במיקום של מידע שהם זוכרים אפילו כשהוא כבר לא שם, בשביל להיזכר איפה הוא היה..
לזיכרון לטווח ארוך יש קיבולת הרבה יותר גדולה והמידע שנשמר בו גם יותר יציב.
זיכרונות לטווח ארוך יכולים להכיל מידע על תקופות בחיים של האדם, סמנטיקה, ידע או סוגים יותר מרומזים של מידע, לדוגמה איך להשתמש בכל מיני חפצים או להזיז את הגוף בדרכים מסוימות (מיומנויות מוטוריות).
כבר הרבה זמן שחוקרי מוח מתייחסים לזיכרון עבודה בתור שער, נקודת מעבר מהזיכרון קצר הטווח לזיכרון לטווח ארוך.
אם לוקחים מידע מסוים מהזיכרון לטווח קצר ומשננים אותו מספיק, הוא יכול להפוך לזיכרון קבוע. מדעי מוח מבחינים בצורה ברורה בין שני סוגי הזיכרון האלה ומאמינים שזיכרון עבודה קשור להפעלה זמנית של נוירונים במוח, וזיכרון לטווח ארוך קשור לשינויים פיזיים בנוירונים ובקשרים שלהם.
זה יכול להסביר גם את האופי הקצר של זיכרון עבודה וגם את זה שיש לו רגישות יותר גדולה להפרעות או להלם גופני.
על תהליכי זיכרון - פרק מצוין של נטפליקס ו-VOX:
מהם הרכיבים של זיכרון העבודה?
בגרסה המקורית של מודל זיכרון העבודה שפיתח באדלי יש 3 מרכיבים, אך בהמשך נוסף הרכיב של באפר אפיזודי:
Central Executive – המפקח המרכזי (''מנהל עבודה'') - מפקח ומתאם בין הרכיבים המצויים תחתיו ומקצה להם משאבים. בינו לבין המרכיבים עצמם מתקיים קשר דו-כיווני בכך ששולחים אליו משוב על אופן התנהלותו.
Phonological Loop – הלולאה הפונולוגית - פונולוגיה היא מידע צלילי הקשור במילים. תפקידה של הלולאה לעשות רישום ומניפולציה של מידע ורבלי.
Episodic Buffer – הבאפר האפיזודי - , תפקידו לעשות אינטגרציה של מידע משני הרכיבים הקודמים ולקשר את המידע לזיכרון לטווח הארוך.
Visuospatial Sketchpad – הלוח הויזואלי-מרחבי - תפקידו לעשות רישום ראשוני (מעין סקיצה) ומניפולציה של מידע ראייתי ומרחבי המגיע מהמערכת הוויזואלית.
איך מתפתח זיכרון העבודה?
לאורך הילדות רואים שיפור במבחנים שבודקים את זיכרון העבודה.
הקיבולת שלו היא כוח מניע עצום בהתפתחות הקוגניטיבית.
ביצועים במבחנים של הערכה מתגברים באופן יציב דרך הינקות, הילדות וגיל הנעורים.
במהלך הבגרות, הביצועים של זיכרון העבודה מגיעים לשיא.
אבל יש כאן גם צד שני:
זיכרון עבודה הוא אחת מהיכולות הקוגניטיביות הכי רגישות להזדקנות, והביצועים במבדקים פוחתים עם הגיל.
העלייה והירידה של זיכרון עבודה במהלך החיים נחשבות לכאלה שקשורות להתפתחות נורמלית ולירידה בתפקוד של קליפת המוח הקדם-מצחית, החלק שאחראי לתפקודים קוגניטיביים גבוהים.
אנחנו יודעים שנזק לחלק הזה של המוח גורם ללקות בזיכרון העבודה ולעוד שינויים אחרים.
הקלטות של פעילות עצבית בקליפת המוח הקדם-מצחית מראות שהחלק הזה פעיל ב״תקופת ההשהיה״, שהיא פרק הזמן שבין הרגע בו גירוי מוצג לצופה לרגע שבו הוא חייב להגיב, כלומר הזמן שבמהלכו הוא מנסה להיזכר במידע.
יש הפרעות נפשיות, כמו סכיזופרניה ודיכאון, שקשורות לירידה בתפקודים של קליפת המוח הקדם-מצחית, אותן ניתן לגלות בדימות מוחי.
ההפרעות הללו גם קשורות לירידה ביכולות של זיכרון העבודה.
מעניין שאצל מתמודדים/ות סכיזופרניה הליקוי הזה בולט יותר במשימות חזותיות של זיכרון העבודה, מאשר במשימות מילוליות שלו.
לקות בזיכרון העבודה בילדות קשורה לקשיים בקשב, בקריאה ובשפה. קליפת המוח הקדם-מצחית קשורה לטווח רחב של תפקודים חשובים, כולל אישיות, תכנון וקבלת החלטות.
סביר להניח שכל ירידה בתפקוד של האזור הזה במוח תשפיע על הרבה היבטים קוגניטיביים, רגשיים והתנהגותיים. מה שממש קריטי זה שכנראה שהרבה תפקודית קדם-מצחיים קשורים הדוקות לזיכרון העבודה, ואולי אפילו תלויים בו.
לדוגמה, תכנון וקבלת החלטות הן פעולות שדורשות שכבר יהיה לנו במוח את המידע הנדרש לניסוח כיוון פעולה.
יש מענים וזה הולך ומשתפר.
חוקרים מאוניברסיטת בוסטון, למשל, מצאו שהפעלת גירוי חשמלי לא פולשני על חלקים מסוימים במוח עשויה לסייע בשיפור זיכרון העבודה לטווח ארוך אצל נבדקים מעל גיל 65, זאת למשך כחודש (Grover et al, 2022).
מחקרים וממצאים חדשים על חקר הזיכרון
מחקרים אחרונים הציגו תגליות חשובות לגבי המנגנונים העצביים העומדים בבסיס החקר המוחי של הזיכרון:
1. זכרונות אינם ישויות קבועות- בכל פעם שהם מופעלים מחדש, הזכרונות נכנסים למצב לבילי, כך שניתן לשנות או לעדכן אותם במידע חדש במהלך חלון של 4 עד 6 שעות לאחר ההפעלה מחדש.
2. זכרונות אפיזודיים ספציפיים (אירועים) וזיכרונות סמנטיים (ידע כללי) חולקים מנגנונים עצביים דומים.
3. זכרונות טעונים רגשית זכורים טוב יותר מאלה שאינם כאלה: אירועים כואבים רגשית יכולים להישאר עם מטופלים במשך שנים, ולהפריע לרווחתם הנפשית.
4. כאשר מאחזרים זכרונות, הרגשות הקשורים אליהם יכולים לחזור גם הם: למשל, הפעלת רגש היא מרכיב הכרחי לתוצאות מוצלחות בפסיכותרפיה. הפעלה זו מאפשרת לבחון מחדש אירועים ורגשות עבר, ולבנות אסוציאציות רגשיות חדשות, פחות כואבות.
איך זכרונות נוצרים?
ידוע זה מכבר שזיכרון קצר מועד מסתמך על שני אזורי מוח מרכזיים:
ההיפוקמפוס והקורטקס הפרה-פרונטלי.
שני אלה פועלים יחדיו כדי ליצור ולאחסן זיכרונות, בעיקר באמצעות "מכלולים עצביים" (Neural assemblies) הממלאים תפקיד מכריע בתהליך הזה.
חוקרים שבחנו לעומק את תהליך יצירת הזיכרונות, שמירתם ושליפתם הקליטו פעילות מוחית אצל חולדות וגילו שהתהליך כולו מתבסס על אינטראקציות דינמיות בין מכלול עצבים מרובים שנוצרו בתוך ובין ההיפוקמפוס והקורטקס הפרה-פרונטלי.
כאשר המכלולים הללו לא מסונכרנים כראוי, מתעוררות בעיות.
תיאוריית מרחב העבודה הגלובלי
״תיאוריית מרחב העבודה הגלובלי״ מתארת ארכיטקטורה קוגניטיבית שנשענת על זיכרון עבודה.
לפי תיאוריה זו, המידע שנשמר אצלנו באופן זמני הוא חלק ״ממרחב עבודה גלובלי״ במוח שקשור להרבה תהליכים קוגניטיביים אחרים וגם קובע למה אנחנו מודעים בכל רגע נתון.
אם זיכרון העבודה קובע למה אנחנו מודעים, אזי הבנה יותר טובה שלו אולי תוכל לעזור לנו לפתור את חידת התודעה.
יש עדויות לכך שניתן לאמן את זיכרון העבודה באמצעות מטלות אינטראקטיביות, כמו משחקים פשוטים לילדים, שכוללים יכולות זיכרון.
יתכן שאימון כזה יכול לעזור לשפר את הביצועים בסוגים נוספים של משימות, למשל כאלה שקשורות לאוצר מילים, ידע כללי ומתמטיקה. יש גם ראיות לכך שאימון לחיזוק זיכרון העבודה יכול לשפר את הביצועים אצל ילדים עם מצבים פסיכולוגיים, כמו הפרעת קשב וריכוז והיפראקטיביות (ADHD). אנשים רבים עם ADD / ADHD סובלים מליקוי בזיכרון העבודה. הם עשויים להתקשות בזכירה, התמקדות, ארגון והבחנה בין רמזים חשובים ופחות חשובים. הם נוטים בקלות להיסח הדעת, מפוזרים ומתקשים להתניע משימות.
חוץ מזה, שיפורים שנמצאו בחלק מהמחקרים האלה יכולים אולי לנבוע מלמידה איך להשתמש יותר ביעילות במשאבים של זיכרון עבודה, ולא בגלל הגדלה של הקיבולת שלו. התקווה בנוגע לאימונים האלה היא שנוכל למצוא סוג של מטלות פשוטות שישפרו את הביצועים לא רק במטלה עצמה אלא גם ביישומים רבים אחרים.
תודות:
שני לוי, MA, פסיכולוגית בהתמחות שיקומית
יחד עם מומחי מכון טמיר
מקורות:
Grover, S., Wen, W., Viswanathan, V. et al. Long-lasting, dissociable improvements in working memory and long-term memory in older adults with repetitive neuromodulation. Nat Neurosci (2022). https://doi.org/10.1038/s41593-022-01132-3
University of Bristol. (2023, March 15). Memories could be lost if two key brain regions fail to sync together, study finds. ScienceDaily. Retrieved March 17, 2023 from www.sciencedaily.com/releases/2023/03/230315132454.htm