Современные представления о механизмах зрительной памяти (обзор литературы)

Актуальность. Память находится в центре любой интеллектуальной деятельности человека: ни одна из психических функций не может быть осуществлена без ее участия. Однако механизмы ее работы еще не до конца ясны. Цель – изучение публикаций, посвященных современным представлениям о механизмах зрительной памяти человека для определения перспективных научных направлений в этой области. Материалы и методы. Проведен анализ 58 публикаций за последние 15 лет на таких ресурсах, как Google Scholar, PubMed, eLibrary, Crossref Metadata Search. Результаты. В обзоре приведены различия долговременной и рабочей зрительной памяти по функциональным свойствам, опирающимся на различные нейронные субстраты (механизм рабочей памяти связан с активностью затылочной и теменной коры, а долговременной памяти – с активностью медиальной височной доли и гиппокампа). Модель организации долговременной зрительной памяти традиционно представляет собой пассивное хранение зрительной информации в течение длительного времени. Современная модель организации рабочей зрительной памяти рассматривается как когнитивный механизм извлечения нужной информации из долговременной памяти и использования для решения той или иной функциональной задачи. При этом обе модели предусматривают взаимодействие нейронов гиперколонок, разных слоев зрительной коры и структур мозжечка для оценки цвета, пространственной локализации объектов и других характеристик зрительной информации. Заключение. Несмотря на активные разносторонние и многоплановые исследования последних лет, многие вопросы в области изучения зрительной памяти остаются недостаточно освещенными. Например, одним из перспективных направлений для будущих работ является изучение особенностей функционирования зрительной памяти у пациентов разного возраста с офтальмопатологией, в том числе связанной с поражением центрального отдела зрительного анализатора

1. Нурова МА, Мамедова ЛВ. Классификация видов памяти, их характеристика. Вестник науки и образования. 2020;21(99):55–58.

2. Лурия АР. Маленькая книжка о большой памяти. М.: Издво МГУ, 1968.

3. Корсакова НК. Нейропсихологический фактор: наследие АР Лурия и задачи развития нейропсихологии. Вестник Московского университета. Психология. 2012;2:8–15.

4. Алексеева МГ, Зубов АИ, Новиков МЮ. Искусственный интеллект в медицине. Международный научно-исследовательский журнал. 2022;7(121):10–13. doi: 10.23670/IRJ.2022.121.7.038

5. Захаров ИМ, Исматуллина ВИ, Малых СБ. Кратковременная зрительная память: феноменология и механизмы. Теоретическая и экспериментальная психология. 2014;7(4):79–89.

6. Luck SJ, Hollingworth A. Visual memory. Oxford University Press, 2008. 7. Bancroft T, Servos P. Distractor frequency influences performance in vibrotactile working memory. Experimental Brain Research. 2011;208(4):529–532. doi: 10.1007/s00221-010-2501-2

7. Ninio J. Testing sequence effects in visual memory: Clues for a structural model. Acta Psychologica. 2004;116:263–283. doi: 10.1016/j.actpsy.2004.04.001

8. Ninio J. Au coer de la memoir. Paris: Odile Jacob, 2011.

9. Schurgin MW. Visual memory, the long and the short of it: A review of visual working memory and long-term memory. Atten Percept Psychophys. 2018;80(4):1035–1056. doi: 10.3758/s13414-018-1522-y

10. Tomaiuolo F, Bivona U, Lerch JP, et al. Memory and anatomical change in severe non missile traumatic brain injury: 1–8 years follow-up. Brain Res Bull. 2012;87(4–5):373–382. doi: 10.1016/j.brainresbull.2012.01.008

11. Vogt S, Magnussen S. Long-term memory for 400 pictures on a common theme. Exp Psychol. 2007;54(4):298–303. doi: 10.1027/1618-3169.54.4.298

12. de Freitas Cardoso MG, Faleiro RM, de Paula JJ, et al. Cognitive impairment following acute mild traumatic brain injury. Front Neurol. 2019;10:198. doi: 10.3389/fneur.2019.00198

13. Wyble B, Potter MC, Bowman H, et al. Attentional episodes in visual perception. J Exp Psychol Gen. 2011;140(3):488–505. doi: 10.1037/a0023612

14. Lucchesi W, Mizuno K, Giese KP. Novel insights into CaMKII function and regulation during memory formation. Brain Res Bull. 2011;85(1–2):2–8. doi: 10.1016/j.brainresbull.2010.10.009

15. Клочкова ОИ. Оценка кратковременной зрительной памяти и параметров мышления в зависимости от пола с использованием компьютерных игр. Наука и современность. 2010;4(1):297–303.

16. Rensink RA. Limits to the usability of iconic memory. Front Psychol. 2014;5:971. doi: 10.3389/fpsyg.2014.00971

17. Fukuda K, Woodman GF. Visual working memory buffers information retrieved from visual long-term memory. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2017;114(20):5306– 5311. doi: 10.1073/pnas.1617874114

18. Qian J, Zhang, K, Liu, S, et al. The transition from feature to object: Storage unit in visual working memory depends on task difficulty. Mem Cognit. 2019;47(8):1498–1514. doi: 10.3758/s13421-019-00956-y

19. Lin YT, Kong G, Fougnie D. Object-based selection in visual working memory. Psychon Bull Rev. 2021;28(6):1961–1971. doi: 10.3758/s13423-021-01971-4

20. Norman Y, Yeagle EM, Khuvis S, et al. Hippocampal sharp-wave ripples linked to visual episodic recollection in humans. Science. 2019;365(6454):eaax1030. doi: 10.1126/science.aax1030

21. Cooper RA, Ritchey M. Cortico-hippocampal network connections support the multidimensional quality of episodic memory. Elife. 2019;8:e45591. doi: 10.7554/eLife.45591

22. Baddeley AD, Hitch G. Working memory. Psychology of learning and motivation. Academic press. 1974;8:47–89. doi: 10.1016/S0079-7421(08)60452-1

23. Cowan N. What are the differences between long-term, short-term, and working memory? Progress in brain research. 2008;169:323–338. doi: 10.1016/S0079-6123(07)00020-9

24. Awh E, Barton B, Vogel EK. Visual working memory represents a fixed number of items regardless of complexity. Psychological science. 2007;18(7):622–628. doi: 10.1111/j.1467-9280.2007.01949.x

25. Vogel EK, Woodman GF, Luck SJ. Storage of features, conjunctions and objects in visual working memory. Journal of experimental psychology: human perception and performance. 2001;27(1):92–114. doi: 10.1037//0096-1523.27.1.92

26. Baddeley A. Working memory: looking back and looking forward. Nat Rev Neurosci. 2003;4(10):829–839. doi: 10.1038/nrn1201

27. Ma WJ, Husain M, Bays PM. Changing concepts of working memory. Nat Neurosci. 2014;17(3):347–356. doi: 10.1038/nn.3655

28. Hollingworth A, Richard AM, Luck SJ. Understanding the function of visual short-term memory: transsaccadic memory, object correspondence, and gaze correction. Journal of Experimental Psychology: General. 2008;137(1):163–181. doi: 10.1037/0096-3445.137.1.163.

29. Hollingworth A, Matsukura M, Luck SJ. Visual working memory modulates rapid eye movements to simple onset targets. Psychological Science. 2013;24(5):790–796. doi: 10.1177/0956797612459767

30. Martarelli CS, Mast FW. Eye movements during long-term pictorial recall. Psychol Res. 2013;77(3):303–309. doi: 10.1007/s00426-012-0439-7

31. Choi H, Scholl BJ. Perceiving causality after the fact: postdiction in the temporal dynamics of causal perception. Perception. 2006;35(3):385–399. doi: 10.1068/p5462

32. Hillstrom A, Patel D. How unitary is rapid scene gist processing? An individual differences approach. Journal of Vision. 2013;13(9):1046–1046. doi: 10.1167/13.9.1046

33. Leclercq V, Le Dantec CC, Seitz AR. Encoding of episodic information through fast task-irrelevant perceptual learning. Vision Res. 2014;99:5–11. doi: 10.1016/j.visres.2013.09.006

34. Bancroft T, Servos P. Distractor frequency influences performance in vibrotactile working memory. Exp Brain Res. 2011;208(4):529–532. doi: 10.1007/s00221-011-2501-2

35. Ferrari C, Cattaneo Z, Oldrati V, et al. TMS over the cerebellum interferes with short-term memory of visual sequences. Sci Rep. 2018;8(1):6722. doi: 10.1038/s41598-018-25151-y

36. Brissenden JA, Somers DC. Cortico-cerebellar networks for visual attention and working memory. Curr Opin Psychol. 2019;29:239–247. doi: 10.1016/j.copsyc.2019.05.003

37. van Es DM, van der Zwaag W, Knapen T. Topographic maps of visual space in the human cerebellum. Curr Biol. 2019;29(10):1689–1694.e3. doi: 10.1016/j.cub.2019.04.012

38. Cechetti F, Pagnussat AS, Worm PV, et al. Chronic brain hypoperfusion causes early glial activation and neuronal death, and subsequent long-term memory impairment. Brain Res Bull. 2012;87(1):109–116. doi: 10.1016/j.brainresbull.2011.10.006

39. Viñas-Guasch N, Ng TH, Heng JG, et al. Cerebellar transcranial magnetic stimulation (TMS) impairs visual working memory. Cerebellum. 2023;22(3):332–347. doi: 10.1007/s12311-022-01396-2

40. Deviaterikova A, Kasatkin V, Malykh S. The role of the cerebellum in visual-spatial memory in pediatric posterior fossa tumor survivors. Cerebellum. 2023;22:1–7. doi: 10.1007/s12311-023-01525-5

41. Riva D, Giorgi C. The cerebellum contributes to higher functions during development: evidence from a series of children surgically treated for posterior fossa tumours. Brain. 2000;123(5):1051–1061. doi: 10.1093/brain/123.5.1051

42. Besson G, Ceccaldi M, Didic M, et al. The speed of visual recognition memory. Visual Cognition. 2012;20(10):1131–1152. doi: 10.1080/13506285.2012.724034

43. Rugg MD, Curran T. Event-related potentials and recognition memory. Trends Cogn Sci. 2007;11(6):251–257. doi: 10.1016/j.tics.2007.04.004

44. Owen AM, Sahakian BJ, Semple J, et al. Visuo-spatial shortterm recognition memory and learning after temporal lobe excisions, frontal lobe excisions or amygdalo-hippocampectomy in man. Neuropsychologia. 1995;33(1):1–24. doi: 10.1016/0028-3932(94)00098-a

45. Yonelinas AP, Otten LJ, Shaw KN, et al. Separating the brain regions involved in recollection and familiarity in recognition memory. Journal of Neuroscience. 2005;25(11):3002–3008. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5295-04.2005

46. Lai HC, Chien SHL, Kuo WY, et al. Visual short-term memory for abstract patterns: Effects of symmetry, element connectedness, and probe quadrant. Journal of Vision. 2010;9:593. doi: 10.1167/9.8.593

47. Diamantopoulou S, Poom L, Klaver P, et al. Visual working memory capacity and stimulus categories: a behavioral and electrophysiological investigation. Exp Brain Res. 2011;209(4):501–513. doi: 10.1007/s00221-011-2536-z

48. Labruna L, Fernández-del-Olmo M, Landau A, et al. Modulation of the motor system during visual and auditory language processing. Exp Brain Res. 2011;211(2):243–250. doi: 10.1007/s00221-011-2678-z

49. Scarpina F, Tagini S. The Stroop Color and Word Test. Front Psychol. 2017;8:557. doi: 10.3389/fpsyg.2017.00557

50. Кожухов СА. Модель временного кодирования ориентации стимула в ответах нейронов первичной зрительной коры. Биофизика. 2018;63(3):544–560.

51. Yakovlev V, Bernacchia A, Orlov T, et al. Multi-item working memory – a behavioral study. Cerebral Cortex. 2005;15(5):602– 615. doi: 10.1093/cercor/bhh161

52. Perone S, Spencer JP, Schöner G. A dynamic field theory of visual recognition in infant looking tasks. Proceedings of the Twenty-Ninth Annual Cognitive Science Society. 2007;29(29):1391– 1396. doi: 10.1007/uc/item/47853579

53. Thelen E, Schöner G, Scheier C, et al. The dynamics of embodiment: a field theory of infant perseverative reaching. Behav Brain Sci. 2001;24(1):1–86. doi: 10.1017/s0140525x01003910

54. Schneegans S, Bays PM. Neural Architecture for Feature Binding in Visual Working Memory. J Neurosci. 2017;37(14):3913– 3925. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3493-16.2017

55. Dutton GN, Jacobson LK. Cerebral visual impairment in children. Seminars in Neonatology. 2001;6(6):477–485. doi: 10.1053/siny.2001.0078

56. Hymowitz MB, Huynh L, Wong R, et al. Comparison of Visual Memory in Patients with Decreased Visual Acuity. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2007;48(13):3544–3544.

57. Gupta P, Shah P, Gutnick SG, et al. Development of visual memory capacity following early-onset and extended blindness. Psychological Science. 2022;33(6):847–858. doi: 10.1177/09567976211056664