心理学

【短期記憶とは】弱い原因や長期記憶との関係をわかりやすく解説

短期記憶とは

短期記憶(Short-term memory)とは、比較的短い期間、保持される記憶のことです。

記憶が保持される研究において、短期記憶や長期記憶の概念は登場しました。両者の関係だけでなくワーキングメモリを理解するためには、まず短期記憶についてしっかりとした理解が必要です。

この記事では、

  • 短期記憶の意味・例・原因
  • 短期記憶の心理学的実験

をそれぞれ解説していきます。

好きな箇所から読み進めてください。

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1章:短期記憶とは

1章では、短期記憶の全体像を提示します。短期記憶の心理学的実験に関心のある方は、2章から読んでみてください。

このサイトでは複数の文献を参照して、記事を執筆しています。参照・引用箇所は注1ここに参照情報を入れますを入れていますので、クリックして参考にしてください。

1-1:短期記憶の意味

短期記憶とは何かという話をする前に、記憶の基本的な働きを抑えておく必要があります。心理学において、記憶の機能として主に3つの機能が挙げられます。

  1. 記銘(memorization)・・・見たり聞いたり嗅いだりといった感覚器官より入力された情報を覚える機能
  2. 保持(retention)・・・記銘によって覚えたことを忘れずに維持し続ける機能
  3. 想起(remembering)・・・保持した情報を思い出す機能

この記事では、これらの機能を上記の用語で記述しますが、それぞれ、符号化(encoding)、貯蔵(storage)、検索(retrieval)とも呼ばれたりもします。

あらためて、短期記憶とは、比較的短い期間、頭の中に保持される記憶のことです。この短期記憶という考え方は、アトキンソンとシフリン(1968)が提唱した「二重貯蔵モデル」という考え方に基づいています2Atkinson, R. C., & Shiffrin, R. M. (1968). Human memory: A proposed system and its control processes. Psychology of learning and motivation, 2(4), 89-195.。このモデルは、記憶が次のものからなると説明しています。

  • 記憶が感覚器官から送られてきた情報を瞬時(0-2秒)保持される感覚記憶
  • 一時的に数個程度の情報を保持する短期記憶(short-term memory)
  • 長期的に大量の情報を保存することが出来る長期記憶(long-term memory)→詳しくはこちらの記事

つまり、記憶が保持される時間の長さによって短期記憶と長期記憶に区別されるということです。

1-2:短期記憶の例

この中でも短期記憶の働きは、日常的な場面を思い返してみると非常によくわかります。たとえば、以下の例を考えてみてください。

  • あなたのスマートフォンが壊れてしまったとします。やむなく、インターネットからお客様サポートセンターに連絡すると、一時的なパスワードとして、「3476」という数字が送られてきました
  • メモ帳が遠くにあったので、あなたはそのメモ帳にたどり着くまでこの数字を覚えてなければいけません
  • しかし、メモに数字を記入してしまえば、このような数字は覚えておく必要はないでしょう
  • おそらく、過去にこのような経験をしたことはあっても、その時メモに記した数字を覚えている人は少ないのではないでしょうか

これはメモの内容についての記憶が短期記憶に一時的に保持されただけで長期記憶に送られなかったために生じたと説明することが出来ます。



1-3:短期記憶と長期記憶

このような短期記憶と長期記憶が区別されることを示したのは、系列位置効果に関する実験的研究です。

実験概要

  • この実験では、実験参加者に十数個程度の意味のない無意味な単語(JSI、SWA、KLOなど)を学習させる
  • 単語は1つずつ順番に提示され、すべての提示が終わった後に、参加者は単語を再生することが求められる
  • この時、参加者を2つの条件に分けた。1つの条件は、課題提示終了後、すぐに再生を行う条件(この条件を「直後再生条件」と呼ぶ)
  • もう1つの条件は、課題提示終了後しばらく(30秒~1分程度)時間をおいてから再生を行う条件。この遅延時間の間、先ほど学習した単語を頭の中で繰り返したりできないように、実験参加者は簡単な計算課題に取り組んだ(この条件を「遅延再生条件」と呼ぶ)

実験の結果、直後再生条件の参加者は、はじめのほうに提示された単語と最後のほうに提示された単語の成績が良いことが明らかになりました。

対して、遅延再生条件の参加者は、はじめの方に提示された単語の成績は良いのですが、後の単語の再生成績は横ばいとなっていました。

この結果のように、はじめのほうに覚えた単語の再生成績が良いことを「初頭効果」といい、さいごのほうに覚えた単語の再生成績が良いことを「新近効果」といいます。この2つの効果がみられる理由は、長期記憶と短期記憶の性質の違いに基づいて説明されます。

1-3-1: 初頭効果

まず、初頭効果がみられる理由は、長期記憶の存在を支持する証拠となります。皆さんもこの実験の参加者の立場になって考えてみてください。今から順番に出てくる単語を覚えてくださいと言われたとき、どうしますか?

おそらく、頭の中で何度も繰り返すのではないでしょうか?この繰り返すという行為はリハーサルと呼ばれ、これを繰り返すことで、情報は長期記憶に送られるといわれています。

つまり、最初のほうの単語は何度も何度も繰り返されるため、長期記憶に送られやすいということです。長期記憶に送られた情報は、その性質上そう簡単には忘れません。そのため、遅延のような妨害が入った群でも、はじめの方の単語の成績が良かったということです。

1-3-2: 新近効果

対して、新近効果についての結果は短期記憶の存在を支持します。先ほどの長期記憶のみの説明の場合、最後のほうに提示された単語はほとんどリハーサルを行えません。いっぽうで、最後のほうの単語は提示されてからまだあまり時間がたっていません。

そのため、短期記憶に情報が保持されており、新近効果がみられたのだと説明出来ます。短期記憶の情報は、一時的に保持されるだけでリハーサルを行わなければすぐに忘却されます。

そのため、遅延再生条件のような妨害が入ると、短期記憶にある情報はどんどん失われてしまうということです。つまり、遅延再生条件では、少し時間をおいてから再生課題を行ったため、短期記憶に保持されていた情報が失われたということです。

ここまでの説明を聞くと、短い時間しか保持できなくて、しかも少しの情報しか保持できない短期記憶の必要性に疑問を感じる方もいるのではないでしょうか。しかし、短期記憶には非常に重要な役割があります。

それは、意識を向けるということです。短期記憶にある情報は、先ほど説明したリハーサルのように繰り返し再生したり、他の情報と統合したりすることが出来ます。たとえば、以下の例を考えてみてください。

  • 「119213361603」という数字を覚えなければならないとする
  • そのためには、一度短期記憶に保持してリハーサルする必要があるが、12桁の数字を記憶するのは容易ではない
  • しかし、この数字を「1192、1336、1603」と分けると鎌倉幕府、室町幕府、江戸幕府の創設年であることが分かる

このようにまとめ直せば、12桁の数字を記憶するよりも容易に記憶することが出来ますし、他の知識(幕府の創設年に関する知識)と関連付けることでより強固な記憶になります。

このように、短期記憶は一時的な保持の機能だけではなく、操作の役割を担っているのです。短期記憶は、このような操作の役割に着目して、作動記憶(ワーキングメモリ)と呼ばれて研究されることもあります。



1-4:短期記憶が弱い人の原因

さて、このような記憶の話をすると気になるのが、記憶力が強い弱いといった話です。記憶力という言葉は、心理学では基本的に使われません。しかしこの記事ではあえて一般的に浸透している意味での記憶力という言葉を使います。ここでは便宜的に、「どれだけ物事を記憶していられるか」を記憶力としましょう。

この短期記憶においてそのようなことはどのように説明されているのでしょうか?短期記憶に保持できる情報の量や保持時間は個人ごとに異なりますが、おもな一般的な成人の記憶容量は7±2チャンクといわれています。

この7±2チャンクがどのような単位でどのくらいの量なのかを説明するために、まずはチャンクという概念について説明します。

  • チャンクとは、意味をもった1つの情報のまとまりのこと
  • たとえば、先ほどの12桁の数字を覚えるような場合を考えてみましょう。「1、1、9、2、1、3、3、6、1、6、0、3」のように、数字ごとに覚えようとする場合、数字1つ1つが情報のまとまりとなるため、12チャンクの情報となる
  • 一方で、「1192、1336、1603」のように、幕府の創設年で分けた場合、1192が鎌倉幕府創設年、1336が室町幕府創設年、1603が江戸幕府の創設年というように、3つのチャンクの情報となる

つまり、振り返って成人の短期記憶に保持できる容量が7±2チャンクということは、このようなまとまった情報を、5個から9個程度保持できるということです。

短期記憶が強い弱いというのは、この短期記憶に保持する容量や保持しておく時間が多い少ないことを意味します。一方で、短期記憶の弱さは、記憶力の弱さと直結するわけではありません。

ここまで説明してきたように短期記憶は一時的な情報の置き場にすぎません。リハーサルなどを通して重要な情報を、長期記憶に送らなければ、その情報はすぐに廃棄されてしまいます。つまり、短期記憶が弱いからといって、記憶力が弱いことにはつながらないのです。

また、先ほどチャンクの話でもしたように同じ情報も、まとめ方次第で少ないチャンクで短期記憶に保持することが出来ます。つまり、情報の記憶の仕方を工夫することで、チャンクの最大容量で劣っていても多くの情報を保持できることを意味します。

一方で、何らかのケガや病気によって短期記憶の機能がこのような工夫によってどうにかならないくらい制限されてしまうこともあります。

短期記憶の機能が制限され、短期記憶から長期記憶に情報を送ることが出来ないことによって生じる記憶障害を「前向性健忘」といいます。前向性健忘とは、短期記憶に保持した情報を長期記憶に送ることが出来ないために、新しいことを記憶できなくなってしまうというものです。

1章のまとめ
  • 短期記憶とは、比較的短い期間、保持される記憶のことである
  • 短期記憶は一時的な保持の機能だけではなく、操作の役割を担っている
  • 短期記憶が弱いからといって、記憶力が弱いことにはつながらない
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2章:短期記憶に関する学術的な議論

さて、2章では短期記憶に関する学術的な議論を紹介します。

※ワーキングメモリに関して、以下の記事でも詳しく解説していますので、ぜひ参照ください。→【ワーキングメモリとは】意味からテストまでわかりやすく解説

2-1:短期記憶からワーキングメモリへ

アトキンソンとシフリン(1968)が提唱した二重貯蔵モデルでは、短期記憶は2つの貯蔵庫の内の1つというように考えられてきました。一方で、1-3の最後にも述べたように短期記憶は、情報を繰り返したり、まとめたり、他の情報と統合したりといった作業を行うための重要な場としても重要な役割を持っています。

短期記憶は、この作業を行うための場という観点にもとづき、ワーキングメモリいう観点で研究が拡張されていきました。

ワーキングメモリとは、

課題を達成するために必要な情報を意識の上で操作できるような状態で保持しておく機能のこと

です。

ワーキングメモリは「中央実行系」「視覚・空間的スケッチパット」「エピソードバッファ」「音韻ループ」の4つの要素からなっています3Baddeley, A. (2007). Working memory, thought, and action (Vol. 45). OuP Oxford.(アラン・バドリー, 井関 竜太, 斉藤 智, 川崎 惠里子 (訳) (2012). ワーキングメモリ:  思考と行為の心理学的基盤 誠信書房)

「中央実行系」は、ワーキングメモリのさまざまな処理を制御する機能を持っています。イメージとしてはワーキングメモリで行われる作業に対して指示を出す司令官です。

対して、「視覚・空間的スケッチパット」「エピソードバッファ」「音韻ループ」は、作業記憶内で扱う情報を保持するための貯蔵庫です。先ほどの単語記憶の実験でもある単語や文字列を覚えるとき、頭の中で音声として繰り返して覚えるという経験はだれしもあると思います。

  • 音韻ループ
    →頭の中で、言語情報を繰り返すことで、言語に関する情報を貯蔵する役割を担っているのが音韻ループです。
  • 視覚・空間的スケッチパット
    →言語化できない情報も処理をする必要があります。そのような非言語的な情報を保存する場合には、視覚・空間的スケッチパットに情報が保存されます。
  • エピソードバッファ
    →長期記憶に保存されている情報とのやりとりをするための機能です。過去に1度覚えた情報に関連する知識は覚えやすかったりするのはこのエピソードバッファにより、長期記憶にある知識とやり取りをしているためだといわれています。

人間が考えるということをする場合には、必ず何らかの情報をワーキングメモリで操作する必要があります。

  • たとえば、皆さん「A-Z」までのアルファベットを口に出しながら、ノートに九九の式と答えを書いてみてください
  • たったこれだけで、「A~Z」までのアルファベットを口に出したり、ノートに九九の式と答えを書いたりといった非常に簡単な行為が非常に難しくなる
  • これは、1つの作業に利用できるワーキングメモリが減るためである

このことは、非常に簡単なことをする際にもワーキングメモリが使われているということを示しています。つまり、ワーキングメモリひいては短期記憶は、思考や推論、言語等さまざまな認知活動の基盤となっているということです。

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3章:短期記憶について詳しく学べる本

短期記憶を理解することはできましたか?最後に、あなたの学びを深めるためのおすすめ書物を紹介します。

おすすめ書籍

オススメ度★★★ 市川伸一・伊東裕司・渡邊正孝・酒井邦嘉・安西祐一郎『岩波講座認知科学〈5〉記憶と学習』(岩波書店)

短期記憶に重点を置いたものではないが、記憶に関する教科書としてこの本をお勧めしたいです。古いので最新の知見は網羅されていないものの、わかりやすく体系立てて説明されている良書です。

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オススメ度★★ 伊東裕司「長期記憶 I-エピソード記憶と展望記憶-」『現代の認知心理学 2 記憶と日常』太田信夫、 厳島行雄 (編)(北大路書房)44-68頁

上述した書籍よりも新しい知見を含んだ教科書としてこちらもおすすめします。短期記憶や長期記憶、ワーキングメモリについてはもちろん、日常の中での記憶についての研究知見についても網羅されています。

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オススメ度★★★ アラン・バドリー『ワーキングメモリ:思考と行為の心理学的基盤』(誠信書房)

ワーキングメモリに関する代表的な研究者であるBaddeleyのワーキングメモリに関する本の訳本です。初学者には難易度が高いと思いますが、この分野について専門的に知りたい方には必読です。

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まとめ

最後にこの記事の内容をまとめます。

この記事のまとめ
  • 短期記憶とは、比較的短い期間、保持される記憶のことである
  • 短期記憶は一時的な保持の機能だけではなく、操作の役割を担っている
  • ワーキングメモリひいては短期記憶は、思考や推論、言語等さまざまな認知活動の基盤となっている

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参考文献

  • Atkinson, R. C., & Shiffrin, R. M. (1968). Human memory: A proposed system and its control processes. Psychology of learning and motivation2(4), 89-195.
  • Baddeley, A. (2007). Working memory, thought, and action (Vol. 45). OuP Oxford