فهم الذاكرة العاملة

كل فكرة جديدة تبدأ في الذاكرة العاملة.

سواء كان المرء يحل مسألة رياضية أو يتعلم مفهوماً جديداً، فإن الدماغ يحتفظ بالمعلومات ويعالجها مؤقتاً قبل اتخاذ قرار بشأن ما يجب فعله بها. وتتيح لنا مساحة العمل الذهنية هذه مقارنة الأفكار وحل المشكلات وربط المعلومات الجديدة بما نعرفه بالفعل.

ويطلق الباحثون على هذا النظام اسم الذاكرة العاملة. وعلى الرغم من أنه يعمل باستمرار طوال الحياة اليومية، إلا أن قدرته محدودة. وقد أصبح فهم تلك الحدود أحد الأسئلة المركزية في علم الأعصاب المعرفي وأبحاث التعلم.

تلعب الذاكرة العاملة دوراً مركزياً في التعلم والتفكير واتخاذ القرار. وبينما تقيس التقييمات التقليدية نتائج هذه العمليات، يجمع الباحثون بشكل متزايد بين التقييمات السلوكية وتخطيط كهربية الدماغ (EEG) للتحقيق في كيفية تغير متطلبات الذاكرة العاملة طوال المهمة، مما يوفر Insight إضافية حول كيفية معالجة الأشخاص للمعلومات أثناء حدوث عملية التعلم [1]، [2].

لماذا تهمنا الذاكرة العاملة

تقوم الذاكرة العاملة بما هو أكثر بكثير من مجرد الاحتفاظ بالمعلومات لبضع ثوانٍ.

فهي تتيح لنا فهم ما نقرأه، ومتابعة المحادثة، وحل المشكلات، وفهم الأفكار الجديدة. وحيثما يحدث التعلم، تكون الذاكرة العاملة حاضرة.

ونظراً لمحدودية قدرتها، فإن زيادة المتطلبات المعرفية يمكن أن تؤثر بسرعة على الأداء. ويساعد فهم هذه الحدود الباحثين على استقصاء سبب شعورنا بأن بعض تجارب التعلم سهلة الإدارة بينما يصبح بعضها الآخر مرهقاً ذهنياً.

الذاكرة العاملة مقابل الذاكرة طويلة المدى

تؤدي الذاكرة العاملة والذاكرة طويلة المدى أدواراً مختلفة.

تقوم الذاكرة العاملة بتخزين المعلومات اللازمة لمهمة فورية ومعالجتها مؤقتاً.

وتقوم الذاكرة طويلة المدى بتخزين المعرفة التي يمكن استرجاعها بعد فترة طويلة من تعلمها.

ويعتمد التعلم الناجح على التفاعل بين هذه الأنظمة. فالمعلومات الجديدة تخضع للمعالجة النشطة داخل الذاكرة العاملة قبل أن تصبح معرفة دائمة.

لماذا يدرس الباحثون الذاكرة العاملة

تؤثر الذاكرة العاملة على كل جانب من جوانب التعلم تقريباً.

ويدرسها الباحثون لفهم كيفية معالجة الأشخاص للمعلومات بشكل أفضل، ولماذا يتغير الأداء المعرفي عندما تصبح المهام أكثر تطلباً، وكيف يمكن جعل التعلم أكثر فعالية.

ونظراً لأن الذاكرة العاملة تقع في قلب العديد من العمليات المعرفية، فقد أصبحت موضوعاً أساسياً في علم الأعصاب المعرفي وعلم النفس وأبحاث التعليم.

كيف يدرس الباحثون الذاكرة العاملة

لا يمكن ملاحظة الذاكرة العاملة بشكل مباشر. وبدلاً من ذلك، يستقصي الباحثون كنهها من خلال مهام معرفية مصممة بعناية إلى جانب القياسات السلوكية والفيزيولوجية.

ويعد نموذج n-back task أحد أكثر النماذج استخداماً على نطاق واسع، حيث يحدد المشاركون ما إذا كان المنبه الحالي يتطابق مع منبه تم تقديمه قبل عدد محدد من الخطوات. ومع زيادة قيمة n، تفرض المهمة متطلبات أكبر تدريجياً على الذاكرة العاملة.

كما يستخدم الباحثون مهاماً مثل الحساب الذهني للتحقيق في جوانب مختلفة من الذاكرة العاملة. ويعتمد اختيار المهمة على السؤال المطروح، مما يذكرنا بأن تصميم التجربة لا يقل أهمية عن التكنولوجيا المستخدمة لجمع البيانات [1]، [2].

وغالباً ما يقترن الأداء السلوكي بتخطيط كهربية الدماغ (EEG)، مما يسمح للباحثين بالتحقيق في كيفية تغير نشاط الدماغ مع تقلب متطلبات الذاكرة العاملة طوال المهمة.

ما تخبرنا به الأبحاث

للذاكرة العاملة حدود يمكن قياسها.

تظهر الأبحاث باستمرار أن قدرة الذاكرة العاملة محدودة. ومع زيادة المتطلبات المعرفية، يزداد الجهد الذهني أيضاً، مما يؤثر على الدقة ووقت الاستجابة. وتساعد هذه النتائج في تفسير سبب زيادة صعوبة التعلم مع تراكم المعلومات.

طريقة قياس الباحثين للذاكرة العاملة تكتسب أهمية بالغة.

على الرغم من أن مهمة n-back تظل واحدة من أكثر النماذج استخداماً على نطاق واسع، إلا أنها ليست الخيار الوحيد. وتشير الدراسات المقارنة إلى أن مهام الذاكرة العاملة المختلفة يمكن أن تكشف عن جوانب مختلفة من الطلب المعرفي، مما يجعل اختيار المهمة جزءاً مهماً من تصميم التجربة [2].

يساهم تخطيط كهربية الدماغ (EEG) اللاسلكي في توسيع نطاق أبحاث الذاكرة العاملة.

أظهرت الدراسات الحديثة أن أنظمة تخطيط كهربية الدماغ المحمولة يمكن أن توفر قياسات فيزيولوجية قيمة إلى جانب التقييمات السلوكية. وتوفر هذه الأساليب معاً فهماً أغنى للذاكرة العاملة مما يمكن لأي منهما توفيره بمفرده [1].

وبدلاً من مجرد تأكيد ما أنجزه المشاركون، يمكن للباحثين البدء في استكشاف ما حدث معرفياً أثناء إكمالهم للمهمة.

من المهام المخبرية إلى أبحاث التعلم

يمتد البحث في الذاكرة العاملة بشكل متزايد إلى ما هو أبعد من التجارب المخبرية الخاضعة للرقابة.

حيث يدرس باحثو التعليم كيف تؤثر طرق التدريس على الطلب المعرفي. بينما يستكشف علماء الأعصاب المعرفيون كيف يتفاعل الانتباه والذاكرة أثناء التعلم. وعبر هذه الدراسات، توفر الذاكرة العاملة إطاراً مشتركاً لفهم كيفية معالجة الأشخاص للمعلومات الجديدة.

والنتيجة هي صورة أكثر ثراءً للتعلم تجمع بين الأداء السلوكي والبيانات الفيزيولوجية المستمرة.

اختيار نظام تخطيط كهربية الدماغ (EEG) لأبحاث الذاكرة العاملة

تتطلب الأسئلة البحثية المختلفة أنظمة تخطيط مختلفة لكهربية الدماغ (EEG). ويعتمد اختيار النظام المناسب على تصميم الدراسة، ومجتمع المشاركين، وبيئة التسجيل، وأهداف البحث.

Flex Gel و Flex Saline

Flex يدعم وضع الإلكترودات القابل للتهيئة مع ما يصل إلى 32 قناة لتخطيط كهربية الدماغ (EEG)، مما يجعله مناسباً تماماً لعلم الأعصاب المعرفي المتقدم وأبحاث التعليم.

Epoc X

Epoc X عبارة عن سماعة رأس لاسلكية لتخطيط كهربية الدماغ مكونة من 14 قناة ومصممة لعلم الأعصاب المعرفي والأبحاث المتنقلة. وتوفر الحصول على تخطيط كهربية الدماغ بدرجة بحثية مع السماح للمشاركين بأداء المهام المعرفية الطبيعية في البيئات المخبرية والواقعية.

Insight

Insight عبارة عن سماعة رأس لاسلكية خفيفة الوزن لتخطيط كهربية الدماغ مكونة من خمس قنوات ومناسبة لأبحاث التعليم والنشر التجريبي السريع حيث تكون سهولة الحمل والاستخدام من الأولويات.

مستقبل أبحاث الذاكرة العاملة

مع استمرار الباحثين في استكشاف كيفية تعلم الناس، تظل الذاكرة العاملة واحدة من أهم المفاهيم في العلوم المعرفية.

ويجعل تخطيط كهربية الدماغ اللاسلكي من الممكن استقصاء الذاكرة العاملة في بيئات طبيعية متزايدة، مما يوسع نطاق البحث إلى ما هو أبعد من التجارب المخبرية التقليدية ليشمل بيئات التعلم الحقيقية.

ومن خلال الجمع بين التقييمات السلوكية والقياسات الفيزيولوجية المستمرة، يبني الباحثون فهماً أكثر اكتمالاً لكيفية تطور التعلم بمرور الوقت.

النقاط الرئيسية المستخلصة

• تقوم الذاكرة العاملة بتخزين المعلومات اللازمة لإكمال المهام المعرفية ومعالجتها مؤقتاً.

• تؤدي الذاكرة العاملة والذاكرة طويلة المدى أدواراً متكاملة ولكنها متميزة في التعلم.

• يجمع الباحثون عادةً بين التقييمات السلوكية وتخطيط كهربية الدماغ (EEG) للتحقيق في متطلبات الذاكرة العاملة طوال المهمة.

• يساهم تخطيط كهربية الدماغ (EEG) المحمول في توسيع أبحاث الذاكرة العاملة لتشمل بيئات التعلم الحقيقية.

• يبدأ اختيار نظام تخطيط كهربية الدماغ بسؤال البحث وتصميم الدراسة.

ضع إطار عملك موضع التطبيق

لقد استكشفت كيف يحقق الباحثون في الذاكرة العاملة من خلال الجمع بين التقييمات السلوكية والقياسات الفيزيولوجية المستمرة. قارن بين أنظمة Emotiv لتخطيط كهربية الدماغ (EEG) لتحديد تكوينات القنوات وميزات التنقل والقدرات البحثية التي تدعم أهداف بحثك في الذاكرة العاملة على أفضل وجه.

قارن بين أنظمة تخطيط كهربية الدماغ (EEG)

قراءات مقترحة

• ما هو العبء الذهني؟

• ما الذي يمكن أن تعلّمنا إياه أبحاث العبء المعرفي حول التعلم

• كيف يساعد تخطيط كهربية الدماغ الباحثين في تصميم بيئات تعلم أفضل

• البحث الأكاديمي والحلول التعليمية

• شرح مقاييس الأداء

المراجع

[1] دراسة مقارنة حول تصنيف مهام الذاكرة العاملة باستخدام إشارات تخطيط كهربية الدماغ. منشور مؤتمر IEEE، 2017.

[2] ت. هوانغ، م. كيم، م. هوانغبو، وإي. أوه، "تحليل مقارن للمهام المعرفية لنمذجة العبء الذهني باستخدام مخطط كهربية الدماغ،" IEEE، 2014.

[3] ف. أونغوريانو ور. ج. لوبو، "تقييم الحالة العاطفية للتعلم باستخدام سماعات تخطيط كهربية الدماغ،" التعلم الإلكتروني والبرمجيات للتعليم، المجلد 1، الصفحات 587-593، 2015.