Philosophiae Doctores A sorozatban megjelent kötetek listája a kötet végén található 2
Németh Dezsõ A nyelvi folyamatok és az emlékezeti rendszerek kapcsolata AKADÉMIAI KIADÓ, BUDAPEST 3
Kiadja az Akadémiai Kiadó, az 1795-ben alapított Magyar Könyvkiadók és Könyvterjesztõk Egyesülésének tagja 1117 Budapest, Prielle Kornélia u. 19. www.akkrt.hu Elsõ magyar nyelvû kiadás: 2006 Németh Dezsõ, 2006 Minden jog fenntartva, beleértve a sokszorosítás, a nyilvános elõadás, a rádió- és televízióadás, valamint a fordítás jogát, az egyes fejezeteket illetõen is. 4
TARTALOM Köszönetnyilvánítás... 1. BEVEZETÉS FÕBB KÉRDÉSEK... Emlékezeti rendszerek... Nyelvi folyamatok... A modularitás kérdése... 2. A VERBÁLIS MUNKAMEMÓRIA... A munkamemória-modell... A verbális munkamemória... A munkamemória mérõeljárásai... Komplex munkamemória... Fejlõdés és munkamemória... A fonológiai hurok fejlõdését meghatározó tényezõk... Fonológiai hurok és nyelvtanulás... Fonológiai hurok és SLI... A munkamemória idegrendszeri háttere... 3. MUNKAMEMÓRIA ÉS MONDATMEGÉRTÉS A KAPACITÁSELMÉLET... Elméleti háttér... Egyéni különbségek... A kapacitáselmélet Just és Carpenter modellje... Független szintaktikai feldolgozás vs. kapacitás... A kapacitáselmélet kritikája: interpretatív vs. posztinterpretatív rendszerek... Munkamemória és mondatmegértés: elkülönült (SSIR) vagy közös erõforrás (SR)... Munkamemória és mondatmegértés 1. kísérlet... 9 11 11 12 14 15 15 17 19 20 22 22 25 27 28 32 32 33 34 42 47 48 50 5
Módszer... Eredmények... Az 1. kísérlet megbeszélése... A fonológiai hurok szerepe a mondatfeldolgozásban 2. kísérlet Módszer... Eredmények... A 2. kísérlet megbeszélése Többkomponensû vagy egységes munkamemória... A munkamemória fejlõdése és kapcsolata a megértéssel A nyelvi megértés proceduralizációja A 3. kísérlet... Módszer... Eredmények... A 3. kísérlet megbeszélése... Konklúzió... 4. MUNKAMEMÓRIA ÉS SZÖVEGMEGÉRTÉS... Elméleti háttér... Munkamemória és szövegmegértés A 4. kísérlet... Módszer... Eredmények... A 4. kísérlet megbeszélése... 50 53 54 55 56 57 58 58 60 61 63 64 66 66 68 68 69 71 5. MORFOLÓGIAI KOMPLEXITÁS KAPCSOLATA A VERBÁLIS MUNKAMEMÓRIA-TERJEDELEMMEL... Elméleti háttér... Morfológiai fogalmak... Szabályos és rendhagyó alakok... A magyar morfémarendszer sajátosságai... Verbális munkamemória és alaktani összetettség: 3 kísérlet (5, 6, 7. kísérlet)... Hipotézisek... Módszer... Eredmények... Az 5 7. kísérlet megbeszélése... 6. MUNKAMEMÓRIA ÉS KÉTNYELVÛSÉG... A munkamemória-modell és a kétnyelvûség... A kódváltás mint végrehajtó funkció... Megbeszélés... 6 73 73 73 74 75 76 76 77 83 103 106 106 108 112
7. AZ IMPLICIT RENDSZEREK ÉS A MONDATMEGÉRTÉS KAPCSOLATA... Elméleti háttér... A szavak és szabályok elmélete... A procedurális/deklaratív modell és idegrendszeri háttere... A procedurális deklaratív modell idegrendszeri bizonyítékai... Az implicit tanulás... Implicit tanulás és a mentális nyelvtan A 8. kísérlet... Módszer... Eredmények... A 8. kísérlet megbeszélése... Implicit tanulás és mondatmegértés Konklúzió... 113 114 114 115 116 119 125 125 127 129 129 8. KONKLÚZIÓ... IRODALOM... FÜGGELÉK... 1. AZ OLVASÁSITERJEDELEM- (READING SPAN) TESZT MAGYAR VÁLTOZATA... 2. A MUNKAMEMÓRIA ÉS MONDATMEGÉRTÉS KAPCSO- LATÁT VIZSGÁLÓ KÍSÉRLETEK MONDATANYAGA... 131 137 151 153 158 3. A SZÖVEGMEGÉRTÉS-KÍSÉRLETBEN HASZNÁLT SZÖVEGEK ÉS A MEGÉRTÉST ELLENÕRZÕ KÉRDÉSEK... 163 7
8
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Szeretném megköszönni témavezetõmnek, Kónya Anikónak a sok idõt, amelyet rám fordított és a sok segítséget, lelkesítést. Pléh Csabát második témavezetõmnek tekintem. Tanácsai és támogatása nélkül ezek a kutatások nem jöttek volna létre. Racsmány Mihály, Krajcsi Attila és Lukács Ágnes ötletei, velük folytatott eszmecserék és motiváló hatásuk nélkülözhetetlen volt e disszertáció létrejöttében. Az implicit tanulás és mondatmegértés kapcsolatának kutatásai Háden Gábor, Ambrus Géza, Orosz Gábor, Gönczi Dániel, Aczél Balázs; a verbális munkamemória és morfológiai komplexitás kapcsolatának vizsgálata Ivády Rozália Eszter, Miháltz Márton; a szövegmegértés-vizsgálatok pedig Magyari Lilla segítségével születtek meg. Köszönöm nekik a közös munkát. A kísérletek felvételében nagy segítséget nyújtott Katzenbach Zita, Garab Edit Anna, Kovács Noémi, Birkás Béla, Tóth Kinga. Köszönettel tartozom Molnár Zsuzsának, Boa Melindának és Hoffmann Ildikónak, akik a kézirat rendezésében segítettek. Köszönöm az SZTE-BTK Pszichológia Tanszékének támogatását. És családomnak 9
10
1. BEVEZETÉS FÕBB KÉRDÉSEK A nyelvtõl részben vagy teljesen független kognitív rendszerek jelentõs hatással vannak a nyelvi folyamatokra. Nyelvfejlõdéssel, nyelvfeldolgozással és nyelvi zavarokkal nem lehet, s nem is szabad csak a nyelvbõl kiindulva foglalkozni; ugyanis a nem nyelvi kognitív rendszerek komolyan befolyásolják, korlátozzák a nyelvi mûködést. A nyelvi folyamatok egyéni különbségeinek és patológiájának hátterében is sokszor nem a szûk értelemben vett nyelvi rendszerek állnak. A nyelvi mûködést leginkább meghatározó nem nyelvi kognitív rendszerek az emlékezeti rendszerek. A disszertáció célja, hogy a modern emlékezetkutatás és a pszicholingvisztika eszköztára segítségével szemléleti és módszertani keretet adjon a nyelvi folyamatok és emlékezeti rendszerek kapcsolatának vizsgálatához, feltérképezéséhez. Emlékezeti rendszerek A disszertáció központi kérdése, hogy a különbözõ emlékezeti rendszerek milyen szerepet töltenek be a nyelvi folyamatokban. Két nagy emlékezeti rendszerrel fogok foglalkozni részletesen: a munkaemlékezettel és az implicit/procedurális rendszerrel. Mivel a deklaratív emlékezeti rendszerek nyelvben betöltött szerepe (mentális lexikon szervezõdése, a szemantikus emlékezet, sémák) jól kidolgozott szakirodalommal rendelkezik, ezért ez a téma nem képezi tárgyát a disszertációnak. Munkaemlékezet. Már a hatvanas években felmerült, hogy kapcsolat van a közvetlen emlékezet és a mondatmegértés között. Ekkor jelenik meg a kapacitáskorlát fogalma: a közvetlen emlékezet terjedelme jelentõsen befolyásolhatja a frázisszerkezeti fa felépítését a megértés és produkció folyamán (jó áttekintést ad Pléh, 1974). 11
Negyven évvel késõbb a kérdés azért érdekes, mert immár kidolgozott rövid távú emlékezeti modelljeink vannak, és a módszertani repertoár is jelentõsen kibõvült. Mind a mai napig számos pszicholingvisztikai és nyelvészeti tankönyv és szakirodalom csak használja a munkamemória vagy a rövid távú emlékezet fogalmát, de nem állít mögé egy kidolgozott modellt, jóllehet a kísérleti pszichológiában már évtizedek óta léteznek ezek a fogalmak. A munkaemlékezeti modellek két típusát melyek magyarázni próbálják a nyelvi folyamatokat és a nyelvfeldolgozás egyéni különbségeit fogom vizsgálni. Az egyik a Baddeley-féle többkomponensû modell (2. fejezet), a másik elsõsorban a Just és Carpenter nevéhez köthetõ általános erõforrást feltételezõ modell (részletesen l. 3. és 4. fejezet). Miközben a disszertáció központi kérdése, hogy: a) az olyan nyelvi folyamatokban, mint a mondat- és szövegmegértés, morfológia és a kétnyelvû nyelvhasználat, milyen szerepe van a munkaemlékezetnek; próbál választ keresni arra a kérdésre is, hogy: b) mely munkaemlékezeti modellnek nagyobb a magyarázó ereje. Implicit/Procedurális rendszerek. Az implicit rendszerek és a mondatmegértés kapcsolata szintén nem elõzmény nélküli. Az 1960-as és 70-es években Chomsky kompetencia és performancia megkülönböztetése nyomán a kísérleti kutatás középpontjába kerültek az automatikus nyelvi és átkódolási folyamatok, valamint a beszélõ implicit nyelvismerete és ennek mozgósításának kérdése. A mondatmegértés és munkamemória fejezetek (3. fejezet) bemutatják, hogy a megértés, nyelvi feldolgozás idõben késõi szakaszaira komoly hatással van a korlátozott munkamemória-kapacitás. A gyors és automatikus nyelvi folyamatokról mint a szintaktikai feldolgozás, a mondatmegértés idõben korai szakaszának kognitív hátterérõl azonban az utóbbi évekig szinte semmit nem tudtunk. Az implicit/procedurális rendszerek adhatnak választ a kérdésre. A 7. fejezet kérdései: a) vajon van-e kapcsolat a mondatmegértés, a mentális nyelvtan és az implicit/procedurális rendszerek között, b) milyen módszerekkel lehet ezt vizsgálni. Nyelvi folyamatok A disszertáció visszatérõ kérdése, hogy a különbözõ nyelvi folyamatokat hogyan befolyásolják, hogyan korlátozzák az emlékezeti rendszerek. Vajon a különbözõ nyelvi folyamatok hátterében milyen emlékezeti rendszer húzódik meg? 12
1. táblázat. A nyelvi folyamatok és emlékezeti rendszerek. A kurziválás azt jelzi, hogy a disszertációban empirikus rész is tartozik hozzá A nyelvi és emlékezeti rendszerek Hol vannak a kapcsolódási pontok? Nyelvi folyamatok Emlékezeti rendszerek Mondatmegértés interpretatív szakasza Mondatmegértés posztinterpretatív szakasza Morfológiai folyamatok Szövegmegértés Kétnyelvûség Kódváltás Olvasás Olvasástanulás Nyelvelsajátítás Nyelvtanulás? Fonológiai Hurok Szemantikus Emlékezet Fonológiai Tár Ismétlés Központi végrehajtó Téri-vizuális vázlattömb Implicit tanulás Munkaemlékezet Explicit/Deklaratív Rendszerek Implicit/Nem-deklaratív rendszerek A nyelvi folyamatok elkülöníthetõek aszerint, hogy automatikusak vagy tudatos erõfeszítést igényelnek, más szavakkal implicit vagy explicit nyelvi folyamatokról van-e szó 1. Megkülönböztethetjük a feldolgozási sebesség alapján is: gyors, illetve lassú nyelvi folyamatok. A gyors nyelvi folyamatok csak on-line, menetközbeni eljárásokkal vizsgálhatóak (önütemezett olvasás, szemmozgás-regisztráció) és 400 500 ms alatti reakcióidõk jellemzik. Ilyen például a mondatmegértés korai szakasza, a szintaktikai feldolgozás. A lassú nyelvi folyamatokat 500-600 ms-nál nagyobb reakcióidõk jellemzik és utólagos, úgynevezett off-line eljárásokkal vizsgálhatóak, mint például a mondatismétlés vagy a megértést ellenõrzõ kérdések. Izgalmas tehát a kérdés, hogy a gyors és lassú, automatikus és nem-automatikus nyelvi folyamatok hátterében elkülönült emlékezeti rendszerek állnak-e. 1 Az emlékezeti szakirodalom implicit és explicit megkülönböztetése és a nyelvi implicit, ill. explicit elkülönítés nem mosható össze. 13
2. táblázat. A disszertáció fõbb kérdései és elméleti, módszertani háttere Kérdésfelvetés Elméleti háttér Módszer A mondatmegértés egyéni különbségeinek hátterében álló munkaemlékezeti komponensek A mondatmegértés egyéni különbségeinek hátterében álló munkamemória komponensek különbözõ életkori csoportokban A szövegmegértés egyéni különbségeinek hátterében álló munkaemlékezeti komponensek Morfológiailag komplex szavak rövid távú tárolása Implicit tanulás és mondatmegértés kapcsolata Kétnyelvûek kódváltásának munkaemlékezeti háttere Just és Carpenter (1992, 1996) Caplan és Water (1999) Just és Carpenter (1992, 1996) Caplan és Water (1999) Daneman és Carpenter (1980) Just és Carpenter (1992, 1996) Taft (1979) Baddeley (2003) Ullman (2001) Pinker és Ullman (2002) Hernandez és mtsai (2000) Önütemezett olvasási helyzet, olvasási terjedelem teszt, álszóteszt Önütemezett olvasási helyzet, olvasási terjedelem teszt, álszóteszt Olvasási idõ, megértést ellenõrzõ kérdések, álszó-teszt, olvasási terjedelem, számterjedelem, fordított számterjedelem Szóterjedelem, számterjedelem, álszóteszt Kettõs terheléses helyzet: SRT + párhuzamos feladat Önütemezett olvasás kódváltás alatt, munkamemória-tesztek Kísérletek sorszáma Fejezet 1, 2. 3. 3. 3. 4. 4. 5, 6, 7. 5. 8. 7. Elõkísérlet 6. A modularitás kérdése A nyelv és emlékezet kapcsolatának kutatása a modularitás általánosabb elméleti kérdéséhez is választ adhat. Ha a nyelvi folyamatokat nemcsak segíti, hanem inherensen befolyásolja is az emlékezeti mûködés, akkor az erõs modularista, a modulok enkapszuláltságát hangsúlyozó hipotézis (Fodor, 1983) megkérdõjelezõdik; és a moduláris felfogás csak egy lágyabb változata tartható (részletesebben l. 3. fejezet). 14
2. A VERBÁLIS MUNKAMEMÓRIA A disszertáció egyik központi kérdése az, hogyan határozza meg a munkamemória a nyelvi folyamatokat. A 2. és 3. fejezetben bemutatok két eltérõ munkamemória-megközelítést. Ebben a fejezetben a Baddeley-féle többkomponensû munkamemória-modellrõl lesz szó, mely több ponton is polemizál a 3. fejezetben bemutatásra kerülõ egykomponensû, egy általános erõforrást hangsúlyozó munkamemória-modellel, mely Just és Carpenter nevéhez köthetõ. A munkamemória-modell A hatvanas, hetvenes években a rövid távú memóriát viszonylag egységes és passzív rendszerként írták le, mely elõszobája a hosszú idejû tárnak (Atkinson és Shiffrin, 1968; Murdock, 1974). Baddeley és Hitch (1974) számos kísérleti adatra hivatkozva elvetette az egységes memória hipotézist, és egy több komponensû, dinamikus rendszert tételeztek fel. A modell a munkamemóriát egy olyan korlátozott kapacitású rendszerként tételezi fel, mely párhuzamos hozzáférést biztosít a tudat számára az eltérõ reprezentációkhoz, fenntartja és manipulálja az információt a kognitív feladathelyzetekben, mint például következtetés, tanulás, nyelvi megértés, képzelet, problémamegoldás, és független információkat hoz interakcióba (Baddeley, 1997; magyarul áttekintést ad Racsmány, 2004). Az egységes rövid távú rendszer feladása szükségessé tette több munkamemória-alrendszer feltételezését. Az eredeti elmélet egy központi végrehajtó rendszert és két modalitás-specifikus alrendszert tételez fel: 1. fonológiai hurok (eredetileg artikulációs hurok), 2. téri-vizuális vázlattömb, és a központi végrehajtó rendszer. Baddeley munkamemória-modelljének (Baddeley és Hitch, 1974) újítása tehát az volt, hogy a rövid távú emlékezetet egy olyan aktív, többkomponensû és dinamikus rendszernek képzelte 15
el, melyben nemcsak tároljuk az információt, hanem mûveleteket is végzünk vele. Baddeley (2000) újabb elméletében egy epizodikus puffer rendszert is feltételez a különbözõ forrásból származó információk, valamint a sorrendiség kezelésére és tudatos fenntartására. A munkamemória alrendszerei közül a vizuális és téri információk idõleges tárolásáért a téri-vizuális vázlattömb, míg a fonológiai, beszédalapú információk idõleges tárolásáért a fonológiai hurok a felelõs (1. ábra). Huroknak nevezzük, mert úgy gondoljuk, hogy a hallott anyag rövid idejû belsõ artikulációs ismételgetését biztosítja. Ezek a komponensek mind viselkedéses, mind idegtudományi módszerekkel is elkülöníthetõk, ezenkívül a fejlõdésük üteme is eltérõ (Baddeley, 2001; Smith és Jonides, 1998; Gathercole, 1999). Téri-vizuális vázlattömb. A téri-vizuális vázlattömb az eredeti modellben a téri-vizuális ingerek megtartásáért és manipulálásáért felelõs alrendszer. Nem egy egységes rendszer: létezik egy önálló téri és egy önálló vizuális munkamemória (Baddeley és Logie, 1999, Racsmány, 1998). Központi végrehajtó. A központi végrehajtó egy olyan korlátozott kapacitású, modalitásfüggetlen rendszer, melyet fokozottan használunk, mikor a megismerést jobban terhelõ feladattal kerülünk szembe. Az eredeti modellben a központi végrehajtó (central executive) funkciója a két periféria (a téri-vizuális vázlattömb és a fonológiai hurok) összehangolása és modulálása, az erõforrások elosztása, valamint a kapcsolattartás a hosszú távú emlékezettel. Norman és Shallice (1986) Ellenõrzõ Figyelmi Rendszer (SAS) modellje az, amelynek segítségével próbálja magyarázni (Baddeley, 2001) a központi végrehajtó mûködését. (A központi végrehajtó magyarázó szerepérõl l. Parkin [1998] vs. Baddeley [1998b] vitát.) A modellben a két rövid távú (puffer) rendszer a két alapvetõ érzékleti rendszernek felel meg, melyek biztosítják a gyorsan változó környezet változásainak állandó nyomon követését (fluid rendszerek), és a háttér-információval való illesztését (kikristályosodott rendszerek) (1. ábra). A központi végrehajtó pedig többek között a cselekvési célokhoz igazítja a beérkezõ információt. Komplex verbális munkamemóriáról a fonológiai hurok és a végrehajtó funkciók egyidejû mûködésekor beszélünk. Ezek a komponensek együttesen segítenek bennünket az olyan bonyolult nyelvi feladatoknál, mint az összetett mondatok feldolgozása, a szövegmegértés, vagy éppen az idegen nyelvû mondatok megértése, fordítása. (A munkamemória-modellrõl magyarul Racsmány, 2004; Baddeley újabb módosításairól, Baddeley, 2000; Baddeley és Logie, 1999). 16
Központi végrehajtó Téri vizuális vázlattömb Epizódikus puffer Fonológiai hurok Vizuális szemantika Epizódikus hosszú távú emlékezet Nyelv Fluid rendszerek Kikristályosodott rendszerek 1. ábra. A munkamemória-modell (Baddeley, 2000) A verbális munkamemória Fonológiai hurok. A fonológiai hurok Baddeley (2001) modellje szerint egy olyan alrendszer, mely fonológiai (beszéd alapú) formában tárolja az információt, és csak kismértékben terheli a központi végrehajtót. E rendszer mûködését demonstráló alapjelenségek: a fonológiai hasonlósági hatás, a szóhosszúsági hatás, az artikulációs elnyomási hatás, és a nem figyelt beszéd hatása (Baddeley, 2001). A fonológiai hasonlósági hatásra jó példa, hogy a fonológiailag hasonló mássalhangzókból álló listán gyakoribb a fonológiai hibázás, és a szeriális közvetlen felidézés leromlik. Az artikulációs elnyomás (vagy artikulációs elfedés) technikáját alkalmazva kimutatható, hogy nincs fonológiai hasonlósági hatás, ha vizuális ingerprezentáció esetén (olvasás) a megjegyzéssel egy idõben hangos artikulációt kell végezni. Ezzel a technikával a szubvokalizációt lehet megakadályozni. Ha például számterjedelem feladat közben hangos artikulációt végez a kísérleti személy (hangosan mondogatja, hogy ban-ban-ban), akkor jelentõsen leromlik a terjedelem, függetlenül attól, hogy auditorosan vagy 17
vizuálisan mutattuk be az ingereket. Az artikulációs elnyomás lerontja a szóhosszúsági hatást is, ez utóbbi azt jelenti, hogy gyengébb a felidézési teljesítmény szólista-tanulásnál, ha a lista hosszabb szavakból áll. Ennél a jelenségnél elsõsorban a hangzási idõ, illetve kimondási idõtartam számít. Markáns és sokat idézett példa erre, hogy a walesi gyermekek számterjedelme kisebb, mint angol anyanyelvû társaiké, melynek oka az lehet, hogy a walesi számnevek hosszabb artikulációt igényelnek, mint az angolok (Ellis és Henneley, 1980). A nem figyelt beszéd hatását jól demonstrálják Salamé kísérletei (Baddeley, 2001). Ha vizuális ingerprezentációval végzett klasszikus számterjedelem feladattal párhuzamosan idegen nyelvû szöveg felolvasását hallotta a kísérleti személy, akkor jelentõsen leromlott a számterjedelme. Ez abban az esetben is bekövetkezett, ha értelmetlen szót (álszó) hallott a kísérleti személy. A fonológiai hurok a módosított munkamemória elméletben egy kétkomponensû rendszer, mely egy fonológiai tárból áll és egy artikulációs hurokból. A fonológiai tár, melyet Baddeley és munkatársai belsõ fülnek neveztek, 2 másodpercig tartja fenn a hallott anyagot. Az artikulációs hurok ( belsõ hang ) a tárban lévõ anyagot ismételgetés révén frissíti, lehetõvé téve a relatíve hosszabb ideig történõ megtartást. A vizuálisan bemutatott ingerek, például olvasás során, az artikulációs hurok által jutnak a tárba. Ezért figyelhetõ meg az a jelenség, hogy artikulációs elnyomás hatására leromlik az emlékezeti teljesítmény. Az artikulációs frissítéssel kapcsolatos figyelemre méltó megfigyelés, hogy súlyosan anarthriás és dysarthriás személyeknél, akiknél a beszéd sem vokálisan, sem szubvokálisan nem lehetséges, van szóhosszúsági hatás, ami a fonológiai hurok mûködését mutatja (Gathercole & Hitch, 1993). A rövid távú emlékezeti feladatokban 7 éves kor körül bekövetkezõ ugrásszerû javulás szintén az ismétlési komponenshez köthetõ (Gathercole, 1999). Amikor fonológiai hurokról vagy rövid távú memóriáról beszélünk, nem szabad megfeledkezni a hosszú távú memória hatásáról sem. Közhelynek számít az a megállapítás, hogy létezõ szavakból álló lista megjegyzése lényegesen könnyebb, mint a nem-szavakból álló listáé. E lexikalizációs (szóforma) hatáson túl kimutatható az is, hogy azok a feladatok, melyekben olyan értelmetlen szavakból álló listát kell megjegyezni, vagy olyan szavakat kell azonnal visszamondani, melyek az anyanyelv fonológiai mintázatába illeszkednek (pl. serkápanta) könnyebbek, mint amelyek hangzásban is eltérnek az elsõ nyelvtõl (pl.: strömpf). Azt a folyamatot, mikor a hiányos fonológiai anyagot rekonstruáljuk a már korábban tárolt anyagok (tudás), 18
illetve a nyelv lexikai, szemantikai, vagy fonológiai tulajdonságai segítségével, redintegrációnak 2 nevezzük. Ez a rekonstrukciós folyamat az emlékezet tárolási és elõhívási szakaszában fordulhat elõ (Gathercole, 1999). A munkamemória mérõeljárásai Számos eljárást dolgoztak ki a munkamemória kapacitás mérésére, amelyek általában a munkamemória más-más komponenseire irányulnak (3. táblázat). (Errõl részletesebben: Gathercole és McCarthy [1994], Gathercole és Pickering [2000], magyarul pedig Racsmány és mtsai [2006], Németh és mtsai [2001]). Legtöbbször egymástól független tételeket kell a kísérleti személyeknek visszamondaniuk, hogy a hosszú távú memória hatásait ki lehessen zárni. Az eljárások megegyeznek abban, hogy az emlékezeti tesztekben a tételeket rövid idõn belül, azonnal kell visszamondani a kísérleti személyeknek úgy, hogy a bemutatott anyag már nincs jelen. Az emlékezetben tartott elemek száma fokozatosan nõ addig a kritikus pontig, amikor a felidézés pontatlanná válik. A memóriakapacitást a legtöbb még tökéletesen visszahívott elem számával szokták jellemezni. 3. táblázat. A munkamemória mérõeljárásai (Gathercole, 1999 alapján) Téri-vizuális vázlattömb Corsi-kocka (Corsi blocks) Mintázatterjedelem (Pattern span) Központi végrehajtó Hallgatási terjedelem (Listening span) Számolási terjedelem (Counting span) Visszafele számterjedelem (Backward digit span) N-et vissza (N-back task) Olvasásterjedelem (Reading span) Fonológiai hurok Álszó-ismétlés (Non-word repetition) Számterjedelem (digit span) Szóterjedelem (recall of words) 2 A redintegráció kifejezés (redintegration) a latin redintegro szóból eredeztethetõ. 19
A fonológiai hurok legismertebb mérõeljárásai: a számterjedelem (digit span), a szóterjedelem (word span), és az álszó ismétlési feladat (non-word repetition) (4. táblázat). Az álszó-ismétlési feladatnál a személynek az a feladata, hogy egyre hosszabb, értelmetlen szavakat hallás után ismételjen meg. A nem-szavak megegyeznek a vizsgálati személy anyanyelvének fonológiai struktúrájával. Az azonnali (másodpercen belüli) visszamondás miatt artikulációs frissítés, ismételgetés nem, vagy csak igen kis mértékben történik, ezért ez a teszt elsõsorban a fonológiai tárat terheli. Az álszóismétlési teszt a fonológiai hurok egyik legtisztább mérõeljárása. A kritikája a tesztnek, hogy mindenképpen vokalizációt kíván, és ezért a hibázás produkciós eredetû is lehet, miközben a fonológiai tár ép. Komplex munkamemória Nem szabad elfeledkeznünk arról, hogy Baddeley klasszikussá vált modelljén kívül léteznek a munkamemóriára vonatkozó egyéb elképzelések is (Miyake, 1999), melyek közül néhány bizonyos pontokon összeegyeztethetõ a klasszikus modellel. A komplex munkamemóriát az alternatív elméletekben többféleképpen képzelik el (Gathercole, 1999): 1. egy flexibilis, egységes erõforrás-rendszert, mely egyszerre felelõs az információtárolásért és -manipulálásért (Daneman és Carpenter, 1980, Just és Carpenter, 1992) (részletesen l. 3. fejezet); 2. a hosszú távú memória egy aktivált részét, melyet egy gátlási mechanizmusokkal felruházott figyelmi rendszer szabályoz (Engle, 1999); 3. egy olyan hívóinger alapú rövid távú memóriamûködést, mely hozzáfér a specializált elõhívási struktúrákkal szervezett hosszú távú munkamemória-rendszerekhez (Ericsson és Kintsch, 1995). Az utóbbi években egyre többen vonják kétségbe a klasszikus modell érvényességét kísérleti pszichológiai és idegtudományi adatokra hivatkozva. A legjelentõsebb ellentábor, Nairne (2002) és Ruchkin és mtsai (2002) kutatásai megkérdõjelezik a hosszú távú emlékezettõl elkülönült, architekturális és folyamati szinten is független rövid távú emlékezet létezését. 20
4. táblázat. A verbális munkamemória mérõeljárásai (Gathercole, 1999 alapján). Az elsõ három feladat a fonológiai hurok mérõeljárása. Az olvasási terjedelem és a fordított számterjedelem egy komplex verbális munkamemória-mérõ eljárás (l. Racsmány és mtsai, 2006) Mérõeljárás Mi a feladat? Helyes válasz Számterjedelem (digit span) Ugyanabban a sorrendben mondd vissza a következõ számokat! 6 2 9 7... 6 2 9 7 Szóterjedelem (recall of words) 4 1 8 5 3... Ugyanabban a sorrendben mondd vissza a következõ számokat! alma sapka kutya 4 1 8 5 3 alma sapka kutya Álszó-ismétlés (Non-word repetition) Fordított számterjedelem (backward digit span) Olvasásterjedelem (Reading span) nadrág kuka barack papír Mondd vissza a következõ szót! tarembik hápamarogány intogszocolarásu Mondd vissza fordított sorrendben a következõ számokat! 5 9 7 3 8 6 1 4 2 Mondd vissza a következõ mondatok utolsó szavait ugyanabban a sorrendben! Nyaranta, amikor késõ este van, a nyitott ablakon át csak úgy tódul be a madárszó és a kellemes meleg. Szabó Kati nagyon szeret a közeli modern uszodába járni, mert egyik kedvenc idõtöltése az úszás. nadrág kuka barack papír tarembik hápamarogány intogszocolarásu 5 9 7 3 8 6 1 4 2 meleg úszás 21
Fejlõdés és munkamemória A munkamemória-alrendszerek fejlõdésének üteme jelentõsen eltér egymástól. Míg a perifériás rendszerek mint a fonológiahurok kapacitásának növekedése hamarabb lezárul, addig a komplex munkamemória-feladatokkal (n-back, olvasási terjedelem) mért rendszer/rendszerek fejlõdése elnyúlik, lassabb ütemû és jobban jellemzõ rá az öregkori leromlás (Carpenter et al., 1994; Gathercole, 1999). Case és kollégái (1982) szerint azért nõ együtt a gyerekek életkorával a munkamemória-kapacitás, mert a képességeik fejlõdésével kevesebb erõforrás kell az információ manipulálásához, és így több marad a tárolásnak. A komplex munkamemória, központi végrehajtó önmagában is nehezen definiálható része a munkamemória modellnek, a fejlõdése szintén. Két elméleti keret (Gathercole, 1999) próbál a fejlõdésrõl számot adni: 1. trade-off modell és 2. ellenõrzött figyelmi rendszer, melyekre nem térünk ki. A fonológiai hurok (verbális munkamemória) fejlõdése azonban részletesebben kerül tárgyalásra. A fonológiai hurok fejlõdését meghatározó tényezõk A számterjedelemmel, álszó-ismétléssel mért fonológiai hurok fejlõdése a szakirodalmi adatok szerint 7 10 éves kor körül lezárul, idõs kori leromlása egészséges személyeknél kevésbé figyelhetõ meg (Gathercole és Hitch, 1993; Gathercole, 1999). A fonológiai huroknak jelentõs szerepe van a nyelvfejlõdésben 1. a nyelvelsajátítás motorja, mivel kritikus szerepe van a nyelvelsajátításban, szókincsbõvülésben, 2. meghatározó a második nyelv tanulásában, 3. befolyásolja az olvasástanulást (Baddeley, Gathercole, Papagno, 1998; Baddeley, 2001; Racsmány, 2004; Németh, Racsmány, Kónya, Pléh, 2001). A felnõtt kísérleti személyeken végzett kutatások több különbözõ folyamatot azonosítottak, amelyek felelõsek a verbális információk rövid idejû tárolásáért. Ezeket a folyamatokat külön-külön kell megvizsgálni ahhoz, hogy a fonológiai hurok fejlõdésérõl tudjunk mondani valamit. A fonológiai hurok fejlõdését befolyásoló tényezõk közül az alábbiakban hét kerül rövid bemutatásra (Gathercole, 1999 alapján). 1. Perceptuális elemzés. A beszédhangok korai perceptuális feldolgozása fontos elõfeltétele annak, hogy a fonológiai emléknyom sikeresen kialakulhasson. A korai perceptuális elemzési képesség indirekt oka lehet a 22
fonológiai emlékezeti feladatokban nyújtott teljesítménynek. Például Bishop kimutatta, hogy SLI-s gyermekek (Specifikus Nyelvi Károsodás), akiknek az álszó-teszt átlagai egyébként alacsonyabbak egészséges társaikhoz képest, rosszabbul teljesítenek olyan feladatokban, mint rövid hangok finom diszkriminációja (idézi Gathercole, 1999, áttekintéshez l. Leonard, 2000). 2. Szenzoros memória (tár). A beszédalapú információ bemutatásakor egy szenzoros és egy fonológiai természetû emléknyom keletkezik párhuzamosan. A szenzoros memóriában a beszédrészletek fizikai tulajdonságai tárolódnak. Idõsebb gyermekek szenzoros memóriájának mind a kapacitása, mind a perzisztenciája nagyobb. 3. Fonológiai tár. A szenzoros szignál fonológiai szerkezete a perceptuális elemzés és szegmentáció után képezõdik le. Ez a fonológiai nyom a szenzoros tárhoz képest már kevésbé sérül más akusztikai ingerek hatására. A munkamemória modellben ezek az emléknyomok a fonológiai tárban tárolódnak, mely a fonológiai hurok komponens része; a tárban lévõ ismétléses frissítés hiányában 2 3 másodperc múlva elhalványulnak (vö. elhalványulás vs. interferencia vita). A fonológiai tár fejlõdése elsõsorban az elhalványulás mértékétõl és a kódolás minõségétõl függ. 4. Sorrendre való emlékezés. A legtöbb emlékezeti feladatnál nemcsak magukra az itemekre, hanem azok sorrendjére is emlékezni kell. Pezsgõ vita tárgya még napjainkban is a sorrendre való emlékezés pontos mechanizmusainak mibenléte. Pickering (1998) és munkatársai 5 és 8 éves gyermekek között a sorrendre való emlékezésben nem találtak különbséget, jóllehet a szólista felidézése idõsebb gyermekeknél jobb volt. A két csoport sorrendi hibáinak mintázata is teljesen megegyezett. Ugyanakkor a 8 évnél idõsebb gyermekek, valamint a felnõttek kevesebb sorrendi hibát mutatnak, mint a 8 évesek. Az idõsebbeknél hibázáskor az item elmozdulása a célhelytõl sokkal kisebb, mint a fiatalabbaknál (order error span). Valószínûleg az idõsebbek jobban képesek kódolni az item kontextusát, és emiatt jobb a sorrendre történõ emlékezés. 5. Szubvokális ismétlés. A fonológiai hurok frissítési mechanizmusa a szubvokális ismétlés, amelynek segítségével a fonológiai tárban tárolt reprezentáció elhalványulása késõbb következik be. Hétéves kor alatt a gyermekek nem képesek a vizuális információt verbálisba spontán módon átkódolni a rövid távú emlékezetben, mert 7 éves kor alatt még nincs aktív szubvokális ismétlés sem. Hétéves kor után viszont ugrásszerûen emelkedik az ismétlési ráta és ez a rövid távú tárolási kapacitás ugrásszerû emelkedéséhez vezet, ugyanis az ismétlés fejlõdése csökkenti a nyomelhalványulást. 23
6. Elõhívás. Fontos szerepet játszik a memóriafejlõdésben az itemek egymás utáni elõhívási sebessége. Cowan (1998) kimutatta, hogy 7 és 11 év közötti gyermekek emlékezetiterjedelem-különbségeinek hátterében az elõhíváskor az elemek közötti szünetek idõtartama a felelõs. Idõsebb gyermekeknél gyorsabb az elõhívási ráta (itemek között kisebb idõ telik el). Az elõhívási ráta és a fentebb említett ismétlési ráta egymástól függetlenül kapcsolódnak az emlékezeti terjedelemhez. 7. Redintegráció. Azt a folyamatot, mikor a hiányos fonológiai anyagot rekonstruáljuk a fonológiai tárban a már korábban tárolt anyag (tudás), a nyelv lexikai, szemantikai, vagy fonológiai tulajdonságai segítségével, redintegrációnak nevezzük. Ennek a rekonstrukciós folyamatnak a hatékonysága idõsebb gyermekeknél nagyobb, de már 6 éves korban megfigyelhetõ. Összefoglalva tehát a fonológiai hurok fejlõdése nem vezethetõ vissza egyetlen okra. Több folyamat/rendszer párhuzamos és legalábbis részben független mûködésének és fejlõdésének az eredménye. 1.6 T E L J E S Í T M É N Y 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 2 4 6 8 10 12 14 16 Életkor 2. ábra. Munkamemória-teszteken nyújtott teljesítmény Életkori bontás. Kék négyzet: számterjedelem; sötét háromszög: álszó-ismétlés; kör: számterjedelem; zöld négyzet: Corsi-kocka; világos háromszög: hallgatási terjedelem; fekete kör: fordított számterjedelem. Az életkori csoportok teljesítménye a kilencévesek teljesítményátlagához van arányosítva. (Forrás: Gathercole, 1999, 411. oldal) 24
Fonológiai hurok és nyelvtanulás Az utóbbi idõk kutatásának eredményei rávilágítottak arra, hogy a fonológiai huroknak jelentõs szerepe van a nyelvelsajátításban és a második nyelv tanulásában (Baddeley et al., 1998, Racsmány et. al. 2001). Szoros kapcsolat mutatható ki a szótár vagy szókincs növekedése és a fonológiai hurok fejlõdése között. Longitudinális vizsgálatok bizonyítják, hogy a fonológiai hurok korábbi életkorban megfigyelt kapacitásbeli különbségei jól bejósolják a késõbbi szókincsnövekedést. Az álszó-ismétlési teszt korrelál legjobban a szótárral, még abban az esetben is, ha az elemzések folyamán parciális korrelációs statisztikai elemzéssel az IQ hatását kiküszöböljük. Számos bizonyíték van arra, hogy a fonológiai hurok jelentõs szerepet játszik az új szavak tanulásában. Egy kísérletben gyermekeknek játékállatok nevét kellett megtanulniuk: ezek vagy újszerûek voltak (pl.: Hübedin, Cselika), vagy ismerõsek (pl.: Misi, Attila). Az elsõ esetben a nagy fonológiaihurok-kapacitású gyermekek jobban teljesítettek, mint a kis kapacitásúak, míg ismerõs nevek esetén nem volt különbség a kis és a nagy kapacitású csoport között. Egy másik kísérletben szó-álszó párok tanulásakor a nagy fonológiaihurok-kapacitású gyermekek jobban teljesítettek, mint a kisebb kapacitású társaik, míg szó-szó tanulási helyzetben itt sem volt különbség a két csoport között. Service (1992) longitudinális vizsgálatban mutatta ki, hogy az álszó ismétlési teszttel és a számterjedelem feladattal mért 9 10 éves kori fonológiaihurok-kapacitás jó predikátora a 2 évvel késõbb mért második nyelvi teljesítménynek. Egy másik vizsgálatban poliglott (legalább 3 nyelven beszélõ) és nem poliglott személynek mérték meg az IQ-ját, téri-vizuális rövid távú emlékezeti és verbális munkamemória-feladatokban nyújtott teljesítményét. A két csoport között számterjedelem és álszó-ismétlési tesztben volt különbség a többnyelvûek javára. A fenti eredmények arra utalnak, hogy a fonológiai hurok, azon belül is a fonológiai tár a nyelvelsajátítás, nyelvtanulás egyik motorja (Baddeley et al., 1998, magyarul Racsmány, 2004). Az eredmények azért figyelemre méltóak, mert egy látszólag rövid távú hatás (a rövid távú emlékezet terjedelme) egy hosszú távú hatást (szókincsbõvülés) eredményez. Vajon a fonológiai hurok az, ami segíti a szókincsnövekedést, vagy a megnövekedett szókincs közvetve javítja fel a fonológiaihurok-terjedelmet? Mivel a fentebb említett vizsgálatok eredményei korrelációs adatokra épülnek, az ok-okozati kapcsolatok továbbra is nyitott kérdések maradnak. Az egyik lehetõség, hogy a fonológai hurok, azon belül is a fonológiai tár 25
segít új szavak hosszú távú megõrzésében, és az álszó-tesztben elért teljesítmény a fonológiai hurok és a hosszú távú fonológiai memória fejlõdésének következménye. A Fonológiai hurok (Fonológiai rövid távú memória) Álszó-ismétlés B Szókincsnövekedés Álszó-ismétlés Fonológiai hosszú távú memória) Szegmentált lexikai reprezentációk 3. ábra. 2 modell, mely az álszó-tesztben elért teljesítmény okait magyarázza. Az A modellben a fonológiai tár az oka az álszó-ismétlési teljesítmény javulásának és a fonológiai hosszú távú memóriának, szókincsnövekedésnek. A B modellben az álszó-ismétlési tesztben elért teljesítménynövekedést közvetve a szótár növekedése okozza. (Gathercole, 1999, 415. o. alapján) A másik nézõpont Brown és Hulme modellje azonban azt állítja (Brown, 1996, Gathercole, 1999), hogy a szókincsnövekedés miatt jobb lesz a szótagok, lexikai egységek finom szegmentálására való képességünk. Ahogy nõ a szótár, egyre több szegmentált lexikai reprezentációnk lesz, és egyre jobban teljesítünk álszavak (nem-szavak) ismétlésében (3. ábra). Ezt a modellt támasztja alá Gathercole (1995) vizsgálata, melyben kimutatta, hogy az angol szavakhoz jobban hasonlító nem-szavak visszamondása szignifikánsan könnyebb, mint az angol szavakhoz kevésbé hasonlítóké. Az álszó tesztben nyújtott teljesítmény tehát erõteljesen függ a már meglévõ nyelvi tudástól, készségtõl. Ezt a lexikalitási hatást sikerült kimutatni kétnyelvû személyeken is (Thorn et al, 2002). Ugyanakkor fontos megemlíteni, hogy ez a markáns hatás eltûnik, ha a feladat nem visszamondás, hanem felismerés, ami az artikulációs komponens szerepére utal (Thorn et al, 2002; Baddeley, 2003). Ha figyelembe veszünk újabb kísérleti eredményeket is, akkor a mérleg nyelve inkább az elsõ (A) modell felé billen (Gathercole, 1999). 26
Fonológiai hurok és SLI A verbális munkamemória és -fejlõdés kapcsolatát jól szemléltetik a nyelvpatológiai kutatások is. A fonológiai hurok korlátozott kapacitását használják számos nyelvfejlõdési zavar magyarázatára is, mint például az SLI (Specific Language Impairment), vagy magyarul specifikus nyelvi károsodás esetében (Gathercole és Baddeley, 1990, Nichols at al., 2004). Az SLI olyan kognitív fejlõdési rendellenesség, melyre nyelvi deficit jellemzõ, miközben egyéb képességek normális fejlõdést mutatnak. Hallási, kognitív vagy neurológiai károsodás nem mutatható ki e diagnosztikus kategória definíciója szerint. Ez a definíció ma már nagyon megkérdõjelezõdött, mivel a finomabb elemzések számos egyéb alulmûködést tártak fel (Leonard, 2000, McArthur and Bishop, 2004). Ezek a gyerekek relatíve késõn kezdenek el beszélni, és akkor is alacsonyabb nyelvi szinten és kevesebb kifejezést produkálnak, mint koruk, vagy intelligenciájuk alapján várható lenne. Károsodás mutatható ki a nyelv fonológiai, morfológiai és szintaktikai aspektusaiban is (Joanisse, Seidenberg, 1998). Fonológia. SLI-s gyermeknek komoly problémái vannak olyan szavak kimondásakor, melyeknél mássalhangzó torlódás fordul elõ, de nehézségekbe ütközik a szavak fonológiai szerkezetének elemzése is. Nem tudják azonosítani ugyanazon kezdõ fonémával kezdõdõ szavakat; például hogy a bank és a beteg szavak elsõ hangja megegyezik. Normál személyeknél rosszabbul teljesítenek akkor is, amikor a hallott beszédben detektálni, kategorizálni kell egy fonémát (például a t-t). Értelmetlen szavak ismétlésében is rosszabbul teljesítenek. Morfológia. Affixumok és összetett szavak képzése is normál szint alatti. Angol anyanyelvû SLI-s gyermekek különösen új szavaknál rosszul teljesítenek a múlt idõ és a többes szám képzésében. Jó példa erre a wugteszt, mely során jelentés nélküli szavaknak kell többes számát képezni (például wug, blick). E tesztnél a korosztályuknál rosszabbul teljesítenek az SLI-s gyermekek. Szintaxis. Összetett és passzív mondatok elemzése szintén nehezen megy ezeknek a gyerekeknek. Joanisse és Seidenberg (1998) az SLI hátterében fonológiai szintû folyamatokat tételez fel. Véleményük szerint a nyelv különbözõ aspektusainak károsodása is összekapcsolható ezen a szinten. A fonológiai munkamemória korlátozott kapacitása vethetõ fel az SLI magyarázataként. Ezt a hipotézist támasztják alá a fonológiai hurokkal kapcsolatos vizsgálatok is (Gathercole és Baddeley, 1990; Baddeley, Gathercole, Papagno, 1998). SLI-s 27
gyermekeknél a fonológiailag új szavak tanulása a kontrollhoz képest gyenge, míg ismert szavak esetén a teljesítmény a két csoport között megegyezik. Ez az eredmény akkor is igaz, ha a kontrollt egészséges, de nyelvileg egyszintû csoportok alkotják. Álszó ismétlés tesztnél is az SLI csoport teljesítménye lényegesen alacsonyabb, mint az egészséges kontrollcsoporté. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a specifikus nyelvi károsodás hátterében a fonológiai hurok deficitje (is) áll. Az álszóismétlés-teszten mutatott teljesítmények alapján a fonológiai hurok tárkomponense felelõs az SLI tüneteiért. Az álszó-teszt mindezeket figyelembe véve diagnosztikus jelentõségû e tünetcsoportnál. A fentiekben csak annyit szerettem volna bemutatni, hogy a fonológiai huroknak komoly szerepe van a nyelvfejlõdésben és bizonyos nyelvfejlõdési zavarokban. Az SLI magyarázatához ez önmagában természetesen nem elegendõ (l. még pl. Leonard, 2000, Bishop, 2003, van der Lely, 1999). A munkamemória idegrendszeri háttere A rövid távú emlékezet, illetve a munkamemória komponensei neuroanatómiai hátterének feltérképezésére számos módszer áll rendelkezésre. Ilyenek például a léziós állatkísérletek, a kognitív neuropszichológiai, az elektrofiziológiai vagy a hemodinamikai módszerek. A munkamemóriát vizsgáló állatkísérletekben gyakran alkalmaznak késleltetettválasz-teszteket (delayed-response tests), mely során az ingerprezentációt néhány másodperces szünet követi (késleltetés szakasza), majd az állatnak ki kell választania a helyes választ, például a táplálék helyére vonatkozót. Ezeknél a feladatoknál a primáta kísérletek eredményei alapján a prefrontális területek, valamint a parietális-prefrontális kapcsolatok játszanak jelentõs szerepet (Goldman-Rakic, 1987). Az elektrofiziológiai módszerek, mint például az ERPs (event-related potentials) vagy az ERFs (event-related magnetic fields) elõnyei: a nagy idõi felbontás, kényelmes kísérleti alkalmazhatóság; míg hátránya a gyenge téri felbontás. A hemodinamikai módszerek megjelenésével az emlékezet agyi architektúrájának feltárása jelentõsen felgyorsult. A modern agyi képalkotó eljárások (PET, fmri) a helyi agy véráramlását (rcbf) érzékelik, és így térképezik fel a relatív neurális aktivitást. E módszerek elõnye a nagy téri felbontás, mely igen pontos lokalizációt tesz lehetõvé. E szempont alapján az fmri (functional magnetic resonance imaging) jelenleg megelõzi a PET-et 28
(pozitron emission tomography). Utóbbi módszerek gyengébb idõi felbontásuk ellenére a kognitív idegtudomány egyik fõ pillérét alkotják (a módszerekrõl jó áttekintést ad Rugg, 1999; valamint Gulyás, 1999). A hemodinamikai módszerek eredményeinek interpretációját jelentõsen segíti, de ugyanakkor korlátok közé szorítja az agyi károsodásokból származó kognitív zavarok (például amnézia) elemzése (Gabrieli et al., 1998). A teljesség igénye nélkül az alábbiakban összefoglalóan mutatom be a modern funkcionális képalkotó eljárások néhány eredményét a munkamemória-kutatás területén (l. még 5. táblázat) (Cabeza, Nyberg, 2000; Smith, Jonides, 1998 alapján). A munkamemóriát többnyire prefrontális kérgi aktivitással szokták összekapcsolni. Fokozott aktivitás mutatható ki a Brodmann 6, 44, 9, és 46 területeken. A 44-es területen található aktivációnövekedés inkább verbális és numerikus feladatoknál mutatható ki, mint téri, illetve vizuális feladatoknál, és bal féltekei lateralizáció (Broca-terület) is megfigyelhetõ, ezért e területet (Br. 44) a fonológiai folyamatokkal, fonológiai feldolgozással kapcsolják össze. A 6-os terület mind verbális és téri feladatoknál, mind problémamegoldás során aktív, ezért ez általános, nem pedig anyag-, vagy feladatspecifikus munkamemória-mûveletekhez köthetõ. A 9 és 46-os területek az elõbbiekkel szemben feladatspecifikusnak mondhatók: olyan mûveletekhez köthetõek, melyek a munkamemória tartalmát manipulálják, mint például az N-et vissza (N-back) feladatnál; ugyanakkor nem mutatható ki relatív aktiváció ezeken a területeken (Br. 9, 46), amikor tisztán az információ folyamatos fenntartásáról van szó, mint a késleltetettválasz-feladatoknál. Az N-et vissza feladat a központi végrehajtó mûködésével kapcsolható össze. A téri munkamemória-feladatoknál dorzolaterális prefrontális területek aktivációja jellemzõ. A fonológiai hurok komponenseinek lokalizációja is eltér. A fonológiai tár a bal parietális, míg az artikulációs frissítés komponenshez bal prefrontális aktiváció, a 44-es terület (Broca) köthetõ. A problémamegoldó feladatoknál mint a London Torony, vagy a WCST (Wisconsin Card Sorting Task), amelyeknél magas szintû munkamemória mûködés jellemzõ, a 9/46-os terület mutat megnövekedett aktivációt. Mivel ezek közül több is téri hangsúlyú feladat is, nem véletlen, hogy ezek a területek részben megegyeznek a téri munkamemória területeivel. A 10-es terület olyan magas szintû mûködésekre reflektál, mint a következtetés/tervezés, és külön figyelmet érdemel, hogy ez a terület összefügg a problémamegoldó feladatok epizodikus aspektusával. Központi végrehajtóval kapcsolatban érdekes eredményt mutat be D Esposito et al. (1995), aki azt találta, hogy két olyan feladat, melyek 29
külön-külön nem mutatnak prefrontális aktivitást, ha azonban egyidejûleg, szimultán adjuk ezeket, akkor mid-dorzális prefrontális aktivitás jellemzõ. A Stanford Egyetemen részben eltérõ eredményre jutottak Bunge és munkatársai (2000), akik egy idõben, és természetesen külön-külön is adtak a kísérleti személyeknek mondatolvasási, valamint rövidtávúmemória-feladatot (utóbbiban 5 szót kellett rövid ideig tárolni). A kettõs feladathelyzetben megnövekedett frontáliskéreg-aktivációt regisztráltak (fmri), hasonlóan ahhoz, mint amikor a feladatokat külön-külön adták. De kettõs feladathelyzetben a külön-külön helyzetekhez képest új prefrontális terület nem aktiválódott. A központi végrehajtó és végrehajtó funkciók kutatása a kognitív idegtudomány divatos területe, így még számos eredmény várható, melyek talán majd feloldják az ellentmondásokat. 5. táblázat. A rövid távú memória és munkamemória neuroanatómiája modern agyi képalkotó eljárások alapján (készült Gathercole, 1999, 412. Box 2. alapján) A munkamemória és kérgi aktivitás Munkamemória (Rövid távú emlékezet) típusa Kérgi területek Hemiszférium Brodmann terület Fonológiai tár (Storage) poszterior parietális Bal 40 artikulációs frissítés Broca terület, Bal 44, 6 (Rehearsal) premotoros kéreg, Bal 6 szuplementer motoros Bal kéreg Téri inferior prefrontális Jobb 47 tár (Storage) anterior okcipitális, Jobb 19, 40 frissítés (Rehearsal) poszterior parietális Jobb 6 premotoros kéreg Végrehajtó funkciók (executive processes) dorzolaterális prefrontális kéreg Bal/ Bilaterális 9, 10, 44, 45, 46 30 4. ábra. Az agy citoarchitektonikai régiói (Brodmann szerint)
Végezetül még egy megjegyzés. Újabb kutatások eredménye, hogy a kisagy kognitív folyamatokban (implicit tanulás, nyelv, emlékezet) betöltött szerepe egyáltalán nem elhanyagolható, és túlmutat az artikuláció motoros kontrollján. A verbális munkamemória mûködésében, szûkebben a fonológiai hurok frissítés komponensében is jelentõs szerepe van (Desmond, Fiez, 1998). 31
3. MUNKAMEMÓRIA ÉS MONDATMEGÉRTÉS A KAPACITÁSELMÉLET Ebben a fejezetben bemutatásra kerül Just és Carpenter (1992, 1996) egykomponensû munkamemória-elképzelése és annak kritikája. Áttekintem a mondatmegértés fõbb elméleti problémáit (a moduláris-interakciós vitát) és ezek kapcsolatát a munkamemória-kapacitással. A két magyar nyelvû kísérletben empirikusan próbálom tesztelni a mondatmegértés és munkamemória kapcsolatának elméleti megközelítéseit. Elméleti háttér A mondatmegértés és a nyelvi teljesítmények tanulmányozásának számos elméleti megközelítése közül azt mutatom be az alábbiakban, mely a munka-memória szerepét hangsúlyozza. A munkamemória kapacitás mondatmegértést befolyásoló szerepe nem új gondolat a pszicholingvisztikában. A mondatmegértés és az emlékezeti rendszerek kapcsolatának problematikája már a 60-as és 70-es években jelen volt (vö. Pléh, 1974). A nyelvfeldolgozás egyéni különbségeit már ekkor is emlékezeti rendszerekkel hozták kapcsolatba. Például a jó és rossz olvasók különbségeit Perfetti és Lesgold (1977) azonos okokra vezették vissza: a rövid távú emlékezetre. A mai kapacitáselméletek sok szempontból a mai munkamemória-koncepciónak megfelelõen fogalmazzák át a hetvenes évek rövidtávúmemória-alapú elméleteit. Természetesen számos tényezõ befolyásolja egy mondat megértését: ilyen például a szórend vagy a prozódia. Gibson és Pearlmutter (1998) idõlegesen kétértelmû mondatok tanulmányozása után négy tényezõcsoportra hívja fel a figyelmet, melyek menet közben befolyásolhatják egy mondat interpretációját a nyelvtani megszorításokon túl: 1. Lexikális szintû megkötések (lexical constraints) a mondat egyedi szavairól milyen tudásunk van; 32
2. Kontextuskorlát (contextual constarints) a mondat kontextusa, illetve világról való tudásunk, diskurzus; 3. A rendelkezésre álló komputációs erõforrás korlátai (computational constraints) korlátozott feldolgozási és tárolási kapacitás, munkamemória; 4. Mondatszintû kontingencia gyakoriságkorlát (phrase-level contingent frequency constraints) a mondat felépítése a szintaktikai szerkezetek gyakorisága alapján. Az alábbiakban a 3. pontot fogjuk körüljárni, olyan kísérleteket is bemutatva, melyek kétértelmû mondatokat használnak, akárcsak Gibson és Pearlmutter (1998). Nemcsak a munkamemória-korlát szempontjából érdekesek az idõlegesen kétértelmû, úgynevezett garden-path (kerti ösvény) mondatokkal végzett kísérletek, hanem azért is, mert ezeknél a mondatoknál különösen jól lehet menet közben (on-line) vizsgálni a mondatmegértés folyamatát, például a tudás vagy kontextus idõbeli támadáspontját. A magyar nyelv érdekessége, hogy ezek a mondatok morfológiai alapon szervezõdnek, szemben a konfigurációs nyelvek hasonló mondataival (Pléh, 1998). Egyéni különbségek Amikor a munkamemória szerepérõl vagy korlátozott kapacitásról beszélünk, akkor arra a kérdésre is próbálunk válaszolni, hogy mi áll a nyelvfeldolgozás egyéni különbségeinek hátterében. Egyéni különbségeken azokat a különbségeket értjük, melyek a nyelvi feladatokban jó és rossz, lassú és gyors személyek között megfigyelhetõk; de ide tartoznak a normál és valamilyen nyelvi károsodást mutató személyek, vagy gyermekek és felnõttek közötti különbségek is nyelvi feladatokban. Mi áll az egyéni különbségek hátterében? Mivel lehet magyarázni az olyan nyelvi károsodásokat, mint az SLI vagy afázia? Az egyik lehetséges választípusba a nyelvtani alapú magyarázatok tartoznak. Ezek olyan modularista elméletek, melyek szerint a különbségek vagy nyelvi károsodások hátterében a nyelvi modul vagy nyelvi fakultás sérülése, zavara áll (Pinker, 1994). Ebbe a típusba sorolható Grodzinsky (1995) elmélete is, melyben az agrammatikus beszédmegértést a nyomtörlõdés elméletével magyarázza. A másik megközelítést a kapacitáselméletek adják, melyek a tárolás és feldolgozás felõl próbálnak válaszolni a kérdésekre, és hangsúlyozzák a munkamemória szerepét. 33
Nézzük meg a két megközelítés különbségeit az SLI (Specific Language Impairment) nyelvfejlõdési zavarra adott magyarázatukon keresztül (van der Lely és Christiansen et al., 1999). Az egyik tábor (Gopnik, 1990) a reprezentációk sérülésében látja az SLI gyermekek nyelvi feladatokban és a szabályos inflexiós morfológiában nyújtott gyengébb teljesítményének okát, miközben szerintük az emlékezeti és feldolgozási rendszerek épek. A másik tábor (Elman, Bates, Johnson, Karmiloff-Smith, Parisi & Plunkett, 1996; Joanisse és Seidenberg, 1998) a feldolgozási folyamatokat, inputrendszereket, és emlékezeti komponenseket hangsúlyozza a nyelvtan specifikus deficitjével szemben. Utóbbi nézet összhangban van Karmiloff-Smith (1998) neurokonstruktivista szemléletével, mely a merev moduláris elméletek helyett a modularizáció fejlõdési folyamataira helyezi a hangsúlyt, és a rendellenességek okait alacsonyabb szinten kutatja, mint a károsodott kognitív modulok. A neurokonstruktivista szemlélet a minél fiatalabb korban kezdõdõ longitudinális kutatásokat preferálja. Így a fejlõdési folyamatról pontosabb képet kapunk, mely könnyebbé teheti a kognitív károsodások és egyéni különbségek megértését. Az SLI esetében az alacsonyabb szintû magyarázat többek között a fonológiai feldolgozást teszi felelõssé a morfológiai és más nyelvi zavarokért. A rövid távú fonológiai feldolgozó és emlékezeti rendszereknek komoly szerepük van a megértésben és produkcióban. Az alábbiakban a többkomponensû munkamemória-modell és annak fonológiai hurok komponense azért kap központi helyet, mert valószínûsíthetõ, hogy a mondatmegértésen túl a morfológiai feldolgozásban is jelentõs szerepet játszik. A kapacitáselmélet Just és Carpenter modellje Just és Carpenter (1992) kapacitás elméletének kiindulópontja az, hogy a nyelvfeldolgozás egyéni különbségei mögött nem feltétlenül a nyelvi tudásbeli eltérések, hanem egy korlátozott kapacitású feldolgozó és tároló rendszer, vagyis a munkamemória áll. A mondatmegértésnek ez a megközelítése CC-READER (Capacity Constrained Reader) modellként ismert. A kapacitás elmélet szerint a nagyobb terjedelmû munkamemóriával rendelkezõ személyek megértési feladatokban jobban teljesítenek, mint az alacsonyabbak, például azért, mert több komputációs erõforrás áll a rendelkezésükre, hogy felépítsenek, és elemezzenek egy mondatszerkezetet, és több lehetséges interpretációt is tudnak a fejükben tartani a mondatfeldolgozás folyamata során. 34