Центральное управление и подчиненная система рабочей памяти

Подчеркнуто, что рабочая память помогает объединять сенсорную информацию из различных источников, при получении информации от одного канала значительно ранее, чем от другого, например пробовать и видеть, звук и вкус. Baddely и Hiltch (1974) предложили модель рабочей памяти, состоящей из трех частей, включащих центрального исполнителя или диспетчера внимания и две активные

«рабские системы», артикуляционную или фонологическую петлю для информации на основе речи и визуально-пространственный блокнот для визуально-пространственной информации. Визуально-пространственный блокнот может быть далее разделен на две части: визуальный и пространственный. Таким образом, рабочая память, как полагают, является временным хранилищем дистрибутивов разных когнитивных субсистем (Klapp, 1983; Monsell, 1984), имеющих общее управление.

Отдел центрального управления рабочей памяти. Известный английский невропатолог Хьюлинс Джэксон был, вероятно, одним из первых, сформулировавших представления о функциях центральной нервной системы в виде «вертикальной» структуры, состоящей из трех основных уровней, представленных на «низшем» уровне (спинной и стволовой мозг), перепредставленных на «среднем» уровне (моторные и сенсорные области мозговой коры), и переперепредставленных на «высшем» уровне (район лобной доли) (Hilling Jackson, 1869,1884). Позже Гольдштейн отличал «периферию» коры от «центральной коры» (Goldstein, 1934; 1948). Пока повреждения корковой периферии приводили к расстройствам «средств» или «инструментов» умственной деятельности, повреждения «центральной коры» ведут к ухудшениям «абстрактной ориентации и категорического поведения», которые представляют «динамические структуры» на «динамическом фоне» в соответствии с точкой зрения гештальт-психологии о выборе «фигуры» из «фона». «Центральная кора» включает, согласно Гольдштейну, прежде всего лобную долю, теменную долю и островковую долю большого мозга.

Концепцию основного исполнителя, выдвинутую Бэддели, можно рассматривать как попытку дальнейшего развития идей относительно функции «самого высокого» или «центрального» уровня мозговой обработки информации, в этом случае связанную с функцией рабочей памяти. После опубликования работы Baddeley и Hiltch (1974) концепция рабочей памяти и основного исполнителя в качестве ее составляющей привлекла особое внимание в последующих публикациях и вызвала горячие возражения против принятия основного исполнителя как отдельной единицы (Parkin, 1998) и роли рабочей памяти в выборе ответа, большей, чем у основного исполнителя (Kimberg, 1998).

Пример, подтверждающий основную исполнительную роль рабочей памяти, представлен в ранней работе Baddeley и Hilch (1974). В этом исследовании работа памяти нормальных испытуемых была исследована относительно цифровой перегрузки. Недостаток в работе памяти наблюдался при увеличении цифровой перегрузки выше некоторого уровня. Был сделан вывод, что в создание такого состояния был вовлечен центральный исполнитель, и результаты не могут быть отнесены ни к какой подчиненной системе. В других исследованиях Бэддели с соавт. в 1986 году изучал расстройства в координации информации от отдельных подсистем центральным исполнителем. Испытуемый должен был запомнить последовательность цифр при выполнении слежения за точкой. Пациенты с болезнью Альцгеймера продемонстрировали видимые трудности в координации этих двух задач. Нормальные пожилые испытуемые не отличались от молодых при координации этих двух задач.

Подтверждение существования исполнительного компонента рабочей памяти базировалось также на использовании теории Norman и Shallice о Контролирующей Активационной Системе (SAS), которая начинает принимать действия и переадресовывать, когда автоматические, рутинные действия не достаточны, к примеру решение ситуации с двумя конкурирующими типами поведения (Norman, Shallice, 1986). Расстройства SAS могут быть использованы для объяснения таких признаков повреждений лобных долей, как персеверация, так как дисфункция S AS может привести к неспособности прервать установленный ответ -как в тесте WCST.

В дополнение к WCST, нарушения исполнительного контроля сопровождали другие задания, определяющие способность преодолевать обычный конвенционный тип ответа, такой как Trial Making Test, часть В Halstead-Reitan Нейропсихо-логического Тестового Ряда (Reitan, Wolfson, 1985), когда испытуемый должен чередовать хорошо автоматизированные последовательности чисел и букв алфавита. Поиск новых подходов необходим при выполнении задания теста Струпа (Sttoop Test), когда цвет букв слова не соответствует его использованию в качестве названия другого цвета. Нарушения в выполнении подобных испытаний можно заметить у пациентов с повреждениями лобных долей. Их можно рассматривать как проявления дисэкзекутивного синдрома.

С тех пор дисэкзекутивный синдром стал часто описываться как результат повреждений лобной доли, а критика концепции центрального исполнителя базировалась в основном на основании результатов, показывающих, что определенная область лобной доли может быть связана с выполнением заданий различного типа (Parkin, 1998), например дорсолатеральная префронтальная кора — в отсроченном сравнении пространственно-зрительной информации (Godman-Rakic, 1987), в то время как вентрально-орбитальная часть лобной доли вовлечена в обработку информации о лицах и специфических объектах (Wilson, 1993). Пациенты с односторонней лобной лобэктомией или с синдромом Аспергера могут показать нормальные результаты при выполнении заданий, страдая при этом расстройствами социальных функций (Goldshtein, 1993). Другие примеры, основанные на исследованиях восприятия зрительных изображений, были также упомянуты Parkin, 1998. Некоторые из авторов подчеркнули роль рабочей памяти в различных функциях префронтальной коры, включая исполнительное управление (Kimberg, 1998).

В ответ на заключение Пэркин, что нет «никакого свидетельства локализации центрального исполнителя», и различные задания на выполнение «связаны с различным нервным субстратом», Бэддели (1998) отступил от первоначального более твердого понимания центрального исполнителя как модульной, целостной системы, с унитарным анатомическим местоположением. Он подчеркивает, что обработанные процессы управления дифференцируются по крайней мере на восемь исполнительных подпроцессов (Shallice, Burgess, 1996). Бэддели процитировал другие текущие исследования, направленные на торможение центральной исполнительной системы через ее компоненты, например, изучение выполнения двойной задачи (Baddeley, 1997). Он также широко обсуждает роль исполнительных систем в различных заданиях, требующих участия внимания к роли исполни-

тельной системы, в разделении контроля внимания за подчиненными системами, в сосредоточении внимания и переключении внимания. Он защищает использование концепции исполнительных процессов от вопросов о их анатомической локализации, притом что исполнительные процессы могут быть связаны не только с лобной локализацией, но также и с другими локализациями, признавая с энтузиазмом, что «пациенты с лобными повреждениями не всегда будут показывать экзекутивный дефицит» (Baddeley, 1998, с. 524). Согласно Baddeley и Hitch (1974), центральный исполнитель объединяет информацию от двух главных подчиненных систем, которые включают артикуляционную или фонологическую петлю и визуально-пространственный блокнот (scetchpad).

Предполагалось, что функциональная роль фонологической петли давала возможность приобретения языка путем несловесного повтора в процессе наработки словарного запаса у детей (Gathercole, Baddeley, 1989). Особое внимание уделялось несоответствию в способности обработать объекты, лица и слова на предсе-мантических уровнях пациентами с ассоциативной агнозией и деменцией, когда пациенты не могут придать значения, основанные на структурном и семантическом компоненте информации (Markowitsch, 1994). Предполагалось, что визуально-пространственные субкомпоненты вовлечены в приобретение визуальной и пространственной информации по образцу.

Роль «центрального исполнителя» направлена на обработку неконвенциональной информации, которая требуется для преодоления рутины хорошо усвоенных действий или помогает в обработке распознавания или действия, усложненного, к примеру, преградой перед объектом или местом, ведущей к тому, что свойства, необходимые для успешной обработки информации, недостаточны. Такие действия могут базироваться на дифференцировании и распознавании простых и сложных свойств, их последовательностей на уровне рабочей памяти, определенной как подчиненная система. Нарушения на этом уровне могут привести к ухудшениям на «центральном исполнительном» уровне, основанным на повреждениях, в основном не лобной, а затылочной части полушарий. Специальные исследования расстройств рабочей памяти проводились, чтобы выявить роль расстройств рабочей памяти на уровне подчиненных систем.