İnsan Hafızasını Açıklayan Bilimsel Modeller: Anıları Nasıl Depoluyoruz ve Gerektiğinde Nasıl Hatırlıyoruz?

Bellek, uzun süredir birçok psikoloğun, psikiyatristin, fizyoloğun ilgi alanı olmuştur. Yaptığımız her şeyde etkisi olan bu kavram yıllarca farklı yönleriyle ele alınmış, işleyişi hakkında farklı modeller ortaya atılmıştır. 

Teknolojinin bu kadar ilerlemediği dönemlerde bilginin en büyük yol göstericisi ‘hastalar’ olmuştur. Bunların en ünlülerinden biri H.M’dir. H.M, uzun yıllardır ağır epilepsi öyküsü olan bir hastadır. 1953 yılında doktorların da tavsiyesiyle deneysel denebilecek bir şekilde hastanın medyal temporal lobundan (hipokampusun bulunduğu beyin bölümü) doku çıkartılmıştır. Her ne kadar epilepsi krizleri azaldıysa da hastanın yeni anılar oluşturamadığı (bu hastalığa anterograd amnezi deniliyor, hasta 2-3 dakika önce yaşadığı olayları hatırlamıyor) fakat çocukluk anılarını net bir şekilde hatırlayabildiği görülmüştür.

Hastadan, 2008 yılındaki ölümüne kadar bellek hakkında birçok şey öğrenilmiştir. Günümüzde ise nörogörüntüleme cihazlarının da gelişmesiyle belleğin nasıl bir fizyolojiye sahip olduğunu, anatomik olarak beynin hangi bölümleri ile bağlantılı olabileceğini anlamaya her gün daha da yaklaşıyoruz.

Bu yazımızda, belleği kısaca açıkladıktan sonra spesifik olarak belleğin nasıl çalıştığına dair ortaya atılan iki önemli model üzerinde duracağız.

Bellek Nedir?

Bellek, duyu organlarımız ile aldığımız görsel, işitsel, uzamsal gibi farklı türleri olan bilgileri ilişkilendirip kullanabildiğimiz, belki bir ömür boyunca belki bir saniyeliğine depolayabileceğimiz, farklı anatomik yapıların (amigdala, hipokampus, prefrontal korteks) birbirleriyle ilişkili olarak çalıştığı karmaşık bir sistemdir.

Belleğin beş temel işlevi olduğu kabul edilir. Bunlar şöyle açıklanabilir:^[1]

1. Kodlama (Encoding): Duyu organlarıyla alınan bilginin depolanabilecek hale gelecek şekilde işlenmesidir. Kodlama, uzun süreli belleğe geçişin ilk aşamasıdır ve bu aşama bilginin belleğimizde depolanabilecek farklı bir formata dönüştürülmesini sağlar. Kodlama, bilgiye az da olsa dikkat edilmesini gerektirir; yani odağınızın bir parçasını kodlamaya ayırmanız bu aşama için önemlidir. Örneğin eğer alışveriş listenizi hatırlamaya çalışıyorsanız listedeki öğeleri hafızanıza kodlamak için listeye ve ürünlere dikkat etmeniz gerekir. Kodlama süreci stres ve yorgunluk gibi dış faktörlerden etkilenebilir. Ayrıca kodlama, uzun vadeli bellek oluşumunda gerekli bir aşamadır. Örneğin, bir bakkal listesini birkaç dakikadan daha uzun süre hatırlamak istiyorsanız, bu bilgiyi uzun vadeli belleğinize kodlamanız gerekir.
2. Depolama (Storage): Bilginin depolama alanlarında belli bir süre boyunca saklanmasıdır. Depolama, bilgiye daha sonrasında erişebilmemiz için belleğimizde tutabilme durumunu ifade eder. Belleğimizde bilgiyi depoladığımızda aslında o bilginin zihinsel bir temsilini yaratmış oluruz. Bu zihinsel temsil bir resim, bir ses ya da bir duygu formunda olabilir.
3. Geri Çağrılma (Recall): Bilginin kullanılabilecek şekilde depolama alanından alınmasıdır, buna hatırlama da denir. Bilgiyi hatırladığımızda kodladığımız orijinal olayı hafıza sistemimizde yeniden deneyimlemiş oluruz. Hatırlamanın 2 tipi vardır: serbest hatırlama ve ipucu ile hatırlama. Serbest hatırlama bir bilgiyi ipucu ya da hatırlatıcı olmadan hatırlamaya denir. İpucu ile hatırlama ise bilgiyi ipucu ya da hatırlatıcı yardımıyla hatırlamamıza denir. Hatırlama bireyin modu ya da duygusal durumu dahil olmak üzere birkaç faktör tarafından etkilenebilmektedir.
4. Geri Alma (Retrieval): Geri alma geri çağırmaya (hatırlamaya) benzer bir süreçtir; geri alma hafıza depolarımızdan aktif olarak bilgi arama süreci iken, hatırlama ise bilgiyi pasif olarak hatırlama sürecine denir. Geri alma hafızamızdan bilgiye erişebilme sürecidir. Örneğin eğer bir partide tanıştığınız birinin adını hatırlamaya çalışıyorsanız belleğinizdeki bilgiyi geri almaya ihtiyacınız vardır. Genellikle aradığımız bilgiyi bulabilmek için geri alma işaretlerini kullanırız. Örneğin eğer partide tanıştığınız birinin adını hatırlamaya çalışıyorsanız hatırlamak için muhtemelen onun görünüşündeki eşsiz bir tarafı kullanırsınız. Geri alma; tükenmişlik, endişe ya da stres gibi faktörler tarafından etkilenir. Geri alma süreci genellikle dikkat ile başlar, eğer bir şeye dikkat etmiyorsak onu hafızamızdan geri alma ihtimalimiz daha düşüktür. Geri alma uzun dönem hafızamız için elzem bir adımdır.
5. Unutma (Forgetting): Unutma hafızamızdaki bilgiyi geri alma yeteneğimizin kaybolmasını ifade eder. Bir şeyi unutmamız için ilk adımda bilgiyi yeterince iyi kodlamakta başarısız olmak ya da gerektiğinde bilgiyi geri alma konusunda duygusal olarak motive edici zorluklar dahil olmak üzere birkaç sebebi olabilir. Bir şeyleri unutmamızın pek çok sebebi vardır. Örneğin eğer partide tanıştığınız birinin adını, o sırada isme dikkat kesilmediğimiz için unutuyor olabiliriz. Unutmanın 2 temel tipi vardır: Retroaktif interferans ve proaktif interferans. Retroaktif interferans yeni bilginin eski bilgiyi hatırlama yeteneğimizi engellemesine denir. Proaktif interferans ise eski bilginin yeni bilgiyi hatırlama yeteneğimizi engellemesine denir. Unutmak hafızanın normal bir parçasıdır; bir probleme işaret etmek zorunda değildir.

Ayrıca bellek, depolanma süresi göz önünde bulundurularak iki sınıfa ayrılmıştır:

• Kısa süreli hafıza (İng: "short-term memory"): Kısa dönem hafıza, bilginin kısa süreli olmak şartıyla depolandığı yerdir. Örneğin eğer bir telefon numarasını hatırlamaya çalışıyorsanız bu bilgiyi unutmadan önce kısa dönem hafızanızda sadece kısa bir süreliğine tutabilirsiniz.
• Uzun süreli hafıza (İng "long-term memory"): Uzun dönem hafıza ise bilginin uzun bir süre depolandığı yerdir. Örneğin eğer bir yemek tarifini uzun vadeli hafızanıza kodlarsanız bu bilgiye haftalar hatta aylar sonra bile erişebilirsiniz.

Bellek bazı farklı özelliklerine göre farklı şekillerde de sınıflandırılabilir. Örneğin bilginin bilinç düzeyine ulaşıp ulaşamayacağına göre yapılan sınıflama şöyledir:

• Açık (explicit) bellek,
• Örtülü (implicit) bellek,

Bilginin özelliklerine göre ise bellek şu şekilde ikiye ayrılır:

• Epizodik bellek,
• Semantik (anlamsal) bellek bunlardan bazılarıdır.

Peki bu karmaşık ve farklı özellikteki sistemler arasındaki ilişki nasıldır? Birbirleriyle hangi şartlar altında iletişim kuruyorlar? Nelerden ve nasıl etkileniyorlar? İşte bu noktada belleğin işleyişi hakkında ortaya atılan iki önemli model ile karşılaşıyoruz. Bunlar: Multi-Store Model (Modal Model) ve Working Memory (Çalışan Hafıza).

Multi-Store Model (Modal Model)

1968 yılında Atkinson ve Shiffrin tarafından sunulan bu model aslında yüzeysel olarak hepimizin aşina olduğu kavramların arasındaki ilişkilerin açıklandığı bir modeldir.

Bu modele göre, 3 tane depolama alanı vardır. Bilgi, bu depolama alanlarına sırasıyla girer ve diğerine geçer. Bu döngüyü neredeyse bilgisayarlardaki girdi-çıktı sistemine benzetebiliriz. Bilgi bir depolama alanına girer, çıkar ve diğer depolama alanın girdisi olur. Modelde öngörülen 3 depolama alanının da kendisine özel bir kodlama şekli, depolama kapasitesi ve depolama süresi vardır.

Simply Psychology

Duyusal Hafıza (Sensory Memory)

Depolama alanlarının ilki Duyusal Bellek’tir (Sensory Memory). Bu depolama alanında duyularımız ile aldığımız bilgiler, hangi duyudan alındıysa o duyuya spesifik bir bölgede muhafaza edilir. Her duyudan bilgi alındığı için kodlama şekilleri (işitsel, semantik,görsel) farklı bilgiler burada birlikte depolanabilir. Bu depolama alanındaki bilgiler yarım saniyeye kadar saklanır ve bilgiler buradan, özel olarak ilgilenilirse, kısa süreli hafızaya aktarılır. 

Kısa Süreli Hafıza (Short-term Memory)

Kısa süreli hafızada bilgiler çoğunlukla işitsel kodlama yoluyla kodlanmıştır ve sınırlı bir kapasiteye sahiptir (7 +/- 2 öge). Bilgiler burada yarım dakikaya kadar depolanabilir. Yani bu depolama alanındaki bilgiler de geçicidir fakat duyusal bellekten farklı olarak burada depolanan bilgi kullanılabilir. Yani bilinç düzeyinde hatırlanabilir. Modele göre bilginin buradan sonra uzun süreli hafızaya geçmesi sadece bilginin tekrarlanması yolu ile olur. Fakat son dönemlerde yapılan deneylerle bu geçişin bu kadar basit olmadığı, daha farklı parametrelerin de (motivasyon, strateji) rol oynadığını biliyoruz.

Uzun Süreli Hafıza (Long-term Memory)

Uzun süreli hafızada bilgiler sınırsız bir süre boyunca saklanabilir. Diğer belleklerden farklı olarak bu belleğin kapasitesi de sınırsızdır. Ayrıca model, uzun süreli hafızanın iki alt depolama sisteminden oluştuğunu söyler. Bunlar açık (explicit) ve örtük (implicit) bellektir.

Açık bellekteki bilgiler bilinçli olarak açıklanabilir ve iki alt üniteye daha ayrılır. Bunlar epizodik ve semantik bellektir. Semantik (anlamsal) hafızada kavramlar, anlamlar, kurallar, bilgiler depolanırken ("Türkiye’nin başkenti Ankara'dır" gibi); epizodik (episodic) hafızada bir durum ve bu duruma ait bilgiler depolanır ("10 sene önce Beşiktaş’ta gittiğim konser" gibi).

Örtük (implicit) bellekte ise bilinç düzeyine ulaşmayan, açıklayamadığımız ama bildiğimizi bildiğimiz bilgiler bulunur. Buna refleksif bellek de denir. Mesela yüzmeyi ilk öğrenirken yüzme bilgisi deklaratif (açık, explicit) bellektedir. Su üstünde durmak için ellerimizi ve ayaklarımızı sürekli hareket ettirmemiz gerektiğini öğreniriz, bilinçli olarak uygularız fakat şu an yüzerken bu bilgi bilinç düzeyine ulaşmaz, hatırlamayız fakat oradadır, uygulamaya devam ederiz.

Bu model birçok şeyi başarı ile açıklamış olsa da bazı kısımlardaki yetersizliği ve fazla basitleştirilmiş olduğu gerekçesiyle eleştirilmiştir. Açıklamakta eksik kaldığı bir kavram kısa süreli hafızadır ve burada da karşımıza Working Memory (Çalışan Hafıza) modeli çıkar.

Working Memory (Çalışan Hafıza)

1974 yılında Baddeley ve Hitch tarafından oluşturulan bu hafıza modeli bazen kısa süreli hafıza ile eş anlamlı kullanılsa da (kısa süreli hafıza gibi sınırlı kapasitelidir ve geçici bir süre bilgi depolar), kısa süreli hafızadan büyük bir farkla ayrılır: Bu model bilginin sadece depolanabileceğini değil aynı zamanda işlenebileceğini (İng: "manipulation of information") de öngörür. Bu özellikleri ile kognitif testlerin tamamlanmasında ve günlük hayatımızda rolü büyük olan bir sistemdir. Dört ana alt üniteden oluşur. Bunlar:

• Fonolojik Döngü (Phonological Loop)
• Görsel ve Uzamsal Çizim Tahtası (Visuospatial Sketchpad)
• Merkezi Yönetim (Central Executive)
• Bölümsel Ara Bellek (Episodic Buffer)

Bu alt ünitelerin her birinin farklı özellikleri vardır ve birbirleri ile direkt ya da indirekt olarak bağlantı kurabilirler.

Phonological Loop (Folonolojik Döngü)

Bu ünite 2 alt bileşenden oluşur: phonological store (fonolojik depo) ve articulatory rehearsal (işitsel prova). Fonolojik depo, doğrudan işitsel olarak alınan bilginin birkaç saniye boyunca saklandığı, sınırlı kapasiteye sahip (5-8 öge) bir depodur. İşitsel prova ise (bir nevi iç ses) bu depodaki bilginin geri kazanılmasını, yenilenmesini, sürdürülmesini sağlayan bir işlemdir.

Direkt olarak işitsel olarak alınan bilgiler otomatik olarak fonolojik depoda depolanabilirken farklı özellikteki bilgilerin bu depoya geçmesi için bilginin işitsel prova ile işitsel forma dönüştürülmesi gerekir. Mesela birisiyle konuşurken işitme organımızla aldığımız bilgiler direkt fonolojik depoya kayıt edilebilir ama kitap okurken alınan bilgiyi işitsel prova ile işledikten sonra burada depolayabiliriz.

Bu bileşen modelin en çok anlaşılmış kısmıdır, bileşeni destekleyici birçok deney yapılmıştır. Depolamayı etkileyen bazı etkenler bu deneylerle gösterilmiştir (işitsel benzerlik, kelime uzunluğu, işitsel baskılama vb.). Kısaca bahsedecek olursak, işitsel benzerlik burada depolanan öge sayısını artırırken anlamsal benzerliğin anlamlı bir etkisi olmamıştır (uzun süreli bellekte anlamsal benzerlik daha baskındır). Kelime uzunluğunun ise anlık hatırlanan kelime sayısında azaltıcı bir etkisi vardır.

İşitsel baskılama deneylerinden de kapsamlı bilgiler elde edilmiştir. Bu deneylerde katılımcılardan hatırlama testinde deneyden bağlantısız bir kelimeyi sürekli ve sesli olarak telaffuz etmeleri istenmiştir. Bu şekilde işitsel provanın işlevi baskılanmıştır. Deney sonuncunda kelime uzunluğunun depolama süresi üzerindeki etkisi ortadan kaldırılmıştır. Hatırlanan kelime sayısı da anlamlı bir şekilde azalmıştır ama yok olmamıştır. Bu da depolamanın olası farklı yollarının olabileceğini akıllara getirmiştir. Önemli bir aday da bölümsel ara bellektir (Episodic Buffer).

Baddeley, 1986

Visuospatial Sketchpad (Görsel ve Uzamsal Çizim Tahtası)

Bu ünitede görsel ve uzamsal (mekansal) bilgiler depolanır. Yapılan deneylerde uzamsal algımızı baskılayan görevlerin görsel çalışan hafızayı, aynı şekilde görsel algımızı baskılayan görevlerin uzamsal çalışan hafızayı etkilemediği görülmüştür. Bu depo alanınının da 2 alt üniteye ayrıldığı bu deneylerle desteklenmiştir. Yani burada görsel ve uzamsal bilgiler birbirinden bağımsız depolarda saklanır ve bu bilgilerin işlenme süreçleri de farklıdır. 

Görsel çalışan hafızanın dış dünyayı algılama şeklimizde önemli bir rolü vardır. Görsel çalışan hafıza, gördüğümüz çevrenin sadece belli bir kısmını efektif bir şekilde yansıtabilir. Bu da ‘değişim körlüğü’ denilen bir fenomene yol açar. Bu fenomene Rensik tarafında 1997 yılında şu şekilde bir açıklama getirilmiştir. Uzun süreli hafızada biriken görsel manzaranın bilgisi merkezi bilgi alanını (regions of central interest) belirler, bu dikkatimizi yönlendirerek bilginin görsel çalışan hafızaya geçmesini sağlar. Bu yüzden dış dünyadaki değişiklikleri algılama kapasitemiz büyük oranda bu alanlarla sınırlıdır. Burada dikkatin rolü önemlidir, dikkatimizi verdiğimiz bölgedeki değişimleri algılarız.

Uzamsal çalışan hafızanın efektif bir şekilde fonksiyon göstermesinde, uzamsal bilginin depolanmasında otomatik göz hareketlerimizin önemi birçok deneyle desteklenmiştir. Bu konuya burada değinmeyeceğiz; fakat referanslar ve ileri okumalar kısmından konu hakkındaki makalelere ulaşabilirsiniz.

Central Executive (Merkezi Yönetim)

Merkezi yönetim, çalışan hafıza modelinin en önemli parçası olarak kabul görse de modelin en az anlaşılmış, en az bilimsel bilginin bulunduğu bileşenidir. Bu ünitenin dikkatin kontrolünde, odaklanmada, bilginin işlenmesinde ve diğer bileşenlere paylaştırılmasında görev aldığı düşünülüyor.

Diğer bileşenlerin aksine tamamen bir depolama alanı olarak değil, diğer depolama alanları (fonolojik döngü, görsel ve uzamsal çizim tahtası, uzun süreli hafıza) ile bağlantılı çalışan bir kontrol mekanizması olarak da düşünülebilir. Yapılan deneylerle bilginin işlenmesinin (bilginin değiştirilmesi, diğer bilgilerle entegre edilmesi) bu üniteye bağımlı olarak gerçekleştiği desteklenmiştir. Bu çalışan hafızanın kısa süreli hafızadan büyük bir farkıdır.

Merkezi Yönetim dikkatimizi yönlendirerek aynı anda gelen birden çok bilgi arasında seçim yapmamızı sağlıyor, bu bilgilerden bazılarına öncelik veriyor. Bu da her gün yaptığımız dikkat gerektiren işlerde (araba sürerken, bıçak kullanırken vb.) bize avantaj sağlıyor. Bilgi işleme ve uzun süreli hafıza ile bağlantılı olabilme yetenekleriyle de özgün problemlerin çözümünde rol oynadığı düşünülüyor.

Episodic Buffer (Bölümsel Ara Bellek)

Bölümsel ara bellek, modele daha sonra eklenmiştir. Farklı kodlama türlerinin bir arada kullanılabildiği, sınırlı kapasiteye sahip bir depolama alanıdır. Bu depolama alanı da farklı bilgilerin (farklı duyulardan sağlanan, farklı depolama alanlarında saklanan, farklı kodlama türleriyle kodlanmış bilgiler) entegre edilmesinde ve bu entegre bilginin depolanmasında rol oynar. Bağımsız olduğu kanıtlanan diğer 2 alt ünitenin (fonolojik döngü, görsel ve uzamsal çizgi tahtası) birleştiği yerdir. Bu bilgi işleme fonksiyonuyla da modelin merkezi yönetim bileşeniyle bağlantılı haldedir. Ayrıca çalışan hafıza ile uzun süreli hafıza arasındaki bağlantı da rol oynadığı düşünülmektedir.

Sonuç

Çalışan hafıza modeli kısa süreli hafızayı ayrıntılı bir şekilde açıklamaya çalışmış ve bu konuda büyük oranda başarılı olmuştur. Birçok deneyle hipotezleri kanıtlanmıştır. Birçok açıdan ‘kısa süreli hafıza’ kavramının yerini alabilecek bir modeldir. Her ne kadar bu başarılarıyla öne çıksa da büyük oranda ‘kısa süreli hafıza’yı açıklayacak şekilde sunulması modeli sınırlamıştır. Bu sınırlı ama başarılı incelemesiyle ‘bellek’ kavramını bütüncül bir şekilde açıklamaktan uzaktır. Multi-Store Model ise belleğe daha bütünleyici bir şekilde yaklaşmaya çalışmıştır fakat bu sefer de ayrıntılı bir model sunmaktan uzak kalmıştır. Diğer yandan bunun ne kadar mümkün olduğu tartışılabilecek bir konudur.