La memoria di lavoro (abbreviato in MDL, in inglese "working memory"), nell'ambito degli studi della psicologia cognitiva sui processi mnestici, è un modello introdotto nel 1974 dallo psicologo britannico Alan Baddeley e Graham Hitch per descrivere con più accuratezza le dinamiche della memoria a breve termine (MBT).
Storia Il "modello tripartito" di Baddeley ed Hitch venne teorizzato come alternativa a quello dei magazzini a breve termine formulato da Atkinson e Shiffrin. Attualmente, l'ipotesi della tripartizione della memoria di lavoro è stata ulteriormente elaborata da Baddeley stesso e da altri coautori, ed oggi ad essa ci si riferisce come teoria dominante nell'ambito degli studi sulla psicologia della memoria. Esistono comunque una varietà di modelli alternativi che forniscono differenti prospettive rispetto alla struttura funzionale del sistema di MDL.
Il concetto di working memory sviluppa precedenti idee elaborate a partire dagli anni Cinquanta dalla psicologia cognitivista, che iniziò ad occuparsi di diverse forme di memoria. In particolare, la working memory è legata al concetto di memoria a breve termine, intesa come una parte di informazioni che vengono trattenute temporaneamente dal sistema mnestico, ma con una capacità ed un tempo di ritenzione ridotti. Nel 2000, Baddeley ha aggiunto al suo modello una terza sottocomponente, chiamata episodic buffer (buffer episodico). Tale buffer funge quindi da intermediario tra sottosistemi con codici diversi, e li combina in rappresentazioni unitarie, significative e coerenti.Repovs & Baddeley, 2006.
Caratteristiche È quindi un sistema per l'immagazzinamento temporaneo e la prima gestione/manipolazione dell'informazione, costituente un link funzionale tra percezione sensoriale ed azione controllata.
L'architettura multicomponenziale del modello costituisce un superamento del classico modello di Atkinson e Shiffrin, che descrivevano la memoria a breve termine come un "magazzino unitario", capace di contenere e manipolare le informazioni e allo stesso tempo di esercitare le funzioni cognitive, senza che i compiti interferissero tra loro.
Grazie alla teoria dei "livelli di elaborazione" (Craik e Lockhart, 1972), ed allo sviluppo delle tecniche di ricerca come il "doppio compito" e l'"interferenza selettiva", nel 1974 viene quindi proposto da Baddeley e Hitch un "modello tripartito" della working memory (poi perfezionato e integrato negli anni anche grazie alle evidenze neuropsicologiche), che prevede l'esistenza di un sistema attenzionale supervisore che controlla il flusso informativo, chiamato "esecutivo centrale", e di due sottocomponenti funzionali: il loop fonologico ed il taccuino visuo-spaziale. I sistemi gerarchicamente sottoposti all'esecutivo centrale sono magazzini a breve termine, dedicati alla ritenzione dell'informazione rispettivamente verbale e visuo-spaziale.
La distinzione, nel modello originale, in tre sistemi separati era stata ottenuta da Baddeley e Hitch adoperando i Dual-Task Paradigms. Una performance che richiede l'uso di domini percettivi distinti è eseguita quasi come se entrambi i compiti fossero compiuti individualmente, mentre una performance che richiede per l'espletamento dei due compiti l'uso contemporaneo dello stesso canale percettivo, è condotta in maniera significativamente peggiore rispetto ad un'esecuzione seriale dei due compiti. Successive ricerche, oltre che aver confermato le originali assunzioni fatte nel primo modello di Baddeley del 1974, hanno supportato l'idea di ulteriori frazionamenti in subcomponenti distinte: la componente visiva e la componente spaziale (what & where).
Entrambe queste componenti presentano indipendenti e separati magazzini passivi, rappresentazioni, meccanismi di mantenimento e manipolazione, ed entrambe sono correlate in modo stretto a forme di attenzione visiva. Per ciò che riguarda la sottocomponente visiva, la relativa rappresentazione sembra essere basata su un forte mantenimento di un piccolo numero di caratteristiche distinte, quali il colore, la forma e l'orientamento, indipendentemente immagazzinate in un set di magazzini "caratteristica-specifici", e che vengono successivamente integrate in rappresentazioni di oggetti. Si sono delineati due tipi di codifica delle informazioni visive: quella bottom-up, generata dagli attributi percettivi, ed una top-down, basata su precedenti esperienze (ad es.: categorizzazione). A differenza della working memory visiva, per ciò che riguarda la working memory spaziale non si può affermare uno stretto legame con la percezione e la visual imagery, ma emerge una più importante correlazione con meccanismi attentivi e legati all'azione.
L'ultimo sottocomponente aggiunto al modello della working memory è stato il Buffer episodico, da Baddeley nel 2000. Esso rappresenta un sistema di memoria separato, di capacità limitata, e che utilizza una codifica di tipo multimodale. Viene chiamato "episodico" in quanto ha la capacità di mantenere le informazioni che sono integrate da una serie di sistemi, comprese altre componenti della working memory e della memoria a lungo termine, in rappresentazioni unitarie multidimensionali: ovvero, scene ed episodi.
Componenti Esecutivo Centrale L'Esecutivo centrale è un sistema flessibile, responsabile del controllo e della regolazione dei processi cognitivi. Possiede le seguenti funzioni:
Coordinazione dei sistemi subordinati (slave systems) Coordinazione dell'esecuzione di compiti diversi nello stesso momento, e recupero di strategie Attenzione selettiva ed inibizione.
Può essere concepito come un sistema supervisore, che controlla i processi cognitivi ed interviene quando essi non sono sufficienti.
In base alla teoria di Baddeley, grazie al sistema esecutivo centrale i processi esecutivi sembrano essere coinvolti ogni qualvolta le informazioni depositate all'interno dei magazzini devono essere manipolate; infatti questo sistema possiede le capacità attentive che consentono la selezione e l'attivazione dei processi di controllo, coordina le attività eseguite all'interno della memoria di lavoro, controlla la trasmissione delle informazioni, e recupera le informazioni dalla memoria a lungo termine (MLT).
Servendosi del paradigma del doppio compito, Baddeley e colleghi hanno scoperto, per esempio, che pazienti con demenza di tipo Alzheimer mostrano deficit quando eseguono un compito multiplo simultaneo, anche se la difficoltà delle singole task è adattata al loro livello di abilitàBaddeley, A. D., & Della Sala, S. (1996). Working memory and executive control. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 351, 1397-1404..
Questo sistema potrebbe assomigliare grossomodo al SAS (sistema attenzionale supervisore) proposto da Norman e Shallice (1986), che prevede la scomposizione in: "Sistema selettivo", deputato alla gestione automatica degli schemi (se il soggetto si trova davanti a compiti precedentemente affrontati, vengono attivati degli schemi cognitivi e comportamentali già precostituiti; tale operazione è rapida e automatica, rigida e stereotipata, grazie al funzionamento del sistema selettivo) "Sistema attentivo supervisore", adibito all'impiego intenzionale degli schemi - che viene attivato quando il soggetto si trova dinanzi a compiti nuovi - ed a costruire nuovi schemi, utilizzando le informazioni disponibili in modo più flessibile, ma con un dispendio attentivo superiore.
Recenti ricerche sulle funzioni esecutive suggerirebbero che l'esecutivo centrale non è poi così "centrale" come era stato originariamente ipotizzato nel modello Baddeley-Hitch. Più verosimile pare l'idea di trovarsi di fronte a funzioni esecutive separate, che variano in larga misura da individuo a individuo, e che possono essere danneggiate o risparmiate selettivamente da lesioni cerebraliMiyake, A., Friedman, N. P., Emerson, M. J., Witzki, A. H., Howerter, A., & Wager, T. D. (2000). The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex "frontal lobe" tasks: A latent variable analysis. Cognitive Psychology, 41, 49-100..
Loop Fonologico Il Loop Fonologico si occupa interamente del trattamento dell'informazione fonetica e fonologica. È costituito da due sotto-componenti: un magazzino fonologico a breve termine, cioè una memoria uditiva a rapido decadimento, ed un sistema di ripetizione articolatoria, che evita il declino di una particolare traccia.
Si assume che ogni stimolo verbale uditivo entri automaticamente nel magazzino fonologico. Stimoli verbali, presentati visivamente, possono essere trasformati in codice fonologico dall'articolazione subvocalica, quindi codificati attraverso il magazzino fonologico. Questa trasformazione è facilitata dai processi di controllo articolatorio.
Il magazzino fonologico può essere concepito come un "orecchio interno", grazie alle sue capacità di ritenere l'informazione sonora del discorso conservandone le proprietà temporali. Il sistema di ripetizione articolatoria invece, può essere concepito come una "voce interna", che grazie alla ripetizione subvocalica previene il decadimento delle tracce. Il Loop Fonologico potrebbe giocare un ruolo chiave nell'acquisizione del vocabolario, in particolare nella prima infanziaBaddeley, A. D., Gathercole, S. E., & Papagno, C. (1998). The phonological loop as a language learning device. Psychological Review, 105, 158–173., e con tutta probabilità anche nell'apprendimento di una seconda lingua.
Per quanto riguarda la memoria di lavoro verbale, diversi esperimenti cognitivi hanno confermato l'esistenza del loop fonologico come sottocomponente distinta.
Le principali prove circa l'esistenza del Loop Fonologico sono: Effetto di similarità fonologica, per cui il richiamo seriale di una lista di parole con elementi simili per suono e per caratteristiche di articolazione, influenzano il ricordo:liste di parole che suonano simili sono più difficili da ricordare rispetto a liste di parole senza similarità. Viceversa la similarità semantica ha scarso effetto, supportando così l'ipotesi per cui l'informazione verbale sia codificata fonologicamente, a livello della memoria di lavoro.a) Conrad. R. & Hull, A.J. (1964) Information, acoustic confusion and memory span. British Journal of Psychology. 55, 429–432.b) Baddeley, A.D. (1966) Short-term memory for word sequences as a function of acoustic, semantic and formal similarity. Quarterly Journal of Experimental Psychology 18, 362–365. Effetto lunghezza della parola, per cui il tempo necessario all'articolazione determina la prestazione in prove di ricordo seriale: lo span è influenzato dal tempo necessario alla pronuncia (rehearsal subvocale), studiato su soggetti bilingue e disartrici. Effetto di soppressione articolatoria, per cui l'articolazione di materiale irrilevante disturba la prestazione in compiti con materiale verbale in modalità specifica: il recupero di materiale verbale è deficitario quando si chiede al soggetto, durante la fase di ritenzione, di ripetere ad alta voce sillabe senza senso. Si assume che questo occupi il sistema di ripetizione articolatoria, che così non evita il decadimento delle tracce nel magazzino fonologico.Baddeley, A.D. et al. (1975). Word length and the structure of short-term memory. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior 14, 575–589. Effetto del materiale verbale anche in lingua sconosciuta, a cui non viene prestata attenzione ma che danneggia la prestazione, dimostrando un accesso di tipo automatico al magazzino fonologico, e quindi un'attivazione articolatoria che interferisce cognitivamente.