PS3: Muisti ja sen rakenne

Muistia on tutkittu psykologiassa paljon. On kuitenkin edelleen mysteeri, mihin muistijälki aivoissa tallentuu ja miten hermosolujen sähköisestä viestinnästä voi muodostua jotakin niin abstraktia kuin muisto (vrt. body-mind-ongelma). Muistin toimintaan vaikuttavat monet asiat, muistaminen ei ole vain säilömuistista hakemista. Alla listattuna joitakin näistä asioista:

tietoinen ja tiedostamaton puoli (eksplisiittinen ja implisiittinen muisti), kokonaisvaltainen toiminta, konstruktiivisuus, muistivaiheet, muistijärjestelmät, unohtaminen, yhteys mielialaan, motiiveihin, tunteisiin ja aivojen toimintaan, muokkautuvuus, nykytilanteen ja muististrategioiden vaikutus, varhaislapsuuden heikot muistijäljet, muistivihjeet, asiantuntijuus

Atkinsonin ja Shiffrinin mukaan muisti jakautuu kolmeen järjestelmään (ns. muistin monisäilömalli): sensoriseen (aisti-)muistiin, työmuistiin sekä säilömuistiin. Nämä toimintajärjestelmät eroavat toisistaan muun muassa kestoltaan, kapasiteetiltaan, koodaustavoiltaan ja hermostolliselta taustaltaan. Vaikka muisti voidaankin jakaa tällä tavalla kolmeen osaan, on muistin toiminta silti kokonaisvaltaista: järjestelmät toimivat saumattomassa vuorovaikutuksessa toisiinsa.

Sensorinen muisti vastaanottaa aistitietoa valikoimattomasti ja tahtomattamme: kaikki havaitsemamme tieto päätyy hetkeksi aistimuistin käsiteltäväksi. Kuitenkin vain pieni osa tästä sensorisen muistin tiedosta päätyy tarkkaavaisuuden myötä työmuistin käsiteltäväksi. Sensorisen muistin kapasiteetti on valtava, lähes rajaton, mutta kestoltaan muisti toimii vain millisekunneista sekunteihin. Unohtaminen käynnistyy heti tiedon tultua sensoriseen muistiin - ei edes olisi mielekästä muistaa kaikkia aistimuistimme asioita. Sensorinen muisti jakautuu näönvaraista ainesta käsittelevään ikonimuistiin ja kuulonvaraista ainesta käsittelevään kaikumuistiin. George Sperling on tutkinut ikonimuistin kestoa ja toimintaa kirjainmatriisikokeillaan.

Työmuistiin päätyvät ne asiat, joihin huomio kulloisellakin hetkellä kohdistuu. Työmuisti valikoi tietoa sensorisesta muistista, mutta noutaa käsittelyyn tietoa myös säilömuistista. Tiedon käsittely tapahtuu tässä ja nyt, työmuisti on ikäänkuin tietoisen ajattelun edellytys. Työmuistin kapasiteetti on rajallinen, George Millerin mukaan 4-9 yksikköä. Yksikkö voi olla jokin yksittäinen asia tai kokonaisuus: kapasiteettia voikin hieman kiertää muuttamalla yksittäiset asiat asiakokonaisuuksiksi. Esimerkiksi numerosarja 18571956 on helpompaa muistaa kahtena vuosilukuna, 1857 ja 1956. Näin kahdeksan numeroyksikön sarja muuttuikin kahdeksi vuosilukuyksiköksi.

Kestoltaan työmusiti on hyvin lyhyt, vain muutamia sekunteja. Jos asioita halutaan siirtää työmuistista säilömuistiin, on asioita usein kerrattava ylläpito- tai siirtokertailulla. Toisaalta jotkin itseen liittyvät asiat tai sellaiset asiat, joihin vaikuttavat motiivit, tunteet tai tilanne, saattavat siirtyä säilömuistiin kuin itsestään. Esimerkiksi häpeälliset tilanteet muistamme pitkään, vaikka haluaisimmekin unohtaa ne. Kaikkia työmuistin asioita ei kuitenkaan ole mielekästä muistaa ja pitää mielessä, työmuisti kuormittuisi liikaa. Sarja-asemakäyrät ovat osoittaneet, että välittömästi mieleenpalautetuista sanalistoista muistetaan hyvin alku, koska sitä kerrataan mielessä, ja myös loppu, sillä se ikään kuin kaikuu korvissa (vrt. fonologisen silmukan toiminta alla).

Alan Baddeley työryhmineen on jakanut työmuistin neljään toiminnalliseen osaan: komentoyksikköön, fonologiseen silmukkaan, visuaalis-avaruudelliseen lehtiöön ja episodiseen puskuriin.

Komentoyksikkö ohjaa työmuistin toimintaa, suuntaa tarkkaavaisuutta ja yhdistelee muistin eri toimintoja. 

Fonologisessa silmukassa vasemman puolen päälaenlohkossa käsitellään kielellistä ainesta äänteinä, myös siis lukeminen mielessä aktivoi samoja aivoalueita kuin puhuminen. Kielellinen aines jää hetkeksi ikään kuin pyörimään fonologiseen silmukkaan. 

Visuaalis-avaruudellinen lehtiö käsittelee näönvaraista ainesta; kasvoja, esineitä, reittejä. Oikean puolen päälaenlohkossa lehtiö tallentaa kuvia, ikäänkuin lehtiöön luonnostellen. 

Episodinen puskuri, viimeiseksi työmuistin rakennemalliin lisätty osa, yhdistelee kahden edellä mainitun muistin osan tietoja säilömuistin tietojen kanssa. Episodisen puskurin ansiosta asioita voidaan siis tallettaa säilömuistiin mielekkäinä kokonaisuuksina ja tapahtumina.

Baddeley on tutkinut työmuistin osia kaksoistehtävillä: niissä selvitettiin, millaisia tehtäviä ihminen pystyy suorittamaan samanaikaisesti. Tuloksena oli, että samaa työmuistin osaa kuormittavia tehtäviä on vaikeampaa tehdä samanaikaisesti kuin jos toiminnot kuormittaisivat eri työmuistin osia. Lisäksi on tutkittu numerosarjojen muistamista, mieltämisyksiköiden määrää, kertaamistapoja sekä aivokuvantamismenetelmin aivoalueiden aktivaatiota.

Säilömuistissa on tallessa lähes ääretön määrä tietoa. Osasta voimme tulla tietoiseksi (eksplisiittinen muisti), mutta osa säilyy säilömuistissa implisiittisesti eli tiedostamattomasti, emmekä välttämättä enää koskaan pysty tietoisesti palauttamaan tätä tietoa mieleen. Säilömuistin kesto ja kapasiteetti ovat siis mittaamattoman suuria, tieto säilyy säilömuistissa pitkiä aikoja. Säilömuisti koodaa muistisisältöä monessa muodossa, ihminen voi muistaa asiayhteyksiä, tunnepitoisia asioita ja hiljaista tietoa esimerkiksi näkö-, maku-, haju-, kuulo- ja liikemielikuvin. Usein säilömuistissa asiat assosioituvat toisiinsa ja mieleenpalauttamisen yhteydessä yksi asia saattaa aktivoida muistoissa kymmeniä muita siihen assosioituneita tietoja.

On epäselvää, mihin osaan aivoissa muistot tallentuvat. On esitetty, että uudet asiat painuvat mieleen eri alueille aivoissa kuin vanhat, jo ennestään opitut asiat. Muistijälki hajautuu ympäri aivoja, ja muisto syntyy satojen ja tuhansien hermosolujen yhteistyönä. Säilömuisti voidaan jakaa taitomuistiin ja sisältömuistiin eli deklaratiiviseen muistiin. Taitomuisti sisältää kaikki opitut taidot, esimerkiksi pyöräilytaidon. Deklaratiivinen muisti voidaan edelleen jakaa Endel Tulvingin mukaan tietomuistiin eli semanttiseen muistiin ja elämänkerralliseen muistiin eli episodiseen muistiin: sieltä löytyvät opitut tiedot ja muistot oman elämän tapahtumista.