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Towards a Comprehensive Computational Model of Working Memory

English title Towards a Comprehensive Computational Model of Working Memory
Applicant Oberauer Klaus
Number 179002
Funding scheme Project funding
Research institution Psychologisches Institut Universität Zürich
Institution of higher education University of Zurich - ZH
Main discipline Psychology
Start/End 01.05.2018 - 30.09.2022
Approved amount 896'666.00
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Keywords (2)

mathematical modelling; working memory

Lay Summary (German)

Lead
Ziel des Projekts ist, das Arbeitsgedächtnis und seine Kapazitätsgrenzen besser zu verstehen.
Lay summary
Das Arbeitsgedächtnis ist die Schreibtischplatte des Denkens. Es hält mentale Repräsentationen der jeweils gerade wichtigsten Informationen für die Verarbeitung bereit – beispielsweise die Ideen, die der jeweils zuletzt gelesene Satz ausdrückt, oder die Zahlen, die wir gerade beim Kopfrechnen verarbeiten. Die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses ist eng begrenzt, und diese Kapazitätsgrenze ist vermutlich der Hauptgrund dafür, dass die geistigen Fähigkeiten von Menschen begrenzt sind. Das Projekt hat zum Ziel, besser zu verstehen, wie das Arbeitsgedächtnis Information bereit hält, und wodurch seine Kapazität begrenzt ist. Wir werden dazu Verhaltensexperimente durchführen, bei denen Personen versuchen, mehr oder weniger viele unterschiedliche Informationen (Wörter oder einfache visuelle Objekte) kurzfristig im Arbeitsgedächtnis zu behalten. Wir beobachten, wie ihre Behaltensleistung mit zunehmender Belastung des Arbeitsgedächtnisses abnimmt. Wir variieren auch, wie viel Zeit Personen haben, um die gegebene Information ins Arbeitsgedächtnis aufzunehmen, und für wie lange sie die Information behalten müssen. Ein weiteres Ziel des Projekts ist, sauber zu unterscheiden zwischen Information, die Personen im Arbeitsgedächtnis halten, und solcher, die sie im Langzeitgedächtnis halten. Wir wollen die Ergebnisse der Experimente mit Hilfe eines mathematischen Modells erklären. Das Modell wird als Computerprogramm implementiert, mit Hilfe dessen wir das Verhalten der Personen in den Experimenten simulieren können.
Direct link to Lay Summary Last update: 26.04.2018

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
192204 The Cooperation of Working Memory and Long-Term Memory 01.08.2020 Project funding

Abstract

Working memory is a system of limited capacity that is crucial for complex cognition. Its function is to hold the information that is currently most relevant available for ongoing thought and action. Understanding its mechanisms will substantially advance our understanding of intelligent thought and behavior, and the limits of cognitive ability. Progress has been made through the development of computational models of working memory. So far, these models are mostly specific to one or two experimental paradigms. The aim of the pro-ject is to synthesize existing models into a new computational model of working memory that can be applied across the standard paradigms for testing working memory - serial recall, free recall, probed recall, item recognition, and local recognition (a.k.a. change detection) - for both discrete (e.g., words) and continuous materials (e.g., colors, spatial locations). The modeling work is flanked by experimental investigations, orga-nized into five work packages (WPs). WP I serves to provide benchmark data for modeling through a coordi-nated series of experiments, measuring the detailed error pattern across memory set sizes and processing du-rations, using different contents and paradigms for testing memory. WP II tests the core model assumption that retrieval from WM draws on two sources of information: persistent activation of content representations, and content-context bindings. WP III investigates under which conditions unfilled time between encoding and test can be used for improving memory through consolidation, rehearsal, or some other process, and under which conditions time is detrimental to memory. WP IV tests predictions of the model about interference within memory sets in working memory. WP V explores the relation between working memory and episodic long-term memory: Researchers have long suspected that episodic memory contributes substantially to perfor-mance on tests of working memory, and some have argued that the two forms of memory are indistinguisha-ble. WP V tests two criteria for distinguishing episodic and working memory, and in addition investigates the degree to which information in long-term memory facilitates or interferes with working memory.
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