ความทรงจำเสียงสะท้อน เป็น ความทรงจำทางประสาทสัมผัสประเภทหนึ่งที่เก็บเสียง (ข้อมูลหรือสิ่งเร้าทางการได้ยิน) ไว้ชั่วครู่ ทำให้สามารถย่อยและเข้าใจได้^{[ 1 ]}แตกต่างจากความทรงจำทางสายตาโดยส่วนใหญ่ ที่บุคคลสามารถเลือกได้ว่าจะดูสิ่งเร้าเป็นเวลานานเท่าใดและสามารถประเมินซ้ำได้หลายครั้ง สิ่งเร้าทางการได้ยินมักจะเกิดขึ้นชั่วคราวและไม่สามารถประเมินซ้ำได้ เนื่องจากความทรงจำเสียงสะท้อนได้ยินเพียงครั้งเดียว จึงถูกเก็บไว้เป็นระยะเวลานานกว่าความทรงจำภาพ (ความทรงจำทางสายตา) เล็กน้อย ^{[ 2 ]}สิ่งเร้าทางการได้ยินจะถูกรับโดยหูทีละครั้งก่อนที่จะสามารถประมวลผลและเข้าใจได้

หน่วยความจำเสียงสะท้อนได้รับการอธิบายว่าเป็น "ถังพัก" ชั่วคราว ซึ่งเสียงจะไม่ได้รับการประมวลผล (หรือถูกเก็บไว้) จนกว่าจะได้ยินเสียงถัดไป และหลังจากนั้นจึงจะสามารถตีความได้อย่างมีความหมาย^{[ 3 ]}หน่วยเก็บข้อมูลทางประสาทสัมผัสนี้สามารถเก็บข้อมูลการได้ยินจำนวนมากได้ แต่จะถูกเก็บรักษาไว้เพียงช่วงเวลาสั้นๆ โดยทั่วไปประมาณ 3 ถึง 4 วินาที เสียงสะท้อนนี้จะดังก้องอยู่ในจิตใจและถูกเล่นซ้ำในช่วงเวลาสั้นๆ นี้หลังจากได้ยินไม่นาน^{[ 4 ]}

หน่วยความจำเสียงสะท้อนจะเข้ารหัสคุณลักษณะพื้นฐานของเสียง เช่น ตำแหน่งเชิงพื้นที่หรือระดับเสียง มันไม่ได้เก็บข้อมูลความหมายที่ซับซ้อน^{[ 5 ]}

หลังจากที่จอร์จ สเปอร์ลิงได้เผยแพร่รายงานการศึกษาบางส่วนเกี่ยวกับความทรงจำด้านภาพและวิธีการจัดเก็บความทรงจำเหล่านั้น นักวิจัยก็เริ่มศึกษาความทรงจำด้านการได้ยิน คำว่า "ความทรงจำเสียงสะท้อน" (echoic memory) ถูกบัญญัติขึ้นในปี 1967 โดยอุลริค ไนส์เซอร์เพื่ออธิบายการแสดงข้อมูลเสียงในระยะเวลาสั้นๆ นี้ ในระยะแรก การศึกษาใช้วิธีการคล้ายกับการวิจัยของสเปอร์ลิง อย่างไรก็ตาม เทคนิคทางประสาทวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ทำให้สามารถประเมินความจุ ระยะเวลา และตำแหน่งของการจัดเก็บความทรงจำเสียงสะท้อนได้

โดยใช้แบบจำลองของ Sperling เป็นแบบเปรียบเทียบ นักวิจัยยังคงนำงานของเขาไปประยุกต์ใช้กับหน่วยความจำรับรู้การได้ยินโดยใช้การทดลองรายงานบางส่วนและรายงานทั้งหมด การศึกษาพบว่าหน่วยความจำเสียงสะท้อนสามารถเก็บความทรงจำได้นานถึง 4 วินาที อย่างไรก็ตาม นักวิจัยได้เสนอการประมาณระยะเวลาการเก็บหน่วยความจำเสียงสะท้อนที่แตกต่างกัน^{[ 6 ]}อย่างไรก็ตาม มีการเสนอระยะเวลาที่แตกต่างกันสำหรับเสียงสะท้อนที่มีอยู่หลังจากสัญญาณการได้ยินถูกนำเสนอ Guttman และ Julesz แนะนำว่าอาจใช้เวลาประมาณหนึ่งวินาทีหรือน้อยกว่านั้น ในขณะที่ Eriksen และ Johnson แนะนำว่าอาจใช้เวลานานถึง 10 วินาที^{[ 7 ]}

แบบจำลองหน่วยความจำใช้งานของ Baddeleyประกอบด้วยสมุดร่างภาพเชิงพื้นที่ซึ่งเกี่ยวข้องกับหน่วยความจำเชิงภาพและวงจรเสียงซึ่งทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลการได้ยินในสองวิธี การจัดเก็บเสียงแบ่งออกเป็นสองส่วน ส่วนแรกคือการจัดเก็บคำที่เราได้ยิน ซึ่งมักจะมีความสามารถในการเก็บรักษาข้อมูลได้ 3-4 วินาทีก่อนที่จะเสื่อมลง ซึ่งเป็นระยะเวลาที่ยาวนานกว่าหน่วยความจำเชิงภาพ (ซึ่งน้อยกว่า 1000 มิลลิวินาที) ส่วนที่สองคือกระบวนการฝึกซ้อมแบบไม่ใช้เสียงเพื่อฟื้นฟูร่องรอยความทรงจำโดยใช้ "เสียงภายใน" ของตนเอง ซึ่งประกอบด้วยคำที่วนซ้ำเป็นวงจรในใจของเรา^{[ 8 ]}อย่างไรก็ตาม แบบจำลองนี้ไม่ได้ให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลป้อนเข้าทางประสาทสัมผัสเริ่มต้นและกระบวนการความจำที่ตามมา

แบบจำลองความจำระยะสั้นที่เสนอโดยNelson Cowanพยายามแก้ไขปัญหานี้โดยการอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการรับและจัดเก็บข้อมูลความจำทางประสาทสัมผัสด้วยวาจา แบบจำลองนี้แนะนำระบบจัดเก็บข้อมูลทางประสาทสัมผัสก่อนการรับรู้ที่สามารถเก็บข้อมูลที่ถูกต้องจำนวนมากในช่วงเวลาสั้น ๆ และประกอบด้วยการป้อนข้อมูลในระยะเริ่มต้น 200-400 มิลลิวินาที และระยะที่สองที่ถ่ายโอนข้อมูลไปยังหน่วยความจำระยะยาวเพื่อรวมเข้ากับหน่วยความจำใช้งานซึ่งจะเริ่มเสื่อมลงหลังจาก 10-20 วินาที^{[ 9 ]}

ความจำเสียงสะท้อนวัดได้จากภารกิจเชิงพฤติกรรมที่ผู้เข้าร่วมถูกขอให้ทำซ้ำลำดับของโทนเสียง คำ หรือพยางค์ที่นำเสนอให้พวกเขา ซึ่งโดยปกติแล้วต้องอาศัยความสนใจและแรงจูงใจ ภารกิจการรายงานบางส่วนที่มีชื่อเสียงที่สุดดำเนินการโดยการนำเสนอสิ่งเร้าทางเสียงแก่ผู้เข้าร่วมในหูซ้าย หูขวา และทั้งสองข้างพร้อมกัน^{[ 6 ]}จากนั้นพวกเขาถูกขอให้รายงานตำแหน่งเชิงพื้นที่และชื่อหมวดหมู่ของสิ่งเร้าแต่ละอย่าง ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าตำแหน่งเชิงพื้นที่ถูกเรียกคืนได้ง่ายกว่าข้อมูลเชิงความหมายเมื่อยับยั้งข้อมูลจากหูข้างหนึ่งเหนืออีกข้างหนึ่ง สอดคล้องกับผลลัพธ์ในภารกิจความจำภาพ ประสิทธิภาพในเงื่อนไขการรายงานบางส่วนนั้นเหนือกว่าเงื่อนไขการรายงานทั้งหมดอย่างมาก นอกจากนี้ยังสังเกตเห็นการลดลงของประสิทธิภาพเมื่อช่วงเวลาระหว่างสิ่งเร้า (ระยะเวลาระหว่างการนำเสนอสิ่งเร้าและการเรียกคืน) เพิ่มขึ้น

การบดบังการรับรู้ย้อนหลังทางเสียงเป็นหนึ่งในงานที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในการศึกษาการได้ยิน โดยเกี่ยวข้องกับการนำเสนอสิ่งเร้าเป้าหมายสั้นๆ ให้กับผู้เข้าร่วม ตามด้วยสิ่งเร้าที่สอง (หน้ากาก) หลังจากช่วงเวลาระหว่างสิ่งเร้า^{[ 10 ]}ระยะเวลาที่ข้อมูลเสียงพร้อมใช้งานในหน่วยความจำจะถูกควบคุมโดยความยาวของช่วงเวลาระหว่างสิ่งเร้า ประสิทธิภาพที่แสดงโดยความแม่นยำของข้อมูลเป้าหมายจะเพิ่มขึ้นเมื่อช่วงเวลาระหว่างสิ่งเร้าเพิ่มขึ้นเป็น 250 มิลลิวินาที หน้ากากไม่มีผลต่อปริมาณข้อมูลที่ได้รับจากสิ่งเร้า แต่ทำหน้าที่เป็นสิ่งรบกวนสำหรับการประมวลผลต่อไป

งานที่เป็นกลางและเป็นอิสระมากขึ้นซึ่งสามารถวัดความจำรับรู้ทางเสียงที่ไม่ต้องการความสนใจที่มุ่งเน้นคืองานความไม่สอดคล้องเชิงลบ^{[ 11 ]}ซึ่งบันทึกการเปลี่ยนแปลงของการกระตุ้นในสมองโดยใช้คลื่นไฟฟ้าสมองซึ่งจะบันทึกองค์ประกอบของศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ทางเสียงของกิจกรรมสมองที่เกิดขึ้น 150-200 มิลลิวินาทีหลังจากสิ่งเร้า สิ่งเร้านี้เป็นสิ่งเร้าที่ไม่ได้รับความสนใจ เกิดขึ้นไม่บ่อย เป็น "สิ่งแปลกปลอม" หรือสิ่งเร้าที่ผิดปกติ ซึ่งนำเสนอท่ามกลางลำดับของสิ่งเร้ามาตรฐาน ดังนั้นจึงเปรียบเทียบสิ่งเร้าที่ผิดปกติกับร่องรอยความจำ^{[ 12 ]}

พบว่าความทรงจำทางประสาทสัมผัสทางการได้ยินถูกจัดเก็บไว้ในคอร์เทกซ์การได้ยินหลักด้านตรงข้ามกับหูที่นำเสนอ^{[ 13 ]}การจัดเก็บความทรงจำแบบเสียงสะท้อนนี้เกี่ยวข้องกับพื้นที่สมองที่แตกต่างกันหลายแห่ง เนื่องจากกระบวนการที่เกี่ยวข้องแตกต่างกัน พื้นที่สมองส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องตั้งอยู่ในคอร์เทกซ์ส่วนหน้าเนื่องจากเป็นที่ตั้งของการควบคุมการบริหาร^{[ 10 ]}และรับผิดชอบในการควบคุมความสนใจ ระบบจัดเก็บเสียงและการทบทวนดูเหมือนจะเป็นระบบความจำที่อยู่ในซีกสมองด้านซ้าย เนื่องจากมีการสังเกตพบกิจกรรมของสมองที่เพิ่มขึ้นในบริเวณเหล่านี้^{[ 14 ]}บริเวณหลักที่เกี่ยวข้อง ได้แก่คอร์เทกซ์ส่วนหน้าด้าน ข้างซ้าย ส่วนหลัง คอร์เทกซ์ ก่อนการเคลื่อนไหว ซ้ายและคอร์เทกซ์ข้างขมับด้านหลัง ซ้าย ภายในคอร์เทกซ์ส่วนหน้าด้านข้างบริเวณโบรคาเป็นตำแหน่งหลักที่รับผิดชอบในการทบทวนคำพูดและกระบวนการออกเสียง คอร์เทกซ์พรีมอเตอร์ส่วนหลังถูกใช้ในการจัดระเบียบและการฝึกซ้อมจังหวะ และสุดท้าย คอร์เทกซ์ข้างขมับส่วนหลังนั้นคาดว่าจะมีบทบาทในการระบุตำแหน่งของวัตถุในอวกาศ

บริเวณคอร์เทกซ์ในสมองที่เชื่อว่าเกี่ยวข้องกับความจำรับรู้การได้ยินซึ่งแสดงโดยการตอบสนองเชิงลบที่ไม่ตรงกันยังไม่ได้รับการระบุตำแหน่งอย่างเฉพาะเจาะจง อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์แสดงให้เห็นการกระตุ้นเปรียบเทียบในไจรัสขมับส่วนบนและไจรัสขมับส่วนล่าง^{[ 15 ]}

มีการสังเกตการเพิ่มขึ้นของการทำงานที่เกี่ยวข้องกับอายุภายในโครงสร้างประสาทที่รับผิดชอบความจำเสียงสะท้อน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมื่ออายุมากขึ้น ความสามารถในการประมวลผลข้อมูลประสาทสัมผัสทางการได้ยินก็จะเพิ่มมากขึ้น^{[ 14 ]}

ผลการศึกษาเกี่ยวกับความไม่สอดคล้องกันของการตอบสนองเชิงลบยังชี้ให้เห็นว่าระยะเวลาของความจำทางประสาทสัมผัสทางการได้ยินเพิ่มขึ้นตามอายุ โดยเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญระหว่างอายุ 2 ถึง 6 ปี จาก 500-5000 มิลลิวินาที เด็กอายุ 2 ปีแสดงการตอบสนองเชิงลบของความไม่สอดคล้องกันในช่วงเวลาระหว่างสิ่งเร้า 500 มิลลิวินาทีถึง 1000 มิลลิวินาที เด็กอายุ 3 ปีมีการตอบสนองเชิงลบของความไม่สอดคล้องกันตั้งแต่ 1 ถึง 2 วินาที เด็กอายุ 4 ปีมากกว่า 2 วินาที และเด็กอายุ 6 ปีตั้งแต่ 3 ถึง 5 วินาที การเปลี่ยนแปลงด้านพัฒนาการและความรู้ความเข้าใจเหล่านี้เกิดขึ้นตั้งแต่อายุยังน้อย และขยายไปจนถึงวัยผู้ใหญ่จนกระทั่งลดลงอีกครั้งในวัยชรา^{[ 9 ]}

นักวิจัยพบว่าระยะเวลาของหน่วยความจำเสียงสะท้อนสั้นลงในเด็กที่เคยพูดช้า เด็กที่มีอาการหัวใจบีบรัดและปากแหว่ง โดยข้อมูลจะเสื่อมลงก่อน 2000 มิลลิวินาที อย่างไรก็ตาม หน่วยความจำเสียงสะท้อนที่ลดลงนี้ไม่สามารถทำนายความยากลำบากทางภาษาในวัยผู้ใหญ่ได้^{[ 16 ]}

จากการศึกษาพบว่าเมื่อมีการนำเสนอคำศัพท์ให้กับทั้งผู้ทดสอบอายุน้อยและผู้ทดสอบที่เป็นผู้ใหญ่ ผู้ทดสอบอายุน้อยจะทำได้ดีกว่าผู้ทดสอบที่เป็นผู้ใหญ่เมื่ออัตราการนำเสนอคำศัพท์เพิ่มขึ้น^{[ 17 ]}

ความสามารถในการจดจำเสียงสะท้อนอาจส่งผลต่ออายุได้^{[ 17 ]}

เด็กที่มีความบกพร่องในความจำทางการได้ยินพบว่ามีความผิดปกติทางภาษาในการพัฒนา^{[ 12 ]}ปัญหาเหล่านี้ประเมินได้ยาก เนื่องจากประสิทธิภาพอาจเกิดจากความไม่สามารถเข้าใจงานที่กำหนด มากกว่าปัญหาด้านความจำ

ผู้ป่วยที่มีความเสียหายด้านเดียวของเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าด้านข้างและเยื่อหุ้มสมองส่วนขมับ-ข้างขมับหลังจากเป็นโรคหลอดเลือดสมอง ได้รับการวัดโดยใช้การทดสอบความไม่สอดคล้องกันเชิงลบ สำหรับกลุ่มควบคุม แอมพลิจูดของความไม่สอดคล้องกันเชิงลบมีค่ามากที่สุดในซีกสมองด้านขวา ไม่ว่าเสียงจะถูกนำเสนอในหูข้างขวาหรือข้างซ้ายก็ตาม

ความไม่สอดคล้องกันของสัญญาณลดลงอย่างมากในผู้ป่วยที่มีความเสียหายที่ขมับและข้างขมับเมื่อมีการนำเสนอสิ่งเร้าทางเสียงไปยังหูข้างตรงข้ามกับด้านที่ได้รับความเสียหายของสมอง ซึ่งสอดคล้องกับทฤษฎีที่ว่าความทรงจำทางประสาทสัมผัสทางการได้ยินถูกเก็บไว้ในคอร์เทกซ์การได้ยินข้างตรงข้ามกับด้านที่ได้รับการนำเสนอเสียง^{[ 13 ]}การวิจัยเพิ่มเติมในผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองที่มีความทรงจำทางการได้ยินลดลงแสดงให้เห็นว่าการฟังเพลงหรือหนังสือเสียงเป็นประจำทุกวันช่วยปรับปรุงความทรงจำแบบเสียงสะท้อนของพวกเขา ซึ่งชี้ให้เห็นถึงผลดีของดนตรีในการฟื้นฟูระบบประสาทหลังความเสียหายของสมอง^{[ 18 ]}

• ความทรงจำที่เกี่ยวข้องกับดนตรี
• ความทรงจำทางประสาทสัมผัส
• ความทรงจำอันโดดเด่น
• หน่วยความจำสัมผัส