Memory for serial order 11
necessarily used serial reconstruction as the recall method.
Major phenomena of memory for serial order
This section presents an overview of phenomena of serial order in short-term
memory documented using the tasks described in the preceding section. In particular, we
focus on eight benchmark ndings and sub-ndings from verbal short-term memory that
are well replicated, are particularly relevant to the problem of serial order, and for the
most part have also been documented in the visual or spatial short-term memory domains.
Note, however, that some of the phenomena have yet to be examined using visual and
spatial memoranda, and we show later that this renders the task of identifying the
preferred principles of serial order in visual and spatial short-term memory more dicult
than in verbal short-term memory.
We deal with serial order in short-term memory tasks where sequential redundancy
plays only a minor role. Thus, the tasks typically involve the ordered recall of random or
pseudo-random sequences sampled from a small set of familiar items. In the verbal
domain, this restriction excludes memory for meaningful phrases or sentences, where
syntactic and semantic constraints complicate the empirical pattern (see e.g., Baddeley,
Hitch, & Allen, 2009). We also exclude memory for sequences of nonwords where
constraints on the ordering of phonemes within the syllable play a crucial role in
supporting recall (e.g., Treiman & Danis, 1988). This restriction in the scope of our
analysis is an accurate re ection of the wealth of the empirical research on short-term
memory and, with few exceptions (e.g., Hartley & Houghton, 1996), computational
theories of serial order do not yet specify how such constraints in uence short-term order
recall. Finally, we omit a number of benchmark ndings from verbal short-term memory
including the eects of word length (sequences of words with short pronunciation durations
are recalled better than sequences of words with long pronunciation durations; Baddeley,
Convert pdf to editable ppt - software control dll:C# Create PDF from PowerPoint Library to convert pptx, ppt to PDF in C#.net, ASP.NET MVC, WinForms, WPF
Online C# Tutorial for Creating PDF from Microsoft PowerPoint Presentation
www.rasteredge.com
Convert pdf to editable ppt - software control dll:VB.NET Create PDF from PowerPoint Library to convert pptx, ppt to PDF in vb.net, ASP.NET MVC, WinForms, WPF
VB.NET Tutorial for Export PDF file from Microsoft Office PowerPoint
www.rasteredge.com
Memory for serial order 12
Thomson, & Buchanan, 1975), articulatory suppression (repeating a verbal token or a
sequence of verbal tokens aloud during the encoding of a verbal sequence impairs order
recall accuracy; Macken & Jones, 1995; Murray, 1967), and word frequency (sequences of
high frequency words are recalled better than sequences of low frequency words; Hulme,
Roodenrys, Schweickert, Brown, Martin, & Stuart, 1997). We do so on account that these
phenomena are not directly relevant to the problem of serial order per se and it is, as yet,
unclear whether analogues of these eects exist in the nonverbal domain.
The eight phenomena that are the subject of our review include the serial position
curves associated with (1) forward recall and (2) backward recall, (3) the sequence length
eect, (4) patterns of errors underlying the forward recall serial position curve, (5)
temporal grouping eects, (6) item similarity eects, (7) the Ranschburg eect, and nally
(8) the Hebb repetition eect. Table 1 lists those phenomena|initially observed in verbal
short-term memory|and highlights the short-term memory domains in which they have
been documented. The reader is invited to inspect this table in order to obtain an
overview of those results that have been shown to extend to the visual and spatial
domains, and those that remain to be investigated. The data listed in Table 1 are
primarily based on response probabilities but also include response timing data which
have been collected in recent studies using keyboard serial recall (with verbal memoranda)
and serial reconstruction (with verbal and spatial memoranda).
Adescription of the phenomena of serial order now follows.
1. Forward serial position curves
The serial position curve plots recall accuracy as a function of the serial positions of
items. When people are required to recall verbal sequences in forward order, the resulting
accuracy serial position curve is characterized by two canonical eects that have been
replicated across countless studies: First, there is a sharp monotonic decrease in recall
software control dll:Online Convert PDF to Text file. Best free online PDF txt
RasterEdge PDF document conversion SDK provides reliable and effective .NET solution for Visual C# developers to convert PDF document to editable & searchable
www.rasteredge.com
Memory for serial order 13
accuracy extending from the rst position onwards known as the primacy eect. Second,
there is a small upturn in performance for the nal serial position known as the recency
eect.
1
These eects are illustrated graphically in Figure 1A.
Forward accuracy serial position curves exhibiting eects of primacy and recency are
not conned to verbal memoranda. The forward serial position curves associated with the
recall of sequences composed of various dierent types of nonverbal stimuli have been
shown to exhibit an extensive primacy eect accompanied by a one-item recency eect.
These stimuli include visual-spatial locations (Avons, 2007; Farrand et al., 2001; Guerard
&Tremblay, 2008; Jones et al., 1995; Smyth & Scholey, 1996; Tremblay et al., 2006),
visual-spatial movements (Agam et al., 2005; Agam et al., 2007; Agam, Huang, & Sekuler,
2010), auditory-spatial locations (Groeger et al., 2007; Parmentier & Jones, 2000;
Tremblay et al., 2006), visual matrix patterns (Avons, 1998; Avons & Mason, 1999), and
unfamiliar faces (Smyth et al., 2005; Ward et al., 2005).
Forward serial position curves can also be plotted using inter-response time as the
dependent measure. Recall timing studies have shown that the latency to initiate recall of
the rst item in a verbal sequence is considerably longer than that for any other item,
with latencies for subsequent serial positions following an inverted U shaped prole
(Anderson, Bothel, Lebiere, & Matessa, 1998; Farrell, 2008; Farrell & Lewandowsky, 2004;
Farrell, Wise, & Lelievre, 2011; Haberlandt, Lawrence, Krohn, Bower, & Thomas, 2005;
Maybery, Parmentier, & Jones, 2002; Parmentier & Maybery, 2008; Thomas, Milner, &
Haberlandt, 2003). A typical latency serial position curve for forward recall is shown in
Figure 1B. Studies by Parmentier, Andres, Elford, & Jones (2006; see also Parmentier,
Elford, & Maybery, 2005) and Parmentier, King, and Dennis (2006) have extended these
latency-pattern observations with verbal sequences to the recall of sequences of
visual-spatial and auditory-spatial locations, respectively.
Memory for serial order 14
2. Backward serial position curves
The requirement to recall verbal sequences in the backward direction qualitatively
alters the shape of the accuracy serial position curve. Numerous studies have shown that
backward recall enhances the recency eect, but diminishes the primacy eect (Anderson
et al., 1998; Farrand & Jones, 1996; Hulme et al., 1997; Li & Lewandowsky, 1993, 1995;
Madigan, 1971).
2
This empirical pattern is illustrated in Figure 1A. Backward recall also
exerts systematic eects on response time patterns (Haberlandt et al., 2005; Thomas et al.,
2003). As can be seen in Figure 1B, people leave a long pause prior to the rst item to be
output|in this case the last item in the sequence|as in forward recall. The penultimate
item is then emitted rapidly, after which the recall latency for the antepenultimate item
increases considerably. Thereafter, recall latencies become gradually quicker across earlier
serial positions. In general, it can be seen that recall latencies are longer in backward than
forward recall, particularly at medial positions. To explain the backward recall latency
data, it is assumed that recall of the nal item is delayed due to time required to plan the
sequence for output. The penultimate item is then recalled rapidly, by virtue of being
recent. Subsequently, backward recall is accomplished by covertly recalling the sequence in
forward order, overtly recalling the last item, and repeating this process until the rst item
is retrieved|the multiple-scan strategy (Haberlandt et al., 2005; Thomas et al., 2003).
Afew studies have compared forward and backward recall employing sequences of
visual-spatial locations as stimuli (Cornoldi & Mammarella, 2008; Farrand & Jones, 1996;
Mammarella & Cornoldi, 2005). However, with the exception of the study by Farrand and
Jones (1996), the above studies only reported aggregate levels of recall performance, but
did not report serial position data. Farrand and Jones (1996) compared forward and
backward recall of auditory-verbal and visual-verbal sequences, with sequences of
visual-spatial locations. They found that when serial recall was employed as the recall
method (Experiments 2, 3, and 4), the backward recall curves witnessed for all three types
Memory for serial order 15
of stimuli exhibited enhanced recency, but diminished primacy eects.
However, it is noteworthy that the same authors found that when serial
reconstruction was employed (Experiment 1), the backward recall curves for all three
types of stimuli resembled those obtained with forward recall. They reasoned that the
dierent backward recall patterns observed with serial recall and serial reconstruction are
attributable to the dierent demands placed by the two tasks on item and order memory:
Serial recall requires retrieval of item as well as order information, whereas serial
reconstruction only requires retrieval of order information. However, recent studies that
have compared forward and backward recall of verbal sequences using serial reconstruction
have revealed the typical pattern of results, with backward recall enhancing the recency
eect, but reducing the primacy eect (Guerard & Saint-Aubin, 2012; Guerard,
Saint-Aubin, Burns, & Chamberland, 2012).
3. Sequence length eect
Forward recall accuracy for verbal sequences decreases with increasing sequence
length (Anderson et al., 1998; Crannell & Parrish, 1957; Maybery et al., 2002). This
sequence length eect has also been documented with sequences of visual-spatial locations
(Jones et al., 1995; Smyth, 1996; Smyth, Pearson, & Pendleton, 1989; Smyth & Scholey,
1994, 1996), visual-spatial movements (Agam et al., 2005, Agam et al., 2007), visual
matrix patterns (Avons, 1998), and unfamiliar faces (Smyth et al., 2005; Ward et al.,
2005).
4. Error patterns
Errors in serial recall can be transposition errors or item errors. A transposition
occurs when an item from the study sequence is recalled in the wrong position. When
plotted over serial position, transpositions in the recall of verbal sequences obey an
inverted U shaped trend, with most occurring at medial sequence positions (Henson, 1996;
Memory for serial order 16
Henson, Norris, Page, & Baddeley, 1996). The incidence of transpositions in the recall of
sequences of visual-spatial locations (Guerard & Tremblay, 2008) and visual matrix
patterns (Avons & Mason, 1999) has also been shown to conform to this inverted U shaped
function. Transpositions are typically the only errors possible in serial reconstruction.
Transpositions can be classied according to their displacement, which refers to the
numerical dierence between an item’s presentation and recall positions. Transpositions
with negative displacement values are known as anticipation errors and correspond to
items recalled ahead of their correct positions. Transpositions with positive displacement
values are known as postponement errors and correspond to items recalled after their
correct positions. Items recalled in their correct positions are represented by a
displacement value of zero. Transpositions are typically measured in terms of transposition
gradients which plot the probability of transpositions as a function of displacement.
Typical transposition gradients for the forward recall of verbal sequences are shown in
Figure 2A from which it can be seen that the probability of an error decreases as the
absolute displacement value increases; thus, when an item is recalled in the wrong position
it will tend to be close to its correct position. This tendency for transpositions to cluster
around their correct recall positions is known as the locality constraint (Henson, 1996).
The locality constraint is not conned to verbal memoranda. Transposition gradients for
sequences consisting of visual-spatial locations (Parmentier, Andres et al., 2006; Smyth &
Scholey, 1996), auditory-spatial locations (Groeger et al., 2007; Parmentier & Jones, 2000;
Parmentier, King, & Dennis, 2006), visual-spatial movements (Agam et al., 2005), novel
visual patterns (Avons & Mason, 1999), and unfamiliar faces (Smyth et al., 2005) have
also been shown to display this fundamental property.
Transposition gradients for verbal sequences are accompanied by a systematic
pattern of recall latencies. Farrell and Lewandowsky (2004) have shown that when the
latency of transpositions is plotted as a function of displacement, anticipations are slower
Memory for serial order 17
than postponements, as illustrated in Figure 2B. Additionally, it can be seen that
transposition displacement has dierent eects on the recall latencies for anticipations and
postponements: Latencies for anticipations increase as an approximately linear function of
displacement, whereas latencies for postponements are generally invariant with respect to
displacement. The dynamics of transpositions have not yet been examined for sequences
of visual or spatial stimuli. However, as we show later, transposition latencies carry
diagnostic information about the principles underlying the representation of serial order in
short-term memory.
Anal feature of transpositions has also turned out to be important for identifying
computational principles underpinning memory for serial order. This is that transposition
errors in recalling sequences of verbal stimuli are characterized by a particular pattern of
sequential dependency. Specically, if an item i is recalled a position too soon, recall of
item i-1 is more likely at the next output position than item i+1. To explain, given the
sequence ABC, if B is recalled at the rst output position then a ll-in error, re ected by
the recall of A at the next output position, is more likely than an inll error, re ected by
the recall of C. Available data on these errors suggests that ll-in errors outweigh inll
errors by a ratio of approximately 2:1 (Farrell, Hurlstone, & Lewandowsky, 2013; Henson,
1996; Page & Norris, 1998; Surprenant, Kelley, Farley, & Neath, 2005).
3
Guerard and
Tremblay (2008) have shown that this ll-in tendency extends to the ordered recall of
sequences of visual-spatial locations and it obeys the 2:1 ratio observed with verbal
material.
Item errors can be divided into intrusion, omission, and repetition errors. An
intrusion occurs when an item is recalled that was not part of the study sequence. In
verbal serial recall, intrusions often involve the recall of an item on trial n that occurred in
the same within-sequence position on trial n-1 (Conrad, 1960; Henson, 1999a). These
position-preserving intrusions are known as protrusions (Henson, 1996). An omission
Memory for serial order 18
occurs when an item is not recalled, whilst a repetition occurs when an item is recalled on
more than a single occasion despite being presented only once in the study sequence.
Repetitions are rare and widely separated in verbal serial recall. For sequences composed
of unique items, repetitions account for approximately 2% (Henson, 1996) to 5% (Vousden
&Brown, 1998) of all responses and are separated by an average distance of 3-4 positions
(Henson, 1996).
In verbal serial recall, item errors are less common than transposition errors,
accounting for around 20% of total errors (Aaronson, 1968), and their incidence has been
shown to increase across serial positions (Henson, 1996). Guerard and Tremblay (2008)
have shown that item errors are also less frequent than transpositions in the serial recall of
sequences of visual-spatial locations and that the incidence of intrusions and omissions
(the only item errors reported in their study) increases across serial positions. Avons and
Mason (1999) observed a similar pattern for sequences consisting of visual matrix patterns
using a serial reconstruction method that permitted the recording of transpositions and
intrusions. Protrusions and repetitions have yet to be studied with visual and spatial
memoranda.
5. Temporal grouping eects
Dierentiating a verbal sequence into sub-groups by inserting extended temporal
pauses after every few items|known as temporal grouping|has been shown to exert a
number of systematic eects on ordered recall which are illustrated in Figure 3. First,
grouping enhances recall accuracy (Frankish, 1985, 1989; Henson, 1996; 1999a; Hitch,
Burgess, Towse, & Culpin, 1996; Maybery et al., 2002; Ng & Maybery, 2005; Ryan, 1969a,
1969b) and produces eects of primacy and recency within each sub-group (Figure 3A),
giving the accuracy serial position curve for grouped sequences a scalloped appearance
(Frankish, 1985, 1989; Hitch et al., 1996). Second, grouping modies the pattern of errors
Memory for serial order 19
by reducing the number of transpositions overall, and between groups in particular.
However, one type of between group transposition actually increases in grouped sequences:
These interpositions are transpositions between groups that preserve their positions within
groups (Henson, 1996, 1999a; Ng & Maybery, 2002, 2005; Ryan, 1969a). For example, if a
9-item sequence is organized into three groups of three, interpositions are indicated by an
increase in the probability of 3 and 6 transpositions (Figure 3B). A third feature of
grouping is that it modies the shape of the response latency serial position curve (Figure
3C): As well as leaving a long pause prior to outputting the rst item in the sequence,
participants leave long pauses prior to outputting the rst item of each sub-group
(Anderson et al., 1998; Anderson & Matessa, 1997; Farrell, 2008; Farrell & Lewandowsky,
2004; Farrell et al., 2011; Maybery et al., 2002; Parmentier & Maybery, 2008).
With the exception of the increase in interpositions, the eects of temporal grouping
documented above using verbal memoranda have also been witnessed in the ordered recall
of temporally grouped auditory-spatial (Parmentier, Maybery, & Jones, 2004) and
visual-spatial (Parmentier, Andres et al., 2006; Experiment 3) sequences of locations.
However, grouping phenomena have yet to be investigated in visual short-term memory.
6. Item similarity eects
Aclassic and robust nding in the verbal short-term memory literature is that
sequences of phonologically similar sounding items (e.g., B D G P T V) are recalled less
accurately than sequences of phonologically dissimilar sounding items (e.g., F K L R X Y ;
Baddeley, 1966, 1968; Conrad, 1964; Wickelgren, 1965a, 1965b). This phonological
similarity eect (Baddeley, 1986) is also observed when sequences are constructed by
alternating phonologically dissimilar and similar items (e.g., F B K G R T). Such mixed
sequences engender a saw-toothed accuracy serial position curve characterized by peaks
corresponding to the recall of dissimilar items and troughs corresponding to the recall of
Memory for serial order 20
similar items (Baddeley, 1968; Farrell, 2006; Farrell & Lewandowsky, 2003; Henson et al.,
1996; Lewandowsky & Farrell, 2008b). Representative data for this mixed-sequence
phonological similarity eect are displayed in Figure 4.
Item similarity eects have also been documented using visual memoranda. Avons
and Mason (1999) found that sequences of similar matrix patterns were recalled less
accurately than sequences of dissimilar matrix patterns, whilst Smyth et al. (2005) found
that sequences of similar unfamiliar faces were recalled less accurately than sequences of
dissimilar unfamiliar faces. Jalbert, Saint-Aubin, and Tremblay (2008) have shown an
item similarity eect using spatial memoranda. They found that sequences of spatial
locations presented in the same color hue were recalled less accurately than sequences of
locations presented in dierent color hues. These studies show that the standard item
similarity eect observed with sequences of purely dissimilar and similar items extends to
the use of visual and spatial memoranda. However, no studies have examined item
similarity eects in the visual and spatial domains using sequences in which similar and
dissimilar items are intermixed.
7. Ranschburg eect
The Ranschburg eect (named after its founder: Pablo Ranschburg)|also known as
the phenomenon of repetition inhibition|occurs when two conditions are compared in the
serial recall of verbal sequences: In the repetition condition, the sequences presented for
recall contain two occurrences of the same item separated by a number of intervening
items, whilst in the control condition, the sequences always contain unique items. The
typical nding is that recall of the second occurrence of a repeated item is impaired
relative to items in corresponding positions in the control condition (Crowder, 1968;
Duncan & Lewandowsky, 2005; Henson, 1998b; Jahnke, 1969; Kahana & Jacobs, 2000;
Vousden & Brown, 1998). A violation of this general pattern occurs when the two
Documents you may be interested
Documents you may be interested