Исследование механизмов кратковременной памяти сталкивается с проблемой единовременности протекания нескольких частично параллельных, а частично взаимозависимых процессов (процесса получения и обработки сенсорной информации при восприятии, процесса удержания информации в оперативной памяти, процесса перекодирования информации из одной формы в другую, и, наконец, процессов непосредственного использования сохраняемой в памяти информации либо при решении некоторой когнитивной задачи (например, при опознании), либо в ходе ее воспроизведения).
В связи с этим, в данной работе основное внимание было уделено исследованию ранних этапов кратковременной памяти, так как в этом случае исключаются процессы активного повторения информации в речевой (семантической) форме, а процессы перекодирования сенсорной информации в другую форму еще только начинают развертываться и могут быть сведены к минимуму за счет специального набора стимулов и задач испытуемому.
Использованный в данной работе, впервые для исследования кратковременной памяти, метод локализации диполей с наложением их координат на карту мозга испытуемого, полученную при помощи ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), позволяет избежать ограничений других методов локализации структур мозга, связанных с памятью. Во-первых, в отличие от экспериментов на животных, здесь субъектами исследования были люди, что позволило изучать именно человеческий мозг и особенности памяти характерные именно для человека. Во-вторых, в отличие от клинического метода, испытуемыми являлись психически здоровые, а не люди с поражениями мозга, что сильно повысило внешнюю валидность исследования, т.к. у данных испытуемых функционирование мозга и психики должно гораздо меньше отличаться от среднего по популяции. В третьих, в сравнению с методом вживления электродов, данный подход дает возможность исследовать активность всего мозга, а не только тех участков, куда были вживлены электроды, а также обладает тем достоинством, что не является инвазивным. В четвертых, в отличие от методов позитронно-эмиссионной томографии, данный подход позволяет проследить тонкую временную динамику (менее 1 сек.) активации мозговых структур. И, наконец, построение методом структурного ЯМР индивидуальной карты мозга испытуемого, позволяет точно локализовать и идентифицировать активирующиеся структуры.
Проведенные эксперименты показали, что при выполнении испытуемым заданий, требующих участия кратковременной памяти, в его мозге возникают очаги возбуждения в префронтальной коре, таламусе, стриатуме, а также в мозжечке. Анализ временной динамики возникновения и исчезновения активации в данных структурах мозга, позволил предложить модель, объясняющую некоторые психофизиологические механизмы зрительной кратковременной памяти.