Процедурные типы памяти, функционирование и физиология

процедурная память или инструментальным является тот, который хранит процедуры, навыки или когнитивные или моторные навыки, которые позволяют людям взаимодействовать с окружающей средой.

Это своего рода бессознательная долговременная память, и она отражает способ ведения дел (моторные навыки). Например: написание, езда на велосипеде, вождение автомобиля, игра на инструменте, среди других.

Обычно системы памяти делятся на два типа: декларативная память и не декларативная или неявная память. Первый - это тот, который хранит информацию, которая может быть передана в устной форме, состоящую из осознанного обучения..

С другой стороны, второй тип - это память, которую трудно выразить словами или преобразовать в изображения. Внутри это процедурная память. Это активируется, когда задача должна быть выполнена, и изученные функции обычно являются навыками, которые автоматизированы.

Основным субстратом мозгового кровообращения является стриатум, базальные ганглии, премоторная кора и мозжечок.

Развитие процедурной памяти происходит в большей степени в детстве. И это постоянно изменяется ежедневными событиями и методами. Это правда, что во взрослом возрасте приобрести такие навыки сложнее, чем в детстве, так как это требует дополнительных усилий.

Концепция процедурной памяти

«Процедурная память - это термин, который я использую, когда учу 10-летних играть в бейсбол. Я говорю им, что каждый раз, когда они хорошо бросают мяч или правильно размахивают битой, они усиливают программу для этого точного движения. И наоборот, каждый раз, когда они делают это плохо, они усиливают этот неуместный стиль ... » (Eichenbaum, 2003).

Процедурная память состоит из привычек, навыков и двигательных навыков, которые приобретает двигательная система и включает в свои собственные схемы. Для приобретения этого типа памяти необходимо провести несколько тренировочных испытаний, позволяющих автоматизировать навык..

Знание прогрессирует неосознанно и постоянно модулируется опытом. Таким образом, они приспосабливаются на протяжении всей своей жизни к повторной практике.

На более продвинутых этапах практика делает когнитивные или моторные навыки более точными и быстрыми. Это становится привычкой, поведение, которое запускается автоматически.

Типы процедурной памяти

Кажется, есть два типа процедурной памяти, с различными основными положениями в мозге.

Первое относится к приобретению привычек и навыков. То есть способность развивать стереотипные поведенческие репертуары, такие как письмо, готовка, игра на пианино ... Этот тип процедурной памяти связан с поведением, нацеленным на цель, и находится в поперечно-полосатой системе мозга..

Вторая система намного проще. Это относится к специфическим сенсомоторным адаптациям, то есть к настройке наших рефлексов или развитию условных рефлексов..

Речь идет о регулировке тела, позволяющей выполнять тонкие и точные движения в дополнение к условным рефлексам. Он расположен в мозжечковой системе.

Как работает процедурная память?

Процедурная память начинает формироваться рано, когда вы учитесь ходить, разговаривать или есть. Такие способности повторяются и внедряются таким образом, что они выполняются автоматически. Не стоит сознательно думать, как выполнять такие двигательные действия.

Трудно указать, когда вы научились выполнять подобные действия. Они, как правило, учатся в раннем детстве и продолжают бессознательно.

Приобретение этих навыков требует обучения, хотя верно, что обучение не всегда гарантирует развитие навыка. Можно сказать, что процедурное обучение приобретается, когда поведение меняется благодаря обучению.

По-видимому, в нашем мозгу есть структуры, которые контролируют первоначальное изучение процедурных воспоминаний, их отложенное обучение и их автоматизацию..

Субстрат для мозга

Когда мы изучаем привычку, активируется область нашего мозга, называемая базальными ганглиями. Базальные ганглии - это подкорковые структуры, которые имеют множественные связи со всем мозгом..

В частности, они позволяют обмен информацией между нижними областями мозга (такими как ствол мозга) и более высокими областями (такими как кора).

Эта структура, кажется, играет избирательную роль в процессуальном изучении привычек и способностей. Он также участвует в других не декларативных системах памяти, таких как классическое или оперантное кондиционирование..

Внутри базальных ганглиев область, называемая поперечно-полосатым ядром, выделяется приобретением привычек. Он получает информацию от большей части коры головного мозга, в дополнение к другим частям базальных ганглиев.

Полоска делится на полосатую ассоциативную и полосатую сенсомоторную. Оба имеют разные функции в обучении и автоматические навыки.

Первые этапы процессуального обучения: ассоциативный страйт

Когда мы находимся на ранних стадиях процессуального обучения, ассоциативный стриатум активируется. Интересно, что, поскольку деятельность является обучением и обучением, эта область снижает свою активность. Таким образом, когда мы учимся водить, активируется ассоциативная флейта.

Например, в исследовании Miyachi et al. (2002), было обнаружено, что, если ассоциативный стриат был временно инактивирован, новые последовательности движений не могли быть изучены. Тем не менее, предметы могут выполнять уже изученные двигательные паттерны.

Поздние этапы процессуального обучения: сенсомоторный стриатал

На более поздних этапах процедурного обучения активируется другая структура: сенсомоторный стриатум. Эта область имеет характер активности, противоположный ассоциативной флейте, то есть активируется, когда навык уже приобретен, и является автоматическим..

Таким образом, как только способность к вождению была достаточно обучена и уже стала автоматической, ассоциативный стриатум снижает свою активность, в то время как активация сенсорно-моторного стриатума увеличивается..

Кроме того, было обнаружено, что временная блокировка сенсомоторного полосатого тела препятствует выполнению изученных последовательностей. Хотя это не мешает освоению новых навыков.

Однако, кажется, есть еще один шаг. Было замечено, что когда задача уже хорошо изучена и автоматизирована, сенсомоторные стриатальные нейроны также не отвечают.

Кора головного мозга и процедурная память

Что происходит потом? По-видимому, когда поведение очень хорошо изучено, кора головного мозга (кора головного мозга) активируется. Более конкретно, моторная и премоторная области.

Хотя это, кажется, зависит также от того, насколько сложна последовательность изученных движений. Таким образом, если движения просты, кора преимущественно активируется.

С другой стороны, если последовательность очень сложна, некоторые нейроны сенсомоторного стриатума все еще активированы. Помимо активации в качестве поддержки двигательных областей и премоторы коры головного мозга.

С другой стороны, было показано, что происходит снижение активности областей мозга, которые контролируют внимание (префронтальной и теменной), когда мы выполняем высокоавтоматизированные задачи. Хотя, как уже упоминалось, активность увеличивается в моторной и премоторной областях.

Мозжечок и процедурная память

Мозжечок также, по-видимому, участвует в процедурной памяти. В частности, он участвует в уточнении и уточнении выученных движений. То есть это дает нам больше ловкости, когда дело доходит до выполнения наших двигательных навыков.

Кроме того, это помогает освоить новые моторные навыки и закрепить их через клетки Пуркинье. 

Лимбическая система и процедурная память

Как и в других системах памяти, лимбическая система играет важную роль в процессуальном обучении. Это потому, что это связано с процессами мотивации и эмоций.

По этой причине, когда мы мотивированы или заинтересованы в изучении задачи, мы изучаем ее легче и дольше остаемся в нашей памяти.

Физиологические механизмы

Было показано, что, когда мы приобретаем знания, связи и структуры участвующих нейронов меняются.

Таким образом, благодаря ряду процессов приобретенные навыки становятся частью долговременной памяти, что отражается в реорганизации нейронных цепей. Некоторые синапсы (связи между нейронами) усиливаются, а другие ослабевают, в то время как дендритные шипы нейронов меняются в размерах, удлиняясь.

С другой стороны, присутствие дофамина имеет основополагающее значение для процедурной памяти. Дофамин является нейротрансмиттером нервной системы, который выполняет множество функций, среди которых повышение мотивации и приятных ощущений. В дополнение к разрешению движения и, конечно же, обучения.

В основном облегчает обучение, которое происходит благодаря вознаграждениям, например, научиться нажимать определенную кнопку, чтобы получить еду.

Нарушения, которые влияют на процедурную память

Существует множество как корковых, так и подкорковых структур, которые вмешиваются в различные функции процедурной памяти. Избирательное поражение некоторых из них вызывает различные нарушения двигательных функций. Как паралич, апраксия, атаксия, тремор, хореальные движения или дистония (Carrillo Mora, 2010).

Многие исследования проанализировали патологии, которые влияют на память, чтобы узнать типы существующих воспоминаний и как они работают.

В этом случае были изучены возможные последствия плохого функционирования базальных ганглиев или других структур в обучении и выполнении заданий..

Для этого в различных исследованиях используются разные оценочные тесты, сравнивающие здоровых людей и других с некоторым влиянием на процедурную память. Или пациенты с процедурным повреждением памяти и другие пациенты с повреждением другого типа памяти.

Например, при болезни Паркинсона наблюдается дефицит дофамина в стриатуме и наблюдаются нарушения в выполнении определенных задач памяти. Проблемы могут также возникать при болезни Хантингтона, когда происходит повреждение в соединениях между базальными ганглиями и корой головного мозга..

Также будут трудности у пациентов с повреждением мозга в некоторых задействованных структурах мозга (например, при инсульте).

Однако, на сегодняшний день точная роль базальных ганглиев в движении обучения является несколько спорным.

Было обнаружено, что во время моторного обучения определенные участки мозга активируются у здоровых участников. Некоторыми из них были дорсолатеральная префронтальная кора, дополнительная двигательная зона, передняя поясная извилина ... а также базальные ганглии.

Однако у других пациентов с болезнью Паркинсона были активированы различные области (например, мозжечок). Кроме того, полосатые и базальные ганглии были неактивны. Кажется, что компенсация дается через корково-мозжечковую систему, так как кортикально-стриатальный путь поврежден.

Повышенная активация гиппокампа и таламо-кортикальных путей наблюдается у пациентов с этим заболеванием и с Хантингтоном..

В другом исследовании они оценивали пациентов, перенесших инсульт, который поражал базальные ганглии, и сравнивали их со здоровыми участниками..

Они обнаружили, что больные пациенты учат моторные последовательности медленнее, им требуется больше времени, чтобы дать ответы, и они менее точны, чем у здоровых участников..

По-видимому, объяснения, данные авторами, состоят в том, что у этих людей есть проблемы в разделении двигательной последовательности на организованные и скоординированные элементы. Таким образом, их ответы дезорганизованы и требуют больше времени для разработки.

оценка

Существует несколько тестов, с помощью которых можно оценить емкость процедурной памяти у человека. В исследованиях часто используются такие тесты, сравнивающие производительность пациентов с проблемами памяти и здоровых людей..

Задачи, наиболее часто используемые для оценки процедурной памяти:

Вероятностная задача прогноза погоды

В этой задаче измеряется процедурное когнитивное обучение. Участнику представлены четыре разных типа карточек с разными геометрическими фигурами. Каждая карта представляет определенную вероятность дождя или солнца.

На следующем этапе субъект представлен тремя сгруппированными карточками. Он должен будет выяснить, есть ли вероятность того, что, принимая во внимание данные вместе, лучи солнца или дождя.

После вашего ответа экзаменатор скажет вам, был ли ответ правильным или нет. Поэтому участник каждого испытания постепенно учится определять, какие буквы наиболее вероятно связаны с солнцем или дождем..

Пациенты с изменениями в базальных ганглиях, например, страдающие болезнью Паркинсона, не могут постепенно освоить эту задачу, хотя их явная память не повреждена.

Последовательное время реакции теста

Эта задача оценивает изучение последовательностей. В нем визуальные стимулы представлены на экране, обычно буквами (ABCD ...). Участнику дают указание взглянуть на положение одного из них (например, B)..

Участник должен нажать одну из четырех клавиш в зависимости от того, где находится целевой стимул, как можно быстрее. Используются левый средний и указательный пальцы, а правый указательный и средний пальцы.

Сначала позиции являются случайными, но на следующем этапе они следуют определенной схеме. Например: DBCACBDCBA ... Итак, после нескольких испытаний пациент должен выучить необходимые движения и автоматизировать их..

Ротари преследования

Эта задача выполняется с помощью специального устройства, имеющего вращающуюся плиту. В одной части пластины есть металлическая точка. Участник должен поместить стержень в металлическую точку как можно дольше, не забывая при этом, что пластина совершает круговые движения, которые необходимо соблюдать.

Зеркальный тест

В этой задаче необходима хорошая координация глаз и рук. Оцените способность изучать определенные моторные навыки, такие как отслеживание контура звезды. Однако для этого задания участник может видеть только отражение изображения, которое он рисует в зеркале..

В начале ошибки являются привычными, но после нескольких повторений движения контролируются путем наблюдения за рукой и рисунком в зеркале. У здоровых пациентов все меньше и больше ошибок.

Сон и процедурная память

Было наглядно продемонстрировано, что процедурная память консолидируется посредством автономного процесса. То есть мы фиксируем наши инструментальные воспоминания в периоды отдыха между двигательными тренировками, особенно во время сна.

Таким образом, было замечено, что двигательные задачи, кажется, заметно улучшаются при оценке после интервала отдыха.

Это происходит с любым типом памяти. После периода практики было обнаружено, что полезно отдыхать, чтобы то, что изучено, было зафиксировано. Эти эффекты усиливаются, если вы отдыхаете сразу после периода тренировки.

Процессуальная память и совесть

Процедурная память имеет сложные отношения с сознанием. Традиционно мы называем этот тип памяти бессознательной, не требующей усилий..

Тем не менее, экспериментальные исследования показали, что активация нейронов происходит до сознательного планирования движения, которое будет иметь место..

То есть сознательное желание выполнить движение на самом деле является «иллюзией». Фактически, согласно различным исследованиям, иногда «знание» о наших автоматических движениях может отрицательно повлиять на выполнение задачи..

Таким образом, когда мы осознаем нашу последовательность движений, мы иногда ухудшаем производительность и совершаем больше ошибок. По этой причине многие авторы подчеркивают прежде всего, что процедурная память, когда она уже хорошо установлена, не требует внимания или контроля за своими действиями, чтобы делать их хорошо.  

ссылки

1. Ashby, F.G., Turner, B.O. & Horvitz, J.C. (2010). Вклад корковых и базальных ганглиев в привычку к обучению и автоматизму. Тенденции в когнитивных науках, 14 (5), 208-215.
2. Бойд Л.А., Эдвардс Д.Д., Сиенгускон С.С., Видони Е.Д., Вессель Б.Д., Линсделл М.А. (2009). Последовательное опрокидывание двигателя нарушается ударом базальных ганглиев. Нейробиология обучения и памяти, 35-44.
3. Carrillo-Mora, P. (2010). Системы памяти: исторический обзор, классификация и современные концепции. Первая часть: история, таксономия памяти, системы долговременной памяти: семантическая память. Психическое здоровье, 33 (1), 85-93.
4. ДЕКЛАРАТИВНАЯ (ЯВНАЯ) И ПРОЦЕДУРНАЯ (ЯВНАЯ) ПАМЯТЬ. (2010). Получено из человеческой памяти: human-memory.net.
5. Diekelmann, S. & Born, J. (2010). Функция памяти сна. Nature Reviews Neuroscience, 11 (2), 114-126.
6. Eichenbaum, H. (2003). Когнитивная неврология памяти. Барселона: Ариэль.
7. Браун, Е. М. и Моралес, Дж. А. П. (2012). Основы обучения и языка (т. 247). Редакция Uoc.
8. Miyachi, S. et al. (2002) Дифференциальная активация стриональных нейронов обезьян на ранней и поздней стадиях процессуального обучения. Эксп. Мозг Рез. 146, 122-126.
9. Процедурная память. (Н.Д.). Получено 12 января 2017 г. из Википедии.