Процедурна памет: видове, функциониране и физиология

Процедурната или инструменталната памет е тази, която съхранява процедури, способности или двигателни или когнитивни умения, които позволяват на хората да взаимодействат с околната среда.

Това е един вид несъзнателна дългосрочна памет и отразява начина на правене на неща (двигателни умения). Например: писане, каране на велосипед, шофиране на автомобил, свирене на инструмент, между другото.

Като цяло, системите за памет са разделени на два типа: декларативна памет и недекларативна или имплицитна памет. Първият е този, който съхранява информация, която може да бъде предадена устно, състояща се от съзнателно учене.

От друга страна, вторият тип е памет, която е трудно да се вербализира или трансформира в изображения. В него се намира процедурната памет. Това се активира, когато дадена задача трябва да бъде изпълнена, а научените функции обикновено са умения, които са автоматизирани.

Основният церебрален субстрат на процедурната памет е стриатумът, базалните ганглии, премоторната кора и малкия мозък.

Развитието на процедурната памет се проявява в по-голяма степен в детска възраст. И непрекъснато се модифицира чрез ежедневни преживявания и практики. Вярно е, че в зряла възраст е по-сложно да се придобие този тип умения, отколкото в детството, тъй като изисква допълнителни усилия.

Концепция за процедурна памет

Процедурната памет е термин, който използвам, когато уча 10-годишните да играят бейзбол. Казвам им, че всеки път, когато хвърлят топката добре или разклащат правилно бухалката, те укрепват програмата за точното движение. И обратно, всеки път, когато го правят лошо, те подсилват този неподходящ стил ... ” (Eichenbaum, 2003).

Процедурната памет се състои от навици, умения и двигателни умения, които двигателната система придобива и включва в собствените си вериги. За да се придобие този тип памет, е необходимо да се направят няколко опита за обучение, които да позволят автоматизирането на уменията.

Знанието напредва несъзнателно и непрекъснато се модулира чрез опит. По този начин те се приспособяват през целия си живот към повтаряща се практика.

В по-напредналите фази, практиката прави когнитивните или моторните умения по-прецизни и по-бързи. Това става навик, поведение, което се изпълнява автоматично.

Видове процедурна памет

Изглежда има два вида процедурна памет, с различни основни места в мозъка.

Първият се отнася до придобиването на навици и умения. Това е способността да се развиват стереотипни поведенчески репертоари като писане, готвене, свирене на пиано ... Този тип процедурна памет е за поведение, насочено към цел, и се помещава в набраздената система на мозъка.

Втората е много по-опростена система. Отнася се за специфични сензорно-моторни адаптации, т.е. приспособяване на нашите рефлекси или развитие на условни рефлекси.

Става дума за регулиране на тялото, което позволява изпълнението на фини и прецизни движения, в допълнение към условните рефлекси. Той се намира в церебралната система.

Как функционира процедурната памет?

Процедурната памет започва да се формира рано, когато се научите да ходите, говорите или ядете. Такива способности се повтарят и вкореняват по такъв начин, че те се извършват автоматично. Не е необходимо съзнателно да се мисли как да се извършват такива двигателни дейности.

Трудно е да се посочи кога сте се научили да извършвате тези видове действия. Обикновено се учат по време на ранното детство и продължават да се изпълняват несъзнателно.

Придобиването на тези умения изисква обучение, въпреки че е вярно, че обучението не винаги гарантира, че уменията се развиват. Можем да кажем, че процедурно обучение е придобито, когато поведението се променя благодарение на обучението.

Очевидно в нашия мозък има структури, които контролират първоначалното изучаване на процедурните спомени, тяхното забавено обучение и тяхната автоматизация.

Мозъчен субстрат

Когато научим навик, се активира зона от нашия мозък, наречена базални ганглии. Базалните ганглии са субкортикални структури, които имат множество връзки с целия мозък.

По-конкретно, те позволяват обмен на информация между долните мозъчни области (като мозъчния ствол) и по-високите области (като кората на мозъка).

Тази структура изглежда играе селективна роля в процедурното изучаване на навиците и способностите. Той също така участва в други недекларативни системи с памет, като класическа или операционна система.

В базалните ганглии се откроява регион, наречен набраздено ядро, при придобиването на навици. Той получава информация от по-голямата част от мозъчната кора, както и от други части на базалните ганглии.

Вълната се разделя на набразден асоциативен и набразден сензомотор. И двете имат различни функции в обучението и автоматизацията на уменията.

Първи етапи на процедурно обучение: асоциативна вълна

Когато сме в ранните етапи на процедурно обучение, се активира асоциативният стриатум. Интересното е, че тъй като дейността е обучение и учене, тази област намалява дейността си. Така, когато се учим да шофираме, се активира асоциативната вълна.

Например, в изследване на Miyachi et al. (2002), беше установено, че ако асоциативният стриатум е временно инактивиран, не могат да се научат нови последователности на движенията. Въпреки това, субектите могат да изпълняват моделите на мотора, които вече са научили.

Късни етапи на процедурно обучение: сензомоторно стриатално

В по-късните етапи на процедурно обучение се активира друга структура: сензомоторния стриатум. Тази област има образец на активност, противоположен на асоциативната ивица, т.е. активира се, когато умението вече е придобито и е автоматично.

По този начин, след като способността за шофиране е достатъчно обучена и вече е автоматична, асоциативният стриатум намалява неговата активност, като същевременно увеличава активирането на сензомоторния стриатум.

В допълнение, установено е, че временна блокировка на сензомоторния стриатум предотвратява изучаването на последователностите. Въпреки че не прекъсва изучаването на нови умения.

Изглежда обаче има още една стъпка. Наблюдавано е, че когато една задача вече е добре научена и автоматизирана, сензомоторните неврони на стриатума също не успяват да отговорят.

Церебрална кора и процедурна памет

Какво се случва тогава? Очевидно, когато поведението е много добре научено, се активира мозъчната кора (кортекс). По-специално моторните и премоторните области.

Макар това да зависи от това колко сложна е последователността на движенията. Така, ако движенията са прости, кората се активира предимно.

От друга страна, ако последователността е много сложна, някои неврони на сензомоторния стриатум все още се активират. В допълнение към активиране като поддръжка на моторни и премоторни области на мозъчната кора.

От друга страна, е доказано, че има намаление в активността на мозъчните области, които контролират вниманието (префронтално и париетално), когато изпълняваме високо автоматизирани задачи. Докато, както беше споменато, активността се увеличава в двигателната и премоторната област.

Малък мозък и процедурна памет

Малък мозък също изглежда участва в процедурната памет. По-специално, той участва в пречистването и прецизирането на научените движения. Това означава, че ни дава по-голяма гъвкавост, когато става въпрос за изпълнение на нашите двигателни умения.

В допълнение, тя помага да се научат нови моторни умения и да се консолидират чрез клетките на Пуркине.

Лимбична система и процедурна памет

Както и в другите системи с памет, лимбичната система играе важна роля в процедурното обучение. Това е така, защото е свързано с процесите на мотивация и емоция.

Поради тази причина, когато сме мотивирани или заинтересовани да научим дадена задача, ние се учим по-лесно и оставаме по-дълго в паметта си.

Физиологични механизми

Доказано е, че когато придобием учене, връзките и структурите на невроните се променят.

По този начин чрез серия от процеси усвоените умения започват да бъдат част от дългосрочната памет, отразени в реорганизацията на невронните вериги. Някои синапси (връзки между невроните) се подсилват, а други отслабват, като в същото време дендритните шипове на невроните се променят по размер, удължавайки се.

От друга страна, присъствието на допамин е от основно значение за процедурната памет. Допаминът е невротрансмитер на нервната система, който има множество функции, сред които повишава мотивацията и удовлетворява усещането. Освен че позволява движение, и разбира се, обучение.

Главно улеснява ученето, което се случва благодарение на наградите, например, се научи да натискаш определен бутон, за да получиш храна.

Нарушения, които засягат процедурната памет

Съществува набор от кортикални и субкортикални структури, които се намесват в различни функции на процедурната памет. Селективното увреждане на някои от тях предизвиква различни нарушения в двигателните функции. Такива като парализа, апраксия, атаксия, тремор, хореични движения или дистония (Carrillo Mora, 2010).

Много изследвания са анализирали патологиите, които засягат паметта, за да знаят типовете съществуващи спомени и как работят.

В този случай са разгледани възможните последствия от лошото функциониране на базалните ганглии или други структури в обучението и изпълнението на задачите.

За тази цел в различните проучвания се използват различни тестове за оценка, които сравняват здрави хора и други с някакво въздействие върху процедурната памет. Или, пациенти с процедурни увреждания на паметта и други пациенти с увреждане на друг тип памет.

Например, при болестта на Паркинсон се наблюдава дефицит на допамин в стриатума и се наблюдават аномалии в изпълнението на някои задачи, свързани с паметта. Проблеми могат да се появят и при болестта на Хънтингтън, където се причиняват увреждания на връзките между базалните ганглии и мозъчната кора.

Също така ще има затруднения при пациенти с мозъчно увреждане в някои от участващите мозъчни структури (например, които се получават от инсулт).

Днес обаче точната роля на базалните ганглии в изучаването на движението е донякъде спорна.

Установено е, че по време на двигателното учене определени зони на мозъка се активират при здрави участници. Някои от тях бяха дорсолатералната префронтална кора, допълнителната двигателна зона, предната част на зъбния мозък ..., както и базалните ганглии.

Въпреки това, при други пациенти с Паркинсон са активирани различни области (като малкия мозък). В допълнение, вълновите и базалните ганглии са неактивни. Изглежда, че компенсацията се дава чрез кортико-мозъчната система, тъй като кортико-стриаталният път е повреден.

При пациенти с това заболяване и с Хънтингтън е наблюдавано по-голямо активиране на хипокампуса и таламокортикалните пътища.

В друго проучване те оценяват пациенти, които са претърпели инсулт, който е засегнал базалните ганглии и ги сравнява със здрави участници.

Те открили, че засегнатите пациенти учат по-бавно моторните последователности, отнемат повече време, за да дадат отговори, а те са по-малко точни от тези на здравите участници.

Очевидно е, че обясненията, дадени от авторите, са, че тези хора имат проблеми при разделянето на последователността на мотора на организирани и координирани елементи. По този начин техните отговори са неорганизирани и отнемат повече време за разработване.

оценка

Съществуват няколко теста, с които се оценява капацитетният капацитет на паметта при хората. Проучванията често използват такива тестове, като сравняват резултатите между пациенти с проблеми с паметта и здрави хора.

Най-често използваните задачи за оценка на процедурната памет са:

Вероятностна задача за прогнозиране на времето

В тази задача се измерва процедурно когнитивно учене. На участника се представят четири различни вида карти с различни геометрични фигури. Всяка карта представлява определена вероятност, че ще вали или ще бъде слънчево.

В следващата стъпка обектът се представя с три групирани карти. Той ще трябва да разбере дали, вземайки предвид данните заедно, има по-голям шанс да получи слънце или дъжд.

След отговора, проверяващият ще ви каже дали отговорът е верен или не. Следователно участникът във всеки опит постепенно се научава да идентифицира кои букви най-вероятно са свързани със слънце или дъжд.

Пациентите с промени в базалните ганглии, като тези, страдащи от болестта на Паркинсон, не успяват в постепенното изучаване на тази задача, въпреки че изричната им памет е непокътната.

Тест за последователно време на реакция

Тази задача оценява изучаването на последователностите. В него визуалните стимули се представят на екрана, обикновено буквите (ABCD ...). Участникът е инструктиран да погледне позицията на един от тях (например B).

Участникът трябва да натисне един от четирите клавиша, в зависимост от това къде е целевият стимул, колкото е възможно по-бързо. Използва се левият среден и показалец, а десният и средният пръст.

Първоначално позициите са случайни, но в следващата фаза те следват определен модел. Например: DBCACBDCBA ... Така че, след няколко опита, пациентът трябва да научи необходимите движения и да ги автоматизира.

Задача на ротарианското преследване

Тази задача се изпълнява със специално устройство, което има въртяща се плоча. В една част на плочата има метална точка. Участникът трябва да постави пръчка в металната точка колкото е възможно по-дълго, без да забравя, че пластината прави кръгови движения, които трябва да се следват.

Огледален тест

При тази задача е необходима добра координация на окото. Оценете способността да научите специфични двигателни умения, като например проследяване на очертанията на звезда. За тази задача обаче участникът може да види само отражението на образа, който рисува в огледалото.

В началото грешките са обичайни, но след няколко повторения движенията се контролират чрез наблюдение на ръката и рисунката в огледалото. При здрави пациенти се правят по-малко и по-малко грешки.

Мечта и процедурна памет

Достатъчно е доказано, че процедурната памет се консолидира чрез оф-лайн процес. Тоест, ние фиксираме нашите инструментални спомени в периоди на почивка между двигателната тренировка, особено по време на сън.

По този начин се наблюдава, че двигателните задачи изглежда се подобряват значително, когато се оценяват след интервал на почивка.

Това се случва с всякакъв вид памет. След период на практика е установено, че е от полза да почиваш така, че онова, което се научава, е фиксирано. Тези ефекти се засилват, ако почивате веднага след тренировъчния период.

Процесуална памет и съвест

Процесуалната памет има сложни отношения със съзнанието. Традиционно ние наричаме този тип памет като несъзнателна памет, която не включва усилия.

Въпреки това, експериментални проучвания показват, че има невронна активация преди съзнателното планиране на движението, което ще се осъществи.

Това означава, че съзнателното желание за изпълнение на движение всъщност е "илюзия". Всъщност, според различни изследвания, понякога "осъзнаването" на нашите автоматични движения може да повлияе негативно на изпълнението на задачата.

По този начин, когато осъзнаем нашата последователност от движения, понякога се влошаваме по време на изпълнението и правим повече грешки. Поради тази причина много автори подчертават преди всичко, че процедурната памет, когато тя вече е добре установена, не изисква внимание или надзор на действията си, за да ги прави добре.