Процедурни типове памет, функциониране и физиология

на процедурна памет или инструментален е този, който съхранява процедури, умения или когнитивни или моторни 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, наред с други.

Обикновено, системите с памет се разделят на два типа: декларативна памет и недекларираща 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 правилно бутат прилепа, 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 двигателните 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 поведението, насочено към цел, и се подава 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 мозъчната система.

Как работи 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 през ранното детство и продължават да бъдат несъзнателно.

Придобиването на тези умения изисква обучение, въпреки че е вярно, че обучението не винаги гарантира, че уменията се развиват. Можем да кажем, че процедурното 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 многобройни връзки с целия мозък.

По-специално, 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 област, наречена набраздено ядро, при придобиването на навици. Той получава информация от по-голямата част от мозъчната кора, в допълнение към други части на базалните ганглии.

Вълната е разделена 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 флейта.

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 вече научени модели на мотора.

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 дейност, противоположен на асоциативната флейта, т.е. тя се активира, 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 своята активност, докато активирането на сензорния двигателен стриатум се повишава..

Освен това е установено, 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, сензорномоторните неврони също не успяват да отговорят.

Церебрална кора и процедурна памет

Какво се случва тогава? Очевидно, когато поведението е много добре научено, мозъчната кора се активира. 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 подкрепа на моторните области и премотора на мозъчната кора.

От друга страна, е доказано, че намалява активността на мозъчните области, които контролират вниманието (префронтално и париетално), когато изпълняваме високо автоматизирани задачи. Докато, както бе 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.

Освен това, тя помага да се научат нови двигателни 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 придобиваме знания, връзките и структурите на невроните се променят.

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

От друга страна, присъствието на допамин е от основно значение за процедурната памет. Допаминът е невротрансмитер на нервната система, който има многобройни 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. 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 проучени 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 са наблюдавани аномалии в изпълнението на някои задачи, свързани с паметта. Проблеми могат да се появят и при болестта на Хънтингтън, където настъпва увреждане на връзките между базалните ганглии и мозъчната кора..

Също така ще има трудности 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 противоречива.

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 зони (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.

Повишено активиране на хипокампуса и таламо-кортикалните пътища е наблюдавано при пациенти с това заболяване и с Huntington..

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

Те установили, 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 обясненията, дадени от авторите, са, че тези хора имат проблеми при разделяне 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 за дъжд или слънце.

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 вашия отговор, 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 болест на Паркинсон, се провалят 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 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 за възможно най-дълго време, 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. Въпреки това, за тази задача 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. Това означава, че 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 наученото да е фиксирано. Тези ефекти се засилват, ако почивате веднага след тренировката.

Процесуална памет и съвест

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

Експерименталните изследвания обаче показват, че невронното активиране се случва преди съзнателното планиране на движението, което ще се случи..

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.  

препратки

1. Ashby, F.G., Turner, B.O., & Horvitz, J.C. (2010). Приносът на кортикалните и базалните ганглии към изучаването на навиците и автоматичността. Тенденции в когнитивните науки, 14 (5), 208-215.
2. Boyd L.A., Edwards J.D., Siengsukon C.S., Vidoni E.D., Wessel B.D., Linsdell M.A. (2009 г.). Моторното секвениране е нарушено от инсулт на базални ганглии. Невробиология на ученето и паметта, 35-44.
3. Carrillo-Mora, P. (2010). Паметни системи: исторически преглед, класификация и текущи концепции. Първа част: История, таксономия на паметта, системи за дългосрочна памет: семантична памет. Психично здраве, 33 (1), 85-93.
4. ДЕКЛАРАТИВНА (ИЗКЛЮЧИТЕЛНА) И ПРОЦЕДУРНА (ИМПЛИКТНА) ПАМЕТ. (2010 г.). Взето от човешката памет: human-memory.net.
5. Diekelmann, S., & Born, J. (2010). Функцията на паметта на съня. Nature Reviews Neuroscience, 11 (2), 114-126.
6. Eichenbaum, H. (2003). Когнитивна неврология на паметта. Барселона: Ариел.
7. Brown, Е. М., & Morales, J. A. P. (2012). Основи на ученето и езика (том 247). Редакция Уок.
8. Miyachi, S. et al. (2002) Диференциална активация на маймунските стритални неврони в ранните и късни стадии на процедурно обучение. Exp. Brain Res., 146, 122-126.
9. Процедурна памет. (Н.О.). Възстановен на 12 януари 2017 г. от Уикипедия.