Rodzaje pamięci proceduralnej, funkcjonowanie i fizjologia

The pamięć proceduralna lub instrumentalny to taki, który przechowuje procedury, umiejętności lub zdolności poznawcze lub motoryczne, które pozwalają ludziom na interakcję ze środowiskiem.

Jest to rodzaj nieświadomej pamięci długotrwałej i odzwierciedla sposób robienia rzeczy (umiejętności motoryczne). Na przykład: pisanie, jazda na rowerze, jazda samochodem, gra na instrumencie, między innymi.

Ogólnie, systemy pamięci są podzielone na dwa typy: pamięć deklaratywna i pamięć nie deklaratywna lub niejawna. Pierwsza to ta, która przechowuje informacje, które mogą być przekazywane werbalnie, polegające na świadomym uczeniu się.

Z drugiej strony drugi typ to pamięć trudna do zwerbalizowania lub przekształcenia w obrazy. Wewnątrz jest pamięć proceduralna. Jest to aktywowane, gdy zadanie musi zostać wykonane, a wyuczone funkcje są zazwyczaj umiejętnościami zautomatyzowanymi.

Głównym substratem mózgowym pamięci proceduralnej jest prążkowie, zwoje podstawy, kora przedmotorowa i móżdżek.

Rozwój pamięci proceduralnej występuje w większym stopniu w dzieciństwie. I jest stale modyfikowany przez codzienne doświadczenia i praktyki. Prawdą jest, że w dorosłym życiu nabywanie tego typu umiejętności jest bardziej skomplikowane niż w dzieciństwie, ponieważ wymaga to dodatkowego wysiłku.

Koncepcja pamięci proceduralnej

„Pamięć proceduralna to termin, którego używam, kiedy uczę 10-latków gry w baseball. Mówię im, że za każdym razem, gdy rzucają piłką dobrze lub huśtają się prawidłowo, wzmacniają program dla tego precyzyjnego ruchu. I odwrotnie, za każdym razem, gdy robią to źle, wzmacniają ten nieodpowiedni styl ... ” (Eichenbaum, 2003).

Pamięć proceduralna składa się z nawyków, umiejętności i umiejętności motorycznych, które system motoryczny nabywa i włącza do własnych obwodów. Aby ten typ pamięci został pozyskany, konieczne jest przeprowadzenie kilku prób treningowych, które pozwolą na zautomatyzowanie umiejętności.

Wiedza postępuje nieświadomie i jest nieustannie modulowana przez doświadczenie. W ten sposób dostosowują się przez całe życie do powtarzających się praktyk.

W bardziej zaawansowanych fazach praktyka czyni umiejętności poznawcze lub motoryczne bardziej precyzyjnymi i szybszymi. To staje się nawykiem, zachowaniem, które działa automatycznie.

Rodzaje pamięci proceduralnej

Wydaje się, że istnieją dwa rodzaje pamięci proceduralnej, z różnymi głównymi lokalizacjami w mózgu.

Pierwszy odnosi się do nabywania nawyków i umiejętności. Oznacza to zdolność do tworzenia stereotypowych repertuarów behawioralnych, takich jak pisanie, gotowanie, gra na fortepianie ... Ten rodzaj pamięci proceduralnej dotyczy zachowań ukierunkowanych na cel i osadzony w prążkowanym systemie mózgu.

Drugi to znacznie prostszy system. Odnosi się do specyficznych adaptacji sensomotorycznych, to znaczy do regulacji naszych odruchów lub rozwoju odruchów warunkowych.

Chodzi o regulację ciała, pozwalającą na wykonywanie drobnych i precyzyjnych ruchów, oprócz odruchów warunkowych. Znajduje się w systemie móżdżku.

Jak działa pamięć proceduralna?

Pamięć proceduralna zaczyna się formować wcześnie, gdy uczysz się chodzić, rozmawiać lub jeść. Takie umiejętności są powtarzane i zakorzenione w taki sposób, że są wykonywane automatycznie. Nie jest konieczne świadome myślenie o tym, jak wykonywać takie czynności ruchowe.

Trudno jest wskazać, kiedy nauczyłeś się wykonywać tego typu akcje. Zazwyczaj uczy się ich we wczesnym dzieciństwie i nadal są nieświadomie.

Zdobycie tych umiejętności wymaga szkolenia, chociaż prawdą jest, że szkolenie nie zawsze zapewnia rozwój umiejętności. Można powiedzieć, że uczenie się proceduralne zostało nabyte, gdy zachowanie zmienia się dzięki treningowi.

Najwyraźniej w naszym mózgu istnieją struktury, które kontrolują wstępne uczenie się pamięci proceduralnych, ich opóźnionego uczenia się i ich automatyzacji.

Podłoże mózgu

Kiedy uczymy się nawyku, aktywowany jest obszar naszego mózgu zwany zwojami podstawnymi. Zwoje podstawne są strukturami podkorowymi, które mają wiele połączeń z całym mózgiem.

W szczególności umożliwiają wymianę informacji między niższymi obszarami mózgu (takimi jak pnia mózgu) a obszarami wyższymi (takimi jak kora mózgowa).

Ta struktura wydaje się odgrywać selektywną rolę w proceduralnym uczeniu się nawyków i umiejętności. Bierze także udział w innych nie deklaratywnych systemach pamięci, takich jak warunkowanie klasyczne lub operantowe.

W zwojach podstawy mózgu region zwany prążkowanym jądrem wyróżnia się nabyciem nawyków. Otrzymuje informacje z większości kory mózgowej, oprócz innych części jąder podstawy.

Prążek jest podzielony na prążkowany czujnik asocjacyjny i prążkowany. Oba mają różne funkcje w nauce i automatyzacji umiejętności.

Pierwsze etapy uczenia się proceduralnego: prowokacja asocjacyjna

Kiedy jesteśmy na wczesnym etapie uczenia się proceduralnego, aktywowane jest prążkowie asocjacyjne. Co ciekawe, ponieważ działalność jest szkoleniem i uczeniem się, ten obszar zmniejsza swoją aktywność. Tak więc, gdy uczymy się jeździć, aktywowany jest flet asocjacyjny.

Na przykład w badaniu Miyachi i in. (2002) stwierdzono, że jeśli prążkowie asocjacyjne było czasowo nieaktywne, nie można było poznać nowych sekwencji ruchów. Jednak badani mogą wykonywać już poznane wzorce ruchowe.

Późne etapy uczenia się proceduralnego: prążkowia sensomotoryczne

W późniejszych etapach uczenia się proceduralnego aktywowana jest inna struktura: prążkowie sensomotoryczne. Ten obszar ma wzorzec aktywności przeciwny do asocjacyjnego fletu, to znaczy jest aktywowany, gdy umiejętność została już nabyta i jest automatyczny.

W ten sposób, gdy zdolność prowadzenia pojazdu zostanie wystarczająco wyszkolona i jest już automatyczna, prążkowie asocjacyjne zmniejsza swoją aktywność, podczas gdy aktywacja prążkowia czuciowego jest zwiększona..

Ponadto stwierdzono, że tymczasowe zablokowanie prążkowia sensomotorycznego uniemożliwia wykonanie sekwencji. Chociaż nie przerywa uczenia się nowych umiejętności.

Wydaje się jednak, że jest jeszcze jeden krok. Zaobserwowano, że gdy zadanie jest już dobrze poznane i zautomatyzowane, neurony prążkowiowe sensomotoryczne również nie reagują.

Kora mózgowa i pamięć proceduralna

Co wtedy się dzieje? Najwyraźniej, gdy zachowanie jest bardzo dobrze poznane, aktywowana jest kora mózgowa (kora mózgowa). Dokładniej obszary silnika i przedotorowe.

Chociaż wydaje się to zależeć także od tego, jak złożona jest sekwencja poznanych ruchów. Zatem, jeśli ruchy są proste, kora jest głównie aktywowana.

Z drugiej strony, jeśli sekwencja jest bardzo złożona, niektóre neurony prążkowia sensomotorycznego są nadal aktywne. Oprócz aktywowania jako wsparcie regionów ruchowych i przedotorowej kory mózgowej.

Z drugiej strony wykazano spadek aktywności obszarów mózgu kontrolujących uwagę (przedczołowe i ciemieniowe), gdy wykonujemy wysoce zautomatyzowane zadania. Podczas gdy, jak wspomniano, aktywność wzrasta w obszarach silnika i przedotorowych.

Móżdżek i pamięć proceduralna

Móżdżek wydaje się również uczestniczyć w pamięci proceduralnej. W szczególności uczestniczy w doskonaleniu i precyzowaniu wyuczonych ruchów. Oznacza to, że daje nam większą sprawność, jeśli chodzi o wykonywanie naszych umiejętności motorycznych.

Ponadto pomaga nauczyć się nowych umiejętności motorycznych i skonsolidować je poprzez komórki Purkinjego. 

Układ limbiczny i pamięć proceduralna

Podobnie jak w innych systemach pamięci, układ limbiczny odgrywa ważną rolę w procesie uczenia się. Dzieje się tak, ponieważ wiąże się z procesami motywacji i emocji.

Z tego powodu, gdy jesteśmy zmotywowani lub zainteresowani nauczeniem się zadania, uczymy się go łatwiej i dłużej pozostajemy w naszej pamięci.

Mechanizmy fizjologiczne

Wykazano, że gdy zdobywamy wiedzę, zmieniają się połączenia i struktury neuronów.

W ten sposób, poprzez szereg procesów, nabyte umiejętności zaczynają być częścią pamięci długotrwałej, odzwierciedlonej w reorganizacji obwodów nerwowych. Niektóre synapsy (połączenia między neuronami) są wzmocnione, a inne osłabione, w tym samym czasie, gdy kolce dendrytyczne neuronów zmieniają rozmiar, wydłużając się.

Z drugiej strony obecność dopaminy jest podstawą pamięci proceduralnej. Dopamina jest neuroprzekaźnikiem układu nerwowego, który ma wiele funkcji, między innymi zwiększa motywację i uczucie satysfakcji. Oprócz umożliwienia ruchu i oczywiście uczenia się.

Głównie ułatwia naukę, która odbywa się dzięki nagrodom, na przykład, nauczyć się naciskać określony przycisk, aby uzyskać jedzenie.

Zaburzenia wpływające na pamięć proceduralną

Istnieje zestaw zarówno struktur korowych, jak i podkorowych, które interweniują w różnych funkcjach pamięci proceduralnej. Selektywne uszkodzenie niektórych z nich powoduje różne zaburzenia funkcji ruchowych. Jak paraliż, apraksja, ataksja, drżenie, ruchy choreiczne lub dystonia (Carrillo Mora, 2010).

W wielu badaniach przeanalizowano patologie, które wpływają na pamięć, aby poznać rodzaje istniejących wspomnień i ich działanie.

W tym przypadku zbadano możliwe konsekwencje złego funkcjonowania zwojów podstawy mózgu lub innych struktur w uczeniu się i wykonywaniu zadań..

W tym celu w różnych badaniach stosuje się różne testy ewaluacyjne, porównując osoby zdrowe i inne z pewnym wpływem na pamięć proceduralną. Albo pacjenci z uszkodzeniem pamięci proceduralnej i inni pacjenci z uszkodzeniem innego rodzaju pamięci.

Na przykład w chorobie Parkinsona występuje niedobór dopaminy w prążkowiu i zaobserwowano nieprawidłowości w wykonywaniu pewnych zadań pamięciowych. Problemy mogą pojawić się również w chorobie Huntingtona, gdzie uszkodzenie występuje w połączeniach między zwojami podstawnymi a korą mózgową.

Pojawią się również trudności u pacjentów z uszkodzeniem mózgu w niektórych zaangażowanych strukturach mózgu (na przykład w wyniku udaru).

Jednak obecnie dokładna rola jąder podstawy w uczeniu się ruchu jest nieco kontrowersyjna.

Stwierdzono, że podczas uczenia się ruchowego u zdrowych uczestników aktywowane są pewne obszary mózgu. Niektóre z nich to kora przedczołowa grzbietowo-boczna, dodatkowy obszar ruchowy, przednia kora obręczy ... jak również jądra podstawne.

Jednak u innych pacjentów z chorobą Parkinsona aktywowano różne obszary (takie jak móżdżek). Ponadto zwoje prążkowane i jądra podstawy były nieaktywne. Wydaje się, że kompensacja jest zapewniona przez układ korowo-móżdżkowy, ponieważ droga korowo-prążkowia jest uszkodzona.

U pacjentów z tą chorobą i Huntingtonem obserwowano zwiększoną aktywację szlaków hipokampa i wzgórzowo-korowych..

W innym badaniu oceniali pacjentów, którzy doznali udaru, który dotknął jądra podstawne i porównali je ze zdrowymi uczestnikami.

Odkryli, że pacjenci dotknięci chorobą uczą się sekwencji ruchowych wolniej, udzielanie odpowiedzi zajmuje więcej czasu, a te są mniej precyzyjne niż u zdrowych uczestników.

Wydaje się, że wyjaśnienia podane przez autorów są takie, że osoby te mają problemy z podzieleniem sekwencji motorycznej na zorganizowane i skoordynowane elementy. W ten sposób ich reakcje są zdezorganizowane i ich opracowanie zajmuje więcej czasu.

Ocena

Istnieje kilka testów do oceny pojemności pamięci proceduralnej u ludzi. Badania często wykorzystują takie testy, porównując wyniki pacjentów z problemami z pamięcią i zdrowymi ludźmi.

Do najczęściej używanych zadań do oceny pamięci proceduralnej należą:

Probabilistyczne zadanie prognozowania pogody

W tym zadaniu mierzy się procesowe uczenie poznawcze. Uczestnik otrzymuje cztery różne rodzaje kart z różnymi figurami geometrycznymi. Każda karta przedstawia pewne prawdopodobieństwo deszczu lub słońca.

W następnym kroku temat jest przedstawiany z trzema zgrupowanymi kartami. Będzie musiał dowiedzieć się, czy biorąc pod uwagę dane razem, istnieje większe prawdopodobieństwo, że zacznie padać słońce lub deszcz.

Po odpowiedzi egzaminator powie, czy odpowiedź była poprawna, czy nie. Dlatego uczestnik każdej próby stopniowo uczy się identyfikować, które litery są najprawdopodobniej związane ze słońcem lub deszczem.

Pacjenci ze zmianami w zwojach podstawy mózgu, tacy jak pacjenci cierpiący na chorobę Parkinsona, nie są w stanie stopniowo nauczyć się tego zadania, chociaż ich wyraźna pamięć jest nienaruszona.

Test sekwencyjnego czasu reakcji

To zadanie ocenia uczenie się sekwencji. W nim bodźce wizualne są prezentowane na ekranie, zwykle litery (ABCD ...). Uczestnik otrzymuje polecenie spojrzenia na pozycję jednego z nich (na przykład B).

Uczestnik musi nacisnąć jeden z czterech klawiszy w zależności od tego, gdzie znajduje się docelowy bodziec, tak szybko, jak to możliwe. Używa się lewego palca środkowego i palca wskazującego oraz prawego palca wskazującego i środkowego.

Początkowo pozycje są losowe, ale w następnej fazie zachowują określony wzór. Na przykład: DBCACBDCBA ... Po kilku próbach pacjent powinien nauczyć się niezbędnych ruchów i zautomatyzować je.

Zadanie pościgowe

To zadanie jest wykonywane za pomocą specjalnego urządzenia, które ma obrotową płytkę. W jednej części płytki znajduje się metalowy punkt. Uczestnik musi umieścić pręt w metalowym punkcie tak długo, jak to możliwe, nie zapominając, że płyta wykonuje ruchy okrężne, których należy przestrzegać.

Test lustrzany

W tym zadaniu wymagana jest dobra koordynacja wzrokowo-ruchowa. Oceń zdolność do uczenia się określonych umiejętności motorycznych, takich jak śledzenie konturu gwiazdy. Jednak dla tego zadania uczestnik widzi tylko odbicie obrazu, który rysuje w lustrze.

Na początku błędy są zwyczajowe, ale po kilku powtórzeniach ruchy są kontrolowane przez obserwację ręki i rysunku w lustrze. U zdrowych pacjentów popełnia się coraz mniej błędów.

Sen i pamięć proceduralna

Zostało obszernie wykazane, że pamięć proceduralna jest konsolidowana w procesie off-line. Oznacza to, że naprawiamy nasze wspomnienia instrumentalne w okresach odpoczynku między treningami motorycznymi, zwłaszcza podczas snu.

W ten sposób zaobserwowano, że zadania ruchowe wydają się znacznie poprawiać, gdy są oceniane po przerwie na odpoczynek.

Dzieje się tak z każdym typem pamięci. Po pewnym okresie praktyki okazało się, że korzystne jest odpoczywanie, aby naprawić to, czego się nauczyliśmy. Efekty te są wzmocnione, jeśli odpoczniesz zaraz po treningu.

Pamięć proceduralna i sumienie

Pamięć proceduralna ma złożone relacje ze świadomością. Tradycyjnie nazywamy ten rodzaj pamięci nieświadomą pamięcią, która nie wymaga wysiłku.

Jednak badania eksperymentalne wykazały, że aktywacja neuronalna występuje przed świadomym planowaniem ruchu, który ma nastąpić..

Oznacza to, że świadome pragnienie wykonania ruchu jest w rzeczywistości „iluzją”. W rzeczywistości, według różnych badań, czasami „świadomość” naszych automatycznych ruchów może negatywnie wpłynąć na wykonanie zadania.

W ten sposób, kiedy uświadamiamy sobie naszą sekwencję ruchów, czasami osiągamy gorsze wyniki i popełniamy więcej błędów. Z tego powodu wielu autorów podkreśla przede wszystkim, że pamięć proceduralna, gdy jest już dobrze ugruntowana, nie wymaga uwagi ani nadzoru nad własnymi działaniami, aby dobrze je wykonać.  

Referencje

1. Ashby, F. G., Turner, B. O. i Horvitz, J. C. (2010). Wkład korowych i podstawnych zwojów do uczenia się nawyku i automatyzmu. Trendy w naukach kognitywnych, 14 (5), 208-215.
2. Boyd L.A., Edwards J.D., Siengsukon C.S., Vidoni E.D., Wessel B.D., Linsdell M.A. (2009). Kawałek sekwencjonowania motorycznego jest osłabiony przez udar zwojów podstawy. Neurobiologia uczenia się i pamięci, 35-44.
3. Carrillo-Mora, P. (2010). Systemy pamięci: przegląd historyczny, klasyfikacja i aktualne koncepcje. Pierwsza część: Historia, taksonomia pamięci, systemy pamięci długotrwałej: pamięć semantyczna. Zdrowie psychiczne, 33 (1), 85-93.
4. PAMIĘĆ DEKLARACYJNA (WYJAŚNIAJĄCA) I PROCEDURALNA (IMPLICIT). (2010). Pochodzi z ludzkiej pamięci: human-memory.net.
5. Diekelmann, S., & Born, J. (2010). Funkcja pamięci snu. Nature Reviews Neuroscience, 11 (2), 114-126.
6. Eichenbaum, H. (2003). Poznawcza neuronauka pamięci. Barcelona: Ariel.
7. Brown, E. M. i Morales, J. A. P. (2012). Podstawy nauki i języka (tom 247). Redakcja Uoc.
8. Miyachi, S. i in. (2002) Różnicowa aktywacja neuronów prążkowia małpiego we wczesnych i późnych stadiach uczenia się proceduralnego. Exp. Brain Res. 146, 122-126.
9. Pamięć proceduralna. (s.f.). Pobrane 12 stycznia 2017 r. Z Wikipedii.