ПРОЦЕДУРНА ПАМЕТ: ВИДОВЕ, ФУНКЦИОНИРАНЕ И ФИЗИОЛОГИЯ - НЕВРОПСИХОЛОГИЯ - 2025

В процесуално паметта или инструментал е съхраняване на процедури, умения или двигателни или когнитивни способности, които позволяват на хората да си взаимодействат с околната среда.

Това е вид несъзнавана дългосрочна памет и отразява начина на правене на нещата (двигателни умения). Например: писане, каране на колело, шофиране на кола, свирене на инструмент и др.

Системите с памет обикновено се делят на два вида: декларативна памет и недекларативна или неявна памет. Първата е тази, която съхранява информация, която може да бъде предадена устно, състояща се от съзнателно учене.

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

Основният мозъчен субстрат за процедурна памет е стриатумът, базалните ганглии, премоторната кора и мозъчният мозък.

Развитието на процедурната памет се случва в по-голяма степен в детството. И непрекъснато се променя от ежедневния опит и практики. Вярно е, че в зряла възраст е по-трудно да се придобият тези видове умения, отколкото в детството, тъй като това изисква допълнителни усилия.

Концепция за процедурна памет

Процедурната памет се състои от навици, умения и двигателни умения, които двигателната система придобива и включва в собствените си вериги. За да бъде придобит този тип памет, е необходимо да се дадат няколко тренировъчни изпитания, които позволяват автоматизирането на уменията.

Знанието напредва несъзнателно и непрекъснато се модулира от опита. По този начин те се приспособяват през целия си живот към многократна практика.

В по-напредналите етапи практиката прави познавателните или двигателните умения по-прецизни и по-бързи. Това се превръща в навик, поведение, което се изпълнява автоматично.

Типове процедурна памет

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

Първият се отнася до придобиването на навици и умения. Тоест, способността за разработване на стереотипни поведенчески репертоари като писане, готвене, свирене на пиано… Този тип процедурна памет е свързана с целенасочено поведение и се помещава в набраздената система на мозъка.

Втората е много по-проста система. Тя се отнася до специфични сензомоторни адаптации, тоест коригиране на нашите рефлекси или разработване на условни рефлекси.

Това са корекции на тялото, позволяващи извършването на фини и прецизни движения, както и кондиционирани рефлекси. Разположен е в мозъчната система.

Как работи процедурната памет?

Процедурната памет започва да се формира рано, докато се научите да ходите, да говорите или да ядете. Подобни умения се повтарят и вкореняват по такъв начин, че да се извършват автоматично. Не е необходимо съзнателно да мислите как да извършвате такива двигателни дейности.

Трудно е да се каже кога сте се научили да правите подобни действия. Обикновено се учат в ранна детска възраст и продължават да се изпълняват несъзнателно.

Придобиването на тези умения изисква обучение, въпреки че е вярно, че обучението не винаги гарантира развитието на умението. Можем да кажем, че процедурното обучение е придобито, когато поведението се промени благодарение на обучението.

Очевидно в мозъка ни има структури, които контролират първоначалното усвояване на процедурните спомени, късното им учене и автоматизацията им.

Мозъчен субстрат

Когато научим навик, се активира област 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 кортекса).

Изглежда тази структура играе избирателна роля в процедурното усвояване на навици и умения. Той също така участва в други недекларативни системи за памет, като например класическо или оперативно кондициониране.

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

Стриатумът е разделен на асоциативен стриатум и сензомоторен стриатум. И двете имат различни функции в обучението и автоматичността на уменията.

Ранните етапи на процедурното обучение: асоциативен стриатум

Когато сме в ранните етапи на процедурното обучение, се активира асоциативният стриатум. Интересно е, че тъй като дейността е обучение и учене, тази област намалява своята активност. По този начин, когато се учим да шофираме, се активира асоциативният стриатум.

Например в изследване на Miyachi et al. (2002) беше установено, че ако асоциативният стриатум бъде временно инактивиран, не могат да се научат нови последователности на движенията. Въпреки това, субектите могат да изпълняват вече научени двигателни модели.

Късни етапи на процедурно обучение: сензомоторен стриатум

В по-късните етапи на процедурното обучение се активира друга структура: сензомоторният стриатум. Тази област има модел на дейност, противоположен на асоциативния стриатум, тоест се активира, когато умението вече е придобито и е автоматично.

По този начин, след като способността за шофиране е достатъчно обучена и вече е нещо автоматично, асоциативният стриатум намалява своята активност, докато активирането на сензомоторния стриатум се увеличава.

Освен това е установено, че временно блокиране на сензомоторния стриатум предотвратява изпълнението на научените последователности. Въпреки че не прекъсва изучаването на нови умения.

Изглежда обаче има още една стъпка. Забелязано е, че когато дадена задача вече е много добре усвоена и автоматизирана, невроните на сензомоторния стриатум също спират да реагират.

Церебрална кора и процедурна памет

Какво се случва тогава? Очевидно, когато едно поведение е много добре усвоено, мозъчната кора (кората) се активира най-вече. По-специално зоните на двигателя и премотора.

Въпреки че това също изглежда зависи от това колко сложна е последователността на научените движения. По този начин, ако движенията са прости, кората се активира предимно.

От друга страна, ако последователността е много сложна, някои неврони от сензомоторния стриатум продължават да се активират. В допълнение към активирането на двигателните и премоторните области на мозъчната кора като опора.

От друга страна е доказано, че има намаляване на активността на мозъчните зони, които контролират вниманието (префронтално и париетално), когато изпълняваме високо автоматизирани задачи. Докато, както споменахме, активността се увеличава в моторните и премоторните зони.

Церебелум и процедурна памет

Церебелум (син)

Мозъкът също изглежда участва в процедурната памет. По-конкретно, тя участва, като усъвършенства и прави научените движения по-прецизни. Тоест, той ни дава по-голяма пъргавина при изпълнение на двигателните си умения.

В допълнение, това помага да научите нови двигателни умения и да ги укрепите чрез клетките на Purkinje.

Лимбична система и процедурна памет

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

Поради тази причина, когато сме мотивирани или заинтересовани да научим задача, ние я научаваме по-лесно и тя остава в паметта ни по-дълго.

Физиологични механизми

Доказано е, че когато придобием обучение, връзките и структурите на участващите неврони се променят.

По този начин, чрез поредица от процеси, научените умения започват да формират част от дългосрочната памет, отразена в реорганизация на невронните вериги.

Определени синапси (връзки между невроните) се засилват, а други отслабват, в същото време дендритните шипове на невроните се променят по размер и удължават.

От друга страна, наличието на допамин е от съществено значение за процедурната памет. Допаминът е невротрансмитер в нервната система, който има множество функции, включително повишаване на мотивацията и чувството за награда. Освен че позволяват движение и, разбира се, учене.

Основно улеснява обучението, което се случва благодарение на наградите, например, да се научим да натискаме определен бутон, за да получим храна.

оценка

Има различни тестове, с които да се оцени капацитетът на процедурната памет при хората. Проучванията често използват такива тестове, сравнявайки ефективността между пациенти с проблеми с паметта и здрави хора.

Най-използваните задачи за оценка на процедурната памет са:

Вероятна задача за прогнозиране на времето

В тази задача се измерва процедурното когнитивно обучение. Участникът се представя с четири различни типа карти, на които се появяват различни геометрични фигури. Всяка карта представлява определена вероятност да вали или да свети.

В следващата стъпка темата се представя с три групирани карти. Това ще трябва да разберете дали, като вземете данните заедно, е по-вероятно да е слънчево или дъждовно.

След отговора ви, проверяващият ще ви каже дали отговорът е бил правилен или не. Следователно участникът във всяко изпитание постепенно се научава да идентифицира кои карти са свързани с по-голяма вероятност от слънце или дъжд.

Пациентите с аномалии на базалните ганглии, като тези с болестта на Паркинсон, не успяват постепенно да научат тази задача, въпреки че тяхната изрична памет е непокътната.

Тест за последователна реакция

Тази задача оценява изучаването на последователности. В него визуалните стимули са представени на екран, обикновено букви (ABCD…). На участника се казва да погледне позицията на един от тях (например B).

Участникът трябва да натисне един от четирите клавиши, в зависимост от това къде е целевият стимул, възможно най-бързо. Използват се левият среден и показалечен пръст и десният показалец и средният пръст.

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

Въртяща се задача на преследване

Тази задача се извършва със специално устройство, което има въртяща се плоча. В едната част на плочата има метална точка. Участникът трябва да постави прът в металната точка възможно най-дълго, без да забравя, че плочата извършва кръгови движения, които трябва да се следват.

Огледален тест

В тази задача е необходима добра координация между ръцете и очите. Оценява способността за усвояване на конкретни двигателни умения, като например проследяване на контура на звезда. За тази задача обаче участникът може да види отражението на изображението, което рисува, само в огледало.

В началото грешките са често срещани, но след няколко повторения, движенията се контролират, като се наблюдава самата ръка и рисунката в огледалото. При здрави пациенти се допускат все по-малко грешки.

Сън и процедурна памет

Широко доказано е, че процедурната памет се консолидира чрез офлайн процес. Тоест ние поправяме инструменталните си спомени в периоди на почивка между двигателните тренировки, особено по време на сън.

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

Това се случва с всякакъв тип памет. След период на практика е било полезно да почивате, така че да научите това, което сте научили. Тези ефекти се усилват чрез почивка непосредствено след тренировъчния период.

Процедурна памет и осъзнаване

Процедурната памет има сложни взаимоотношения със съзнанието. Традиционно наричаме този тип памет като несъзнавана памет, която не включва усилия.

Експерименталните проучвания обаче показват, че активирането на невроните се случва преди да възникне съзнателно планиране на движението, което трябва да се извърши.

Тоест съзнателното желание за изпълнение на движение всъщност е „илюзия“. Всъщност, според различни проучвания, понякога „осъзнаването“ на нашите автоматични движения може да повлияе негативно върху изпълнението на задачата.

По този начин, когато осъзнаем последователността си от движения, понякога се влошаваме в работата 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 самите действия, за да ги извърши добре.

Нарушения, които засягат процедурната памет

Съществува набор от кортикални и подкортикални структури, които се намесват в различни функции на процедурната памет. Селективната лезия на който и да е от тях води до различни нарушения в двигателните функции, като парализа, апраксия, атаксия, тремор, хорични движения или дистония.

Базални ганглии

Много изследвания са анализирали патологиите, които засягат паметта с цел да се познаят видовете съществуващи спомени и как работят.

В този случай са разгледани възможните последици, които може да има неизправност на базалните ганглии или други структури върху обучението и изпълнението на задачи.

За това в различните проучвания се използват различни тестове за оценка, сравняващи здрави хора и други с известно увреждане на процедурната памет. Или пациенти с нарушения в паметта на процедурата и други пациенти с увреждания в друг тип памет.

Например, при болестта на Паркинсон има дефицит на допамин в стриатума и са наблюдавани нарушения в изпълнението на определени задачи за памет. Проблемите могат да се появят и при болестта на Хънтингтън, където има увреждане на връзките между базалните ганглии и мозъчната кора.

Трудности ще възникнат и при пациенти с мозъчно увреждане на някои от засегнатите мозъчни структури (например, получени от инсулт).

Въпреки това, днес точната роля на базалните ганглии при обучението да се движи е донякъде противоречива.

Установено е, че по време на двигателното обучение определени здрави участъци се активират при здрави участници. Някои от тях бяха дорсолатералната префронтална кора, допълнителната двигателна зона, предната цингулатна кора… както и базалните ганглии.

При пациентите на Паркинсон обаче се активират други различни области (например мозъчният мозък). Освен това стриатумът и базалните ганглии са били неактивни. Изглежда, че компенсацията се осъществява чрез кортико-мозъчната система, тъй като кортико-стриталният път е повреден.

При пациенти с това заболяване и с Хънтингтън също се наблюдава по-голямо активиране на хипокампуса и таламо-кортикалните пътища.

В друго проучване те оценяват пациенти, претърпели инсулт, включващ базалните ганглии, и ги сравняват със здрави участници.

Те открили, че засегнатите пациенти учат двигателните последователности по-бавно, отнемат повече време, за да осигурят реакции, а отговорите са по-малко точни от тези на здрави участници.

Очевидно обясненията, дадени от авторите, са, че тези индивиди имат проблеми с разделянето на двигателната последователност на организирани и координирани елементи. По този начин отговорите им се дезорганизират и отнема повече време.

Препратки

1. Ashby, FG, Turner, BO, & Horvitz, JC (2010). Кортичните и базалните ганглии допринасят за ученето на навици и автоматичността. Тенденции в когнитивните науки, 14 (5), 208-215.
2. Boyd LA, Edwards JD, Siengsukon CS, Vidoni ED, Wessel BD, Linsdell MA (2009). Моторното секвенцирано чукане е нарушено от инсулт на базалните ганглии. Невробиология на ученето и паметта, 35-44.
3. Carrillo-Mora, P. (2010). Системи за памет: исторически преглед, класификация и актуални концепции. Първа част: История, таксономия на паметта, системи за дългосрочна памет: семантична памет. Психично здраве, 33 (1), 85-93.
4. ДЕКЛАРАТИВНА (ЕКСПЛИЦИТНА) И ПРОЦЕДУРАЛНА (ВЪЗМОЖНА) ПАМЕНТА. (2010 г.). Извлечено от човешката памет: human-memory.net.
5. Diekelmann, S., & Born, J. (2010). Функцията памет на съня. Nature Reviews Neuroscience, 11 (2), 114-126.
6. Eichenbaum, H. (2003). Когнитивна невронаука на паметта. Барселона: Ариел.
7. Marrón, EM, & Morales, JAP (2012). Основи на обучението и езика (том 247). Редакционен Uoc.
8. Miyachi, S. et al. (2002) Диференциално активиране на маймуни стрийтални неврони в ранните и късните етапи на процедурното обучение. Пример Резолюция на мозъка 146, 122–126.
9. Процедурна памет. (SF). Произведено на 12 януари 2017 г. от Wikipedia.