ПРОЦЕДУРНА ПАМ’ЯТЬ: ВИДИ, ФУНКЦІОНУВАННЯ ТА ФІЗІОЛОГІЯ - НЕЙРОПСИХОЛОГІЯ - 2024

Процедурна пам'ять або інструментальний зберігають процедури, навички або двигун або когнітивний навички , які дозволяють людям , щоб взаємодіяти з навколишнім середовищем.

Це тип несвідомої довготривалої пам’яті і відображає спосіб здійснення речей (рухові навички). Наприклад: писати, їздити на велосипеді, керувати автомобілем, грати на інструменті, серед інших.

Системи пам'яті, як правило, поділяються на два типи: декларативна пам'ять і недекларативна або неявна пам'ять. Перше - це те, що зберігає інформацію, яку можна передавати усно, що складається із свідомого навчання.

З іншого боку, другий тип - це пам'ять, яку важко вербалізувати або перетворити на образи. Всередині нього є процедурна пам'ять. Це активується, коли вам потрібно виконати завдання, а засвоєні функції - це зазвичай навички, які автоматизовані.

Основним субстратом мозку для процедурної пам’яті є стриатум, базальні ганглії, премоторна кора і мозочок.

Розвиток процесуальної пам’яті відбувається більшою мірою в дитячому віці. І вона постійно змінюється щоденним досвідом та практикою. Це правда, що в зрілому віці складніше придбати ці види навичок, ніж у дитинстві, оскільки це вимагає додаткових зусиль.

Концепція процедурної пам'яті

Процедурна пам’ять складається з звичок, навичок та моторних навичок, які моторна система набуває та вбудовує у власні схеми. Для отримання цього типу пам’яті необхідно провести кілька навчальних випробувань, які дозволяють автоматизувати навички.

Знання прогресує несвідомо і постійно модулюється досвідом. Таким чином, вони все життя пристосовуються до неодноразової практики.

На більш прогресивних етапах практика робить когнітивні чи рухові навички більш точними та швидшими. Це стає звичкою, поведінкою, яка запускається автоматично.

Типи процедурної пам'яті

Можливо, існує два типи процедурної пам'яті з різними основними місцями в мозку.

Перший стосується набуття звичок та навичок. Тобто здатність розробляти стереотипні поведінкові репертуари, такі як письмо, приготування їжі, гра на фортепіано … Цей тип процедурної пам’яті стосується цілеспрямованої поведінки і розміщується в смугастій системі мозку.

Друга - набагато простіша система. Це стосується конкретних сенсомоторних адаптацій, тобто коригування наших рефлексів або розвитку умовних рефлексів.

Це коригування тіла, що дозволяють виконувати тонкі та точні рухи, а також умовні рефлекси. Він розташований в мозочковій системі.

Як працює процедурна пам'ять?

Процедурна пам’ять починає формуватися рано, коли ви навчитесь ходити, говорити чи їсти. Такі навички повторюються та вбудовуються таким чином, що вони виконуються автоматично. Не варто свідомо думати про те, як виконувати таку рухову діяльність.

Важко сказати, коли ти навчився робити подібні дії. Вони, як правило, вивчаються в ранньому дитинстві і продовжують виконуватись несвідомо.

Набуття цих навичок вимагає навчання, хоча це правда, що навчання не завжди забезпечує розвиток навички. Можна сказати, що процедурне навчання було набуте, коли поведінка змінюється завдяки навчанню.

Мабуть, в нашому мозку є структури, які контролюють початкове засвоєння процедурних спогадів, їхнє пізнє навчання та їх автоматизацію.

Мозковий субстрат

Коли ми вивчаємо звичку, активізується область нашого мозку, яка називається базальною ганглією. Базальні ганглії - це підкіркові структури, які мають численні зв’язки з усім мозком.

Зокрема, вони дозволяють обмінюватися інформацією між нижчими ділянками мозку (такими як стовбур головного мозку) та вищими областями (такими як кора).

Ця структура, схоже, відіграє селективну роль у процедурному засвоєнні звичок та навичок. Він також бере участь в інших недекларативних системах пам'яті, таких як класична або операційна кондиціонування.

У межах базальних гангліїв виділяється область, яка називається смугастим ядром при придбанні звичок. Він отримує інформацію від більшості кори головного мозку, крім інших частин базальних ганглій.

Стриатум поділяється на асоціативний стриатум і сенсомоторний стриатум. Обидва мають різні функції в навчанні та автоматизації навичок.

Ранні етапи процесуального навчання: асоціативний стриатум

Коли ми перебуваємо на ранніх етапах процесуального навчання, активізується асоціативний стриатум. Цікаво, що оскільки діяльність є навчанням та навчанням, ця сфера знижує свою активність. Таким чином, коли ми вчимося водити, активізується асоціативний смуга.

Наприклад, у дослідженні Miyachi et al. (2002), було встановлено, що, якщо асоціативний стриатум був тимчасово інактивований, нових послідовностей рухів не можна було б дізнатися. Однак випробувані могли виконувати вже вивчені рухові схеми.

Пізні етапи процесуального навчання: сенсомоторний стриатум

На пізніх стадіях процесуального навчання активізується інша структура: сенсомоторний стриатум. Ця область має схему діяльності, протилежну асоціативному стриатуму, тобто активується, коли навик вже набутий і є автоматичним.

Таким чином, як тільки здатність керувати автомобілем була достатньо навчена і вже є чимось автоматичним, асоціативний стриатум знижує його активність, тоді як активізація сенсомоторної смуги збільшується.

Крім того, було встановлено, що тимчасова блокування сенсомоторного стриатуму перешкоджає виконанню вивчених послідовностей. Хоча це не перериває вивчення нових навичок.

Однак, схоже, є ще один крок. Було помічено, що коли завдання вже дуже добре вивчено та автоматизоване, нейрони сенсомоторного стриатуму також перестають реагувати.

Кора головного мозку та процедурна пам’ять

Що ж відбувається тоді? Мабуть, коли поведінка дуже добре засвоєна, кора головного мозку (кора) в основному активується. Більш конкретно, рухові та премоторні зони.

Хоча це також, здається, залежить від того, наскільки складна послідовність вивчених рухів. Таким чином, якщо рухи прості, кору переважно активують.

З іншого боку, якщо послідовність дуже складна, деякі нейрони сенсомоторного стриатуму продовжують активуватися. Крім активізації рухової та премоторної областей кори головного мозку в якості підтримки.

З іншого боку, було показано, що відбувається зниження активності областей мозку, які контролюють увагу (префронтальну та тім'яну), коли ми виконуємо високо автоматизовані завдання. Хоча, як було сказано, активність збільшується в руховій і премоторної областях.

Мозочок і процедурна пам’ять

Мозочок (синій)

Мозочок також, здається, бере участь у процедурній пам'яті. Зокрема, вона бере участь, вдосконалюючи та уточнюючи вивчені рухи. Тобто це дає нам більше спритності при виконанні наших рухових навичок.

Крім того, це допомагає засвоїти нові рухові навички та закріпити їх через клітини Пуркіньє.

Лімбічна система та процедурна пам'ять

Як і в інших системах пам'яті, лімбічна система відіграє важливу роль у процедурному навчанні. Це тому, що це пов'язано з процесами мотивації та емоцій.

З цієї причини, коли ми вмотивовані чи зацікавлені в навчанні задачі, ми вчимо її легше, і вона довше залишається в нашій пам’яті.

Фізіологічні механізми

Було показано, що, коли ми набуваємо навчання, зв’язки та структури зайнятих нейронів змінюються.

Таким чином, через низку процесів, засвоєні навички починають складати частину довготривалої пам’яті, що відбивається на перебудові нейронних схем.

Окремі синапси (зв’язки між нейронами) посилюються, а інші слабшають, в той же час, коли дендритні шипи нейронів змінюються в розмірах, подовжуються.

З іншого боку, наявність дофаміну має важливе значення для процедурної пам'яті. Дофамін - це нейромедіатор у нервовій системі, який має безліч функцій, включаючи підвищення мотивації та почуття винагороди. Крім того, що дозволяють рухатись і, звичайно, навчатися.

В основному це полегшує навчання, яке відбувається завдяки нагородам, наприклад, навчитися натискати певну кнопку, щоб отримати їжу.

Оцінка

Існують різні тести, за допомогою яких можна оцінити здатність процесуальної пам'яті у людини. У дослідженнях часто використовуються такі тести, порівнюючи ефективність роботи між пацієнтами, які мають проблеми з пам'яттю, і здоровими людьми.

Найбільш використовувані завдання для оцінки процедурної пам'яті:

Імовірнісне завдання прогнозування погоди

У цьому завданні вимірюється процедурне когнітивне навчання. Учаснику подають чотири різних картки, на яких фігурують різні геометричні фігури. Кожна картка представляє певну ймовірність того, що буде дощ чи світить.

На наступному кроці випробовуваний представлений трьома згрупованими картками. Це доведеться з’ясувати, якщо, взявши дані разом, швидше буде сонячно чи дощово.

Після вашої відповіді екзаменатор скаже вам, чи відповідь була правильною чи ні. Тому учасник кожного випробування поступово вчиться визначати, які картки пов’язані з більшою ймовірністю сонця чи дощу.

Пацієнти із зміненими базальними гангліями, такі як хвороби Паркінсона, не встигають поступово вивчити це завдання, навіть якщо їх явна пам'ять є недоторканою.

Послідовний тест часу реакції

Це завдання оцінює вивчення послідовностей. У ньому візуальні стимули представлені на екрані, зазвичай букви (ABCD…). Учаснику пропонується подивитися на положення одного з них (наприклад, B).

Учасник повинен якомога швидше натиснути одну з чотирьох клавіш залежно від того, де знаходиться цільовий стимул. Використовуються лівий середній і вказівний пальці, а правий вказівний і середній пальці.

Спочатку позиції є випадковими, але на наступній фазі вони дотримуються певної закономірності. Наприклад: DBCACBDCBA … Отже, після декількох випробувань пацієнт повинен засвоїти необхідні рухи та автоматизувати їх.

Завдання обертання погоні

Це завдання виконується спеціальним пристроєм, який має обертову пластину. В одній частині тарілки є металева точка. Учасник повинен розмістити стрижень в металевій точці якомога довше, не забуваючи про те, що плита виконує кругові рухи, яких необхідно дотримуватися.

Дзеркальний тест

У цьому завданні потрібна хороша координація рук і очей. Оцінює здатність до засвоєння конкретної рухової майстерності, наприклад, простеження обрисів зірки. Однак для цього завдання учасник може побачити лише дзеркало відображення зображення, яке він малює.

Спочатку помилки поширені, але після декількох повторів рухи контролюються спостереженням за самою рукою та малюнком у дзеркалі. У здорових пацієнтів робиться все менше і менше помилок.

Сон і процедурна пам’ять

Широко продемонстровано, що процедурна пам’ять консолідується за допомогою автоматичного процесу. Тобто ми фіксуємо свої інструментальні спогади в періоди відпочинку між руховими тренуваннями, особливо під час сну.

Таким чином, було помічено, що моторні завдання помітно покращуються, коли оцінюються після інтервалу відпочинку.

Це відбувається з будь-яким типом пам'яті. Після періоду практики виявилося корисним відпочити, щоб засвоїти те, що ви навчились. Ці ефекти посилюються, відпочиваючи відразу після періоду тренувань.

Процедурна пам’ять та усвідомлення

Процедурна пам’ять має складні зв’язки зі свідомістю. Ми традиційно називаємо цей тип пам’яті як несвідому пам’ять, яка не передбачає зусиль.

Однак експериментальні дослідження показали, що активація нейронів відбувається до того, як виникне свідоме планування руху, який слід здійснити.

Тобто свідоме бажання здійснити рух - це насправді «ілюзія». Насправді, згідно з різними дослідженнями, іноді «усвідомлення» наших автоматичних рухів може негативно вплинути на виконання завдання.

Таким чином, коли ми усвідомлюємо свою послідовність рухів, ми іноді погіршуємо працездатність і робимо більше помилок. З цієї причини багато авторів передусім підкреслюють, що процедурна пам’ять, коли вона вже добре встановлена, не потребує уваги чи нагляду за самими діями, щоб зробити їх добре.

Розлади, які впливають на процедурну пам’ять

Існує сукупність як коркових, так і підкіркових структур, які втручаються в різні функції процедурної пам'яті. Вибіркове ураження будь-якого з них призводить до різних порушень рухових функцій, таких як параліч, апраксія, атаксия, тремор, хореїчні рухи або дистонія.

Базальні ганглії

Багато досліджень проаналізували патології, які впливають на пам’ять з метою дізнатися типи існуючих пам’яток та те, як вони працюють.

У цьому випадку були вивчені можливі наслідки, які може мати несправність базальних ганглій чи інших структур на навчання та виконання завдань.

Для цього в різних дослідженнях використовуються різні тести оцінювання, порівнюючи здорових людей та інших людей з деяким порушенням процедурної пам’яті. Або пацієнти з порушеннями пам’яті у процедурі та інші пацієнти з порушеннями пам’яті іншого типу.

Наприклад, при хворобі Паркінсона спостерігається дефіцит допаміну в смузі і спостерігаються порушення у виконанні певних завдань пам'яті. Проблеми можуть з’явитися і при хворобі Хантінгтона, де є пошкодження зв’язків між базальними гангліями і корою головного мозку.

Труднощі також виникнуть у пацієнтів з ураженням мозку деяких задіяних структур мозку (наприклад, таких, що викликані інсультом).

Однак сьогодні точна роль базальних ганглій у навчанні рухатися дещо суперечливо.

Було встановлено, що під час рухового навчання у здорових учасників активізуються певні ділянки мозку. Деякі з них були дорсолатеральною префронтальною корою, додатковою руховою зоною, передньою черепною корою …, а також базальними гангліями.

Однак у пацієнтів Паркінсона активувались інші різні ділянки (наприклад, мозочок). Крім того, смугастий і базальний ганглії були неактивними. Виявляється, компенсація відбувається через кортико-мозочкову систему, оскільки пошкоджений кортико-смугастий шлях.

У пацієнтів із цією хворобою та з Хантінгтоном також спостерігається більша активація гіпокампу та таламо-кортикальних шляхів.

В іншому дослідженні вони оцінили пацієнтів, які перенесли інсульт, що вражали базальні ганглії, і порівняли їх зі здоровими учасниками.

Вони виявили, що уражені пацієнти вивчають рухові послідовності повільніше, вимагають більше часу, аби відповіді були менш точними, ніж відгуки здорових учасників.

Мабуть, пояснення авторів полягають у тому, що у цих людей виникають проблеми з поділом рухової послідовності на організовані та узгоджені елементи. Таким чином, їхні відповіді дезорганізовані та потребують більшого часу для розробки.

Список літератури

1. Ashby, FG, Turner, BO, & Horvitz, JC (2010). Коркові та базальні ганглії сприяють навчанню звичкам та автоматизації. Тенденції когнітивних наук, 14 (5), 208-215.
2. Бойд Л.А., Edwards JD, Siengsukon CS, Vidoni ED, Wessel BD, Linsdell MA (2009). Моторні секвенсовані відбивання порушуються інсультом базальних ганглій. Нейробіологія навчання і пам'яті, 35-44.
3. Каррілло-Мора, П. (2010). Системи пам'яті: історичний огляд, класифікація та сучасні концепції. Перша частина: Історія, систематика пам'яті, системи довгострокової пам'яті: семантична пам'ять. Психічне здоров'я, 33 (1), 85-93.
4. ДЕКЛАРАТИВНА (ЕКСПЛИЦІТНА) І ПРОЦЕДУРАЛЬНА ПАМ’ЯТА. (2010). Отримано з пам'яті людини: human-memory.net.
5. Diekelmann, S., & Born, J. (2010). Функція пам'яті сну. Огляди природи Neuroscience, 11 (2), 114-126.
6. Eichenbaum, H. (2003). Когнітивна нейронаука пам'яті. Барселона: Аріель.
7. Marrón, EM, & Morales, JAP (2012). Основи навчання та мови (т. 247). Редакція Укр.
8. Міячі, С. та ін. (2002) Диференціальна активація нейронів смугастих мавп на ранній та пізній стадії процесуального навчання. Досвід мозкових справ 146, 122–126.
9. Процедурна пам’ять. (sf). Отримано 12 січня 2017 року з Вікіпедії.