Procedurella minnesformer, funktion och fysiologi

den procedurminne eller instrumental är den som lagrar procedurer, färdigheter eller kognitiva eller motoriska färdigheter som gör att människor kan interagera med miljön.

Det är ett slags omedvetet långsiktigt minne, och det speglar sättet att göra saker (motoriska färdigheter). Till exempel: skriva, cykla, köra bil, spela instrument, bland annat.

I allmänhet är minnesystem indelade i två typer: deklarativt minne och icke-deklarativt eller implicit minne. Den första är den som lagrar information som kan kommuniceras muntligt, bestående av ett medvetet lärande.

Å andra sidan är den andra typen ett minne som är svårt att verbalisera eller omvandla till bilder. Inom det är procedurminnet. Detta aktiveras när en uppgift måste utföras, och de lärda funktionerna är vanligtvis färdigheter som är automatiserade.

Det huvudsakliga cerebrala substratet i procedurminnet är striatumen, basalgangliaen, premotorisk cortex och cerebellum.

Utvecklingen av processminnet uppträder i större utsträckning i barndomen. Och det ändras kontinuerligt av dagliga erfarenheter och praxis. Det är sant att i vuxenlivet är det mer komplicerat att förvärva denna typ av färdigheter än i barndomen, eftersom det kräver extra ansträngning.

Procedural minne koncept

"Procedurellt minne är en term som jag använder när jag lär 10-åringar att spela baseball. Jag berättar för dem att varje gång de kasta bollen bra eller svänga fladdermusen korrekt, stärker de programmet för den exakta rörelsen. Och omvända, varje gång de gör det dåligt förstärker de den olämpliga stilen ... " (Eichenbaum, 2003).

Procedurminne består av vanor, färdigheter och motoriska färdigheter som motorsystemet förvärvar och integrerar i sina egna kretsar. För att denna typ av minne ska förvärvas är det nödvändigt att flera träningsförsök ges som tillåter färdigheten att automatiseras.

Kunskapen utvecklas omedvetet och moduleras kontinuerligt av erfarenhet. Således anpassar de sig under hela sitt liv till upprepad övning.

I mer avancerade faser gör träningen kognitiva eller motoriska färdigheter mer exakt och snabbare. Detta blir en vana, ett beteende som körs automatiskt.

Typer av procedurminne

Det verkar finnas två typer av procedurminne, med olika huvudplatser i hjärnan.

Den första avser förvärv av vanor och färdigheter. Det vill säga förmågan att utveckla stereotypa beteendemässiga repertoarer som att skriva, laga mat, spela piano ... Denna typ av procedurminnet handlar om beteenden som syftar till ett mål och placeras i hjärnans strimmiga system.

Den andra är ett mycket enklare system. Det hänvisar till specifika sensorimotoriska anpassningar, det vill säga justera våra reflexer eller utveckla konditionerade reflexer.

Det handlar om kroppsjusteringar, vilket möjliggör utförande av fina och exakta rörelser, förutom konditionerade reflexer. Det ligger i cerebellar systemet.

Hur procedurminnet fungerar?

Procedurellt minne börjar att bildas tidigt när du lär dig att gå, prata eller äta. Sådana förmågor upprepas och roteras på ett sådant sätt att de görs automatiskt. Det är inte nödvändigt att medvetet tänka på hur man utför sådana motoraktiviteter.

Det är svårt att påpeka när du lärde dig att utföra dessa typer av åtgärder. De lär sig generellt under tidig barndom och fortsätter att vara omedvetet.

Att förvärva dessa färdigheter kräver utbildning, även om det är sant att träning inte alltid säkerställer att färdigheterna utvecklas. Vi kan säga att procedurinlärning har förvärvats när beteendet förändras tack vare träning.

Tydligen finns det strukturer i vår hjärna som styr det inledande lärandet av procedurminnen, deras fördröjda lärande och deras automatisering.

Hjärnsubstrat

När vi lär oss en vana aktiveras ett område i vår hjärna som kallas basal ganglia. De basala ganglierna är subkortiska strukturer som har flera kontakter med hela hjärnan.

Speciellt tillåter de utbyte av information mellan lägre hjärnområden (som hjärnstammen) och högre områden (såsom cortex).

Denna struktur verkar spela en selektiv roll i det processuella lärandet av vanor och förmågor. Det deltar också i andra icke-deklarativa minnessystem, såsom klassisk eller operantkonditionering.

Inom de basala ganglierna utmärker sig en region som heter den strimmiga kärnan i förvärvet av vanor. Den mottar information från huvuddelen av hjärnbarken, förutom andra delar av basalganglierna.

Striaten är uppdelad i striated associativ och striated sensorimotor. Båda har olika funktioner i lärande och automatisering av färdigheter.

Första etappen av procedurinlärning: associativ striat

När vi är i de tidiga stadierna av procedurinlärning aktiveras den associativa striatumen. Intressant, eftersom aktiviteten är utbildning och lärande, minskar detta område sin verksamhet. Således, när vi lär oss att köra, är den associativa flöjten aktiverad.

I en studie av Miyachi et al. (2002) fann man att om den associativa striatumen tillfälligt inaktiverades kunde nya sekvenser av rörelser inte lärt sig. Emellertid kan ämnen utföra motormönster som redan lärt sig.

Sena steg i procedurinlärning: sensorimotorisk striatal

I senare etapper av procedurinlärning aktiveras en annan struktur: sensimotorisk striatum. Detta område har ett mönster av aktivitet mitt emot den associativa flöjten, det vill säga den aktiveras när färdigheten redan har förvärvats och är automatisk.

På detta sätt, när körförmågan har blivit tillräckligt utbildad och redan är automatisk, reducerar den associativa striatum sin aktivitet medan aktiveringen av den sensoriska motorns striatum ökar..

Dessutom har det visat sig att en temporär blockering av sensorimotorisk striatum förhindrar att de inlästa sekvenserna exekveras. Även om det inte avbryter lärandet av nya färdigheter.

Det verkar dock vara ett steg längre. Det har observerats att när en uppgift redan är väl lärd och automatiserad, misslyckas sensorimotoriska striatalneuroner också att reagera.

Cerebral cortex och procedurminne

Vad händer då? Tydligen, när ett beteende är mycket väl lärt, aktiveras hjärnbarken (cortex). Mer specifikt motor och premotoriska områden.

Även om detta verkar bero på också hur komplicerat rörelsens sekvens är. Således, om rörelserna är enkla, är cortexen övervägande aktiverad.

Å andra sidan, om sekvensen är väldigt komplex, aktiveras vissa neuroner av sensorimotorisk striatum fortfarande. Förutom att aktivera som stöd mot motorområdena och premotor i hjärnbarken.

Å andra sidan har det visats att det finns en minskning av aktiviteten hos hjärnområdena som kontrollerar uppmärksamhet (prefrontal och parietal) när vi utför mycket automatiserade uppgifter. Medan, som nämnts, ökar aktiviteten i motor- och premotoriska områden.

Cerebellum och procedurminne

Den cerebellum verkar också delta i processminnet. I synnerhet deltar den i raffinering och göra mer exakta de lärda rörelserna. Det ger oss mer smidighet när det gäller att utföra våra motoriska färdigheter.

Dessutom bidrar det till att lära sig nya motoriska färdigheter och konsolidera dem via Purkinje-celler. 

Limbiska systemet och procedurminnet

Som i andra minnessystem spelar det limbiska systemet en viktig roll i procedurinlärning. Detta beror på att det är relaterat till processer av motivation och känslor.

Av den anledningen, när vi är motiverade eller intresserade av att lära sig en uppgift, lär vi oss det lättare och stannar längre i vårt minne.

Fysiologiska mekanismer

Det har visats att när vi förvärvar lärande förändras de involverade neurons anslutningar och strukturer.

På så sätt börjar man med hjälp av en serie processer vara en del av det långsiktiga minnet, vilket återspeglas i en omorganisation av neurala kretsar. Vissa synapser (samband mellan neuroner) stärks och andra försvagas, samtidigt som de dendritiska spinesna i neuronerna förändras i storlek, förlänger.

Å andra sidan är närvaron av dopamin grundläggande för procedurminnet. Dopamin är en neurotransmittor i nervsystemet som har flera funktioner, bland dem ökar motivationen och givande känslan. Förutom att tillåta rörelse, och självklart, lärande.

Förenklar främst det lärande som sker tack vare belöningar, till exempel, lära sig att trycka på en viss knapp för att få mat.

Störningar som påverkar processminnet

Det finns en uppsättning av både kortikala och subkortiska strukturer som ingriper i olika funktioner i procedurminnet. En selektiv lesion av några av dem producerar olika störningar i motorfunktioner. Liksom förlamning, apraxi, ataxi, tremor, choreiska rörelser eller dystoni (Carrillo Mora, 2010).

Många studier har analyserat de patologier som påverkar minnet för att kunna veta vilka former av befintliga minnen och hur de fungerar.

I det här fallet har de möjliga följderna av en dålig funktion hos de basala ganglierna eller andra strukturer vid inlärning och utförande av uppgifter granskats..

Därför används olika utvärderingstester i de olika studierna för att jämföra friska människor och andra med viss påverkan på procedurminnet. Eller patienter med procedurminneskador och andra patienter med skada på en annan typ av minne.

Till exempel vid Parkinsons sjukdom finns det en brist på striatal dopamin och observerade avvikelser i vissa prestanda minnesuppgifter. Problem kan också uppstå i Huntingtons sjukdom, där skador uppstår i sambandet mellan basalganglierna och hjärnbarken.

Det kommer också att finnas svårigheter hos patienter med hjärnskador i några av de involverade hjärnstrukturerna (till exempel det som orsakas av stroke).

Men nuförtiden är den exakta rollen som basalganglierna spelar i rörelseinlärning något kontroversiell.

Det har visat sig att vissa hjärnområden aktiveras i friska deltagare under motorinlärning. Några av dem var den dorsolaterala prefrontala cortex, kompletterande motor område, främre cingulum cortex ... och de basala ganglierna.

I andra Parkinsons patienter aktiverades dock olika områden (som cerebellum). Dessutom var striat- och basala ganglierna inaktiva. Det verkar som om kompensation ges via cortico-cerebellärsystemet, eftersom cortico-striatalväg är skadad.

Ökad aktivering av hippocampus och thalamo-kortikala vägar har observerats hos patienter med denna sjukdom och hos Huntington..

I en annan studie utvärderade de patienter som hade drabbats av stroke som drabbade de basala ganglierna och jämförde dem med friska deltagare.

De fann att drabbade patienter lärde sig långsammare mot motorsekvenser, ta längre tid för att ge svar och dessa är mindre exakta än de friska deltagarna.

Tydligen är förklaringarna från författarna att dessa personer har problem med att dela motorsekvensen i organiserade och samordnade element. Sålunda är deras svar disorganiserade och tar längre tid att utveckla.

utvärdering

Det finns flera tester för att utvärdera processminneskapaciteten hos människor. Studier använder ofta sådana tester som jämför prestationer mellan patienter med minnesproblem och friska människor.

De uppgifter som används mest för att utvärdera procedurminnet är:

Probabilistisk uppgift av väderprognos

I denna uppgift mäts processkognitiv inlärning. Deltagaren presenteras med fyra olika typer av kort med olika geometriska figurer. Varje kort representerar en viss sannolikhet för regn eller solsken.

I nästa steg presenteras ämnet med tre grupperade kort. Han kommer att behöva ta reda på om man tar hänsyn till uppgifterna tillsammans, är det bättre att det blir sol eller regn.

Efter ditt svar kommer granskaren att berätta om svaret har varit korrekt eller inte. Därför lär deltagaren i varje försök gradvis att identifiera vilka bokstäver som sannolikt är förknippade med sol eller regn.

Patienter med förändringar i de basala ganglierna, såsom de som lider av Parkinsons sjukdom, inte gradvis lärande denna uppgift, även om dess explicit minne är intakt.

Sekventiellt reaktionstesttest

Denna uppgift utvärderar inlärning av sekvenser. Däri, var en visuella stimuli presenteras på en skärm, vanligtvis bokstäver (ABCD ...) indikeras till deltagaren att fixeras i läget för en (t.ex. B).

Deltagaren måste trycka på en av fyra tangenter beroende på var målstimuleringen är så snabb som möjligt. Vänster mitten och indexfingrarna används, och de högra index- och mittfingrarna.

I början är positionerna slumpmässiga, men i nästa fas följer de ett visst mönster. Till exempel: DBCACBDCBA ... Så, efter flera försök, ska patienten lära sig nödvändiga rörelser och automatisera dem.

Rotary pursuit uppgift

Denna uppgift utförs med en speciell enhet som har en roterande platta. I en del av plattan finns en metallpunkt. Deltagaren måste placera en stång i metallpunkten så länge som möjligt utan att glömma att plattan gör cirkulära rörelser som måste följas.

Spegeltest

I den här uppgiften krävs god ögonkontakt. Utvärdera förmågan att lära sig en specifik motorisk färdighet, som att spåra en stjärna. För denna uppgift kan deltagaren emellertid bara se reflektionen av den bild han drar i en spegel.

I början är felen vanliga, men efter flera repetitioner styrs rörelserna genom att observera handen och ritningen i spegeln. Hos friska patienter görs färre och färre misstag.

Dröm och procedurminne

Det har blivit tydligt visat att procedurminnet konsolideras genom en off-line-process. Det innebär att vi fixar våra instrumentella minnen i viloperioder mellan motorutbildning, speciellt under sömnen.

På detta sätt har det observerats att motoruppgifter verkar förbättras markant när det utvärderas efter ett viloperiod.

Detta händer med vilken typ av minne som helst. Efter en period av praktik har det visat sig att det är fördelaktigt att vila så att det som lär sig är löst. Dessa effekter förbättras om du vilar strax efter träningsperioden.

Procedurellt minne och samvete

Procedurellt minne har komplexa relationer med medvetandet. Traditionellt hänvisar vi till denna typ av minne som ett omedvetet minne som inte involverar ansträngning.

Experimentella studier har dock visat att neuronaktivering sker före en medveten planering av rörelsen som ska äga rum..

Det vill säga den medvetna viljan att utföra en rörelse är faktiskt en "illusion". Faktum är att enligt olika studier kan det ibland vara "medveten" om våra automatiska rörelser negativt påverka utförandet av uppgiften.

På det sättet blir vi ibland värre på prestanda och gör fler misstag när vi blir medvetna om vår rörelsesekvens. Av detta skäl framhåller många författare framförallt att procedurminnet, när det redan är väl etablerat, inte kräver uppmärksamhet eller övervakning av sina handlingar för att göra dem bra.  

referenser

1. Ashby, F.G., Turner, B.O., & Horvitz, J.C. (2010). Kortikala och basala ganglia bidrag till vana lärande och automatik. Trender i kognitiv vetenskap, 14 (5), 208-215.
2. Boyd L.A., J.D. Edwards, Siengsukon C.S., Vidoni D.E., B.D. Wessel, Linsdell M.A. (2009). Motor-sekvenserad chunking är nedsatt av basal gangliaslag. Neurobiologi av lärande och minne, 35-44.
3. Carrillo-Mora, P. (2010). Minnessystem: historisk granskning, klassificering och nuvarande begrepp. Första delen: Historia, minnes taxonomi, långsiktiga minnessystem: semantiskt minne. Mental hälsa, 33 (1), 85-93.
4. DECLARATIVE (EXPLICIT) & PROCEDURAL (IMPLICIT) MEMORY. (2010). Hämtat från det mänskliga minnet: human-memory.net.
5. Diekelmann, S., & Born, J. (2010). Minnesfunktionen av sömn. Naturrecensioner Neurovetenskap, 11 (2), 114-126.
6. Eichenbaum, H. (2003). Kognitiv neurovetenskap av minne. Barcelona: Ariel.
7. Brown, E. M., & Morales, J.A.P. (2012). Grundläggande för lärande och språk (Vol. 247). Redaktionell Uoc.
8. Miyachi, S. et al. (2002) Differential aktivering av apa striatala neuroner i de tidiga och sena stadierna av procedurinlärning. Exp. Brain Res. 146, 122-126.
9. Procedurellt minne. (N.D.). Hämtad den 12 januari 2017, från Wikipedia.