Tipi di memoria procedurale, funzionamento e fisiologia

il memoria procedurale o strumentale è quello che memorizza procedure, abilità o abilità cognitive o motorie che consentono alle persone di interagire con l'ambiente.

È una specie di memoria inconscia a lungo termine e riflette il modo di fare le cose (abilità motorie). Ad esempio: scrivere, andare in bicicletta, guidare una macchina, suonare uno strumento, tra gli altri.

Generalmente, i sistemi di memoria sono divisi in due tipi: memoria dichiarativa e memoria non dichiarativa o implicita. Il primo è quello che memorizza informazioni che possono essere comunicate verbalmente, consistenti in un apprendimento consapevole.

D'altra parte, il secondo tipo è una memoria che è difficile da verbalizzare o trasformare in immagini. Al suo interno c'è la memoria procedurale. Questo viene attivato quando è necessario eseguire un'attività e le funzioni apprese sono solitamente abilità automatizzate.

Il principale substrato cerebrale della memoria procedurale è lo striato, i gangli della base, la corteccia premotoria e il cervelletto.

Lo sviluppo della memoria procedurale si verifica in misura maggiore durante l'infanzia. Ed è continuamente modificato da esperienze e pratiche quotidiane. È vero che nell'età adulta è più complicato acquisire questo tipo di abilità rispetto all'infanzia, poiché richiede uno sforzo extra.

Concetto di memoria procedurale

"La memoria procedurale è un termine che uso quando insegno ai bambini di 10 anni a giocare a baseball. Dico loro che ogni volta che tirano bene la palla o fanno oscillare correttamente la mazza, rafforzano il programma per quel movimento preciso. E viceversa, ogni volta che lo fanno male rinforzano quello stile inappropriato ... " (Eichenbaum, 2003).

La memoria procedurale consiste in abitudini, abilità e abilità motorie che il sistema motorio acquisisce e incorpora nei propri circuiti. Per questo tipo di memoria da acquisire è necessario che vengano fornite diverse prove di allenamento che consentono di automatizzare l'abilità.

La conoscenza progredisce inconsciamente ed è continuamente modulata dall'esperienza. Quindi, sono regolati per tutta la vita per la pratica ripetuta.

Nelle fasi più avanzate, la pratica rende le abilità cognitive o motorie più precise e più veloci. Questa diventa un'abitudine, un comportamento che viene eseguito automaticamente.

Tipi di memoria procedurale

Sembrano esserci due tipi di memoria procedurale, con differenti posizioni principali nel cervello.

Il primo si riferisce all'acquisizione di abitudini e abilità. Cioè, la capacità di sviluppare repertori comportamentali stereotipati come scrivere, cucinare, suonare il piano ... Questo tipo di memoria procedurale riguarda comportamenti finalizzati a un obiettivo, ed è inserito nel sistema striato del cervello.

Il secondo è un sistema molto più semplice. Si riferisce a specifici adattamenti sensorimotori, cioè adattando i nostri riflessi o sviluppando i riflessi condizionati.

Riguarda le regolazioni del corpo, permettendo un'esecuzione di movimenti precisi e precisi, oltre ai riflessi condizionati. Si trova nel sistema cerebellare.

Come funziona la memoria procedurale?

La memoria procedurale comincia a formarsi presto mentre impari a camminare, parlare o mangiare. Tali abilità vengono ripetute e radicate in modo tale da essere eseguite automaticamente. Non è necessario pensare consapevolmente a come svolgere tali attività motorie.

È difficile dire quando hai imparato a svolgere questo tipo di azione. Di solito vengono apprese durante la prima infanzia e continuano ad essere eseguite inconsciamente.

L'acquisizione di queste competenze richiede una formazione, sebbene sia vero che la formazione non garantisce sempre che l'abilità sia sviluppata. Possiamo dire che un apprendimento procedurale è stato acquisito quando il comportamento cambia grazie alla formazione.

Apparentemente, ci sono strutture nel nostro cervello che controllano l'apprendimento iniziale delle memorie procedurali, il loro apprendimento ritardato e la loro automazione.

Substrato cerebrale

Quando apprendiamo un'abitudine, viene attivata un'area del nostro cervello chiamata gangli della base. I gangli della base sono strutture sottocorticali che hanno molteplici connessioni all'intero cervello.

Specificamente, consentono lo scambio di informazioni tra aree cerebrali inferiori (come il tronco cerebrale) e aree più alte (come la corteccia).

Questa struttura sembra giocare un ruolo selettivo nell'apprendimento procedurale delle abitudini e delle abilità. Partecipa anche ad altri sistemi di memoria non dichiarativi, come il condizionamento classico o operante.

All'interno dei gangli della base, una regione chiamata nucleo striato si distingue nell'acquisizione delle abitudini. Riceve informazioni dalla maggior parte della corteccia cerebrale, oltre ad altre parti dei gangli della base.

Lo striato è diviso in striato associativo e striato sensomotorio. Entrambi hanno diverse funzioni nell'apprendimento e nell'automatismo delle abilità.

Prime fasi dell'apprendimento procedurale: striato associativo

Quando siamo nelle prime fasi dell'apprendimento procedurale, lo striato associativo è attivato. È interessante notare che, poiché l'attività è di formazione e apprendimento, quest'area sta riducendo la sua attività.Quindi, quando stiamo imparando a guidare, il flauto associativo è attivato.

Ad esempio, in uno studio di Miyachi et al. (2002), si è scoperto che se lo striato associativo era temporaneamente inattivato, non si potevano apprendere nuove sequenze di movimenti. Tuttavia, i soggetti potrebbero eseguire schemi motori già appresi.

Ultimi stadi dell'apprendimento procedurale: sensomotorio striatale

Nelle fasi successive dell'apprendimento procedurale, viene attivata un'altra struttura: lo striato sensomotorio. Quest'area ha uno schema di attività opposto allo striato associativo, cioè si attiva quando l'abilità è già stata acquisita ed è automatica.

In questo modo, una volta che la capacità di guida è stata sufficientemente allenata ed è già automatica, lo striato associativo riduce la sua attività aumentando l'attivazione dello striato sensomotorio.

Inoltre, è stato riscontrato che un blocco temporaneo dello striato sensomotorio impedisce l'esecuzione delle sequenze apprese. Anche se non interrompe l'apprendimento di nuove abilità.

Tuttavia, sembra esserci un ulteriore passaggio. È stato osservato che quando un'attività è già ben appresa e automatizzata, anche i neuroni del muscolo striato sensomotorio non rispondono.

Corteccia cerebrale e memoria procedurale

Cosa succede allora? Apparentemente, quando un comportamento è molto ben appreso, viene attivata la corteccia cerebrale (corteccia). Più in particolare le aree motore e premotoria.

Anche se questo sembra dipendere anche da quanto sia complessa la sequenza dei movimenti appresi. Quindi, se i movimenti sono semplici, la corteccia viene attivata prevalentemente.

D'altra parte, se la sequenza è molto complessa, alcuni neuroni dello striato sensomotorio sono ancora attivati. Oltre ad attivare come supporto le regioni motoria e premotoria della corteccia cerebrale.

D'altra parte, è stato dimostrato che c'è una diminuzione dell'attività delle aree cerebrali che controllano l'attenzione (prefrontale e parietale) quando eseguiamo compiti altamente automatizzati. Mentre, come detto, l'attività aumenta nelle aree motoria e premotoria.

Cervelletto e memoria procedurale

Anche il cervelletto sembra partecipare alla memoria procedurale. In particolare, partecipa alla raffinazione e rendendo più precisi i movimenti appresi. Cioè, ci dà più agilità quando si tratta di eseguire le nostre capacità motorie.

Inoltre, aiuta a imparare nuove abilità motorie e a consolidarle attraverso le cellule di Purkinje.

Sistema limbico e memoria procedurale

Come in altri sistemi di memoria, il sistema limbico svolge un ruolo importante nell'apprendimento procedurale. Questo perché è legato ai processi di motivazione ed emozione.

Per questo motivo, quando siamo motivati ​​o interessati a imparare un compito, lo impariamo più facilmente e restiamo più a lungo nella nostra memoria.

Meccanismi fisiologici

È stato dimostrato che, quando acquisiamo l'apprendimento, cambiano le connessioni e le strutture dei neuroni coinvolti.

In questo modo, attraverso una serie di processi, le abilità apprese diventano parte della memoria a lungo termine, riflessa in una riorganizzazione dei circuiti neurali. Certe sinapsi (connessioni tra neuroni) sono rafforzate e altre si indeboliscono, nello stesso momento in cui le spine dendritiche dei neuroni cambiano di dimensione, allungandosi.

D'altra parte, la presenza di dopamina è fondamentale per la memoria procedurale. La dopamina è un neurotrasmettitore del sistema nervoso che ha molteplici funzioni, tra le quali aumenta la motivazione e la sensazione gratificante. Oltre a consentire il movimento e, naturalmente, l'apprendimento.

Principalmente facilita l'apprendimento che avviene grazie ai premi, ad esempio, impara a premere un determinato pulsante per ottenere cibo.

Disturbi che influenzano la memoria procedurale

Esiste un insieme di strutture corticali e sottocorticali che intervengono in diverse funzioni della memoria procedurale. Una lesione selettiva di alcuni di loro produce vari disturbi nelle funzioni motorie. Come paralisi, aprassia, atassia, tremori, movimenti coreici o distonia (Carrillo Mora, 2010).

Molti studi hanno analizzato le patologie che riguardano la memoria per conoscere i tipi di memorie esistenti e come funzionano.

In questo caso, sono state esaminate le possibili conseguenze di un cattivo funzionamento dei gangli della base o di altre strutture nell'apprendimento e nell'esecuzione di compiti.

Per questo, nei diversi studi vengono utilizzati diversi test di valutazione che mettono a confronto persone sane e altri con qualche incidenza sulla memoria procedurale. Oppure, pazienti con danno da memoria procedurale e altri pazienti con danno ad un altro tipo di memoria.

Ad esempio, nel morbo di Parkinson c'è un deficit di dopamina nello striato e sono state osservate anomalie nell'esecuzione di alcuni compiti di memoria. I problemi possono anche comparire nella malattia di Huntington, dove il danno è causato alle connessioni tra i gangli della base e la corteccia cerebrale.

Ci saranno anche difficoltà nei pazienti con danno cerebrale in alcune delle strutture cerebrali coinvolte (ad esempio, quelle prodotte da un ictus).

Tuttavia, oggi l'esatto ruolo svolto dai gangli della base nell'imparare a muoversi è alquanto controverso.

È stato scoperto che, durante l'apprendimento motorio, alcune aree del cervello sono attivate in soggetti sani. Alcuni di questi erano la corteccia prefrontale dorsolaterale, l'area motoria supplementare, la corteccia cingolata anteriore ... così come i gangli della base.

Tuttavia, in altri pazienti del Parkinson, sono state attivate diverse aree (come il cervelletto). Inoltre, i gangli striati e basali erano inattivi. Sembra che il compenso sia dato attraverso il sistema cortico-cerebellare, poiché la via cortico-striatale è danneggiata.

Nei pazienti con questa malattia e con Huntington, è stata osservata una maggiore attivazione dell'ippocampo e delle vie talamocorticali.

In un altro studio, hanno valutato i pazienti che avevano subito un ictus che colpiva i gangli della base e li hanno confrontati con i partecipanti sani.

Hanno scoperto che i pazienti affetti imparano le sequenze motorie più lentamente, impiegano più tempo a dare risposte e queste sono meno accurate di quelle dei partecipanti sani.

Apparentemente, le spiegazioni fornite dagli autori sono che questi individui hanno problemi a dividere la sequenza motoria in elementi organizzati e coordinati. Pertanto, le loro risposte sono disorganizzate e richiedono più tempo per essere elaborate.

valutazione

Ci sono diversi test con cui valutare la capacità di memoria procedurale nell'uomo. Gli studi spesso usano test simili che confrontano le prestazioni tra pazienti con problemi di memoria e persone sane.

I compiti più usati per valutare la memoria procedurale sono:

Compito probabilistico di previsione del tempo

In questo compito, viene misurato l'apprendimento cognitivo procedurale. Vengono presentati quattro diversi tipi di carte al partecipante in cui compaiono diverse figure geometriche. Ogni carta rappresenta una certa probabilità che pioverà o che sarà soleggiato.

Nel passaggio successivo, il soggetto viene presentato con tre carte raggruppate. Dovrà scoprire se, tenendo conto dei dati insieme, ci sono maggiori probabilità che faccia il sole o la pioggia.

Dopo la tua risposta, l'esaminatore ti dirà se la risposta è stata corretta o meno. Pertanto, il partecipante a ciascuna prova impara gradualmente a identificare quali lettere sono più probabilmente associate al sole o alla pioggia.

I pazienti con alterazioni nei gangli della base, come quelli affetti dal morbo di Parkinson, falliscono nell'apprendimento graduale di questo compito, sebbene la loro memoria esplicita sia intatta.

Test del tempo di reazione sequenziale

Questo compito valuta l'apprendimento delle sequenze. In esso, gli stimoli visivi sono presentati su uno schermo, di solito lettere (ABCD ...) Al partecipante viene richiesto di guardare la posizione di uno di essi (ad esempio, B).

Il partecipante deve premere uno dei quattro tasti a seconda di dove è lo stimolo bersaglio, il più rapidamente possibile. Vengono usati il ​​medio sinistro e l'indice e l'indice e il medio destro.

Inizialmente le posizioni sono casuali, ma nella fase successiva seguono un certo schema. Ad esempio: DBCACBDCBA ... Quindi, dopo diverse prove, il paziente dovrebbe apprendere i movimenti necessari e automatizzarli.

Compito di ricerca del Rotary

Questo compito viene eseguito con un dispositivo speciale dotato di una piastra rotante. In una parte del piatto c'è un punto metallico. Il partecipante deve posizionare una canna nel punto di metallo il più a lungo possibile, senza dimenticare che la piastra esegue movimenti circolari che devono essere seguiti.

Test dello specchio

In questo compito, è necessaria una buona coordinazione occhio-mano. Valuta la capacità di apprendere una specifica abilità motoria, come tracciare il contorno di una stella. Tuttavia, per questo compito il partecipante può vedere solo il riflesso dell'immagine che disegna in uno specchio.

All'inizio gli errori sono abituali, ma dopo diverse ripetizioni, vengono controllati i movimenti attraverso l'osservazione della propria mano e il disegno nello specchio. Nei pazienti sani, vengono fatti sempre meno errori.

Memoria sognante e procedurale

È stato ampiamente dimostrato che la memoria procedurale è consolidata attraverso un processo off-line. Vale a dire, fissiamo i nostri ricordi strumentali nei periodi di riposo tra l'allenamento motorio, specialmente durante il sonno.

In questo modo, è stato osservato che le attività motorie sembrano migliorare notevolmente quando vengono valutate dopo un intervallo di riposo.

Questo succede con qualsiasi tipo di memoria. Dopo un periodo di pratica, è stato trovato che è utile riposare in modo che ciò che viene appreso sia corretto. Questi effetti sono migliorati se riposi subito dopo il periodo di allenamento.

Memoria procedurale e coscienza

La memoria procedurale ha relazioni complesse con la coscienza. Tradizionalmente ci riferiamo a questo tipo di memoria come a una memoria inconscia che non implica uno sforzo.

Tuttavia, studi sperimentali hanno dimostrato che esiste un'attivazione neuronale prima di una pianificazione consapevole del movimento che sta per avvenire.

Cioè, il desiderio cosciente di eseguire un movimento è in realtà una "illusione".Infatti, secondo diversi studi, a volte "essere consapevoli" dei nostri movimenti automatici può influenzare negativamente l'esecuzione del compito.

In questo modo, quando diventiamo consapevoli della nostra sequenza di movimenti, a volte peggioriamo le prestazioni e commettiamo più errori. Per questo motivo, molti autori sottolineano soprattutto che la memoria procedurale, quando è già ben consolidata, non richiede attenzione o supervisione delle proprie azioni per farle bene.

riferimenti

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