程序记忆：类型，功能和生理 - 神经心理学 - 2025

该程序内存或乐器的存储过程，技能或运动或认知技能，让人们对与环境互动。

这是一种无意识的长期记忆，反映了做事的方式（运动技能）。例如：写作，骑自行车，驾驶汽车，弹奏乐器等。

内存系统通常分为两种类型：声明性内存和非声明性或隐式内存。第一个是存储可以口头交流的信息，包括有意识的学习。

另一方面，第二种类型是难以语言化或转换为图像的存储器。程序内存在其中。当您需要执行任务时，将激活该功能，并且学习的功能通常是自动化的技能。

程序记忆的主要大脑基质是纹状体，基底神经节，运动前皮层和小脑。

程序记忆的发展在童年时期更大。并通过日常经验和实践不断对其进行修改。的确，与成年相比，在成年时期要获得这些技能更加困难，因为这需要额外的努力。

程序记忆概念

程序存储包括习惯，技能和运动技能，这些是电机系统获得并整合到其自己的电路中的。为了获得这种类型的记忆，有必要进行几次训练试验以使该技能自动化。

知识在不知不觉中发展，并不断地被经验所调节。因此，他们终生要适应反复练习。

在更高级的阶段，练习可以使认知或运动技能更加精确和快速。这成为一种习惯，一种自动运行的行为。

程序记忆类型

程序记忆似乎有两种类型，在大脑中的主要位置不同。

首先是指习惯和技能的获得。也就是说，具有开发定型的行为习惯的能力，例如写作，烹饪，弹钢琴……这种类型的过程记忆与目标定向的行为有关，并且存在于大脑的横纹系统中。

第二个是简单得多的系统。它指的是特定的感觉运动适应，即调节我们的反射或发展条件反射。

这些是身体的调节，可以执行精细而精确的运动以及有条件的反射。它位于小脑系统中。

程序记忆如何工作？

当您学习走路，说话或吃饭时，程序记忆就开始形成。重复和根深蒂固地以自动完成这些技能的方式。不必自觉地思考如何进行这种运动。

很难告诉您何时学会了执行此类操作。它们通常是在儿童早期就学会的，并且会继续在不知不觉中进行。

获得这些技能需要培训，尽管确实不能始终确保培训能够确保技能得到发展。可以说，由于培训而导致行为改变时，就已经获得了过程学习。

显然，我们大脑中有一些结构可以控制程序记忆的初始学习，后期学习及其自动化。

脑底物

当我们学习一种习惯时，我们称为大脑基底神经节的大脑区域就会被激活。基底神经节是皮下结构，与整个大脑有多个连接。

具体来说，它们允许在较低的大脑区域（例如脑干）和较高的区域（例如皮质）之间交换信息。

这种结构似乎在习惯和技能的程序学习中起选择性作用。它还参与其他非声明性存储系统，例如经典或操作条件。

在基底神经节内，一个被称为横纹核的区域在习性习得中脱颖而出。除了基底神经节的其他部分，它还从大多数大脑皮层接收信息。

纹状体分为关联性纹状体和感觉运动纹状体。两者在学习和技能自动化方面具有不同的功能。

程序学习的早期阶段：联想纹状体

当我们处于过程学习的早期阶段时，关联纹状体就会被激活。有趣的是，由于该活动是训练和学习，因此该区域减少了其活动。因此，当我们学习驾驶时，关联纹状体被激活。

例如，Miyachi等人的一项研究。（2002年），发现，如果关联的纹状体被暂时停用，新的运动序列将无法学习。但是，受试者可以执行已经学习的运动模式。

程序学习的后期：感觉运动纹状体

在程序学习的后期，另一个结构被激活：感觉运动纹状体。该区域具有与关联纹状体相反的活动模式，也就是说，该技能在已经掌握技能时就被激活并且是自动的。

以这种方式，一旦已经充分训练了驾驶能力并且已经是自动的，则关联纹状体降低其活动，而感觉运动纹状体的激活增加。

此外，已经发现，感觉运动纹状体的暂时阻塞阻止了学习序列的执行。尽管它不会中断新技能的学习。

但是，似乎还有一个步骤。已经观察到，当一项任务已经非常好学习和自动化时，感觉运动纹状体的神经元也停止响应。

脑皮层和程序记忆

那会发生什么呢？显然，当一种行为学得很好时，大脑皮层（皮质）大部分被激活。更具体地说是电机和预电机区域。

尽管这似乎还取决于学习的动作序列的复杂程度。因此，如果运动简单，则主要激活皮质。

另一方面，如果序列非常复杂，则感觉运动纹状体的某些神经元会继续激活。除了激活大脑皮层的运动和运动前区域作为支持。

另一方面，已经表明，当我们执行高度自动化的任务时，控制注意力（前额叶和顶叶）的大脑区域活动减少。如前所述，活动在运动和运动前区域增加。

小脑和程序记忆

小脑（蓝色）

小脑似乎也参与程序记忆。具体而言，它通过完善和使所学动作更加精确来参与。也就是说，它使我们在执行运动技能时更加敏捷。

此外，它还有助于学习新的运动技能，并通过Purkinje细胞巩固它们。

边缘系统和程序记忆

与其他记忆系统一样，边缘系统在程序学习中也起着重要作用。这是因为它与动机和情感过程有关。

因此，当我们有动力或对学习一项任务感兴趣时，我们会更轻松地学习它，并且它在我们的记忆中保留的时间更长。

生理机制

已经表明，当我们学习时，所涉及的神经元的连接和结构会发生变化。

这样，通过一系列过程，学习到的技能开始形成长期记忆的一部分，反映在神经回路的重组中。

某些突触（神经元之间的连接）被增强，而其他突触则被减弱，与此同时，神经元的树突棘尺寸不断变化，变长。

另一方面，多巴胺的存在对于程序记忆至关重要。多巴胺是神经系统中的一种神经递质，具有多种功能，包括增加动力和奖励感。除了运动，当然还有学习。

它主要促进了由于奖励而发生的学习，例如，学会按下某个按钮以获取食物。

评价

有多种测试可用来评估人类的程序记忆能力。研究经常使用这种测试来比较有记忆力障碍的患者和健康人的表现。

评估过程记忆最常用的任务是：

概率天气预报任务

在此任务中，对过程性认知学习进行了测量。为参与者展示了四种不同类型的卡，其中出现了不同的几何图形。每张卡都代表着一定的概率会下雨或发光。

在下一步中，将为受试者显示三组卡片。必须将这些数据汇总起来，以确定是晴天还是下雨。

回答完之后，考官会告诉您答案是否正确。因此，每个试验的参与者逐渐学会识别哪些卡片与日晒或下雨的可能性更大。

患有基底节异常的患者，例如帕金森氏病患者，即使他们的显式记忆完整，也无法逐渐学习该任务。

顺序反应时间测试

该任务评估序列的学习。其中，视觉刺激显示在屏幕上，通常是字母（ABCD…），告诉参与者观察其中一个的位置（例如B）。

参与者必须根据目标刺激的位置，尽快按四个键之一。使用左中指和食指以及右中指和食指。

首先，位置是随机的，但在下一阶段，它们遵循一定的模式。例如：DBCACBDCBA…因此，在进行几次试验后，患者应学习必要的动作并使其自动化。

旋转追逐任务

该任务是通过具有旋转板的特殊设备执行的。在板的一部分中有一个金属点。参与者必须将杆尽可能长时间地放在金属点上，而不要忘记该板执行必须遵循的圆周运动。

镜检

此任务需要良好的手眼协调能力。评估学习特定运动技能的能力，例如追踪星星的轮廓。但是，对于此任务，参与者只能看到他在镜子中绘制的图像的反射。

最初，错误是很常见的，但是在重复几次之后，通过观察手本身和镜子中的画来控制运动。在健康的患者中，犯错误的机会越来越少。

睡眠和程序记忆

业已证明，程序存储器是通过离线过程进行合并的。也就是说，我们会在运动训练之间的休息时间（尤其是在睡眠期间）固定我们的仪器记忆。

因此，已经观察到，在休息间隔后评估运动任务似乎会显着改善。

任何类型的内存都会发生这种情况。经过一段时间的锻炼，人们发现休息对身体有益，这样可以使您学到的东西扎根。训练期刚过休息，可以增强这些效果。

程序记忆和意识

程序记忆与意识有着复杂的关系。传统上，我们将这种类型的记忆称为不涉及精力的无意识记忆。

但是，实验研究表明，神经元激活发生在有意识地计划要进行的运动之前。

也就是说，执行运动的有意识愿望实际上是一种“幻觉”。实际上，根据不同的研究，有时“意识到”我们的自动动作可能会对任务的执行产生负面影响。

这样，当我们意识到自己的运动顺序时，有时性能会下降并且会犯更多错误。由于这个原因，许多作者首先强调，程序记忆在已经很好建立的情况下，不需要注意或监督动作本身就可以很好地进行操作。

影响程序记忆的疾病

皮层和皮层下结构都有一套，它们介入过程记忆的不同功能。它们中的任何一种的选择性损伤都会导致运动功能的各种紊乱，例如麻痹，失用，共济失调，震颤，舞蹈运动或肌张力障碍。

基底神经节

许多研究分析了影响记忆的病理学，目的是了解现有记忆的类型及其工作方式。

在这种情况下，已经检查了基底神经节或其他结构的故障可能对学习和执行任务造成的可能后果。

为此，在各种研究中，使用了不同的评估测试来比较健康人和其他人的程序记忆障碍。或者，患有程序性记忆障碍的患者和其他患有另一种记忆障碍的患者。

例如，在帕金森氏病中，纹状体中多巴胺缺乏，并且已经观察到某些记忆任务的执行异常。在亨廷顿氏病中也可能出现问题，那里的基底神经节和大脑皮层之间的连接受损。

在大脑受损的某些大脑结构（例如中风产生的大脑结构）受损的患者中也会出现困难。

然而，今天基底神经节在学习运动中的确切作用还是有争议的。

已经发现，在运动学习过程中，健康参与者的某些大脑区域被激活。其中一些是背外侧前额叶皮层，辅助运动区，前扣带回皮层以及基底神经节。

然而，在帕金森氏症患者中，其他不同区域也被激活（例如小脑）。此外，纹状体和基底神经节不活跃。由于皮质-纹状体途径被破坏，因此似乎通过皮质-小脑系统进行补偿。

在患有这种疾病并患有亨廷顿病的患者中，还观察到海马和丘脑-皮质通路的激活程度更高。

在另一项研究中，他们评估了中风累及基底神经节的患者，并将其与健康受试者进行了比较。

他们发现，与健康参与者相比，受影响的患者学习运动序列的速度较慢，需要更长的时间才能做出反应，并且反应的准确性较差。

显然，作者给出的解释是，这些人在将运动序列划分为有组织和协调的元素方面存在问题。因此，他们的回答是混乱的，需要花费更长的时间来阐述。

参考文献

1. Ashby，FG，Turner，BO和Horvitz，JC（2010年）。皮质和基底神经节对习惯学习和自动性的贡献。认知科学的趋势，14（5），208-215。
2. Boyd LA，Edwards JD，Siengsukon CS，Vidoni ED，Wessel BD，Linsdell MA（2009）。基底节神经中风会损害运动排序的分块。学习和记忆的神经生物学，35-44。
3. Carrillo-Mora，P.（2010年）。内存系统：历史回顾，分类和当前概念。第一部分：历史，内存分类法，长期内存系统：语义内存。心理健康，33（1），85-93。
4. 声明性（专用）和程序性（隐式）内存。（2010）。取自人类记忆：human-memory.net。
5. Diekelmann，S.，&Born，J.（2010年）。睡眠的记忆功能。自然评论神经科学，11（2），114-126。
6. Eichenbaum，H。（2003）。记忆的认知神经科学。巴塞罗那：爱丽儿。
7. Marrón，EM和Morales，JAP（2012）。学习和语言基础（第247卷）。编辑Uoc。
8. Miyachi，S。等。（2002）在程序学习的早期和后期，猴子纹状体神经元的差异激活。实验脑研究146，122–126。
9. 程序记忆。（sf）。于2017年1月12日从Wikipedia检索。