İŞLEMSEL BELLEK: TÜRLERI, IŞLEYIŞI VE FIZYOLOJISI - NÖROPSIKOLOJI - 2025

Prosedürel bellek veya enstrümantal prosedürleri, beceri veya motoru ya da insanlar izin bilişsel becerileri depolamak için çevre ile etkileşim.

Bir tür bilinçsiz uzun süreli hafızadır ve bir şeyler yapma şeklini (motor becerileri) yansıtır. Örneğin: yazı yazmak, bisiklete binmek, araba kullanmak, enstrüman çalmak vb.

Bellek sistemleri genellikle iki türe ayrılır: bildirimsel bellek ve bildirimsel olmayan veya örtük bellek. Birincisi, bilinçli öğrenmeden oluşan sözlü olarak iletilebilen bilgileri depolayan şeydir.

Öte yandan, ikinci tür, sözelleştirilmesi veya imgeye dönüştürülmesi zor olan bir bellektir. İçinde prosedürel bellek var. Bu, bir görevi gerçekleştirmeniz gerektiğinde etkinleştirilir ve öğrenilen işlevler genellikle otomatikleştirilmiş becerilerdir.

İşlemsel bellek için ana beyin substratı, striatum, bazal gangliya, premotor korteks ve serebellumdur.

İşlemsel belleğin gelişimi daha büyük ölçüde çocuklukta ortaya çıkar. Ve günlük deneyimler ve uygulamalarla sürekli olarak değiştirilir. Yetişkinlikte bu tür becerileri edinmenin çocukluktan daha zor olduğu doğrudur, çünkü ekstra çaba gerektirir.

Prosedürel hafıza kavramı

Prosedürel bellek, motor sistemin edindiği ve kendi devrelerine dahil ettiği alışkanlıklar, beceriler ve motor becerilerden oluşur. Bu tür bir belleğin kazanılması için, becerinin otomatikleştirilmesine izin veren birkaç eğitim denemesinin verilmesi gerekir.

Bilgi bilinçsiz bir şekilde ilerler ve sürekli olarak deneyim tarafından değiştirilir. Böylece, yaşamları boyunca tekrarlanan uygulamaya uyum sağlarlar.

Daha ileri aşamalarda, pratik, bilişsel veya motor becerileri daha kesin ve hızlı hale getirir. Bu bir alışkanlık haline gelir, otomatik olarak işleyen bir davranış.

Prosedürel bellek türleri

Beyinde farklı ana konumlara sahip iki tür işlemsel bellek var gibi görünüyor.

İlki, alışkanlıkların ve becerilerin edinilmesi ile ilgilidir. Yani, yazma, yemek pişirme, piyano çalma gibi kalıplaşmış davranış repertuarları geliştirme yeteneği … Bu tür işlemsel bellek, amaca yönelik davranışlarla ilgilidir ve beynin çizgili sisteminde yer alır.

İkincisi çok daha basit bir sistemdir. Spesifik sensorimotor adaptasyonları, yani reflekslerimizi ayarlamayı veya koşullu refleksleri geliştirmeyi ifade eder.

Bunlar, ince ve hassas hareketlerin yanı sıra koşullu reflekslerin uygulanmasına izin veren vücut ayarlamalarıdır. Serebellar sistemde bulunur.

İşlemsel bellek nasıl çalışır?

Yürümeyi, konuşmayı veya yemek yemeyi öğrendikçe işlemsel hafıza erken oluşmaya başlar. Bu tür beceriler otomatik olarak yapılabilecek şekilde tekrarlanır ve yerleşik hale getirilir. Bu tür motor aktivitelerin nasıl yapılacağını bilinçli olarak düşünmek gerekli değildir.

Bu tür eylemleri ne zaman yapmayı öğrendiğinizi söylemek zor. Genellikle erken çocukluk döneminde öğrenilir ve bilinçsizce yapılmaya devam edilir.

Bu becerilerin edinilmesi eğitim gerektirir, ancak eğitimin her zaman becerinin geliştirilmesini sağlamadığı doğrudur. Eğitim sayesinde davranış değiştiğinde prosedürel öğrenmenin elde edildiğini söyleyebiliriz.

Görünüşe göre, beynimizde işlemsel hatıraların ilk öğrenimini, geç öğrenmelerini ve otomasyonunu kontrol eden yapılar var.

Beyin substratı

Bir alışkanlık öğrendiğimizde, beynimizin bazal gangliya adı verilen bir bölgesi aktive olur. Bazal gangliya, tüm beyne birden çok bağlantısı olan subkortikal yapılardır.

Spesifik olarak, alt beyin bölgeleri (beyin sapı gibi) ve daha yüksek alanlar (korteks gibi) arasında bilgi alışverişine izin verirler.

Bu yapının, alışkanlıkların ve becerilerin prosedürel öğrenilmesinde seçici bir rol oynadığı görülmektedir. Aynı zamanda, klasik veya işlemsel koşullandırma gibi diğer bildirimsel olmayan bellek sistemlerine de katılır.

Bazal gangliyonlar içerisinde, alışkanlık ediniminde çizgili çekirdek denen bir bölge öne çıkmaktadır. Bazal gangliyonun diğer kısımlarına ek olarak serebral korteksin çoğundan bilgi alır.

Striatum, ilişkisel striatum ve sensorimotor striatum olarak ikiye ayrılır. Her ikisinin de öğrenme ve becerilerin otomatikliğinde farklı işlevleri vardır.

Prosedürel öğrenmenin erken aşamaları: ilişkisel striatum

Prosedürel öğrenmenin erken aşamalarında olduğumuzda, çağrışımsal striatum aktive olur. İlginç bir şekilde, aktivite eğitim ve öğretim olduğu için bu alan aktivitesini azaltır. Böylece, araba kullanmayı öğrendiğimizde, çağrışımsal striatum aktive olur.

Örneğin, Miyachi ve ark. (2002), çağrışımsal striatum geçici olarak etkisiz hale getirilirse, yeni hareket dizilerinin öğrenilemeyeceği bulundu. Bununla birlikte, denekler halihazırda öğrenilmiş motor kalıpları gerçekleştirebilirler.

Prosedürel öğrenmenin geç aşamaları: sensorimotor striatum

Prosedürel öğrenmenin sonraki aşamalarında, başka bir yapı aktif hale gelir: sensorimotor striatum. Bu alan, ilişkisel striatuma zıt bir aktivite modeline sahiptir, yani, beceri zaten kazanıldığında ve otomatik olduğunda etkinleştirilir.

Bu şekilde, araç kullanma becerisi yeterince eğitildiğinde ve zaten otomatik olduğunda, birleştirici striatum, sensorimotor striatumun aktivasyonu artarken aktivitesini azaltır.

Ayrıca, sensorimotor striatumun geçici olarak bloke edilmesinin öğrenilen sekansların yürütülmesini engellediği bulunmuştur. Yeni becerilerin öğrenilmesini kesintiye uğratmasa da.

Ancak, bir adım daha var gibi görünüyor. Bir görev zaten çok iyi öğrenildiğinde ve otomatikleştirildiğinde, sensorimotor striatum nöronlarının da yanıt vermeyi bıraktığı görülmüştür.

Serebral korteks ve prosedürel hafıza

O zaman ne olacak? Görünüşe göre, bir davranış çok iyi öğrenildiğinde, serebral korteks (korteks) çoğunlukla aktive olur. Daha spesifik olarak motor ve ön motor alanları.

Bu aynı zamanda öğrenilen hareketlerin sırasının ne kadar karmaşık olduğuna da bağlı gibi görünmektedir. Bu nedenle, hareketler basitse, korteks ağırlıklı olarak aktive olur.

Öte yandan, dizi çok karmaşıksa, sensorimotor striatumun bazı nöronları aktive olmaya devam eder. Destek olarak serebral korteksin motor ve premotor bölgelerini aktive etmenin yanı sıra.

Öte yandan, yüksek düzeyde otomatikleştirilmiş görevler gerçekleştirdiğimizde dikkati kontrol eden beyin bölgelerinin (prefrontal ve paryetal) aktivitesinde bir azalma olduğu gösterilmiştir. Daha önce de belirtildiği gibi motor ve premotor bölgelerde aktivite artar.

Beyincik ve prosedürel hafıza

Beyincik (mavi)

Beyincik de prosedürel belleğe katılıyor gibi görünüyor. Özellikle, öğrenilen hareketleri daha hassas hale getirerek ve daha hassas hale getirerek katılır. Yani, motor becerilerimizi uygularken bize daha fazla çeviklik verir.

Ek olarak, yeni motor becerilerin öğrenilmesine ve bunların Purkinje hücreleri aracılığıyla pekiştirilmesine yardımcı olur.

Limbik sistem ve prosedürel hafıza

Diğer bellek sistemlerinde olduğu gibi, limbik sistem prosedürel öğrenmede önemli bir rol oynar. Bunun nedeni motivasyon ve duygu süreçleriyle ilgili olmasıdır.

Bu nedenle, motive olduğumuzda veya bir görevi öğrenmekle ilgilendiğimizde, onu daha kolay öğreniriz ve daha uzun süre hafızamızda kalır.

Fizyolojik mekanizmalar

Öğrenmeyi kazandığımızda, ilgili nöronların bağlantılarının ve yapılarının değiştiği gösterilmiştir.

Bu şekilde, bir dizi işlem yoluyla, öğrenilen beceriler, nöral devrelerin yeniden düzenlenmesine yansıyan uzun süreli belleğin bir parçasını oluşturmaya başlar.

Bazı sinapslar (nöronlar arasındaki bağlantılar) güçlendirilir ve diğerleri zayıflatılır, aynı zamanda nöronların dendritik dikenleri boyut olarak değişir ve uzar.

Öte yandan, dopaminin varlığı prosedürel hafıza için çok önemlidir. Dopamin, sinir sisteminde motivasyonu ve ödül duygularını arttırmak gibi birçok işlevi olan bir nörotransmiterdir. Harekete ve elbette öğrenmeye izin vermenin yanı sıra.

Esas olarak ödüller sayesinde gerçekleşen öğrenmeyi kolaylaştırır, örneğin yiyecek almak için belirli bir düğmeye basmayı öğrenmek.

Değerlendirme

İnsanlarda işlemsel hafıza kapasitesini değerlendirmek için çeşitli testler vardır. Çalışmalar genellikle hafıza sorunları olan hastalar ve sağlıklı insanlar arasındaki performansı karşılaştıran bu tür testleri kullanır.

İşlemsel belleği değerlendirmek için en çok kullanılan görevler şunlardır:

Olasılıklı hava tahmini görevi

Bu görevde, prosedürel bilişsel öğrenme ölçülür. Katılımcıya, farklı geometrik şekillerin göründüğü dört farklı türde kart sunulur. Her kart, yağmur yağması veya parlaması için belirli bir olasılığı temsil eder.

Bir sonraki adımda konuya üç gruplandırılmış kart sunulur. Bu, verileri bir araya getirerek, güneşli veya yağmurlu olma ihtimalinin daha yüksek olup olmadığını ortaya çıkarmak zorunda kalacak.

Cevabınızdan sonra, sınav görevlisi size cevabın doğru olup olmadığını söyleyecektir. Bu nedenle, her denemedeki katılımcı, hangi kartların daha fazla güneş veya yağmur olasılığı ile ilişkilendirildiğini yavaş yavaş öğrenir.

Parkinson hastalığı olanlar gibi bazal gangliyon anormallikleri olan hastalar, açık hafızaları sağlam olsa bile, bu görevi aşamalı olarak öğrenemezler.

Sıralı reaksiyon süresi testi

Bu görev, dizilerin öğrenilmesini değerlendirir. İçinde görsel uyaranlar, genellikle harfler (ABCD…) olmak üzere bir ekranda sunulur ve katılımcılardan birinin konumuna bakması söylenir (örneğin, B).

Katılımcı, hedef uyaranın nerede olduğuna bağlı olarak mümkün olan en kısa sürede dört tuştan birine basmalıdır. Sol orta ve işaret parmakları ile sağ işaret ve orta parmaklar kullanılır.

İlk başta konumlar rastgele, ancak sonraki aşamada belirli bir model izliyorlar. Örneğin: DBCACBDCBA… Yani, birkaç denemeden sonra hasta gerekli hareketleri öğrenmeli ve bunları otomatikleştirmelidir.

Dönen kovalamaca görevi

Bu görev, dönen bir plakaya sahip özel bir cihazla gerçekleştirilir. Plakanın bir bölümünde metal bir nokta var. Katılımcı, plakanın izlenmesi gereken dairesel hareketleri gerçekleştirdiğini unutmadan, mümkün olduğu kadar uzun süre metal noktaya bir çubuk yerleştirmelidir.

Ayna testi

Bu görevde iyi bir el-göz koordinasyonu gereklidir. Bir yıldızın ana hatlarını izlemek gibi belirli bir motor beceriyi öğrenme yeteneğini değerlendirir. Ancak bu görev için katılımcı sadece aynaya çizdiği görüntünün yansımasını görebilir.

İlk başta hatalar yaygındır, ancak birkaç tekrardan sonra, hareketler kişinin kendi elini ve aynadaki çizimi gözlemleyerek kontrol edilir. Sağlıklı hastalarda daha az hata yapılır.

Uyku ve prosedürel hafıza

Prosedürel belleğin çevrim dışı bir süreçle konsolide edildiği geniş çapta kanıtlanmıştır. Yani, özellikle uyku sırasında, motor antrenmanları arasındaki dinlenme dönemlerinde araçsal hatıralarımızı düzeltiriz.

Bu nedenle, bir dinlenme aralığından sonra değerlendirildiğinde motor görevlerin belirgin bir şekilde iyileştiği gözlemlenmiştir.

Bu, her tür bellekte olur. Bir süre pratik yaptıktan sonra, öğrendiklerinizi tutması için dinlenmenin faydalı olduğu görülmüştür. Bu etkiler, eğitim döneminin hemen ardından dinlenerek artırılır.

İşlemsel hafıza ve farkındalık

İşlemsel belleğin bilinçle karmaşık ilişkileri vardır. Geleneksel olarak bu tür hafızayı, çaba gerektirmeyen bilinçsiz bir hafıza olarak adlandırırız.

Ancak deneysel çalışmalar, nöral aktivasyonun, gerçekleştirilecek hareketin bilinçli planlamasından önce gerçekleştiğini göstermiştir.

Yani, bir hareketi gerçekleştirmeye yönelik bilinçli arzu, aslında bir "illüzyon" dur. Aslında, farklı araştırmalara göre, bazen otomatik hareketlerimizin “farkında olmak” görevin yerine getirilmesini olumsuz etkileyebilir.

Bu şekilde, hareket dizimizin farkına vardığımızda, bazen performansta kötüleşir ve daha fazla hata yaparız. Bu nedenle, birçok yazar, her şeyden önce, işlemsel belleğin, zaten iyi bir şekilde kurulduğu zaman, eylemleri iyi yapmak için eylemlerin kendilerinin dikkatini veya denetimini gerektirmediğini vurgular.

İşlemsel hafızayı etkileyen bozukluklar

İşlemsel belleğin farklı işlevlerine müdahale eden bir dizi hem kortikal hem de subkortikal yapı vardır. Bunlardan herhangi birinin seçici bir lezyonu, felç, apraksi, ataksi, titreme, koreik hareketler veya distoni gibi motor fonksiyonlarda çeşitli bozukluklara neden olur.

Bazal ganglion

Birçok çalışma, mevcut bellek türlerini ve nasıl çalıştıklarını bilmek amacıyla belleği etkileyen patolojileri analiz etmiştir.

Bu durumda, bazal gangliyonların veya diğer yapıların bir arızasının, öğrenme ve görevleri yerine getirme üzerindeki olası sonuçları incelenmiştir.

Bunun için, çeşitli çalışmalarda, sağlıklı insanları ve işlemsel hafızada bir miktar bozukluk olan diğerlerini karşılaştıran farklı değerlendirme testleri kullanılmaktadır. Veya prosedürel hafıza bozukluğu olan hastalar ve başka bir hafıza tipinde bozuklukları olan diğer hastalar.

Örneğin, Parkinson hastalığında striatumda dopamin eksikliği vardır ve belirli hafıza görevlerinin performansında anormallikler gözlemlenmiştir. Bazal gangliyonlar ile serebral korteks arasındaki bağlantılarda hasarın olduğu Huntington hastalığında da problemler ortaya çıkabilir.

İlgili beyin yapılarının bazılarında (örneğin bir felçten kaynaklanan) beyin hasarı olan hastalarda da zorluklar ortaya çıkacaktır.

Bununla birlikte, bugün bazal gangliyonların hareket etmeyi öğrenmedeki kesin rolü biraz tartışmalıdır.

Motor öğrenme sırasında, sağlıklı katılımcılarda belirli beyin bölgelerinin etkinleştirildiği bulunmuştur. Bazıları dorsolateral prefrontal korteks, tamamlayıcı motor bölge, ön singulat korteks … ve bazal gangliyondu.

Bununla birlikte, Parkinson hastalarında başka farklı alanlar (beyincik gibi) aktive edildi. Ek olarak, striatum ve bazal ganglionlar inaktifti. Kortiko-striatal yolun hasar görmesi nedeniyle kompansasyonun kortiko-serebellar sistem yoluyla gerçekleştiği görülmektedir.

Bu hastalığı olan ve Huntington hastalığı olan hastalarda, hipokampusun ve talamik-kortikal yolların daha fazla aktivasyonu da gözlenmiştir.

Başka bir çalışmada, bazal ganglionları etkileyen bir felç geçiren hastaları değerlendirdiler ve bunları sağlıklı katılımcılarla karşılaştırdılar.

Etkilenen hastaların motor dizilerini daha yavaş öğrendiklerini, yanıt vermenin daha uzun sürdüğünü ve yanıtların sağlıklı katılımcılara göre daha az doğru olduğunu buldular.

Görünüşe göre, yazarlar tarafından verilen açıklamalar, bu bireylerin motor diziyi organize ve koordine edilmiş unsurlara bölmekte sorun yaşadıklarıdır. Bu nedenle, yanıtları düzensizdir ve detaylandırılması daha uzun sürer.

Referanslar

1. Ashby, FG, Turner, BO ve Horvitz, JC (2010). Alışkanlık öğrenmeye ve otomatikliğe kortikal ve bazal gangliyon katkıları. Bilişsel bilimlerde trendler, 14 (5), 208-215.
2. Boyd LA, Edwards JD, Siengsukon CS, Vidoni ED, Wessel BD, Linsdell MA (2009). Motor sekanslı yığılma, bazal gangliyon felci tarafından bozulur. Öğrenme ve hafızanın nörobiyolojisi, 35-44.
3. Carrillo-Mora, P. (2010). Bellek sistemleri: tarihsel inceleme, sınıflandırma ve güncel kavramlar. Birinci bölüm: Tarih, belleğin taksonomisi, uzun süreli bellek sistemleri: anlamsal bellek. Ruh Sağlığı, 33 (1), 85-93.
4. BİLDİRİCİ (AÇIKLAMA) VE PROSEDÜR (İMPLİK) BELLEK (2010). İnsan belleğinden alındı: human-memory.net.
5. Diekelmann, S. ve Born, J. (2010). Uykunun hafıza işlevi. Nature Reviews Neuroscience, 11 (2), 114-126.
6. Eichenbaum, H. (2003). Hafızanın bilişsel sinirbilimi. Barselona: Ariel.
7. Marrón, EM ve Morales, JAP (2012). Öğrenme ve dilin temelleri (Cilt 247). Editör Uoc.
8. Miyachi, S. vd. (2002) Prosedürel öğrenmenin erken ve geç aşamalarında maymun striatal nöronlarının diferansiyel aktivasyonu. Deneyim Beyin Res. 146, 122–126.
9. Işlemsel bellek. (Sf). Wikipedia'dan 12 Ocak 2017'de alındı.