为什么游泳学会了就不会忘记?程序性记忆的储存作用
如今,人们经常吹嘘“get”是一项新技能,但他们往往忽视了,一旦“get”获得了一项新技能,它将伴随他们一生,如果他们想要,就不能扔掉,比如游泳、骑自行车和弹钢琴。为什么?
此外,还有骑自行车、弹吉他等。这些运动的一个特点是,即使被搁置多年,在再次手术时也能迅速恢复。事实上,即使是晚期阿尔茨海默病患者也能保持运动技能。哥伦比亚裔美国神经学家鲁道夫·利纳斯(Rodolfo LLINás)观察到,昏迷患者也可以通过声带发声。
Rodolfo LLINás
影响程序内存获取的因素有哪些?
小脑和基底节在人脑中的位置
小脑对人们掌握运动技能起着重要作用。它负责不断纠正学习过程中的错误行为。当我们学习运动时,小脑可以帮助我们自动纠正错误的动作,但我们没有意识到这一点。最初从小脑皮质获得的记忆向外扩散到其他脑核团,在学习后完成强化过程。
纹状体和基底节之间的相互作用在程序记忆的获得中起着关键作用。纹状体背外侧与我们日常习惯的养成密切相关。它与管理基底核回路活动的传入神经纤维相连。从纹状体开始的两条平行信息处理路径与其他功能结构相连或交叉。它们以一条路径直接到达,另一条路径间接到达的方式结合在一起,形成一个功能性神经反馈回路。这些回路与大脑中的许多功能结构有关,包括主要与程序记忆中的运动技能有关的闭合回路。
纹状体在基底核中的位置
存储程序化记忆的过程不是一夜之间完成的。早在1954年,Paul Fitts就提出了运动技能习得模型,该模型分为三个步骤:
第一步是认知水平。人们会自动将一系列的动作分解为几个小部分,然后逐个观察并学习如何将它们联系起来
第二步是大量的反复练习,其中许多错误的动作会慢慢纠正,逐渐形成正确的步骤
最后,熟练后动作的自然形成。通过不断重复上一步纠正的标准化动作,我们可以在没有意识的情况下慢慢连接并自动呈现这些动作,这就是所谓的“熟能生巧”。
一些研究认为,人们在学习运动技能时不需要有意识地分解技能,只需要对标准化动作的展示效果有一个概念性的理解。因此,学习变成了“尝试-失败-下意识地分析原因并调整行动-下一次尝试”的不断重复,在这种重复中,神经系统会发生变化。
然而,这些神经变化的条件和动机是什么?它发生在大脑的什么地方?
这些变化的位置主要由两个因素决定:与感官输入相对应的神经表征系统和要学习的运动技能的特征。由于突触可塑性和易变性是人脑发育的特征,在不断的实践中,突触可塑性使突触处于弹性状态,为与某种运动技能相关的突触提供了变化的可能性,并最终使记忆储存在大脑皮层中。
突触柔韧性和神经运动
之间的相互作用以及浦肯野细胞的突触抑制介导前庭-小脑运动学习的巩固2009年发表在《自然》杂志上的文章显示,小脑分子层上的抑制性中间神经元对位于小脑皮质的浦肯野细胞给予前馈抑制,然后通过控制细胞活动的精细结构,诱导小脑和前庭核神经元突触的扩张和收缩,用于巩固知识。因此,作者推断前庭核是信息整合和巩固的场所。
Purkinje cell
的第一作者peer Wulff设计了一组实验,将小鼠分为两组。实验组选择性去除负责浦肯野细胞前馈抑制的GABAA受体,而另一组作为对照组。实验表明,尽管实验组的表现与对照组没有显著差异,但其适应环境变化和巩固知识的能力比对照组大大降低。实验组与对照组记忆巩固能力的比较