Процеду́рная па́мять () — это вид недекларативной (неосознаваемой), долговременной памяти, накапливающей опыт выполнения предыдущих действий, обеспечивающей исполнение аналогичных действий впоследствии, формируемая и выполняемая неосознаваемым образом (вне области сознания).
Процедурная память управляет выполняемыми людьми процессами, чаще всего, находящимися ниже границы уровня сознания. При необходимости процедурная память автоматически вызывает и исполняет интегрированные процедуры когнитивных и двигательных навыков, от завязывания шнурков обуви, до управления самолётами и чтения. Объекты процедурной памяти исполняются без участия сознательного контроля и внимания.
Содержимое процедурной памяти формируется посредством «процедурного обучения», повторения сложного действия снова и снова до тех пор, пока все необходимые для этого нейронные сети не заработают согласовано и автоматически, осуществляя требуемые действия. Неявное процедурное обучение необходимо для формирования и совершенствования всех двигательных навыков и познавательной деятельности.
История Первоначальное понимание наличия различия систем процедурной и декларативной памятью появилось и было осознано на основе самой простой семантики. Психологи и философы начали писать о памяти более двух веков назад. В 1804 году впервые Мен де Бираном была упомянута «механическая память». Уильям Джеймс в своей знаменитой книге: «» (1890) сделал предположение о существенных различия между памятью и привычкой. В первые годы своего существования когнитивная психология не принимала во внимание влияние обучения на системы памяти, что существенно ограничивало исследования процедурного обучения в течение 20-го века.На рубеже веков понимание функций и структур, вовлечённых в процессы запоминания, хранения и вспоминания процедурной памяти стало значительно яснее.
Макдугал (1923) впервые установил различие между эксплицитной и имплицитной памятью. В 1970-х годах в работах по искусственному интеллекту были выделены процедурные и декларативные знания. Исследования 1970-х годов выделили и проводились в двух областях: одни сфокусировались на животных, а другие — на пациентах с амнезией. Первое экспериментально убедительное свидетельство различия между декларативной («зная, что») и недекларативной или процедурной («зная, как») памятью было получено Милнером (1962), продемонстрировавшим, что пациент с тяжелой амнезией, Генри Молейсон, ранее известный как пациент Х. М., смог освоить навык координации рук и глаз (зеркальное рисование) при отсутствии каких-либо воспоминаний о том, что выполнял такое задание раньше. Это открытие показывало, что память не состояла из одной системы, локализованной в одном месте в мозге, другие, — что двигательные навыки, вероятно, являются частным видом менее когнитивной формы памяти. Были разработаны тонкие и совершенные методы экспериментальных измерений, с помощью которых были проведены обширные исследования пациентов с амнезией с различной локализацией и степенями структурного повреждения. В ходе обширных исследований пациентов с амнезией было обнаружено, что они были в состоянии запоминать и осваивать также задания, отличающиеся от моторных навыков. Однако, полученные результаты имели тот недостаток, что пациенты с амнезией обладали функциональностью не достигающей уровня нормы, так, как амнезии присуща значительная недостаточность функции вспоминания, включая отсутствие существенной её части. Дальнейшие исследования пациентов с амнезией выявили большую область нормально функционирующей памяти навыков. Например, на заданиях на зеркальное чтение, пациенты с амнезией демонстрировали нормальную скорость, даже если они не могли вспомнить значения некоторых, читаемых ими слов. В 1980-х годах были сделаны ряд открытий в области анатомии и физиологии механизмов процедурной памяти. Так было выявлено участие мозжечка, гиппокампа, полосатого тела и базальных ганглий в реализации функций памяти.
Рабочая память
Первоначально модели рабочей памяти в основном фокусировались на декларативной информации, пока Оберауэр не предположил, что декларативное и процедурное содержание могут обрабатываться в рабочей памяти по-разному. Была предложена модель рабочей памяти, включающая два подкомпонента; один отвечающий за хранение декларативной информации, а другой, процедурную. Предполагается, что эти два подраздела памяти в значительной степени независимыми друг от друга. Было установлено также что процессы выбора (поиска, вспоминания) и обновления информации для рабочей памяти любой модальности очень похожи.
Освоение навыков Освоение навыков требует практического обучения. Однако простое повторение упражнений не гарантирует этого. Освоение навыков происходит, когда вследствие опыта или практики в необходимом направлении изменяется видимое поведение. Известно, что сама по себе обученность навыкам, непосредственно не наблюдается. Zimbardo, P. G., and Gerring, R. J. (1999). Psychology and life. (15th ed.). New York: Longman. Модель обработки информации, включающая такую идею опыта, предполагает, что навыки развиваются в результате взаимодействия четырех центральных факторов обработки информации. Эти факторы включают в себя: скорость обработки или темп, с которым информация обрабатывается нашей, не осознаваемой сознанием, системой обработки, включая сенсорную часть; диапазон имеющихся декларативных знаний, объём хранилища фактической информации индивидуума; спектр процедурных умений, способностей выполнять конкретные навыки; и вычислительная мощность, что есть синоним рабочей памяти. Процессные возможности важны для процедурной памяти, потому что процесс процедуризации (освоения навыков), заполнения процедурной памяти, требует использования рабочей памяти. В результате улучшается срабатывание навыков, за счёт связывания сигналов среды с соответствующими реакциями.
Модель приобретения навыков была предложена Фиттсом (1954) и его коллегами. В соответствии с этой моделью обучение проходит в несколько этапов, включая:
Когнитивная фаза Fitts, P. M., Posner, M. I. (1967). Human Performance. Belmont, CA: Brooks/Cole Ассоциативная фаза Автономная фаза (также называемая процедурной фазой) Когнитивная фаза
В этой фазе модели Фиттса освоения навыка люди приходят к пониманию состава наблюдаемого навыка. Для этого этапа важное значение имеет внимание. Оно необходимо для выделения в осваиваемом навыке его составляющих и понимание, того, как они объединяются для правильного выполнения задачи. Способ, которым человек организует эти части, известен как схемы. Схемы важны в управлении процессом выработки навыков, и способ, которым человек приходит к выбору схем, описывается метапознанием и определяется метакогнитивными процессами. Ассоциативная фаза Ассоциативная фаза модели Фитца включает повторение действий индивидуумом до появления шаблонов реагирования. В этой части модели действия навыка становятся выученными (или автоматическими) по мере исключения неэффективных действий. Сенсорная система человека получает точные пространственные и знаковые данные, необходимые для завершения выработки навыка. Наработка способности отличать важные стимулы от несущественных имеет решающее значение для этой стадии модели. Считается, что чем больше количество важных стимулов, связанных с задачей, тем больше времени потребуется для завершения этой фазы модели. Автономная фаза Это завершающая фаза модели Фиттса, которая состоит в совершенствовании навыков. Способность отличать важные от неважных стимулов выполняется быстро и требует незначительных мыслительных усилий, так как навык становится автоматическим. Важными для этой фазы модели являются накопленный опыт и фактические знания о наблюдаемом навыке.
Альтернативный взгляд: «предсказательный цикл» (predictive cycle) Другая модель для понимания процесса освоения навыков процедурной памятью была предложена Тэдлоком (2005). Tadlock, D.: Read Right! Coaching Your Child to Excellence in Reading by Dee Tadlock, Ph.D. New York: McGraw-Hill, 2005 Модель существенно отличается от точки зрения Фиттса 1954 года тем, что она не требует осознанного понимания компонентов навыка. Скорее, обучаемый должен только поддерживать в явном виде в сознании концепцию желаемого конечного результата. Тэдлок успешно применил это представление к восстановлению чтения (Scott et al., 2010Scott, C. et al.: Evaluation of Read Right in Omaha Middle and High Schools 2009–2010 by C. Scott, K. Nelsestuen, E. Autio, T. Deussen, M. Hanita). Модель обучения навыкам Тэдлока включает следующие этапы: попытка выполнения действия, образующего навык неудача исполнения неявный анализ результата неявное принятие решения по следующей попытки с корректировкой предыдущего действия с целью достижения требуемого результата
Этапы повторяются до тех пор, пока обучаемый не создаст или не перестроит нейронную сеть, обеспечивающую полное и точное управления деятельностью и не требующую осознанного мышления. Контекст этой точки зрения похож на то, как работает физиотерапия, чтобы помочь пациентам с повреждениями головного мозга восстановить утраченные функции. Пациент достигает желаемый конечный результат (например, контроль над движением руки) повторяя попытки, без осознавания нейронной активности, необходимой для движения руки. Пациент продолжает осуществлять попытки, пока движение не будет освоено. В случае травмы головного мозга степень прогресса зависит от степени травмы, а также «ментальной силы» или «силы воли», прикладываемой индивидуумом. У большинства людей проблемы чтения, не связаны с травмами головного мозга, а с некоторой отрицательно сказывающейся проблемой в области чтения на первоначальном этапе обучения. Поскольку мозг в остальном здоров, Тэдлок использовал высокоструктурированные методы, связанные с предсказательным циклом, для успешного лечения людей с легкими и серьезными проблемами чтения (включая дислексию). Практика и степенной закон обучения может являться эффективным способом обучения новым навыкам, если в ходе обучения доступно знание результата, другими словами используется обратная связь. Для обучения на практике характерна закономерность, известная как , который предсказывает скорость приобретения навыков с течением времени. В соответствии с этим законом, вначале обучение навыкам происходит максимально быстро, а затем скорость резко снижается. При этом, характеристики этого снижения не зависят ни от осваиваемого навыка, ни от вида обучающегося животного. Например, участники исследования скорости чтения демонстрировали максимальное продвижение в первые дни эксперимента, в то время, как последующие дни показали лишь незначительное улучшение..
Преодоление ограничений степенного закона обучения возможно, если существует более эффективный способ выполнения задачи, который может быть продемонстрирован субъекту. Участвующему в исследовании субъекту был показан фильм, сравнивающий его способ выполнения максимально быстрого удара по цели со способом, уменьшающим время удара. Хотя, как и предсказывалось степенным законом обучения, субъект достиг предела своей способности совершенствоваться на практике, просмотр этого фильма дал ему возможность выйти за существовавшую ранее границу, и, соответственно, преодолеть степенной закон обучения. Просмотр фильма является примером научения наблюдением, которое эффективно обеспечивает зрителя новыми знаниями техники, которые он может использовать для выполнения заданий в будущем.
Тесты Задача преследования ротора Устройство, используемое для изучения навыков зрительно-моторного слежения и координации рук и глаз, требующее от участника следить за движущимся объектом с помощью курсора или использовать стилус для отслеживания цели на экране компьютера или поворотного стола. В версии на экране компьютера участник следует по точке на круговой траектории, как показано ниже.