Memoria procedimental: tipos, funcionamiento y fisiología

La memoria procedimental o instrumental es la que almacena procedimientos, habilidades o destrezas motoras o cognitivas que permiten a las personas interactuar con el medio ambiente.

Es un tipo de memoria a largo plazo inconsciente, y refleja la forma de hacer las cosas (habilidades motoras). Por ejemplo: escribir, montar en bicicleta, conducir un coche, tocar un instrumento, entre otras.

memoria procedimental

Generalmente los sistemas de memoria se dividen en dos tipos: la memoria declarativa y la memoria no declarativa o implícita. La primera es aquella que almacena información que puede ser comunicada verbalmente, consistiendo en un aprendizaje consciente.

Por otro lado, el segundo tipo es una memoria que es difícil de verbalizar o transformar en imágenes. Dentro de ella se encuentra la memoria procedimental. Ésta se activa cuando se necesita ejecutar una tarea, y las funciones aprendidas suelen ser habilidades que se van automatizando.

El sustrato cerebral principal de la memoria procedimental es el estriado, ganglios basales, corteza premotora y cerebelo.

El desarrollo de la memoria procedimental se presenta en mayor medida en la infancia. Y se modifica continuamente por las experiencias y prácticas diarias. Es cierto que en la edad adulta es más complicado adquirir este tipo de habilidades que en la niñez, ya que requiere un esfuerzo extra.

Concepto de memoria procedimental

“Memoria procedimental es un término que utilizo cuando enseño a jugar a béisbol a niños de 10 años. Les digo que, cada vez que lanzan bien la bola o hacen oscilar correctamente el bate, fortalecen el programa para ese movimiento preciso. Y a la inversa, cada vez que lo hacen mal refuerzan ese estilo inadecuado…” (Eichenbaum, 2003).

La memoria procedimental consiste en hábitos, destrezas y habilidades motoras que el sistema motor adquiere e incorpora a sus propios circuitos. Para que se adquiera este tipo de memoria es necesario que se den varios ensayos de entrenamiento que permitan que la habilidad se vaya automatizando.

El conocimiento progresa de manera inconsciente, y se va modulando continuamente por la experiencia. Así, se van ajustando durante toda la vida a la práctica repetida.

En fases más avanzadas, la práctica hace que las destrezas cognitivas o motoras sean más precisas y rápidas. Esto se transforma en un hábito, una conducta que se ejecuta de manera automática.

Tipos de memoria procedimental

Parecen haber dos tipos de memoria procedimental, con diferentes localizaciones principales en el cerebro.

La primera se refiere a la adquisición de hábitos y destrezas. Es decir, la capacidad de desarrollar repertorios conductuales estereotipados como escribir, cocinar, tocar el piano… Este tipo de memoria procedimental se trata de conductas dirigidas a una meta, y se aloja en el sistema estriado del cerebro.

La segunda es un sistema mucho más simple. Se refiere a adaptaciones sensoriomotoras específicas, es decir ajustar nuestros reflejos o desarrollar reflejos condicionados.

Se trata de ajustes corporales, permitiendo una ejecución de movimientos finos y precisos, además de reflejos condicionados. Se localiza en el sistema cerebelar.

¿Cómo funciona la memoria procedimental?

La memoria procedimental se empieza a formar tempranamente a medida que se aprende a caminar, hablar o comer. Tales habilidades se repiten y se arraigan de forma que se hacen de forma automática. No es necesario pensar de forma consciente cómo realizar tales actividades motoras.

Resulta difícil señalar cuándo aprendiste a realizar este tipo de acciones. Generalmente se aprenden durante la primera infancia y se siguen ejecutando inconscientemente.

Adquirir estas habilidades requiere entrenamiento, aunque es cierto que no siempre el entrenamiento asegura que se desarrolle la habilidad. Podemos decir que se ha adquirido un aprendizaje procedimental cuando el comportamiento cambia gracias al entrenamiento.

Al parecer, existen estructuras de nuestro cerebro que controlan el aprendizaje inicial de memorias procedimentales, su aprendizaje tardío y su automatización.

Sustrato cerebral

Cuando aprendemos un hábito, se activa un área de nuestro cerebro llamada ganglios basales. Los ganglios basales son estructuras subcorticales que poseen múltiples conexiones con todo el cerebro.

En concreto, permiten el intercambio de información entre áreas cerebrales inferiores (como el tronco cerebral) y áreas superiores (como la corteza).

Esta estructura parece desempeñar una función selectiva en el aprendizaje procedimental de hábitos y habilidades. También participa en otros sistemas de memoria no declarativos, como el condicionamiento clásico u operante.

Dentro de los ganglios basales, destaca en la adquisición de hábitos una región llamada núcleo estriado. Ésta recibe información de la mayor parte de la corteza cerebral, además de otras partes de los ganglios basales.

El estriado se divide en estriado asociativo y estriado sensoriomotor. Ambos poseen funciones diferentes en el aprendizaje y la automaticidad de las habilidades.

Primeras etapas del aprendizaje procedimental: estriado asociativo

Cuando estamos en las primeras etapas de un aprendizaje procedimental, se activa el estriado asociativo. Curiosamente, a medida que la actividad se va entrenando y aprendiendo, esta zona va disminuyendo su actividad. Así, cuando estamos aprendiendo a conducir, el estriado asociativo está activado.

Por ejemplo, en un estudio de Miyachi et al. (2002), se encontró que, si se inactivaba de manera temporal el estriado asociativo, no se podían aprender nuevas secuencias de movimientos. Sin embargo, los sujetos sí podían ejecutar patrones motores ya aprendidos.

Etapas tardías del aprendizaje procedimental: estriado sensoriomotor

En etapas más tardías del aprendizaje procedimental, pasa a activarse otra estructura: el estriado sensoriomotor. Ésta área posee un patrón de actividad opuesto al estriado asociativo, es decir, se activa cuando la habilidad ya se ha adquirido y es automática.

De esta forma, una vez que la habilidad de conducir se ha entrenado suficientemente y ya es algo automático, el estriado asociativo reduce su actividad a la vez que se incrementa la activación del estriado sensoriomotor.

Además, se ha comprobado que un bloqueo temporal del estriado sensoriomotor impide ejecutar las secuencias aprendidas. Aunque no interrumpe el aprendizaje de habilidades nuevas.

Sin embargo, parece haber un paso más. Se ha observado que cuando una tarea ya está muy bien aprendida y automatizada, también dejan de responder las neuronas del estriado sensoriomotor.

Córtex cerebral y memoria procedimental

¿Qué sucede entonces? Al parecer, cuando una conducta está muy bien aprendida, se activa mayormente el córtex (corteza) cerebral. Más específicamente las áreas motoras y premotoras.

Aunque esto parece depender también de lo compleja que sea la secuencia de movimientos aprendida. Así, si los movimientos son simples, se activa predominantemente el córtex.

En cambio, si la secuencia es muy compleja, algunas neuronas del estriado sensoriomotor se siguen activando. Además de activarse como apoyo las regiones motoras y premotoras de la corteza cerebral.

Por otra parte, se ha demostrado que se produce una diminución en la actividad de las áreas cerebrales que controlan la atención (prefrontales y parietales) cuando ejecutamos tareas muy automatizadas. Mientras que, como se mencionó, la actividad aumenta en las áreas motoras y premotoras.

Cerebelo y memoria procedimental

El cerebelo también parece participar en la memoria procedimental. En concreto, participa refinando y haciendo más precisos los movimientos aprendidos. Es decir, nos da más agilidad a la hora de ejecutar nuestras habilidades motoras.

Además, ayuda a aprender habilidades motoras nuevas y a consolidarlas a través de las células de Purkinje. 

Sistema límbico y memoria procedimental

Al igual que en otros sistemas de memoria, el sistema límbico ejerce un importante papel en el aprendizaje procedimental. Esto es porque se relaciona con procesos de motivación y de emoción.

Por este motivo, cuando estamos motivados o interesados en aprender una tarea, la aprendemos con más facilidad y permanece más tiempo en nuestra memoria.

Mecanismos fisiológicos

Se ha demostrado que, cuando adquirimos un aprendizaje, las conexiones y estructuras de las neuronas implicadas cambian.

De esta forma, a través de una serie de procesos, las habilidades aprendidas comienzan a formar parte de la memoria a largo plazo, reflejándose en una reorganización de los circuitos neuronales. Se fortalecen ciertas sinapsis (conexiones entre neuronas) y otras se debilitan, al mismo tiempo que las espinas dendríticas de las neuronas cambian de tamaño, alargándose.

Por otro lado, es fundamental para la memoria procedimental la presencia de dopamina. La dopamina es un neurotransmisor del sistema nervioso que posee múltiples funciones, entre ellas, aumentar la motivación y la sensación de recompensa. Además de permitir el movimiento, y por supuesto, el aprendizaje.

Principalmente facilita el aprendizaje que se produce gracias a recompensas, por ejemplo, aprender a presionar un botón determinado para obtener comida.

Trastornos que afectan a la memoria procedimental

Hay un conjunto de estructuras tanto corticales como subcorticales que intervienen en distintas funciones de la memoria procedimental. Una lesión selectiva de alguna de ellas produce diversos trastornos en las funciones motoras. Como parálisis, apraxia, ataxia, temblores, movimientos coreicos, o distonías (Carrillo Mora, 2010).

Muchos estudios han analizado las patologías que afectan a la memoria con el objetivo de conocer los tipos de memorias existentes y cómo funcionan.

En este caso, se han examinado las posibles consecuencias que puede tener un mal funcionamiento de los ganglios basales u otras estructuras en el aprendizaje y ejecución de tareas.

Para ello, en los diversos estudios se utilizan distintas pruebas de evaluación comparando personas sanas y otras con alguna afectación de la memoria procedimental. O bien, pacientes con daños en la memoria procedimental y otros pacientes con daños en otro tipo de memoria.

Por ejemplo, en la enfermedad de Parkinson existe un déficit de dopamina en el estriado y se han observado anormalidades en el desempeño en ciertas tareas de memoria. También pueden aparecer problemas en la enfermedad de Huntington, donde se dan daños en las conexiones entre los ganglios basales y la corteza cerebral.

Igualmente surgirán dificultades en pacientes con daños cerebrales en algunas de las estructuras cerebrales implicadas (por ejemplo, el producido por un ictus).

Sin embargo, hoy en día el papel exacto que ejercen los ganglios basales en el aprendizaje del movimiento es algo controvertido.

Se ha encontrado que, durante un aprendizaje motor, se activan ciertas áreas cerebrales en los participantes sanos. Algunas de ellas eran el córtex prefrontal dorsolateral, el área motora suplementaria, la corteza cingulada anterior… así como los ganglios basales.

No obstante, en los pacientes con Parkinson se activaban otras zonas diferentes (como el cerebelo). Además, el estriado y ganglios basales estaban inactivos. Parece ser que se da una compensación a través del sistema cortico-cerebelar, ya que la vía cortico-estriatal está dañada.

En pacientes con esta enfermedad y con Huntington también se ha observado una mayor activación del hipocampo y de las vías tálamo-corticales.

En otro estudio, evaluaron a pacientes que habían sufrido un accidente cerebrovascular que afectaba a los ganglios basales y los compararon con participantes sanos.

Encontraron que los pacientes afectados aprenden las secuencias motoras más lentamente, tardan más en dar las respuestas y éstas son menos precisas que las de los participantes sanos.

Al parecer, las explicaciones que dan los autores es que estos individuos tienen problemas para dividir la secuencia motora en elementos organizados y coordinados. Así, sus respuestas son desorganizadas y tardan más en elaborarlas.

Evaluación

Existen diversas pruebas con las que evaluar la capacidad de memoria procedimental en humanos. Los estudios suelen utilizar dichas pruebas comparando el desempeño entre pacientes con problemas de memoria y personas sanas.

Las tareas más utilizadas para evaluar la memoria procedimental son:

Tarea probabilística de predicción del tiempo

En esta tarea se mide el aprendizaje cognitivo procedimental. Se le presenta al participante cuatro tipos de tarjetas diferentes donde aparecen figuras geométricas distintas. Cada tarjeta representa cierta probabilidad de que llueva o que haga sol.

En el siguiente paso, se le presenta al sujeto tres tarjetas agrupadas. Éste tendrá que averiguar si, teniendo en cuenta los datos conjuntamente, hay más probabilidad de que haga sol o lluvia.

Después de su respuesta, el examinador le dirá si la respuesta ha sido correcta o no. Por lo que, el participante en cada ensayo va aprendiendo gradualmente a identificar qué cartas se asocian con más probabilidad de sol o de lluvia.

Los pacientes con alteraciones en los ganglios basales, como aquellos que sufren enfermedad de Parkinson, fallan en el aprendizaje gradual de esta tarea, aunque su memoria explícita esté intacta.

Test de tiempo de reacción secuencial

Esta tarea evalúa el aprendizaje de secuencias. En ella, se presentan unos estímulos visuales en una pantalla, normalmente letras (ABCD…) Se le indica al participante que debe fijarse en la posición de una de ellas (por ejemplo, la B).

El participante deberá presionar una de cuatro teclas dependiendo de donde se encuentre el estímulo objetivo, lo más rápido posible. Se utilizan los dedos medio e índice izquierdos, y los índice y medio derechos.

Al principio las posiciones son aleatorias, pero en la siguiente fase siguen cierto patrón. Por ejemplo: DBCACBDCBA… De forma que, tras varios ensayos, el paciente debería aprender los movimientos necesarios y automatizarlos.

Tarea de persecución rotatoria

Esta tarea se lleva a cabo con un aparato especial que posee un plato que va girando. En una parte del plato hay un punto de metal. El participante deberá situar una varilla en el punto de metal durante el mayor tiempo posible, sin olvidar que el plato realiza movimientos circulares que es necesario seguir.

Prueba del espejo

En esta tarea se requiere una buena coordinación ojo-mano. Evalúa la capacidad para aprender una habilidad motora concreta, como trazar el contorno de una estrella. Sin embargo, para esta tarea el participante sólo puede ver el reflejo de la imagen que dibuja en un espejo.

Al principio los errores son habituales, pero tras varias repeticiones, se van controlando los movimientos a través de observar la propia mano y el dibujo en el espejo. En pacientes sanos, cada vez se cometen menos errores.

Sueño y memoria procedimental

Se ha demostrado ampliamente que la memoria procedimental se consolida a través de un proceso off-line. Es decir, fijamos nuestras memorias instrumentales en periodos de descanso entre entrenamientos motores, sobre todo durante el sueño.

De esta manera, se ha observado que las tareas motoras parecen mejorar notablemente cuando se evalúan tras un intervalo de descanso.

Esto ocurre con cualquier tipo de memoria. Después de un periodo de práctica, se ha encontrado que es beneficioso descansar para que lo aprendido se fije. Estos efectos se potencian si se descansa justo después del periodo de entrenamiento.

Memoria procedimental y conciencia

La memoria procedimental posee relaciones complejas con la conciencia. Tradicionalmente nos referimos a este tipo de memoria como una memoria inconsciente que no implica esfuerzo.

Sin embargo, los estudios experimentales han comprobado que se da una activación neuronal antes de que surja una planificación consciente del movimiento que se va a realizar.

Es decir, el deseo consciente de ejecutar un movimiento es en realidad una “ilusión”. De hecho, según distintos estudios, a veces “ser consciente” de nuestros movimientos automáticos puede afectar de manera negativa a la ejecución de la tarea.

De esta forma, cuando nos hacemos conscientes de nuestra secuencia de movimientos, a veces empeoramos en el desempeño y cometemos más fallos. Por eso, muchos autores destacan sobre todo que la memoria procedimental, cuando está ya muy establecida no requiere atención ni supervisión de los propios actos para hacerlos bien.  

Referencias

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  2. Boyd L.A., Edwards J.D., Siengsukon C.S., Vidoni E.D., Wessel B.D., Linsdell M.A. (2009). Motor sequenced chunking is impaired by basal ganglia stroke. Neurobiology of learning and memory, 35-44.
  3. Carrillo-Mora, P. (2010). Sistemas de memoria: reseña histórica, clasificación y conceptos actuales. Primera parte: Historia, taxonomía de la memoria, sistemas de memoria de largo plazo: la memoria semántica. Salud mental, 33(1), 85-93.
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  6. Eichenbaum, H. (2003). Neurociencia cognitiva de la memoria. Barcelona: Ariel.
  7. Marrón, E. M., & Morales, J. A. P. (2012). Fundamentos del aprendizaje y del lenguaje (Vol. 247). Editorial Uoc.
  8. Miyachi, S. et al. (2002) Differential activation of monkey striatal neurons in the early and late stages of procedural learning. Exp. Brain Res. 146, 122–126.
  9. Procedural memory. (s.f.). Recuperado el 12 de enero de 2017, de Wikipedia.
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Licenciada en Psicología (Universidad de Huelva). Máster en Estudios Avanzados en Cerebro y Conducta de la Universidad de Sevilla.

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