Procedurální paměť je druh nedeklarativní (nevědomé) , dlouhodobé paměti , shromažďující zkušenosti s prováděním předchozích akcí, zajišťující provedení podobných akcí následně, formované a prováděné nevědomým způsobem (mimo pole vědomí).
Procedurální paměť řídí procesy prováděné lidmi, nejčastěji pod úrovní vědomí. V případě potřeby procedurální paměť automaticky vyvolá a provede integrované kognitivní a motorické procedury , od zavazování tkaniček až po létání v letadlech a čtení. Objekty procedurální paměti jsou vykonávány bez účasti vědomé kontroly a pozornosti.
Obsah procedurální paměti je tvořen „procedurálním učením“, opakováním složité akce znovu a znovu, dokud všechny neuronové sítě potřebné pro tuto práci koordinovaně a automaticky neprovedou požadované akce. Implicitní procesní učení je nezbytné pro formování a zlepšování všech pohybových dovedností a kognitivní činnosti.
Prvotní pochopení existence rozdílu mezi procedurálními a deklarativními paměťovými systémy se objevilo a bylo realizováno na základě nejjednodušší sémantiky . Psychologové a filozofové začali psát o paměti před více než dvěma stoletími. V roce 1804 se Maine de Biran poprvé zmínil o „mechanické paměti“. William James ve své slavné knize Fundamentals Psychology navrhl významný rozdíl mezi pamětí a zvykem. V prvních letech kognitivní psychologie nebrala v úvahu účinky učení na paměťové systémy, což výrazně omezovalo výzkum procedurálního učení během 20. století. [1] Na přelomu století se pochopení funkcí a struktur zapojených do procesů zapamatování, ukládání a vybavování procedurální paměti stalo mnohem jasnějším.
McDougal[ kdo? ] (1923) poprvé stanovil rozdíl mezi explicitní a implicitní pamětí. V 70. letech se v pracích o umělé inteligenci rozlišovaly procedurální a deklarativní znalosti . Výzkum v 70. letech byl identifikován a prováděn ve dvou oblastech: jedna byla zaměřena na zvířata a druhá na pacienty s amnézií. První experimentálně přesvědčivý důkaz pro rozlišení mezi deklarativní („vědět to“) a nedeklarativní nebo procedurální („vědět jak“) vzpomínkou přišel od Milnera (1962), který prokázal, že pacient s těžkou amnézou, Henry Molaison , dříve známý jako pacient H. M., byl schopen zvládnout dovednost koordinace ruka-oko (zrcadlová kresba), aniž by si vzpomínal, že takový úkol již dříve dělal. Tento objev ukázal, že paměť se neskládala z jednoho systému umístěného na jednom místě v mozku, z jiných – že motorika je pravděpodobně zvláštní druh méně kognitivní formy paměti. Byly vyvinuty jemné a sofistikované metody experimentálního měření, s jejichž pomocí byly provedeny rozsáhlé studie na pacientech s amnézií s různou lokalizací a stupněm strukturálního poškození. V rozsáhlých studiích pacientů s amnézií bylo zjištěno, že byli schopni si zapamatovat a zvládnout i jiné úkoly než motorické. Získané výsledky však měly nevýhodu v tom, že pacienti s amnézií měli funkčnost, která nedosahovala úrovně normy, neboť amnézie je charakterizována výrazným deficitem funkce vyvolání paměti, včetně absence její významné části. Další studie pacientů s amnézií odhalily velkou oblast normálně fungující dovednostní paměti. Například při úkolech se zrcadlovým čtením vykazovali pacienti s amnézií normální rychlost, i když si nemohli vzpomenout na význam některých slov, která četli. V 80. letech 20. století došlo k řadě objevů v oblasti anatomie a fyziologie mechanismů procedurální paměti. Byla tak odhalena účast mozečku , hipokampu , striata a bazálních ganglií na realizaci paměťových funkcí . [2]
Zpočátku se modely pracovní paměti zaměřovaly především na deklarativní informace, dokud Oberauer nenavrhl, že deklarativní a procedurální obsah může být v pracovní paměti zpracován odlišně. [3] Byl navržen model pracovní paměti, který obsahuje dvě dílčí složky; jeden je odpovědný za ukládání deklarativních informací a druhý za procesní informace. [4] [5] Předpokládá se, že tyto dvě podsekce paměti jsou na sobě do značné míry nezávislé. [6] Bylo také zjištěno, že procesy výběru (vyhledávání, vyvolávání ) a aktualizace informací pro pracovní paměť libovolné modality jsou velmi podobné. [7]
Zvládnutí dovedností vyžaduje praktické učení. Pouhé opakování cviků to však nezaručí. K získávání dovedností dochází, když se v důsledku zkušeností nebo praxe zjevné chování změní požadovaným směrem. Je známo, že samotné učení dovedností není přímo pozorováno. [8] Model zpracování informací, který zahrnuje tuto myšlenku zkušenosti, naznačuje, že dovednosti se vyvíjejí jako výsledek interakce čtyř centrálních faktorů zpracování informací. [8] Mezi tyto faktory patří: rychlost zpracování neboli rychlost, jakou jsou informace zpracovávány naším nevědomým systémem zpracování, včetně smyslové části; rozsah dostupných deklarativních znalostí, množství uchovávání faktických informací jednotlivce; rozsah procedurálních dovedností, schopnosti vykonávat specifické dovednosti; a výpočetní výkon, který je synonymem pro pracovní paměť. Procesní schopnosti jsou důležité pro procedurální paměť, protože proces proceduralizace (učení se dovedností), plnění procedurální paměti, vyžaduje použití pracovní paměti. Výsledkem je zlepšení výkonnosti dovedností propojením signálů prostředí s vhodnými reakcemi.
Model získávání dovedností navrhl Fitts (1954) a kolegové. V souladu s tímto modelem školení probíhá v několika fázích, včetně:
V této fázi Fittsova modelu získávání dovedností lidé porozumí složení pozorované dovednosti. V této fázi je nezbytná pozornost. Je nutné vyzdvihnout její složky ve zvládnuté dovednosti a pochopit, jak se kombinují pro správné provedení úkolu. Způsob, jakým člověk organizuje tyto části, je známý jako schémata . Schémata jsou důležitá při řízení procesu rozvoje dovedností a způsob, jakým člověk přichází k výběru schémat, je popsán metakognicí [9] [10] a určován metakognitivními procesy .
Asociativní fáze Fitzova modelu zahrnuje opakování akcí jednotlivce, dokud se neobjeví vzorce reakce. V této části modelu se akce dovedností stávají naučenými (nebo automatickými ), protože jsou eliminovány neúčinné akce. Lidský smyslový systém přijímá přesná prostorová a znaková data potřebná k dokončení rozvoje dovednosti. Rozvíjení schopnosti rozlišovat důležité od nepodstatných podnětů je pro tuto fázi modelu zásadní. Předpokládá se, že čím větší je počet důležitých podnětů spojených s úkolem, tím déle bude trvat dokončení této fáze modelu. [9] [10]
Toto je poslední fáze modelu Fitts, což je zlepšování dovedností. Schopnost rozlišovat mezi důležitými a nedůležitými podněty je dosažena rychle a vyžaduje jen malé duševní úsilí, protože dovednost se stává automatickou. Důležité pro tuto fázi modelu jsou nashromážděné zkušenosti a aktuální znalosti o pozorované dovednosti. [9] [10]
Další model pro pochopení procesu učení procedurální paměti navrhl Tadlock (2005). [11] Model se výrazně liší od Fittsova pohledu z roku 1954 v tom, že nevyžaduje vědomé porozumění komponentám dovedností. Spíše musí mít student pouze explicitně na paměti koncept požadovaného konečného výsledku. Tadlock úspěšně aplikoval tento pohled na obnovu čtení (Scott et al., 2010 [12] ). Model tréninku dovedností Tadlock zahrnuje následující kroky:
Fáze se opakují, dokud student nevytvoří nebo nepřebuduje neuronovou síť, která poskytuje úplnou a přesnou kontrolu činností a nevyžaduje vědomé myšlení. Kontext tohoto pohledu je podobný tomu, jak funguje fyzikální terapie, která pomáhá pacientům s poškozeným mozkem znovu získat ztracenou funkci. Pacient dosáhne požadovaného konečného výsledku (např. kontroly pohybu paže) opakováním pokusů, aniž by si byl vědom nervové aktivity potřebné k pohybu paže. Pacient pokračuje ve zkoušení, dokud pohyb nezvládne. V případě poranění mozku závisí stupeň pokroku na rozsahu poranění a také na "mentální síle" nebo "síle vůle" vyvinuté jednotlivcem. Pro většinu lidí problémy se čtením nesouvisí s poraněním mozku, ale s nějakým negativním problémem se čtením v počáteční fázi učení. Protože je mozek jinak zdravý, Tadlock použil vysoce strukturované techniky prediktivní smyčky k úspěšné léčbě lidí s mírnými až závažnými problémy se čtením (včetně dyslexie ).
Praxe během procesu učení, jinými slovy, využívá se zpětná vazba[13] [14] Učení praxí je charakterizováno vzorem známým jako zákon síly učení dovedností v průběhu času. V souladu s tímto zákonem dochází nejprve k co nejrychlejšímu učení dovedností a poté se rychlost prudce snižuje. Charakteristiky tohoto poklesu přitom nezávisí ani na zvládnuté dovednosti, ani na typu cvičeného zvířete. Například účastníci studie rychlosti čtení vykazovali maximální pokrok v prvních dnech experimentu, zatímco následující dny vykazovaly pouze okrajové zlepšení. [15] .
Překonání omezení učení se mocenským právem je možné, pokud existuje efektivnější způsob provedení úkolu, který lze subjektu předvést. Výzkumnému subjektu byl promítnut film porovnávající jejich způsob provedení nejrychlejšího možného úderu na cíl s metodou, která zkrátila dobu dopadu. Ačkoli, jak předpovídal mocenský zákon učení, subjekt dosáhl hranice své schopnosti se v praxi zlepšovat, zhlédnutí tohoto filmu mu dalo příležitost jít za dříve existující hranici a v souladu s tím překonat zákon síly učení. . Sledování filmu je příkladem pozorovacího učení, které efektivně poskytuje divákovi nové znalosti o technice, kterou může použít k plnění úkolů v budoucnu. [16]
Zařízení používané k výuce dovedností sledování pohybu rukou a očí a koordinace rukou a očí účastník sledoval pohybující se objekt kurzorem 17] používal stylus ke sledování cíle na obrazovce počítače nebo gramofonu. [18] Ve verzi s obrazovkou počítače sleduje účastník bod na kruhové dráze, jak je znázorněno níže. [19]
Úloha pronásledování rotoru je jednoduchý čistě vizuálně-motorický test, který poskytuje konzistentní výsledky napříč věkovými skupinami. [20] Test měří charakteristiky procedurální paměti a také ukazuje jemné motorické dovednosti účastníka . Úloha stíhacího rotoru testuje jemné motorické dovednosti, které ovládá motorická kůra , která je na obrázku zvýrazněna zeleně. [21]
Výsledky se pak použijí k výpočtu, kdy je objekt účastníkem zapnut a vypnut. Účastníci s amnézií nevykazují žádné zhoršení tohoto motorického úkolu při testování v pozdějších studiích. Tyto výsledky jsou však pravděpodobně ovlivněny nedostatkem spánku a užíváním drog. [22]
Tento úkol zahrnuje schopnost účastníků získat a udržet si procedurální dovednosti, které hodnotí specifickou paměť procedurálně-motorických dovedností. [23] Učení dovedností měří rychlost a přesnost schopnosti účastníka učit se a udržet si nové dovednosti. Reakční doba je doba potřebná k tomu, aby účastník zareagoval na podnět, který je mu předložen, který je mu předložen jako signál k reakci. [24] Účastníci s Alzheimerovou chorobou a amnézií prokazují schopnost udržet si dovednosti po dlouhou dobu, což dokazuje jejich efektivní výkon dříve naučených dovedností při řešení úkolu v následujících časových bodech. [24]
Úkol zrcadlení je vizuální motorický test, který se používá k cílenějšímu řešení smyslové integrace, při kterém se účastníci učí nové motorické dovednosti zahrnující koordinaci ruka-oko. [21] Výsledky testu ukazují, že procedurální paměť účastníků s amnézií je schopna se naučit a udržet si dovednosti k provedení takového úkolu. Kreslení obrazu zajišťuje operace procedurální paměti; jakmile pochopíte, jak nakreslit obraz z odrazu v zrcadle, příště nenastanou žádné potíže. Jedinci s Alzheimerovou chorobou si nemohou výslovně vybavit dovednosti získané v úloze kreslení ze zrcadlového obrazu, ale získávají schopnost samostatného jednání. [24] .
Problém předpovědi počasí je kognitivně orientovaný pravděpodobnostní problém učení, který je řešen procedurálním způsobem pomocí experimentální analýzy. V úkolu musí účastník uvést, jakou strategii k jeho řešení používá. [24] Úloha byla navržena pomocí vícerozměrných podnětů realizovaných jako sada karet s obrázky, po jejichž předložení mají předpovědět, jaké bude počasí. Po vytvoření předpovědi je účastníkům oznámeno skutečné počasí, které tvoří zpětnou vazbu, kterou účastníci využívají ke klasifikaci prezentovaného výkresu. [25] Účastníkovi se například zobrazí karta a poté se požádá, aby předpověděl, zda bude karta předpovídat dobré nebo špatné počasí. Skutečné počasí bude určeno pravděpodobnostním pravidlem pro každou jednotlivou kartu. Při školení se účastníci s amnézií naučí řešení tohoto úkolu, ale mají problémy při pozdější kontrole výsledků tohoto školení. [25]
Výběrové úlohy slouží k hodnocení vlastností pracovní paměti. [26] Tyto úlohy jsou navrženy tak, aby odhadovaly reakční dobu procedurální pracovní paměti na základě pravidel stimul-odezva, která mají účastníci dodržovat. [27]
Existuje několik faktorů, které přispívají k mimořádné výkonnosti dovedností: kapacita paměti, [28] [29] znalostní struktury, [30] schopnosti řešit problémy, [31] a schopnosti pozornosti. [32] Všechny hrají klíčové role, každá má svůj vlastní stupeň důležitosti, určovaný požadavky na postupy a dovednosti, kontextem a zamýšlenými cíli představení. Využití těchto individuálních schopností k porovnání rozdílů mezi odborníky a nováčky s ohledem na kognitivní i senzomotorické dovednosti poskytlo množství informací o tom, čím je odborník výjimečný, a naopak jaké mechanismy nováčkům chybí. Důkazy naznačují, že často přehlíženou podmínkou pro zlepšení dovedností jsou mechanismy pozornosti zahrnuté v efektivním využití a nasazení procedurální paměti během provádění dovedností v reálném čase. Výzkum ukazuje, že v raných fázích učení dovedností je provádění řízeno sadou neintegrovaných procedurálních kroků, které jsou uloženy v pracovní paměti a prováděny krok za krokem jeden po druhém. [33] [34] [35] Problém je v tom, že pozornost je omezený zdroj. Tento postupný proces řízení úkolů tedy zabírá koncentraci, což zase snižuje schopnost interpreta soustředit se na jiné aspekty výkonu, jako je rozhodování, jemné motorické dovednosti, sebemonitorování energetických hladin a „ vidět ledové pole nebo kurt." Se zkušenostmi se však rozvíjejí procedurální znalosti, které fungují z velké části mimo pracovní paměť a umožňují tak, aby byly dovednosti prováděny automatickyji. [34] [36] To má samozřejmě mimořádně pozitivní vliv na celkový výkon, osvobozuje mysl od potřeby zvýšené kontroly a pozornosti k základním mechanickým dovednostem, což umožňuje věnovat více pozornosti jiným procesům. [32]
Je dobře známo, že vysoce praktické, dobře naučené dovednosti jsou vykonávány automaticky; jsou implementovány v reálném čase, podporovány procedurální pamětí, vyžadují malou pozornost a fungují většinou mimo pracovní paměť . [37] Někdy však i zkušení a vysoce kvalifikovaní umělci uvíznou ve stresu. Tento jev se běžně označuje jako závada a je velmi zajímavou výjimkou z obecného pravidla, že dobře naučené dovednosti jsou spolehlivé a odolné vůči širokému spektru zhoršení. [38] Všeobecně se má za to, i když není dobře pochopeno, že hlavní příčinou neúspěchu je tlak na výkon, který je definován jako úzkostná touha podávat v dané situaci velmi dobrý výkon. [38] Závady jsou nejčastěji spojovány s motorickými dovednostmi a v reálném životě se nejčastěji vyskytují ve sportu. Není neobvyklé, že profesionální, dobře trénovaní sportovci klopýtnou a podávají špatný výkon. Selhání však může nastat v jakékoli oblasti, která vyžaduje intenzivní výkon zahrnující složité kognitivní, verbální nebo motorické dovednosti. Teorie „self-focus“ naznačují, že tlak zvyšuje úroveň úzkosti a sebeuvědomění správného výkonu, což zase způsobuje zvýšení pozornosti věnované procesům přímo zapojeným do výkonu dovednosti. [38] Toto zaměření na postup krok za krokem narušuje provádění dobře naučeného automatického (proceduralizovaného) programu. To, co bylo kdysi snadno a nevědomě vyvolatelné provedení z procedurální paměti, se stává záměrným a pomalým. [36] [39] [40] [41] [42] Efekt neúspěchu pod tlakem je v souladu s Yerkes-Dodsonovým zákonem , který říká, že nejlepších výsledků je dosaženo s průměrnou intenzitou motivace . Existuje určitá hranice, za kterou její další zvyšování vede k horším výsledkům. Důkazy naznačují, že čím více je dovednost automatizovaná, tím odolnější vůči rozptýlení, tlaku na kvalitu a následnému selhání. To je dobrý příklad větší perzistence procedurální paměti oproti epizodické paměti. Kromě dobře promyšlené praxe a automatizace dovedností se ukázalo, že trénink sebeuvědomění pomáhá snížit pravděpodobnost selhání pod tlakem. [38]
Dostat se k příležitostiPokud neúspěchy při řešení problémů vyžadujících dobře naučené dovednosti a koordinaci pod tlakem situace způsobí zvýšenou vědomou pozornost interpreta k procesu provádění, pak může být pravdou i opak. Poměrně neprobádanou oblastí vědeckého výzkumu je koncept „na vrcholu“. Jednou z běžných mylných představ je, že člověk musí být odborníkem, aby byl pod tlakem trvale úspěšný. Naopak bylo naznačeno, že tiché znalosti zprostředkovávají vztah mezi zkušeností a výkonem pouze částečně. [43] Tyto znalosti úzce spolupracují s vnímanou kontrolou nad úkolem, která často trumfuje odbornost, pokud se účinkující cítí v dané doméně procedurálně pohodlně. Tradičně se „top of the game“ nebo „spojka“ používalo k označení sportovní dokonalosti vzhledem k velikosti akce, ale roste povědomí o její důležitosti v našem každodenním životě. Jak člověk podává výkon za okolností, které nemusejí mít nutně okamžité nebo vážné důsledky, ale vyžadují, aby interpret aktivně zapojil mechanismus vědomí k výkonu v neznámých nebo nepohodlných podmínkách – takový koncept může být pedagogicky užitečný pro různé obory a činnosti. [44]