La memoria procedimental se refiere a los sistemas involucrados en la adquisición, mantenimiento y uso de habilidades motoras y cognitivas. Montar en bicicleta o ejecutar con virtuosismo una pieza de piano son dos ejemplos de tareas que dependen del sistema de memoria procedimental. La memoria procedimental y sus numerosos subsistemas son, por tanto, memorias de acción conductual o cognitiva, frente a los restantes sistemas que son memorias de representación cognitiva. Esto significa que las operaciones de esta memoria se expresan en forma de procedimientos conductuales y cognitivos altamente cualificados que son independientes de la experiencia consciente del sujeto.
El sistema procedimental se caracteriza por el aprendizaje gradual y creciente (la adquisición de cualquier habilidad requiere mucha práctica) y no se ve afectado por lesiones en las estructuras del lóbulo temporal medial, razón por la cual se le considera distinto de los sistemas episódico y semántico. Asimismo, esta memoria se caracteriza porque no almacena representaciones de los estados externos del mundo y porque opera
a un nivel más automático que controlado conscientemente. En consecuencia, los cambios que resultan del aprendizaje procedimental no hay posibilidad de traducirlos a proposiciones verbales ni a ninguna otra forma simbólica, razón por la cual sus producciones no tienen valor de verdad.
La evidencia neurocognitiva en favor de la existencia de una memoria procedimental es muy abundante e incluye un conjunto heterogéneo de subsistemas:
- El aprendizaje de habilidades motoras, en el que se incluyen las múltiples destrezas adquiridas de tipo motor y visomotor (e.g., montar en bicicleta, conducir un automóvil, dibujar en espejo, etc.). Observaciones neuropsicológicas han relacionado estos aprendizajes con los ganglios basales, a partir del descubrimiento de que los pacientes con enfermedad de Huntington (un mal asociado a lesiones en dicha estructura cerebral) presentan déficits severos en ese tipo de aprendizajes.
- El aprendizaje de habilidades cognitivas, en el que se incluye toda destreza mental adquirida, como el cálculo mental, la habilidad para resolver problemas de determinado tipo (e.g., la torre de Hanoi), la habilidad para generar palabras (e.g., decir el verbo correspondiente a cada uno de los nombres que se van presentando), etc. Estudios de neuroimágenes han observado una actividad incrementada durante las primeras fases de estos aprendizajes en el córtex prefrontal, el cíngulo anterior y el cerebelo lateral derecho; en cambio, tras numerosos ensayos de práctica, se han observado fuertes reducciones de la activación en dichas áreas junto con activaciones concurrentes en la corteza bilateral silviana y el córtex extraestriado; es decir, se ha observado un cambio a vías alternativas tras la adquisición de la habilidad.
- La memoria de hábitos, referida al conjunto de disposiciones o tendencias adquiridas de un modo gradual, que son específicas de un conjunto de estímulos y guían la conducta. Los datos señalan que dependería del córtex motor, del cerebelo y del estriado.
- El aprendizaje emocional, en el que se incluyen el desarrollo de las fobias y las respuestas condicionadas de miedo, depende de la activación de la amígdala.
- El condicionamiento clásico simple, una forma básica de aprendizaje asociativo, se forma y se almacena en el cerebelo.
- Por último, otras formas de memoria no declarativa como, por ejemplo, la gama de aprendizajes pre-asociativos del tipo de la habituación o la sensibilización, que son filogenéticamente muy antiguas y que se encuentran bien desarrolladas en muchas especies de animales invertebrados, dependen de las vías reflejas.