# ความจำเชิงกระบวนวิธี
ความจำเชิงกระบวนวิธี"ศัพท์บัญญัติอังกฤษ-ไทย, ไทย-อังกฤษ ฉบับราชบัณฑิตยสถาน (คอมพิวเตอร์) รุ่น ๑.๑", ให้ความหมายของ  procedural  ว่า "เชิงกระบวนการ"  หรือ "เชิงดำเนินการ" หรือ "เชิงกระบวนวิธี"   เป็นความจำเพื่อการปฏิการงานประเภทใดประเภทหนึ่ง
เป็นความจำที่นำไปสู่พฤติกรรมเชิงกระบวนวิธีต่าง ๆ เป็นระบบที่อยู่ใต้สำนึก
คือเมื่อเกิดกิจที่ต้องกระทำ  จะมีการค้นคืนความจำนี้โดยอัตโนมัติเพื่อใช้ในการปฏิบัติตามกระบวนวิธีต่าง ๆ ที่มีการประสานกันจากทั้งทักษะทางประชาน  (cognitive)  และทักษะการเคลื่อนไหว (motor) มีตัวอย่างต่าง  ๆ ตั้งแต่การผูกเชือกรองเท้าไปจนถึงการขับเครื่องบินหรือการอ่านหนังสือ
ความจำนี้เข้าถึงและใช้ได้โดยไม่ต้องมีการควบคุมหรือความใส่ใจเหนือสำนึก (ที่เป็นไปใต้อำนาจจิตใจ)
เป็นประเภทหนึ่งของความจำระยะยาว  (long-term memory) และโดยเฉพาะแล้ว  เป็นประเภทหนึ่งของความจำโดยปริยาย (implicit memory)
ความจำเชิงกระบวนวิธีสร้างขึ้นผ่าน  "การเรียนรู้เชิงกระบวนวิธี" (procedural learning)
คือการทำกิจที่มีความซับซ้อนนั้นซ้ำแล้วซ้ำอีก
จนกระทั่งระบบประสาทที่เกี่ยวข้องจะสามารถทำงานร่วมกันโดยอัตโนมัติเพื่อให้เกิดการกระทำนั้น ๆ 
การเรียนรู้เชิงกระบวนวิธีที่เป็นไปโดยปริยาย (คือไม่ได้อยู่ใต้อำนาจจิตใจ) เป็นสิ่งที่สำคัญในกระบวนการพัฒนาทักษะทางการเคลื่อนไหวหรือแม้แต่ทักษะทางประชาน

ประวัติ
ในยุคแรก ๆ มีการใช้เทคนิคทางอรรถศาสตร์แบบง่าย ๆ เพื่อตรวจสอบและทำความเข้าใจความแตกต่างกัน  ระหว่างระบบความจำเชิงกระบวนวิธีและระบบความจำเชิงประกาศ 
โดยที่ทั้งนักจิตวิทยาและนักปรัชญาได้เริ่มเขียนบทความเกี่ยวกับความจำชนิดต่าง ๆ มาเกินหนึ่งศตวรรษแล้ว
เช่น  ในปี ค.ศ. 1804 นักปรัชญาชาวฝรั่งเศสเมน เดอ บิราน เขียนบทความเกี่ยวกับ  "ความจำกล"  (Mechanical memory)  ในปี ค.ศ. 1890 ในหนังสือที่มีชื่อเสียงของเขาคือ  Principles of Psychology (หลักจิตวิทยา) นักจิตวิทยาชาวอเมริกันวิลเลียม เจมส์  ได้เสนอว่ามีความแตกต่างกันระหว่างความจำ  (memory)  และนิสัย (habit)

ในยุคต้น ๆ จิตวิทยาประชาน  (Cognitive psychology) มักจะมองข้ามอิทธิพลของการเรียนรู้ต่อระบบความจำ 
ซึ่งมีผลเป็นการจำกัดงานวิจัยเกี่ยวกับการเรียนรู้เชิงกระบวนวิธีจนกระทั่งถึงคริสต์ศตวรรษที่ 20Bullemer, P., Nissen, MJ.,  Willingham, D.B. (1989) . "On the Development of Procedural Knowledge." Journal of Experiemental Psychology: Learning, Memory and Cognition. 15(6): 1047-1060. 
ซึ่งเป็นยุคที่เริ่มเกิดความเข้าใจชัดเจนยิ่งขึ้นเกี่ยวกับหน้าที่และโครงสร้างทางประสาทที่มีบทบาทในการสร้าง การเก็บ และการค้นคืนความจำเชิงกระบวนวิธี  
ในปี ค.ศ. 1923 นักจิตวิทยาชาวอังกฤษ-อเมริกันวิลเลียม แม็คดูกอลล์เป็นบุคคลแรกที่แยกแยะความแตกต่างกันระหว่างความจำชัดแจ้ง (explicit memory) และความจำโดยปริยาย (implicit memory)

ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1970 บทความต่าง ๆ เกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์ได้ทำการแยกแยะระหว่างความรู้เชิงกระบวนวิธี  (procedural knowledge) และความรู้ชัดแจ้ง  (declarative knowledge)
งานวิจัยที่เกิดขึ้นในช่วงนั้นแบ่งออกเป็นสองพวก  คือพวกหนึ่งเพ่งเล็งไปในการศึกษาโดยใชัสัตว์  และอีกพวกหนึ่งโดยใช้คนไข้ภาวะเสียความจำ (amnesia)
ในปี ค.ศ. 1962 นักจิตวิทยาชาวอังกฤษเบร็นดา มิลเนอร์ ได้ให้หลักฐานการทดลองที่น่าเชื่อถือเป็นครั้งแรกเกี่ยวกับความแตกต่างกันระหว่างความจำเชิงประกาศ  ซึ่งรู้ว่า  "อะไร" กับความจำเชิงกระบวนวิธี  ซึ่งรู้ว่า  "อย่างไร" 
โดยแสดงว่า  คนไข้ภาวะเสียความจำขั้นรุนแรงคนหนึ่งคือนายเฮ็นรี่ โมไลสัน  หรือที่รู้จักก่อนจะเสียชีวิตว่าคนไข้ H.M. สามารถเรียนรู้ทักษะที่ประสานการทำงานของตาและมือ (คือการวาดภาพดูเงาในกระจก) แม้ว่าจะจำไม่ได้ว่าได้ทำการฝึกวาดมาแล้ว
แม้ว่างานวิจัยนี้จะบ่งว่า  ความจำไม่ใช่มีแค่ระบบเดียวและอยู่ในที่เดียวกันในสมอง
แต่นักวิจัยอื่น ๆ กลับมีมติร่วมกันในช่วงนั้นว่า  ทักษะการเคลื่อนไหวน่าจะเป็นกรณีพิเศษ  คือเป็นระบบความจำที่มีระดับประชานที่ต่ำกว่า (less cognitive)

ต่อจากนั้น  โดยขัดเกลาปรับปรุงวิธีการวัดผลทางการทดลองให้ดีขึ้น  ได้มีงานวิจัยอื่น ๆ อีกมากมายในคนไข้ภาวะเสียความจำ ที่ศึกษาเขตสมองต่าง ๆ ที่มีความเสียหายในระดับต่าง ๆ กัน
ซึ่งนำไปสู่การค้นพบว่าคนไข้สามารถเรียนรู้และดำรงไว้ซึ่งทักษะอื่น ๆ นอกจากทักษะการเคลื่อนไหวตามที่มิลเนอร์ได้ค้นพบ
แต่ว่า  งานเหล่านี้มีข้อบกพร่องในการออกแบบเพราะว่าคนไข้มักจะมีผลการทดสอบต่าง ๆ ต่ำกว่าระดับปกติและดังนั้น  จึงมีผลให้ภาวะเสียความจำถูกมองกันในเวลานั้นว่า  เป็นความบกพร่องเกี่ยวกับการค้นคืนความจำล้วน ๆ 
แต่งานวิจัยในคนไข้ต่อ ๆ มาพบขอบเขตของระบบความจำที่เป็นปกติของคนไข้มากขึ้นที่สามารถใช้ในกิจการงานต่าง ๆ เป็นปกติ
ยกตัวอย่างเช่น  โดยใช้เทคนิคให้อ่านหนังสือในกระจก  (mirror reading task) คนไข้ภาวะเสียความจำมีการพัฒนาทักษะนี้ในระดับปกติ  แม้ว่าจะจำคำศัพท์ที่อ่านแล้วบางคำไม่ได้

ต่อมาในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1980 ก็มีการค้นพบมากมายเกี่ยวกับกายวิภาคและสรีรภาพของกลไกทางประสาทที่มีบทบาทในความจำเชิงกระบวนวิธี
คือเขตสมองส่วน  ซีรีเบลลัม  ฮิปโปแคมปัส  neostriatum  และ basal ganglia ได้รับการระบุว่า  มีบทบาทเกี่ยวกับการสร้างความจำSquire, L.R. (2004). "Memory systems of the brain: A brief history and current perspective". Neurobiology of Learning and Memory. 82: 171-177.

การเรียนรู้ทักษะใหม่ ๆ
การเรียนรู้ทักษะใหม่ ๆ ต้องอาศัยการฝึกหัด
แต่ว่าการทำซ้ำ ๆ กันอย่างเดียวไม่ได้เรียกกว่ามีการเรียนรู้ทักษะ
เพราะว่า  การเรียนรู้ทักษะจะเรียกว่าสำเร็จได้ก็ต่อเมื่อมีพฤติกรรมที่เปลี่ยนไปเพราะเหตุแห่งประสบการณ์หรือการฝึกหัดนั้น ๆ  
อย่างนี้จึงเรียกว่าเกิดการเรียนรู้  แต่ว่า  เป็นสภาวะที่ไม่สามารถสังเกตเห็นได้โดยตรงยกเว้นโดยพฤติกรรม

มีแบบจำลองการประมวลข้อมูลเช่นนี้  ซึ่งรวมเอาไอเดียเกี่ยวกับประสบการณ์  ที่เสนอว่า  ทักษะเกิดขึ้นจากความปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบ 4 อย่างที่เป็นหลักของการประมวลข้อมูล 
ซึ่งก็คือ 
 ความเร็วในการประมวล  ซึ่งก็คืออัตราความเร็วที่ข้อมูลรับการประมวลผลในระบบประสาทของเรา
 ความกว้างขวางของความรู้เชิงประกาศ  ซึ่งก็คือขนาดตัวเก็บข้อมูลเกี่ยวกับความจริงของแต่ละคน
 ความกว้างขวางของทักษะเชิงกระบวนวิธี  ซึ่งก็คือความสามารถในการทำกิจอาศัยทักษะนั้นได้จริง
 และสมรรถภาพในการประมวลข้อมูล  (processing capacity)  ซึ่งใช้เป็นคำไวพจน์ของความจำใช้งาน  (working memory)
สมรรถภาพในการประมวลข้อมูล  (คือขนาดของความจำใช้งาน)  เป็นสิ่งที่สำคัญของความจำเชิงกระบวนวิธี
เพราะว่าเป็นส่วนของกระบวนการบันทึกความจำที่เพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทักษะโดยสัมพันธ์องค์ประกอบต่าง ๆ ในสิ่งแวดล้อมกับการตอบสนองที่เหมาะสม

แบบจำลองของฟิตต์ส
ในปี ค.ศ. 1954 พอล ฟิตต์สและคณะได้เสนอแบบจำลองเพื่อที่จะสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับกับการสร้างทักษะ
เป็นแบบจำลองที่เสนอว่า  การเรียนรู้จะเกิดขึ้นได้ต้องผ่านระยะต่าง ๆ คือ
 ระยะประชาน (Cognitive phase)Fitts, P. M. (1954). "The information capacity of the human motor system in controlling the amplitude of movement". Journal of Experimental Psychology. 47: 381-391
 ระยะสัมพันธ์ (Associative phase)
 ระยะอัตโนมัติ (หรือที่เรียกว่า  ระยะกระบวนวิธี )

ระยะประชาน
thumb|right|มีกระบวนวิธีจำนวนนับไม่ได้ที่สามารถเป็นไปได้ในการเล่นหมากรุก
ในแบบจำลองของฟิตต์ส (ปี คศ. 1954)  ในระยะนี้  เราจะทำความเข้าใจว่า  ทักษะที่ต้องการนั้นประกอบด้วยอะไรบ้าง
ความใส่ใจเป็นสิ่งที่สำคัญในการเรียนรู้ทักษะในระยะนี้
คือ  เราต้องแยกส่วนทักษะที่ต้องการจะเรียน  แล้วทำความเข้าใจว่าส่วนต่าง ๆ เหล่านี้มาประกอบกันเพื่อที่จะทำงานนี้ด้วยทักษะที่ถูกต้องได้อย่างไร
วิธีที่แต่ละคนจัดระเบียบส่วนต่าง ๆ เหล่านี้เรียกว่า  schema
ซึ่งมีความสำคัญต่อการให้ทิศทางแก่การเรียนรู้
และกระบวนการที่แต่ละคนจะเลือก schema เป็นสิ่งที่อธิบายได้โดย metacognition (ความรู้เรื่องเกี่ยวกับการรู้  หรือประชานเกี่ยวกับประชาน)

ระยะสัมพันธ์
ในระยะนี้  เราจะฝึกทักษะซ้ำ ๆ กันจนกระทั่งรูปแบบแห่งการตอบสนองจะปรากฏ
การกระทำที่เป็นทักษะจะเริ่มทำได้โดยอัตโนมัติ  ในขณะที่จะมีการละเว้นการกระทำที่ไม่ได้ผล
ระบบรับความรู้สึกของเราจะมีข้อมูลเกี่ยวกับพื้นที่ (spatial) และสัญลักษณ์ (symbolic) ที่ต้องมีเพื่อที่จะทำกิจให้สำเร็จ
ความสามารถในการแยกแยะระหว่างสิ่งเร้าที่สำคัญและไม่สำคัญมีความจำเป็นในระยะนี้
เชื่อกันว่า  ยิ่งมีสิ่งเร้าที่สำคัญกับงานนี้มากเท่าไร
ก็จะใช้เวลานานยิ่งขึ้นเท่านั้นในการที่จะผ่านระยะการเรียนรู้นี้

ระยะอัตโนมัติ
นี้เป็นระยะสุดท้ายของแบบจำลองของฟิตต์ส  เป็นช่วงที่ทำการเรียนรู้ให้สมบูรณ์
ในระยะนี้  การแยกแยะสิ่งเร้าที่สำคัญและไม่สำคัญจะทำได้เร็วขึ้นและจะใช้ความคิดน้อยลง  เพราะว่าทักษะเริ่มจะกลายเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ
การเก็บความรู้โดยประสบการณ์และความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบต่าง ๆ ของทักษะเป็นส่วนสำคัญของระยะนี้

แบบจำลองแบบวงจรพยากรณ์
ในปี ค.ศ. 2005 ดร. แท็ดล็อกผู้ได้รับปริญญาเอกในด้านการอ่านหนังสือ  ได้เสนอแบบจำลองอีกอย่างหนึ่งที่เรียกว่า  "วงจรการพยากรณ์"    (Predictive Cycle)  เพื่อสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับการเรียนรู้ทักษะผ่านความจำเชิงกระบวนวิธี

แบบจำลองนี้แตกต่างจากแบบจำลองของฟิตต์สโดยนัยสำคัญเพราะว่า  ไม่จำเป็นต้องทำความเข้าใจในองค์ประกอบต่าง ๆ ของทักษะ (เหมือนกับระยะแรกในแบบจำลองของฟิตต์ส)
คือ  เราเพียงแต่ต้องรู้อยู่ในใจว่าต้องการที่จะได้ผลอย่างไร
แท็ดล็อกได้ใช้ความคิดนี้อย่างมีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาเรื่องการอ่านหนังสือของเด็กชั้นมัธยมต้นและมัธยมปลายScott, C. et al. (2009-2010): "Evaluation of Read Right in Omaha Middle and High Schools"  
ระยะต่าง ๆ ของกระบวนการแก้ปัญหารวมทั้ง
 พยายาม
 เกิดความล้มเหลว
 วิเคราะห์ผล (โดยที่ไม่ต้องใช้รูปแบบอะไร)
 ตัดสินใจว่าจะเปลี่ยนวิธีการทำอย่างไรในครั้งต้องไปเพื่อจะให้เกิดผลสำเร็จ
คนที่ต้องการจะเรียนรู้จะผ่านระยะต่าง ๆ เหล่านี้ซ้ำแล้วซ้ำอีกจนกระทั่งได้สร้างหรือเปลี่ยนเครือข่ายทางประสาทที่จะก่อให้เกิดการปฏิบัตการอย่างสมควรและแม่นยำโดยไม่ต้องใช้ความคิด
พื้นเพของความคิดนี้เหมือนกับวิธีการบำบัดทางกายภาพที่ใช้เพื่อช่วยคนไข้ที่บาดเจ็บในกะโหลกศีรษะเพื่อฟื้นฟูทักษะในการดำรงชีวิต
คือคนไข้คิดว่าต้องการจะได้ผลอย่างไร  (เช่นเพื่อที่จะควบคุมมือได้)  ในขณะที่ทำความพยายามซ้ำ ๆ บ่อย ๆ
โดยที่ไม่ต้องสนใจว่าระบบประสาททำงานอย่างไรเพื่อจะขยับมือ
คนไข้จะพยายามทำการฝึกหัดต่อไปเรื่อย ๆ จนสามารถควบคุมการเคลื่อนไหวได้อย่างถูกต้อง
ในกรณีของคนไข้บาดเจ็บในกะโหลกศีรษะ  การฟื้นฟูสภาพขึ้นอยู่กับขอบเขตความเสียหายและกำลังใจที่คนไข้มีในการฝึกหัด

โดยมากผู้ที่มีปัญหาอ่านหนังสือจะไม่มีความเสียหายในสมอง
แต่มีปัญหาที่กำหนดไม่ได้เกี่ยวกับการเรียนรู้โดยการอ่านหนังสือในวัยต้น ๆ 
แต่เพราะว่าสมองเป็นปกติดี  แท็ดล็อกจึงเลือกใช้วิธีที่มีระเบียบแบบแผนสูงสัมพันธ์กับทฤษฏีวงจรการพยากรณ์  เพื่อจะปรับปรุงการอ่านหนังสือให้แก่บุคคลที่มีปัญหาตั้งแต่ขั้นเบาจนถึงขั้นหนัก   รวมทั้งปัญหาภาวะเสียการอ่านเข้าใจ

การทดสอบ
Pursuit rotor task
อุปกรณ์ที่ใช้ในการศึกษาทักษะการเคลื่อนไหวโดยใช้ตา  (visual-motor tracking skill)  และการประสานงานระหว่างตาและมือ  (hand-eye coordination)  จะให้ผู้รับการทดสอบติดตามวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่อยู่บนจอคอมพิวเตอร์โดยใช้ตัวชี้ตำแหน่ง
หรือติดตามจุดที่กำลังเคลื่อนที่อยู่บนแท่นหมุน (คล้ายกับเครื่องเล่นแผ่นเสียง) ด้วยตัวระบุตำแหน่ง 
รูปที่แสดงด้านล่างนี้เป็นรูปแบบการทดสอบบนคอมพิวเตอร์ที่ผู้รับการทดสอบติดตามจุดที่วิ่งเป็นวงกลม
thumb|รูปถ่ายจอคอมพิวเตอร์แสดง pursuit rotor task.

pursuit rotor task เป็นการทดสอบการติดตามที่ใช้ตา-การเคลื่อนไหวมือ  ที่ปกติคนวัยเดียวกันจะมีผลใกล้เคียงกันhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0191886981900258  
เป็นการทดสอบที่วัดความจำเชิงกระบวนวิธีและทักษะการเคลื่อนไหวแบบละเอียด  (fine-motor skills)
เป็นการทดสอบทักษะการเคลื่อนไหวแบบละเอียดที่ควบคุมโดยคอร์เทกซ์สั่งการ  (motor cortex) ที่แสดงเป็นส่วนสีเขียวในรูปข้างล่างAllen, J.S., Anderson, S.W., Castro-Caldas, A., Cavaco, S., Damasio, H. (2004). "The scope of preserved procedural memory in amnesia". Brain Advance Access. 10.1093.
thumb 
ผลที่ได้เป็นคะแนนรวม  อาศัยการวัดเวลาที่ผู้รับการตรวจสอบสามารถติดตามและไม่สามารถติดตามวัตถุเป้าหมาย
คนไข้ภาวะเสียความจำจะมีคะแนนปกติสำหรับงานทดสอบนี้เมื่อทำซ้ำ ๆ กัน
แต่การนอนไม่พอหรือการใช้ยาอาจมีผลต่อการทดสอบนี้Dotto, L. (1996). "Sleep Stages, Memory and Learning." Canadian Medical Association. 154(8)

Serial reaction time task
Serial reaction time (SRT) เป็นงานที่ใช้วัดการเรียนรู้โดยปริยาย (implicit learning) 
ในงาน SRT ผู้ร่วมการทดลองจะต้องตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่มีจำกัด
ซึ่งเป็นตัวช่วย  (cue)  ชี้ว่า ต้องตอบสนองอย่างไร (เช่น  จะต้องกดปุ่มไหน).
โดยที่ผู้ร่วมการทดลองไม่รู้  จะมีความน่าจะเป็นสัมพันธ์กับสิ่งเร้า  (เช่นจุดแสงบนจอคอมพิวเตอร์)   ซึ่งเป็นตัวกำหนดสิ่งเร้าที่จะปรากฏต่อไป จากสิ่งเร้าหนึ่งไปสู่อีกสิ่งเร้าหนึ่ง 
และดังนั้น สิ่งเร้าที่จะปรากฏต่อไปสามารถจะพยากรณ์ได้โดยความน่าจะเป็น
และดังนั้น  การตอบสนอง (reaction time) ของผู้รับการทดสอบจะเร็วขึ้นเรื่อย ๆ เพราะว่าผู้ร่วมการทดลองเกิดการเรียนรู้และใช้ความน่าจะเป็น (โดยไม่ได้อยู่ใต้อำนาจจิตใจ) จากสิ่งเร้าไปสู่สิ่งเร้า 

กล่าวอีกอย่างหนึ่ง  งานนี้ให้ผู้รับการตรวจสอบเรียนทักษะที่ประเมินความจำเชิงกระบวนวิธีอย่างหนึ่งโดยเฉพาะBalota, D.A., Connor, L.T.,Ferraro, F.R. (1993). "Implicit Memory and the Formation of New Associations in Nondemented Parkinson’s Disease Individuals and Individuals with Senile Dementia of the Alzheimer Type: A Serial Reaction Time (SRT) Investigation". Brain and Cognition. 21: 163-180. 
ทักษะจะมีการวัดโดยความเร็วและความแม่นยำในการเรียนรู้และโดยช่วงเวลาที่ทักษะดำรงรักษาไว้ได้
คนไข้โรคอัลไซเมอร์และภาวะเสียความจำสามารถรักษาทักษะไว้ได้ในระยะยาวซึ่งแสดงว่า  สามารถที่จะเรียนรู้ทักษะใหม่ ๆ และสามารถใช้ทักษะได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อรับการทดสอบภายหลังการเรียนรู้Corkin, S., Gabrieli, J. D. E., Growdon, J. H., Mickel, S. F. (1993). "Intact Acquisition and Long-Term Retention of Mirror-Tracing Skill in Alzheimer’s Disease and in Global Amnesia". Behavioural Neuroscience. 107 (6): 899-910.

การวาดรูปโดยมองในกระจก
งาน  "การวาดรูปโดยมองในกระจก"  (Mirror tracing task)  ทดสอบการประสานข้อมูลจากประสาทสัมผัสต่าง ๆ  โดยเฉพาะคือเป็นการทดสอบการเคลื่อนไหวโดยใช้ตา  ที่ผู้รับการทดสอบเรียนทักษะใหม่ที่เกี่ยวกับการประสานตาและมือ 
งานทดลองนี้เป็นแบบทดลองแรกที่แสดงหลักฐาน (ในนายเฮ็นรี่ โมไลสัน) ว่า  ความจำเชิงกระบวนวิธีนั้นมีอยู่ต่างหากจากความจำชัดแจ้ง  เพราะว่า  คนไข้เสียความจำสามารถเรียนรู้และรักษาทักษะใหม่ไว้ได้
การวาดภาพนั้นเป็นงานที่ความจำเชิงกระบวนวิธีมีบทบาท
ดังนั้น  เมื่อเราได้ฝึกการวาดภาพโดยมองในกระจกเป็นครั้งแรกแล้ว  ก็จะไม่มีปัญหาในการทำอย่างนั้นอีกเป็นครั้งที่สอง
แม้ว่าคนไข้โรคอัลไซเมอร์จะจำไม่ได้ว่าเคยฝึกงานนี้แล้ว
แต่ก็จะมีประสิทธิภาพในการวาดภาพ (ที่พบในการวาดในครั้งต่อ ๆ ไป) ที่เป็นปกติ

งานพยากรณ์อากาศ
งานนี้แม้จะเป็นงานเรียนรู้โดยความน่าจะเป็น แต่ก็มีการให้ผู้ร่วมการทดลองแสดงด้วยว่า  ใช้อะไรเป็นกลยุทธ์ในการไขปัญหา
คือเป็นงานที่อาศัยประชานแต่เกิดการเรียนรู้โดยกระบวนวิธี
เป็นงานที่ใช้สิ่งเร้าหลายแบบ (เช่นรูปร่างและสี) โดยมีการให้ไพ่พยากรณ์อากาศชุดหนึ่งกับผู้ร่วมการทดลอง  ที่ประกอบด้วยรูปร่างและสีต่าง ๆ ซึ่งผู้ร่วมการทดลองต้องอาศัยในการพยากรณ์อากาศ
หลังจากผู้ร่วมการทดลองทำการพยากรณ์ก็จะได้รับข้อมูลป้อนกลับ  (ว่าถูกผิดแค่ไหน)  แล้วก็ให้ทำการจัดประเภทอาศัยข้อมูลป้อนกลับนั้นPackard, M.G., Poldrack, R.A. (2003). "Competition among multiple memory systems: converging evidence from animal and human brain studies". Neuropsychologia. 41: 245-251 
ยกตัวอย่างเช่น  จะแสดงไพ่ชุดหนึ่งให้กับผู้ร่วมการทดลองเพื่อให้พยากรณ์ว่าชุดที่ให้นั้นแสดงว่าจะมีอากาศดีหรือไม่ดี
ผลอากาศจะเป็นอย่างไรจะเป็นไปตามกฏความน่าจะเป็นที่อาศัยไพ่แต่ละแผ่น
ผลงานวิจัยพบว่า  คนไข้ภาวะเสียความจำสามารถเรียนรู้งานนี้ (คือยังมีการเรียนรู้โดยกระบวนวิธี) แต่จะมีปัญหาเกี่ยวกับเรียนรู้ในช่วงหลัง ๆ (ที่มีการเรียนรู้เกิน ~50 ครั้ง) เทียบกับกลุ่มควบคุม

ความเชี่ยวชาญ
ความใส่ใจ
มีองค์ประกอบหลายอย่างที่มีบทบาทในการทำงานให้ดี  คือ
 มีความจำดี  (memory capacities)Chase, W. G., & Simon, H. A. (1973) . "Perception in chess". Cognitive Psychology. 4: 55-81.Starkes, J. L., & Deakin, J. (1984). "Perception in sport: A cognitive approach to skilled performance". In W. F. Straub & J. M. Williams (Eds.), Cognitive sport psychology. pp. 115-128. Lansing, MI: Sport Science Associates. 
 การจัดระเบียบของความรู้ (knowledge structures)Chi, M. T., Feltovich, P. J., & Glaser, R. (1981). "Categorization and representation of physics problems by experts and novices". Cognitive Science. 5: 121-152. 
 ความสามารถในการแก้ปัญหาTenenbaum, G., & Bar-Eli, M. (1993). "Decision-making in sport: A cognitive perspective." In R. N. Singer, M. Murphey, & L. K. Tennant (Eds.), Handbook of research on sport psychology. pp. 171-192. New York: Macmillan. 
 ทักษะในการใส่ใจBeilock S.L., Carr T.H.,MacMahon C., & Starkes J.L., (2002) "When Paying Attention Becomes Counterproductive: Impact of Divided Versus Skill-Focused Attention on Novice and Experienced Performance of Sensorimotor Skills". Journal of Experimental Psychology: Applied. 8(1): 6-16  
แม้ว่าทุกองค์ประกอบจะสำคัญ  แต่องค์แต่ละองค์จะสำคัญไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับกระบวนวิธีและทักษะที่ต้องใช้  สิ่งแวดล้อม  และเป้าหมายของการกระทำ
โดยใช้องค์ประกอบต่าง ๆ เหล่านี้ในการเปรียบเทียบผู้เชี่ยวชาญกับมือสมัครเล่นทั้งในเรื่องทักษะทางประชานและทักษะทางการรับรู้-การเคลื่อนไหว (sensorimotor) นักวิจัยได้ทำความเข้าใจใหม่ ๆ เป็นอันมากว่า  องค์ประกอบอะไรทำให้ผู้เชี่ยวชาญมีความชำนาญ  และองค์ประกอบอะไรที่มือสมัครเล่นไม่มี

หลักฐานบอกเป็นนัยว่า  สิ่งที่มักจะมองข้ามเกี่ยวกับเรื่องความชำนาญของทักษะ ก็คือกลไกความใส่ใจในการใช้ความจำเชิงกระบวนวิธีที่มีประสิทธิภาพในเวลาที่กำลังทำกิจด้วยทักษะนั้นอยู่
ผลงานวิจัยบอกเป็นนัยว่า  ในระยะต้น ๆ ของการเรียนรู้ทักษะใหม่  การปฏิบัติการจะเป็นไปตามขั้นตอนต่าง ๆ ที่อยู่ในความจำใช้งาน  และแต่ละขั้นตอนจะได้รับการใส่ใจทีละขั้นตอน ๆAnderson, J. R. (1983). The architecture of cognition. Cambridge, MA: Harvard University Press.Anderson, J. R. (1993). Rules of mind. Hillsdale, NJ: Erlbaum.Proctor, R. W., & Dutta, A. (1995). Skill acquisition and human performance. Thousand Oaks, CA: Sage. 
ปัญหาที่เกิดขึ้นก็คือว่า  ความใส่ใจเป็นทรัพยากรที่มีอยู่จำกัด
ดังนั้น  กระบวนการควบคุมที่ทำไปตามขั้นตอนอย่างนี้  ต้องใช้สมรรถภาพของระบบการใส่ใจ
ซึ่งลดความสามารถของผู้กระทำที่จะโฟกั้สที่จุดอื่น ๆ ของการทำงานนั้น
เช่นการตัดสินใจ  ทักษะเคลื่อนไหวที่ละเอียด  การตรวจดูพละกำลังของตน  และการมองงานโดยภาพรวม
แต่ว่า  เมื่อเกิดการฝึกบ่อย ๆ ความรู้เชิงกระบวนวิธีก็จะเจริญขึ้น  ทำให้สามารถทำงานโดยไม่ต้องใช้ความจำใช้งาน  และดังนั้นทักษะจึงทำงานไปได้โดยอัตโนมัติ
และนี่เป็นผลดีต่อประสิทธิภาพของการทำงานโดยองค์รวม
คือเพราะว่าไม่ต้องใส่ใจหรือคอยตรวจเช็คทักษะการทำงานขั้นพื้นฐาน
ดังนั้นจึงสามารถทำความใส่ใจในกระบวนการอื่น ๆ ได้เพิ่มยิ่งขึ้น

ทักษะเสื่อมใต้ความกดดัน
เป็นสิ่งที่ปรากฏชัดเจนแล้วว่า  ทักษะที่มีการฝึกหัดในระดับสูงเป็นทักษะที่มีการปฏิบัตการอย่างอัตโนมัติ
เป็นทักษะที่เกิดขึ้นเมื่อเกิดความจำเป็น  ที่รับการสนับสนุนโดยความจำเชิงกระบวนวิธีโดยแทบไม่ต้องมีความใส่ใจ
และโดยทำงานเป็นอิสระจากความจำใช้งาน  (working memory)Anderson, J. R. (1982). "Acquisition of a cognitive skill". Psychological Review. 89: 369-406. 

แต่ว่าผู้เชี่ยวชาญที่มีความชำนาญอย่างยิ่งบางครั้งก็ยังสามารถทำการผิดพลาดได้ในสถานการณ์ที่มีความกดดันสูง
ปรากฏการณ์นี้เรียกในภาษาอังกฤษว่า "choking" (แปลว่า  การสำลัก  เป็นคำอุปมาใช้แสดงการทำกิจอย่างย่ำแย่ภายใต้แรงกดดัน  ทำในลักษณะที่ไม่น่าเป็นไปได้เพราะเหตุที่ได้ฝึกมาแล้วเป็นอย่างดี)
และเป็นตัวอย่างยกเว้นที่น่าสนใจเกี่ยวกับกฏธรรมชาติโดยรวม ๆ อย่างหนึ่งว่า 
ทักษะที่ฝึกมาอย่างดีแล้วจะทนทานต่อความเสื่อมได้ใต้สถานการณ์ต่าง ๆ มากมายBeilock, S.L., & Carr, T. (2001). "On the Fragility of Skilled Performance: What Governs Choking Under Pressure?" Journal of Experimental Psychology: General. 130(4): 701-725. 

แม้ว่ายังไม่เข้าใจกันดี  แต่ก็เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางแล้วว่า  เหตุของปรากฏการณ์นี้ก็คือความกดดันเพื่อจะทำให้ดี
ซึ่งมีการกำหนดว่า  เป็นความต้องการที่ประกอบด้วยความวิตกกังวลที่จะทำการให้ได้ดีเยี่ยมในสถานการณ์หนึ่ง ๆ 
ปรากฏการณ์นี้มักเป็นเรื่องเกี่ยวกับทักษะการเคลื่อนไหว
และตัวอย่างที่สามัญที่สุดที่เห็นได้จริง ๆ อยู่ในวงกีฬา
คือ  นักกีฬาระดับโปรที่ฝึกมาอย่างดีแล้วกลับเกิดการกระทำพลิกล็อกภายใต้ความกดดันคือทำกิจนั้น ๆ แย่จนกระทั่งว่า  ขณะนั้นเหมือนกับมือสมัครเล่น
แต่ปรากฏการณ์นี้ก็เกิดขึ้นได้ในทักษะรูปแบบอื่น ๆ ที่ต้องใช้ความสามารถทางประชาน  ทางภาษา  หรือทางการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนอื่น ๆ 

มีทฤษฎี  "เพ่งเล็งตน"  (Self-focus) ต่าง ๆ ที่บอกเป็นนัยว่า  ความกดดันจะเพิ่มความวิตกกังวลและความสำนึกตน (self-consciousness) ในการที่จะทำกิจให้ถูกต้อง
ซึ่งเพิ่มระดับความใส่ใจที่ให้กับกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการปฏิบัติกิจนั้น ๆ 
และความใส่ใจในวิธีเป็นขั้นเป็นตอนนี้แหละที่เข้าไปรบกวนทักษะที่ฝึกมาอย่างดีแล้วที่กลายเป็นการกระทำอัตโนมัติไปแล้ว
ทำให้สิ่งที่ก่อนหน้านี้ไม่ต้องใช้ความพยายามไม่ต้องจงใจเพื่อที่จะระลึกถึงวิธีการปฏิบัติในความจำเชิงกระบวนวิธี  กลายเป็นเรื่องที่ทำได้อย่างช้า ๆ ที่ต้องทำโดยเจตนาLewis, B., & Linder, D. (1997). "Thinking about choking? Attentional processes and paradoxical performance". Personality and Social Psychology Bulletin. 23: 937-944.Kimble, G. A., & Perlmuter, L. C. (1970). "The problem of volition". Psychological Review. 77: 361 
Masters, R. S. (1992). "Knowledge, knerves and know-how: The role of explicit versus implicit knowledge in the breakdown of a complex motor skill under pressure". British Journal of Psychology. 83: 343-358.  

มีหลักฐานที่แสดงว่า  ทักษะยิ่งกลายเป็นกระบวนการอัตโนมัติเท่าไร  ก็จะยิ่งทนทานต่อสิ่งรบกวน  ต่อความกดดันที่จะทำให้ดี  และต่อปรากฏการณ์ choking ยิ่งขึ้นเท่านั้น
เป็นหลักฐานที่แสดงว่า  ความจำเชิงกระบวนวิธีมีเสถียรภาพของที่เหนือกว่าความจำอาศัยเหตุการณ์
นอกจากการฝึกซ้อมเพื่อให้เกิดความเป็นไปโดยอัตโนมัติของทักษะแล้ว
การฝึกบริหาร self-consciousness (ความสำนึกว่าตนเป็นเป้าหมายความสนใจของผู้อื่นที่ทำให้เกิดความประหม่า) ก็จะช่วยในการลดปรากฏการณ์ choking ในสถานการณ์ที่กดดันอีกด้วย

การทำกิจได้ดีตอบสนองต่อเหตุการณ์กดดัน

ภาวะเสียความจำที่เกิดจากความเชี่ยวชาญ
ปรากฏการณ์นี้มีฐานในสมมติฐานว่า  การลดระดับหรือการเปลี่ยนเป้าหมายความใส่ใจในเรื่องที่กำลังมีการเข้ารหัสและเก็บไว้ในความจำ
จะลดทั้งคุณภาพและปริมาณของสิ่งที่จำได้ ในความจำชัดแจ้งที่บอกให้ผู้อื่นรู้ได้
ดังนั้น  ถ้าทักษะที่ฝึกมาอย่างดีแล้วอยู่ในรูปแบบของความจำเชิงกระบวนวิธี  และการค้นคืนเพื่อทำการปฏิบัติภายหลังเกิดขึ้นโดยจิตใต้สำนึก  (ไม่ได้อยู่ในความควบคุม)  และเป็นกระบวนการอัตโนมัติ
ก็ควรจะมีหลักฐานแสดงว่า  การระลึกได้โดยชัดแจ้งถึงเหตุการณ์ต่าง ๆ ระหว่างที่มีการปฏิบัติการโดยอัตโนมัติจะลดระดับลง  
thumb|right|ซิดนี่ย์ ครอสบี้ในเมืองแวนคูเวอร์เล่นฮอกกี้น้ำแข็งเพื่อทีมแคแนดา
มีตัวอย่างหนึ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้
หลังจากเกมที่นายซิดนี่ย์ ครอสบี้ยิงประตูสหรัฐในช่วงนอกเวลาได้  มีผลให้ทีมแคแนดาชนะเหรียญทองกีฬาฮอกกี้น้ำแข็งในงานโอลิมปิกฤดูหนาว 2010
นักข่าวคนหนึ่งได้ทำการสัมภาษณ์ครอสบี้ขณะยังอยู่บนลานน้ำแข็ง  โดยเริ่มต้นว่า
“ซิด  ถ้าเป็นไปได้  บอกหน่อยว่ายิงเข้าโกล์ได้อย่างไร”
ส่วนครอสบี้ตอบว่า  “ผมจำไม่ค่อยได้หรอก  ผมก็ยิงประตูนั่นแหละ  น่าจะจากแถว ๆ นี้  ผมจำได้แค่นี้แหละ..."
มีข่าวว่า  มีชาวแคแนดาถึง 16.6 ล้านคนที่ดูการยิงประตูของครอสบี้
และน่าจะเป็นจริงว่า  คนแคแนดาส่วนมากจะสามารถจำรายละเอียดเหตุการณ์นี้ได้อย่างง่าย ๆ  แต่ไม่ใช่ตัวครอสบี้เอง
เพราะว่า  เขาตกอยู่ในภาวะของระบบอัตโนมัติจนกระทั่งว่า  เกิดการระงับสมรรถภาพในความจำชัดแจ้งของเขา

โครงสร้างทางกายวิภาค
Striatum และ basal ganglia

thumb|right|Basal Ganglia มีสีม่วงอ่อน
striatum ส่วนบนด้านข้าง  (dorsolateral) ซึ่งเป็นส่วนของระบบ basal ganglia มีความสัมพันธ์กับการสร้างนิสัยและเป็นนิวเคลียสประสาทหลักที่เชื่อมต่อกับความจำเชิงกระบวนวิธี
ส่วนการเชื่อมต่อแบบเร้าจาก CNS ส่วน afferent จะช่วยในการควบคุมการทำงานของวงจรประสาทใน basal ganglia
และโดยหลัก ๆ แล้ว  จะมีวิถีประสาทประมวลผลขนานกันคู่หนึ่งที่ออกจาก striatum
ซึ่งทำงานเป็นปฏิปักษ์กันในการควบคุมการเคลื่อนไหว
และเป็นส่วนที่เชื่อมต่อกับระบบที่ทำกิจอื่น ๆ ที่จำเป็นAlexander GE, Crutcher MD (1990). "Functional architecture of basal ganglia circuits; neural substrates of parallel processing". Trends Neurosci. 13: 266-271 

ในบรรดาวิถีประสาทขนานนั้น  วิถีประสาทหนึ่งเป็นการเชื่อมต่อโดยตรง  ส่วนอีกวิถีหนึ่งเป็นการเชื่อมต่อโดยอ้อม  และทั้งสองทำงานร่วมกันเป็นวงวนป้อนกลับ  (feedback loop)  โดยกิจ
คือมีวงจรป้อนกลับมาที่ striatum จากส่วนอื่น ๆ ของสมอง
รวมทั้งจากคอร์เทกซ์ในระบบลิมบิกซึ่งเป็นศูนย์อารมณ์, 
striatum ด้านล่าง  (ventral) ที่เป็นศูนย์รางวัล (reward-center), 
และเขตสั่งการสำคัญอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวHaber SN, Fudge JL, McFarland NR (2000). "Striatonigrostriatal pathways in primates form an ascending spiral from the shell to the dorsolateral striatum". J. Neurosci. 20: 2369-2382 
วงวนหลักที่มีบทบาทในทักษะการเคลื่อนไหวของความจำเชิงกระบวนการ  ปกติเรียกว่า cortex-basal ganglia-thalamus-cortex loop (วงวนคอร์เทกซ์-basal ganglia-ทาลามัส-คอร์เทกซ์)(1990) "Parent A. Extrinsic connections of the basal ganglia". Trends in Neurosci. 13: 254-258

striatum เป็นส่วนพิเศษในสมองเพราะไม่มีนิวรอนเกี่ยวข้องกับสารกลูตาเมตที่พบโดยทั่วไปทั้งสมอง
แต่กลับมีนิวรอนแบบยับยั้งแบบพิเศษเกี่ยวข้องกับสาร GABA ที่เรียกว่า  "medium spiny neuron" ในระดับความหนาแน่นสูงSmith, Y., Raju, D. V., Pare, J. F., Sidibe, M (2004). "The thalamostriatal system: a highly specific network of the basal ganglia circuitry". Trends Neurosci. 27: 520-527. 
วิถีประสาทขนานคู่ที่พูดถึง  ที่ดำเนินไปจากและกลับมาที่ striatum ก็มีนิวรอนพิเศษประเภทนี้เช่นกัน
นิวรอนเหล่านี้ทั้งหมดไวต่อสารสื่อประสาทต่าง ๆ  
และมีหน่วยรับความรู้สึก  (receptor) ต่าง ๆ ที่สมควรกับสารสื่อประสาทรวมทั้ง dopamine receptor (DRD1, DRD2), Muscarinic receptor (M4) และ Adenosine receptor (A2A)
มี interneuron อื่น ๆ ที่สื่อสารกับ spiny neuron ของ striatum ถ้ามีสารสื่อประสาท acetylcholine จาก somatic nervous system ซึ่งเป็นส่วนของระบบประสาทส่วนปลายที่สัมพันธ์กับการเคลื่อนไหวใต้อำนาจจิตใจผ่านกล้ามเนื้อโครงร่างZhou FM, Wilson CJ, Dani JA (2002). "Cholinergic Interneuron characteristics and nicotinic properties in the striatum". J. Neurobiol. 53: 590-605

ความเข้าใจปัจจุบันของกายวิภาคและสรีรภาพของสมองบอกเป็นนัยว่า  
สภาพพลาสติกของนิวรอนใน striatum เป็นเหตุที่ยังให้วงจรประสาทต่าง ๆ ใน basal ganglia สามารถสื่อสารกับโครงสร้างต่าง  ๆ
และทำกิจประมวลผลเกี่ยวกับความจำเชิงกระบวนวิธีKreitzer AC (2009). "Physiology and pharmacology of striatal neurons." Rev Neurosci. 32: 127-47.

ซีรีเบลลัม

thumb|right|ซีรีเบลลัมเป็นส่วนสีแดง
ซีรีเบลลัมมีบทบาทในการปรับปรุงการเคลื่อนไหวและในการปรับปรุงความคล่องแคล่วของการเคลื่อนไหวที่พบในทักษะเชิงกระบวนวิธีเช่นการวาดภาพ  การเล่นเครื่องดนตรี  และการเล่นกีฬา
ความเสียหายต่อสมองเขตนี้สามารถขัดขวางการเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหวใหม่ ๆ 
นอกจากนั้นแล้ว  ผลงานทดลองที่วัดการสัมพันธ์ในปี ค.ศ. 2008 พบว่า  เขตนี้มีบทบาทในการทำการเรียนรู้เชิงกระบวนวิธีให้สามารถเป็นไปได้โดยอัตโนมัติSaywell N, Taylor D (Oct 2008). "The role of the cerebellum in procedural learning - are there implications for physiotherapists’ clinical practice?". Physiother Theory practice. 24(5): 321 - 8 

ความคิดใหม่ ๆ ในวงวิทยาศาสตร์เสนอว่า  คอร์เทกซ์ส่วนซีรีเบลลัมอาจมีสิ่งที่สืบหากันมากที่สุดในเรื่องของระบบความจำ 
เป็นสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่า  "engram"  ซึ่งเป็นส่วนของระบบชีวภาพที่เก็บความจำ
คือ  ร่อยรอยความจำ  (memory trace) ในส่วนเบื้องต้นเชื่อกันว่ามีการสร้างขึ้นที่เขตนี้แล้วจึงส่งออกไปยังนิวเคลียสในสมองอื่น ๆ เพื่อการทำให้มั่นคง  (consolidation) โดยผ่านใยประสาทขนานของเซลล์ Purkinje cells ซึ่งอยู่ในซีรีเบลลัมNagao S, Kitazawa H. (Jul 2008) "Role of the cerebellum in the acquisition and consolidation of motor memory".  Brain Nerve 60 (7): 783-90

ระบบลิมบิก

ระบบลิมบิกเป็นกลุ่มเขตพิเศษต่าง ๆ ในสมองที่ทำงานร่วมกันในกระบวนการต่าง ๆ เกี่ยวกับอารมณ์  แรงจูงใจ  (motivation)  การเรียนรู้  และความจำ
มีความคิดในปัจจุบันว่า  ระบบลิมบิกมีกายวิภาคร่วมกับส่วนหนึ่งของ neostriatum ซึ่งได้รับเครดิตอยู่แล้วว่า  มีบทบาทสำคัญในการควบคุมความจำเชิงกระบวนวิธี.
แม้ว่าจะเชื่อกันมาก่อนว่าเป็นส่วนที่ทำกิจต่างกัน  เขตสำคัญในสมองที่ริมด้านหลังของ striatum กลับพบในปี ค.ศ. 2000 ว่ามีความสัมพันธ์กับความจำ  เป็นเขตที่เริ่มจะเรียกกันว่า marginal division zone (MrD)S.Y. Shu, X.M. Bao, C.Zhang, S.X. Li, W.Y. Chan, and D. Yew (2000). "A New Subdivision, Marginal Division, in the Neostriatum of the Monkey Brain". Biomedical and Life Sciences. 25(2). 

โปรตีนพิเศษที่เยื่อหุ้มเซลล์ที่สัมพันธ์กับระบบลิมบิกมีอยู่อย่างหนาแน่นในโครงสร้างที่สัมพันธ์กัน  และแพร่ไปทาง basal ganglia
พูดอย่างง่าย ๆ ก็คือ  การทำงานของเขตสมองที่มีการปฏิบัติการประสานกันเกี่ยวกับความจำเชิงกระบวนวิธี  จะสามารถติดตามได้โดยโปรตีนพิเศษที่เยื่อหุ้มเซลล์ที่สัมพันธ์กับระบบลิมบิกนี้  โดยใช้เทคนิคประยุกต์ของงานวิจัยทาง immunohistochemistry และทางอณูชีววิทยาSi Yun Shu, Xin Min Bao, Qun Ning, Yong Ming Wu, Jun Wang, Brian E. Leonard (2003). "New component of the limbic system; Marginal division of the neostriatum that links the limbic system to the basal nucleus of Meynert". Journal of Neuroscience Research. 71(5): 751-757

สรีรภาพ
โดพามีน

thumb|right|วิถีประสาทโดพามีนในสมองมีสีน้ำเงิน
โดพามีนเป็นสารควบคุมประสาท  (neuromodulator) อย่างหนึ่งที่รู้กันว่ามีบทบาทเกี่ยวกับความจำเชิงกระบวนวิธี
มีหลักฐานที่แสดงว่า  โดพามีนอาจจะมีอิทธิพลต่อสภาพพลาสติกของระบบความจำต่าง ๆ โดยปรับการประมวลผลของสมอง
เมื่อสถานการณ์สิ่งแวดล้อมเกิดการเปลี่ยนแปลง  ซึ่งทำให้บุคคลต้องเลือกพฤติกรรมที่จะทำ  หรือต้องทำการตัดสินใจหลาย ๆ อย่างโดยรวดเร็ว
เป็นสิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการการเดินหนที่ปรับตัวได้  (adaptive navigation)
ซึ่งช่วยให้เขตสมองต่าง ๆ สามารถทำการตอบสนองร่วมกันในสถานการณ์ใหม่ ๆ ที่มีสิ่งเร้าและองค์ประกอบต่าง ๆ ที่ไม่คุ้นเคย  และสามารถทำให้เกิดการปรับการตอบสนองทางพฤติกรรมให้เหมาะสมกับสถานการณ์ผ่านการเรียนรู้Mizumori SJ, Puryear CB, Martig AK. (2009). "Basal ganglia contributions to adaptive navigation". Behav Brain Res. 199(1) :32-42. Epub 2008 Nov 14 
วิถีประสาทโดพามีนมีอยู่กระจายทั่วไปในสมองซึ่งยังให้เกิดการประมวลผลแบบขนานในโครงสร้างต่าง ๆ มากมายโดยพร้อม ๆ กัน
ผลงานวิจัยในปัจจุบันระบุวิถีประสาทโดพามีนที่เชื่อมต่อ ventral tagmentum-เปลือกสมอง-ระบบลิมบิก (mesocorticolimbic pathway) ว่าเป็นส่วนที่มีบทบาทมากที่สุดในการเรียนรู้ที่เกิดรางวัล  (reward learning)  และที่ปรับสภาพของจิตZellner MR, Rinaldi R (2009). "How conditioned stimuli acquire the ability to activate VTA dopamine cells; A proposed neurobiological component of reward-related learning". Neurosci Biobehav Rev. Nov 12 2009

ที่ไซแนปส์
ผลงานวิจัยในปี ค.ศ. 2006 ช่วยอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความจำเชิงกระบวนวิธี  การเรียนรู้ และสภาพพลาสติกของไซแนปส์ในระดับโมเลกุล
งานวิจัยหนึ่งใช้สัตว์เล็ก ๆ ที่ไม่มีแฟ็กเตอร์การถอดรหัส (transcription factor) ตระกูล CREB ในระดับที่ปกติเพื่อตรวจดูการประมวลข้อมูลใน striatum ในระหว่างการเรียนรู้แบบต่าง ๆ 
แม้ว่าจะยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดี  ผลงานทดลองแสดงว่า  การทำงานของ CREB ที่ไซแนปส์จำเป็นเพื่อที่จะเชื่อมต่อการเรียนรู้  (acquisition)  กับการเก็บ  (storage)  ของความจำเชิงกระบวนวิธีPittenger C, Fasano S, Mazzocchi-Jones D, Dunnett SB, Kandel ER, Brambilla R. (2006). "Impaired bidirectional synaptic plasticity and procedural memory formation in striatum-specific cAMP response element-binding protein-deficient mice". J Neurosci. 2006 Mar 8. 26 (10): 2808-13.

โรคต่าง ๆ

การศึกษาเรื่องโรคต่าง ๆ เป็นสิ่งสำคัญในการสร้างความเข้าใจในระบบความจำต่าง ๆ 
เพราะว่า  ความสามารถและความบกพร่องทางความจำของคนไข้โรคต่าง ๆ มีบทบาทสำคัญในการแสดงว่า
ความจำระยะยาวจริง ๆ แล้วเป็นความจำประเภทต่าง ๆ กัน  หรือโดยเฉพาะก็คือ  เป็นความจำเชิงประกาศ  (declarative memory)  และความจำเชิงกระบวนวิธี (procedural memory)
นอกจากนั้นแล้ว  คนไข้ก็มีความสำคัญในการแสดงโครงสร้างต่าง ๆ ของสมองที่เป็นฐานเครือข่ายประสาทของความจำเชิงกระบวนวิธี

โรคอัลไซเมอร์และสมองเสื่อม

ผลงานวิจัยในปัจจุบันแสดงว่า  ปัญหาความจำเชิงกระบวนวิธีของคนไข้อัลไซเมอร์
อาจมีเหตุมาจากความเปลี่ยนแปลงในการทำงานของเอนไซม์ในเขตสมองที่ทำหน้าที่รวบรวมความจำเช่นเขตฮิปโปแคมปัส
เอนไซม์โดยเฉพาะที่มีบทบาทในความเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นเรียกว่า  acetylcholinesterase (AchE)
ซึ่งอาจจะได้รับผลกระทบจากแนวโน้มทางกรรมพันธุ์เกี่ยวกับหน่วยรับความรู้สึก (receptor) ที่อยู่ในสมองที่มีบทบาทในระบบภูมิคุ้มกัน  เป็นหน่วยรับความรู้สึกที่เรียกว่า  histamine H1 receptor
งานวิจัยเหล่านั้นพบด้วยว่า  สารสื่อประสาทต่าง ๆ คือโดพามีน เซโรโทนิน และ acetylcholine มีระดับที่ต่าง ๆ กันในซีรีเบลลัมของคนไข้
งานวิจัยในปี ค.ศ. 2008 เสนอความคิดว่า  ระบบฮิสตามีนอาจเป็นเหตุของความบกพร่องทางประชานที่พบในคนไข้  และของปัญหาความจำเชิงกระบวนวิธีที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากความผิดปกติทางจิต (psychopathology)Dere, A. Zlomuzica, D. L.A. Ruocco, T. Watanabe, A.G. Sadile, J.P. Huston and M.A. De Souza-Silva (2008). "Episodic-like and procedural memory impairments in histamine H1 Receptor knockout mice coincide with changes in acetylcholine esterase activity in the hippocampus and dopamine turnover in the cerebellum". Neuroscience. 157(3): 532-541.

Tourette syndrome
โรคในระบบประสาทกลางที่เรียกว่า   Tourette syndrome  (ความผิดปกติที่มีอาการกล้ามเนื้อกระตุกชนิดเคลื่อนไหวหลายชนิดร่วมกับชนิดเปล่งเสียง)  โดยคล้ายกับโรคเกี่ยวกับความจำเชิงกระบวนวิธีมากมายอื่น ๆ มีความเกี่ยวข้องกับความเปลี่ยนแปลงในเขตใต้คอร์เทกซ์ที่สัมพันธ์กันที่เรียกว่า  striatum
เขตนี้และวงจรประสาทอื่น ๆ ที่ทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดจาก basal ganglia ได้รับผลกระทบทั้งโดยโครงสร้างและโดยกิจในคนไข้โรคนี้  
บทความที่มีอยู่ในปัจจุบันเกี่ยวกับประเด็นนี้แสดงหลักฐานว่า  มีรูปแบบพิเศษหลายหลากของความจำเชิงกระบวนวิธี
โดยมีส่วนที่น่าสนใจว่า  รูปแบบความจำเชิงกระบวนวิธีที่มีผลกระทบมากที่สุดที่สามัญที่สุดของคนไข้ Tourette Syndrome
เป็นเรื่องเกี่ยวกับกระบวนการเรียนรู้ทักษะที่เชื่อมสิ่งเร้ากับการตอบสนองในช่วงการเรียนรู้ (เช่นใน  probabilistic classification task เช่นงานพยากรณ์อากาศ)Marsh R, Alexander GM, Packard MG, Zhu H, Peterson BS (2005). "Perceptual-motor skill learning in Gilles de la Tourette syndrome. Evidence for multiple procedural learning and memory systems". Neuropsychologia. 43(10):1456-65. Epub 2005 Feb 1.

เอชไอวี

ระบบประสาทต่าง ๆ ที่มีบทบาทในความจำเชิงกระบวนวิธีมักเป็นเป้าหมายของเชื้อเอชไอวี
โดยส่วน striatum เป็นโครงสร้างที่ได้รับผลอย่างเห็นได้ชัดที่สุดReger M, Welsh R, Razani J, Martin DJ, Boone Kb (2002). "A meta-analysis of the neuropsychological sequelae of HIV infection". Journal of the International Neuropsychological Society. 8: 410-424 
งานวิจัยที่ใช้ MRI แสดงความฝ่อในเขตใต้คอร์เทกซ์ส่วน basal ganglia และความผิดปกติของเนื้อขาว (white matter) ในเขตต่าง ๆ ที่สำคัญต่อทั้งความจำเชิงกระบวนวิธีและทักษะการเคลื่อนไหวChang L, Lee PL, Yiannoutsos CT, Ernst T, Marra CM, Richards T, et al. (2004). "A multicenter in vivo proton-MRS study of HIV-associated dementia and its relationship to age". Neuroimage. (23): 1336-1347 
งานวิจัยประยุกต์ที่ใช้งานทดสอบต่าง ๆ เพื่อตรวจสอบความจำเชิงกระบวนวิธีเช่น pursuit rotor, การวาดรูปดาวโดยดูในกระจก, และการพยากรณ์อากาศ (โดยความน่าจะเป็นของไพ่ที่แสดง) แสดงว่า
คนไข้เอชไอวีทำงานได้แย่กว่าคนปกติซึ่งบอกเป็นนัยว่า  สมรรถภาพที่แย่กว่าโดยทั่ว ๆ ไปในงานต่าง ๆ เกิดจากความเปลี่ยนแปลงเฉพาะอย่าง ๆ ในสมองที่เกิดจากโรคGonzalez R, Jacobus J, Amatya AK, Quartana PJ, Vassileva J, Martin EM (2008). "Deficits in complex motor functions, despite no evidence of procedural learning deficits, among HIV+ individuals with history of substance dependence". Neuropsychology. 22(6): 776-86.

โรคฮันติงตัน

thumb|left|FSPGR แบ่งหน้าหลัง (Coronal) ในสมองของคนไข้โรคฮันติงตัน
แม้ว่าจะเป็นโรคที่มีผลโดยตรงต่อเขต striatum ต่าง ๆ ของสมองที่ใช้ในความจำเชิงกระบวนวิธี
คนไข้โรคฮันติงตันโดยส่วนใหญ่กลับไม่แสดงปัญหาทางความจำเหมือนกับบุคคลอื่นที่มีโรคต่าง ๆ ในสมองที่มีผลต่อ striatumSprengelmeyer R, Canavan AG, Lange HW, Hömberg V (1995). "Associative learning in degenerative neostriatal disorders: contrasts in explicit and implicit remembering between Parkinson's and Huntington's diseases". Mov Disord. 10(1): 51-65. 
แต่ว่าในคนไข้ระยะท้าย ๆ จะมีความเสียหายต่อความจำเชิงกระบวนวิธีที่เกิดจากความเสียหายต่อวิถีประสาทสำคัญต่าง ๆ ที่ช่วยการสื่อสารระหว่างเขตต่าง ๆ ใต้เปลือกสมองข้างใน  (inner subcortical) กับเขตต่าง ๆ ใน prefrontal cortexSaint-Cyr JA, Taylor AE, Lang AE (1988). "Procedural learning and neostriatal dysfunction in man". Brain. 111(Pt 4): 941-59.

โรคย้ำคิดย้ำทำ
งานวิจัยที่ใช้การสร้างภาพในสมอง  (neuroimaging)  แสดงว่าคนไข้โรคย้ำคิดย้ำทำ (Obsessive compulsive disorder ตัวย่อ OCD) ทำงานต่าง ๆ ที่ทดสอบความจำเชิงกระบวนวิธีได้ดีกว่าเพราะว่ามีการทำงานเกินกว่าปกติที่สังเกตเห็นได้ในโครงสร้างต่าง ๆ ใน striatum โดยเฉพาะในวงจรประสาทที่เชื่อมกับสมองกลีบหน้า (frontostriatal circuit)
งานวิจัยเหล่านี้แสดงว่า  ความจำเชิงกระบวนวิธีของคนไข้ OCD ดีกว่าปกติในระยะการเรียนรู้เบื้องต้นRoth RM, Baribeau J, Milovan D, O'Connor K, Todorov C (2004). "Procedural and declarative memory in obsessive-compulsive disorder". J Int Neuropsychol Soc. 10(5): 647-54

โรคพาร์กินสัน

เป็นที่รู้กันแล้วว่าโรคพาร์กินสันมีผลต่อเขตสมองต่าง ๆ ในสมองกลีบหน้าโดยเฉพาะ
ข้อมูลวิทยาศาสตร์ปัจจุบันบอกเป็นนัยว่า  ปัญหาสมรรถภาพความจำที่เห็นได้ชัดในคนไข้  เกิดจากการควบคุมโดยวงจรวงจรประสาทที่เชื่อมสมองกลีบหน้ากับ striatum (frontostriatal circuit) ที่ผิดปกติSarazin M, Deweer B, Pillon B, Merkl A, Dubois B (2001). "Procedural learning and Parkinson disease: implication of striato-frontal loops". Rev Neurol. 157(12): 1513-8. 
คนไข้โรคพาร์กินสันบ่อยครั้งประสบความยากลำบากเกี่ยวกับเรื่องลำดับการกระทำที่ต้องใช้ในระยะการเรียนรู้Muslimovic D, Post B, Speelman JD, Schmand B (2007). "Motor procedural learning in Parkinson's disease". Brain. 130(Pt 11): 2887-97. Epub 2007 Sep 13. 
หลักฐานอื่น ๆ แสดงด้วยว่า  เครือข่ายประสาทต่าง ๆ ของสมองกลีบหน้ามีความเกี่ยวข้องกับกิจบริหาร  (executive function) และจะเกิดการทำงานเมื่อคนไข้ต้องทำงานบางอย่าง
ซึ่งแสดงว่า  frontostriatal circuit เป็นวงจรอิสระแต่สามารถทำงานร่วมกับเขตอื่น ๆ ในสมองซึ่งช่วยในกิจต่าง ๆ เช่นการใส่ใจ  คือการตั้งสมาธิSarazin M, Deweer B, Merkl A, Von Poser N, Pillon B, Dubois B (2002). "Procedural learning and striatofrontal dysfunction in Parkinson's disease". Mov Disord. 17(2): 265-73

โรคจิตเภท

งานวิจัยที่ใช้ MRI แสดงว่าคนไข้โรคจิตเภทที่ไม่ทานยารักษามี putamen ขนาดเล็กกว่าปกติ putamen เป็นส่วนของ striatum ที่มีบทบาทที่สำคัญยิ่งในความจำเชิงกระบวนวิธีLang DJ, Kopala lC, Smith GN, et al (1999). "MRI study of basal ganglia volumes in drug-naive first-episode patients with schizophrenia". Schizophr Res 36: 202. 
งานวิจัยอื่น ๆ พบว่า  คนไข้โรคจิตเภทมีการสื่อสารที่ไม่เหมาะสมระหว่าง basal ganglia กับส่วนรอบ ๆ extrapyramidal system  
ซึ่งรู้กันว่า  มีบทบาทอย่างใกล้ชิดกับระบบสั่งการ  (motor system) และการประสานการเคลื่อนไหวA Chatterjee, M Chakos, A Koreen, S  Geisler, B Sheitman, M Woerner, JM Kane J Alvir and Ja (1995). "Prevalence and clinical correlates of extrapyramidal signs and spontaneous dyskinesia in never-medicated schizophrenic patients". Am J Psychiatry. 152(12): 1724-9. 
ความเชื่อล่าสุดก็คือว่า  ปัญหาการทำกิจใน striatum ของคนไข้โรคจิตเภทไม่มีนัยสำคัญพอที่จะทำการเรียนรู้เชิงกระบวนวิธีให้เสียหายอย่างรุนแรง
แต่ว่า  ก็ยังมีหลักฐานที่แสดงว่า  ความเสียหายจะสำคัญพอที่จะสร้างปัญหาการพัฒนาทักษะจากการฝึกช่วงหนึ่งไปยังอีกช่วงหนึ่งSchérer H, Stip E, Paquet F, Bédard MA (2003). "Mild procedural learning disturbances in neuroleptic-naive patients with schizophrenia". J Neuropsychiatry Clin Neurosci. 2003 Winter. 15(1): 58-63.

ยา
โดยทั่ว ๆ ไปแล้ว  งานวิจัยเกี่ยวกับผลของยาต่อความจำเชิงกระบวนวิธียังมีน้อย
ซึ่งเป็นผลจากความจริงว่า  ความจำเชิงกระบวนวิธีเป็นความจำโดยปริยายและดังนั้นจึงยากที่จะทดสอบ
ไม่เหมือนกับความจำเชิงประกาศซึ่งชัดเจนกว่าและสามารถทดสอบได้ง่ายกว่าเพื่อกำหนดผลของยา

แอลกอฮอล์

แม้ว่าผลของแอลกอฮอล์จะได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางโดยเฉพาะต่อความจำชัดแจ้ง  แต่ก็ยังมีงานวิจัยน้อยงานที่ตรวจสอบผลของแอลกอฮอล์ต่อความจำเชิงกระบวนวิธี
งานวิจัยโดยพิเท็ลและคณะแสดงว่า  โรคพิษสุรา (alcoholism) ขัดขวางสมรรถภาพในการเรียนรู้ความรู้เชิงความหมายใหม่  ๆ
ในงานวิจัยนี้  แม้ว่าจะมีความรู้เชิงความหมายที่เกิดการเรียนรู้บ้าง  แต่ว่า  ทักษะที่เรียนรู้ผ่านความจำเชิงกระบวนวิธีจะไม่พัฒนาไปถึงระยะอัตโนมัติ
เหตุผลที่เป็นไปได้ของเรื่องนี้ก็คือ  คนไข้โรคพิษสุราใช้กลยุทธ์ในการเรียนรู้ที่แย่กว่าคนปกติPitel A. L., Witkowski T., Vabret F., Guillery-Girard B., Desgranges B., Eustache F., Beaunieux H. (2007). "Effect of episodic and working memory impairments on semantic and cognitive procedural learning at alcohol treatment entry". Alcohol Clin Exp Res  31(2): 238-48.

โคเคน

เป็นเรื่องที่ชัดเจนว่า  การเสพโคเคนเป็นระยะเวลานานเปลี่ยนแปลงโครงสร้างต่าง ๆ ในสมอง
ผลงานวิจัยแสดงว่า  โครงสร้างทางสมองที่เกิดผลโดยตรงกับการเสพโคเคนในระยะยาวก็คือ
มีเลือดไปเลี้ยงสมองต่ำกว่าปกติ  (hypoperfusion) ในสมองกลีบหน้า ในเขต periventricular และในเขตเชื่อมต่อกันของสมองกลีบขมับและสมองกลีบข้าง (temporal-parietal)Strickland, T. L., Mena, I., Villanueva-Meyer, J., Miller B. L., Cummings, J., Mehringer, C. M., Satz, P., & Myers, H. (1993). "Cerebral perfusion and neuropsychological consequences of chronic cocaine use". American Neuropsychiatric Association. 5: 419-427. 
ซึ่งล้วนแต่เป็นโครงสร้างที่มีบทบาทในระบบความจำต่าง ๆ 

นอกจากนั้นแล้ว  โคเคนยังทำให้เกิดผลที่ไม่น่าปรารถนาคือเข้าไปขัดขวางหน่วยรับความรู้สึกประเภท DRD1 dopamine receptor ใน striatum
มีผลให้เกิดระดับโดพามีนที่สูงขึ้นในสมอง 
หน่วยรับความรู้สึกเหล่านี้สำคัญต่อการทำความจำเชิงกระบวนวิธีให้มั่นคง
ระดับโดพามีนที่สูงขึ้นในสมองเนื่องจากการเสพโคเคนจะเหมือนกับที่พบในคนไข้โรคจิตเภทSerper, M. R., Bermanc, A., Copersinoa, M. L., Choub, J. C. Y., Richarmea, D., and Cancrob, R. (2000).  "Learning and memory impairment in cocaine-dependent and comorbid schizophrenic patients". Psychiatry Research. 93(1): 21-32 

มีงานวิจัยที่ได้เปรียบเทียบความบกพร่องทางความจำที่เหมือนกันในกรณีทั้งสองเพื่อที่จะทำความเข้าใจเกี่ยวกับเครือข่ายประสาทของความจำเชิงกระบวนวิธี
งานวิจัยหลายงานในหนูพบว่า  เมื่อให้โคนเคนระดับ trace (คือมีปริมาณน้อยมาก) กับหนู  ก็จะเกิดผลลบต่อระบบความจำเชิงกระบวนวิธี
คือโดยเฉพาะแล้ว  หนูจะไม่สามารถทำการเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหวให้มั่นคงWilluhn I, Steiner H. (2008). "Motor-skill learning in a novel running-wheel task is dependent on D1 dopamine receptors in the striatum". Neuroscience, April 22. 153(1): 249-58. Epub 2008 Feb 6. 
งานวิจัยต่อ ๆ มาแสดงว่า  การเว้นจากโคเคนมีความสัมพันธ์ต่อสมรรถภาพที่ดีขึ้นในการเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหวที่สามารถดำรงเสถียรภาพอยู่ได้นาน  (วิลเฟร็ดและคณะ) คือผลเสียต่อกายภาพที่เกิดจากการเสพโคเคนสามารถฟื้นตัวขึ้นได้บ้างเมื่อเลิกเสพ

Psychostimulants
ยาประเภท psychostimulant ทำงานโดยออกฤทธิ์ที่หน่วยรับความรู้สึกของโดพามีน  (dopamine receptor)  มีผลทำให้เกิดสมาธิที่สูงขึ้นหรือทำให้เกิดความสุข
การใช้ยาประเภท psychostimulant ยังแพร่หลายทั่วไปเพื่อการบำบัดรักษาต่าง ๆ  เช่นเพื่อโรคสมาธิสั้น
นอกจากนั้นแล้ว  ยังมีการใช้ยาประเภทนี้บ่อยครั้งเพิ่มขึ้นอีกด้วยในปัจจุบันในกลุ่มชนต่าง ๆ เช่นเด็กนักเรียนมหาวิทยาลัย (ในประเทศสหรัฐอเมริกา) เพื่อให้สามารถเรียนได้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
หรืออาจใช้เสพเพราะทำให้เกิดความสุขซึ่งเป็นผลข้างเคียงของยาMcCabe, S. E., Knight, J. R., Teter, C. J., Wechsler, H. (2004). "Non-medical use of prescription stimulants among US college students: prevalence and correlates from anational survey". Research Report. 

ผลงานวิจัยแสดงว่า  เมื่อไม่ได้ใช้โดยวิธีที่ไม่ควร  ยาประเภทนี้ช่วยในการเรียนรู้เชิงกระบวนวิธี
คือแสดงว่า  ยาเช่น d-amphetamine ช่วยลดเวลาการตอบสนอง
และเพิ่มระดับการเรียนรู้เชิงกระบวนวิธีเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม
และกับกลุ่มที่ให้ยาระงับอาการทางจิต เช่น haloperidol ทดสอบโดยงานเกี่ยวกับการเรียนรู้เชิงกระบวนวิธีต่าง ๆKumari, V., Gray, J.A., Corr, P.J., Mulligan, O.F., Cotter, P.A., Checkley, S.A. (1997). "Effects of acute administration of d-amphetamine and haloperidol on procedural learning in man". Journal of Psychopharmacology. 129(3): 271-276 
แม้ว่าความจำเชิงกระบวนวิธีจะดีขึ้นในกลุ่มที่ให้ยาประเภท psychostimulant ในระดับ trace (คือน้อยมาก)
นักวิจัยจำนวนมากก็ยังพบว่า  ความจำประเภทนี้จะเกิดปัญหาเมื่อใช้ยาผิด ๆToomey, R., Lyons, M. J., Eisen, S. A., Xian, Hong., Chantarujikapong, Sunanta., Seidman, L. J., Faraone, S., Tsuang, M. T. (2003). "A Twin Study of the Neuropsychological Consequences of Stimulant Abuse". Arch Gen Psychiatry. 60: 303-310. 
ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ให้ไอเดียว่า  สำหรับการเรียนรู้เชิงกระบวนวิธีในระดับที่ดีสุด  ระดับของโดพามีนจะต้องมีความสมดุล

การนอนหลับ
มีความชัดเจนว่า  การฝึกซ้อมเป็นกระบวนการที่สำคัญในการเรียนรู้ทักษะและการทำทักษะให้สมบูรณ์
โดยผลงานวิจัยที่มีมากว่า 40 ปีแล้ว  เป็นเรื่องที่ชัดเจนในทั้งมนุษย์และสัตว์ว่า  การสร้างความจำทุกประเภทเกิดการเพิ่มสมรรถภาพเพราะเหตุสภาวะในสมองที่มีในช่วงนอนหลับ
นอกจากนั้นแล้ว  มีหลักฐานแสดงอย่างสม่ำเสมอในมนุษย์ว่า การนอนช่วยกระบวนการสร้างความจำเชิงกระบวนวิธี
เพราะเหตุของกระบวนการทำความจำให้มั่นคง (consolidation)
โดยเฉพาะเมื่อมีการนอนหลับทันทีหลังจากระยะแรกของการสร้างความจำ  (คือการเรียนรู้)Karni, A., Tanne, D., Rubenstein, B.S., Askenasy, J.J., and Sagi, D. (1994). "Dependence on REM sleep of overnight improvement of a perceptual skill". Science. 265: 679-682.Gais, S., Plihal, W., Wagner, U., and Born, J. (2000). "Early sleep triggers memory for early visual discrimination skills". ''Nat. Neurosci. 3: 1335-1339.Stickgold, R., James, L., and Hobson, J.A. (2000a). "Visual discrimination learning requires sleep after training". Nat. Neurosci. 3: 1237-1238.Stickgold, R., Whidbee, D., Schirmer, B., Patel, V., and Hobson, J.A. (2000b). "Visual discrimination task improvement: A multi-step process occurring during sleep". J. Cogn. Neurosci. 12: 246-254.Walker, M.P., Brakefield, T., Morgan, A., Hobson, J.A., and Stickgold, R. (2002). "Practice with sleep makes perfect: Sleep dependent motor skill learning". Neuron. 35: 205-211. 

การทำความจำให้มั่นคงเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนความจำใหม่ ๆ จากสภาพที่ยังเปราะบางไปเป็นสภาพที่ทนทานมีเสถียรภาพยิ่งขึ้น
ก่อนหน้านี้  เชื่อกันมานานว่า  การทำความจำเชิงกระบวนวิธีให้มั่นคงเกิดขึ้นเพียงแค่เพราะเหตุแห่งกาลเวลาBrashers-Krug, T., Shadmehr, R., and Bizzi, E. (1996). "Consolidation in human motor memory". Nature. 382: 252-255.McGaugh, J.L. (2000). "Memory—A century of consolidation". Science. 287: 248-251. 
แต่งานวิจัยเร็ว ๆ นี้เช่นในปี ค.ศ. 2002 แสดงว่า  มีการเรียนรู้บางแบบที่กระบวนการทำความจำให้มั่นคงเกิดการเพิ่มสมรรถนะขึ้นเฉพาะในเวลานอนหลับเท่านั้นFischer, S., Hallschmid, M., Elsner, A.L., and Born, J. (2002). "Sleep forms memory for finger skills". Proc. Natl. Acad. Sci. 99: 11987-11991. 
แต่ว่า  สำคัญที่จะสังเกตว่า  ไม่ใช่การนอนหลับอย่างไรก็ได้ที่เพียงพอที่จะทำความจำนี้ให้ดี  ที่จะทำประสิทธิภาพของทักษะเมื่อรับการทดสอบภายหลังให้ดีขึ้น
และจริง ๆ แล้ว  ในประเด็นเรื่องทักษะการเคลื่อนไหว  มีหลักฐานที่แสดงว่า  ไม่ปรากฏสมรรถภาพที่ดีขึ้น  เมื่อการนอนเป็นแบบสั้น ๆ แบบ non-rapid eye movement (NREM ระยะ 2-4) เช่นการงีบหลับSiegel, J. M. (2001) . "The REM sleep-memory consolidation hypothesis". Science. 294(5544): 1058-1063. 

ส่วนการนอนหลับประเภท REM sleep ที่ติดตามระยะ slow-wave sleep (SWS คือระยะ 3-4 ซึ่งเป็นการหลับแบบ NREM ที่ลึกที่สุด)
พบว่าดีที่สุดในการเพิ่มสมรรถภาพของความจำเชิงกระบวนวิธี
โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามีในทันทีหลังจากการเรียนรู้ทักษะเบื้องต้น
คือโดยสรุปแล้ว  การนอนเต็มที่โดยไม่ขาดตอนทันทีหลังจากที่เรียนรู้ทักษะใหม่  จะทำให้เกิดการทำความจำให้มั่นคงที่ดีที่สุด
นอกจากนั้นแล้ว  ถ้าการนอนแบบ REM sleep เกิดการขาดตอน  ความจำเชิงกระบวนวิธีจะไม่ดีขึ้นKarni, A., Meyer, G., Rey-Hipolito, C., Jezzard, P., Adams, M.M., Turner, R., and Ungerleider, L.G. (1998). "The acquisition of skilled motor performance: Fast and slow experience-driven changes in primarymotor cortex". Proc. Natl. Acad. Sci. 95: 861-868. 
แต่ว่า  สมรรถภาพที่ดีขึ้นย่อมเกิดขึ้นถ้านอนหลังการฝึกไม่ว่าจะเป็นกลางคืนหรือกลางวัน  ตราบเท่าที่มี SWS ติดตาม REM sleep
และก็พบด้วยว่าสมรรถภาพที่เพิ่มขึ้นของความจำมีความเฉพาะเจาะจงต่อสิ่งเร้าที่ได้เรียนรู้
(เช่น  การเรียนรู้วิธีวิ่งจะไม่มีผลเป็นการขี่จักรยานที่ดีขึ้น)Mednick, S.C. et al. (2003). "Sleep-dependent learning: a nap is as good as a night". Nat. Neurosci. 6: 697-698. 
สมรรถภาพในการทำงาน Wff ’n Proof TaskSmith C. "REM sleep and learning: some recent findings". In: Moffit A, Kramer M, Hoffman H, (editors) (1993). The functions of dreaming. Albany: SUNY .Smith C, Fazekas A (1997). "Amount of REM sleep and Stage 2 sleep required for efficient learning". Sleep Res 26: 690. Smith C, Weeden K (1990). "Post training REMs coincident auditory stimulation enhances memory in humans". Psychiatr J. Univ Ott. 15 (2): 85-90.,
หอคอยแห่งฮานอยSmith CT, Nixon MR, Nader RS (2004). "Post training increases in REM sleep intensity implicate REM sleep in memory processing and provide a biological marker of learning potential". Learn Mem 11(6): 714-9.,
และการวาดรูปโดยมองเงากระจก (Mirror Tracing Task)Conway J, Smith C. "REM sleep and learning in humans: a sensitivity to specific types of learning tasks". In: Proceedings of the 12th Congress of the European Sleep Research Society. 1994. 
ล้วนแต่เกิดดีขึ้นหลังจากการนอนแบบ REM sleep

ไม่ว่าทักษะจะเรียนโดยจงใจ (คือด้วยความใส่ใจ  มีจิตสำนึก)  หรือว่าจะเรียนโดยปริยาย  ทั้งสองล้วนมีผลที่เกิดจากการทำความจำให้มั่นคงในภายหลัง
คือผลงานวิจัยบอกเป็นนัยว่า  ความสำนึกที่เป็นไปโดยชัดแจ้งและความเข้าใจถึงทักษะที่กำลังเรียนจะเพิ่มสมรรถภาพของการทำความจำเชิงกระบวนวิธีให้มั่นคงในช่วงที่หลับRobertson, E.M. et al. (2004). "Awareness modifies skill-learning benefits of sleep". Curr. Biol. 14: 208-212. 
ผลนี้ไม่ค่อยน่าแปลกใจ  เพราะว่าเป็นเรื่องที่ยอมรับกันโดยทั่วไปแล้วว่า  ความตั้งใจ  (intention)  และความสำนึก (awareness) ในช่วงระหว่างการเรียนเพิ่มสมรรถภาพความจำเกือบทุกประเภท

ภาษา
นักวิจัยที่ Dalhousie University พบในปี ค.ศ. 2010 ว่า
ภาษาพูดที่ใช้คำช่วยหรือคำเติมหลัง  (หรือปัจจัย  เช่นภาษาบาลี)  ไม่ได้ใช้ลำดับของคำเพื่อจะอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างคำประธานและผู้ถูกกระทำ  ต้องอาศัยความจำเชิงกระบวนวิธี
ส่วนภาษาที่ใช้ลำดับของคำต้องอาศัยความจำระยะสั้นเพื่อทำกิจเดียวกัน

เชิงอรรถและอ้างอิง