Dove si formano i ricordi e come facciamo a saperlo?

Senza i ricordi, saremmo persi. Sono i fili che tengono insieme le nostre vite, collegando chi eravamo a chi siamo.

Ma solo recentemente abbiamo messo insieme la straordinaria scienza del cervello che sta dietro di loro – una storia che comprende amnesici, palazzi della mente e carnevali fantasma.

Una delle nostre prime analogie per capire la memoria viene dall’antica Grecia, dove Platone paragonava i ricordi alle incisioni su una tavoletta di cera, e il suo allievo preferito, Aristotele, ha continuato a usare questo nei suoi scritti.

L’oblio, diceva Aristotele, si verificava nell’infanzia perché la cera era troppo morbida, e negli anziani perché era troppo dura.

Per lui, i ricordi non erano situati nel cervello, ma in tutto il corpo. Pensava che il cervello fosse presente solo per raffreddare il cuore caldo – la sede della nostra anima.

La tendenza a favorire il cuore rispetto al cervello continuò per secoli – in parte a causa del divieto della Chiesa di sezionare il cervello umano. Infatti, non è stato fino al 17° secolo che la gente ha cominciato a capire che il cervello aveva una qualche capacità di pensiero.

È stato il filosofo tedesco Hermann Ebbinghaus che ha aperto la strada al primo studio scientifico della memoria alla fine del 19° secolo. Non si preoccupava tanto di dove si trovassero i ricordi nel cervello, quanto di come funzionasse la memoria.

Nei suoi esperimenti più famosi, Ebbinghaus creò una lista di più di 2.000 parole senza senso, come ‘kaf’ o ‘nid’, che procedette a memorizzare e poi cercò di ricordare nel tempo. Ha scoperto che tendiamo a dimenticare in modo esponenziale – cioè, dimentichiamo molto subito dopo aver imparato, e poi dimentichiamo in modo più lento nel tempo.

Ha anche classificato tre tipi di memoria in psicologia: memoria sensoriale, memoria a breve termine e memoria a lungo termine – etichette che sono usate ancora oggi. Il tocco dei vestiti sulla pelle, l’odore di un falò. Se non ci occupiamo di quel ricordo, scompare per sempre. Ma se ci pensiamo un po’, lo spingiamo nella nostra memoria a breve termine.

Lo usiamo sempre senza rendercene conto. Per esempio, puoi capire cosa succede alla fine di questa frase solo perché ti ricordi cosa è successo all’inizio.

Si dice che la nostra memoria a breve termine ha una capacità di circa sette elementi, che possono essere tenuti nella mente per circa 15-30 secondi. Provare questi elementi sarebbe un modo per trasferirli nella memoria a lungo termine – il nostro magazzino apparentemente illimitato per immagazzinare i ricordi a lungo termine.

Teorie della mente

Nei decenni successivi, altri hanno continuato a far progredire la nostra comprensione della memoria. Uno dei più influenti fu uno psicologo britannico chiamato Frederic Bartlett.

Nel 1914, eseguì una serie di esperimenti in cui chiese agli studenti di leggere una storia e di ripeterla a memoria.

Analizzando come la storia si trasformava nel corso dei giorni, dei mesi e degli anni, avanzò la teoria (ora provata) che i ricordi sono ricostruzioni imperfette degli eventi. Disse che in realtà ricordiamo solo una piccola parte dell’osservazione originale, e riempiamo i vuoti con riferimenti culturali e conoscenze personali.

Ma nonostante il crescente riconoscimento del funzionamento della memoria umana, rimangono molte domande. Dove vengono immagazzinati i ricordi? Che aspetto ha un ricordo? Queste erano domande a cui lo psicologo americano Karl Lashley ha speso tutta la sua carriera cercando di rispondere.

I suoi esperimenti più importanti hanno coinvolto la ricerca di tracce di memoria all’interno di aree specifiche della corteccia cerebrale del ratto – lo strato esterno piegato del cervello che gioca un ruolo nella cognizione, nella percezione sensoriale, nel processo decisionale e in tutta una serie di altre funzioni chiave.

Dal 1935 in poi, ha danneggiato sistematicamente aree specifiche della corteccia prima o dopo che un ratto fosse addestrato a trovare la strada per uscire da un labirinto. Ma non importava quale parte del cervello fosse stata rimossa, i ratti continuavano a ricordare come uscire dal labirinto meglio dei ratti che non erano mai stati addestrati in primo luogo.

Lashley ha concluso che la nostra capacità di imparare e ricordare deve essere distribuita in molte parti del cervello invece di trovarsi in una singola regione.

Un paziente in particolare si dimostrò fondamentale per questa idea: un giovane di nome Henry Molaison.

Avendo sofferto di gravi attacchi epilettici per la maggior parte della sua vita, Molaison accettò un drastico trattamento sperimentale. Nel 1953, i chirurghi praticarono dei fori nel suo cervello e aspirarono le aree responsabili delle crisi – una regione a forma di cavalluccio marino su entrambi i lati del cervello chiamata ippocampo

L’operazione è stata un successo in quanto ha ampiamente curato le sue crisi, ma Molaison è stato lasciato con profonda amnesia, incapace di creare nuovi ricordi a lungo termine.

Tuttavia, Molaison poteva ricordare la maggior parte del suo passato fino a qualche anno prima dell’operazione. Si scoprì in seguito che poteva anche formare ricordi procedurali, un tipo di memoria a lungo termine responsabile di sapere come fare qualcosa, come andare in bicicletta.

I problemi di memoria di Molaison hanno dimostrato che l’ippocampo era vitale nella creazione della maggior parte dei nuovi ricordi, ma che i ricordi stessi erano memorizzati altrove nel cervello.

I ricercatori, tra cui la neuroscienziata Prof Suzanne Corkin, hanno continuato a testare Molaison regolarmente nel corso dei successivi 46 anni – anche se per Molaison, ogni giorno hanno parlato era come il primo. “È una cosa divertente”, ha detto Molaison a Corkin. “Si vive e si impara. Io vivo e tu impari.”

Anche se Molaison è stato determinante nel convincere la comunità dei ricercatori che la memoria non era responsabilità di una sola regione del cervello, non ha risposto alla domanda su come si forma un ricordo.

I neuroni che sparano insieme, cablano insieme

Nel 1906, Camillo Golgi e Santiago Ramón y Cajal avevano ricevuto congiuntamente il premio Nobel per i progressi nelle tecniche di colorazione delle cellule che hanno dimostrato l’anatomia di un neurone.

Grazie al loro lavoro, gli scienziati sapevano che c’erano milioni di neuroni nel cervello che si passano messaggi tra loro sotto forma di impulsi elettrici. Quando un impulso raggiunge l’estremità di un neurone, provoca il rilascio di messaggeri chimici chiamati neurotrasmettitori, che passano attraverso il divario, o sinapsi, e si agganciano a un neurone vicino.

Questo rende il secondo neurone più o meno probabile a sparare il suo stesso impulso. Ma come questi neuroni formassero ricordi a lungo termine era ancora un mistero

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• Esperimento chiave
• Timeline

Questo rimase il caso fino al 1949, quando Donald Hebb pubblicò una delle teorie più influenti delle neuroscienze del secolo scorso. Scrisse che due cellule cerebrali che sono ripetutamente attive nello stesso momento tenderanno a diventare “associate”.

La loro anatomia e fisiologia cambieranno in modo da formare nuove connessioni o rafforzare quelle esistenti. L’attività in uno, ha detto, faciliterà successivamente l’attività nell’altro. Lo si trova spesso riassunto come “neuroni che sparano insieme, cablano insieme”.

In parole povere, se due concetti, per esempio l’odore di una rosa e il suo nome, stimolano ripetutamente i loro neuroni nel cervello allo stesso tempo, quei neuroni cambieranno forma e rafforzeranno quella connessione.

I neuroni associati all’odore di una rosa ora stimoleranno più probabilmente i neuroni responsabili del suo nome

Questo, ha detto Hebb, è il processo che è alla base dello stoccaggio dei ricordi a lungo termine. Tali ricordi resistono perché sono ormai una parte unica della vostra architettura neuronale. Più sono richiamati, più il ricordo diventa forte e permanente.

All’incirca nello stesso periodo, il chirurgo canadese Wilder Penfield ha dimostrato come la stimolazione di parti della corteccia possa evocare un ricordo.

Si stava operando su persone con epilessia che erano sveglie durante l’intervento. Mentre operava una donna, stimolò un’area sovrapposta all’ippocampo, all’interno della corteccia.

La sua paziente parlò: “Credo di sentire una madre che chiama il suo bambino da qualche parte, sembra essere qualcosa che è successo anni fa nel quartiere dove vivo.”

Penfield stimolò di nuovo il punto, e ancora una volta la voce della madre gridò. Spostò lo stimolo un po’ più a sinistra, e improvvisamente la donna sentì altre voci. Era notte fonda, disse, e venivano da un carnevale.

“Ci sono molti grandi carri che usano per trasportare gli animali”.

Le piccole scosse di attività applicate da Penfield sembravano riportare in vita ricordi dimenticati da tempo – come se si mettesse mano a un album polveroso e si scegliesse una foto a caso.

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• Come gli psichedelici influenzano il cervello? Tuttavia, grazie alla professoressa Elizabeth Loftus, allora all’Università di Washington, sappiamo che il nostro ricordo non è sempre accurato.

  Negli anni 90, ha dimostrato che falsi ricordi possono essere impiantati nella mente delle persone. Ha convinto le persone di falsi soffocamenti, quasi annegamenti, persino di possessioni demoniache. Ha dimostrato che la stanchezza, le droghe e il basso quoziente intellettivo possono influenzare la probabilità che qualcuno sia a rischio di formare falsi ricordi.

  

  Il suo lavoro ha rivelato qualcosa di straordinario: che i nostri ricordi, una volta formati, non sono fissi. Ogni volta che recuperiamo un ricordo, rafforziamo i percorsi neurali che lo hanno creato, e così facendo, rafforziamo e consolidiamo quel ricordo in modo che diventi più stabile nella nostra mente.

  Ma per un breve periodo durante questo processo di recupero, la nostra memoria diventa malleabile – siamo in grado di rimodellarla e, a volte, contaminarla.

  L’ippocampo: dove si formano i ricordi

  Con l’avanzare delle tecniche di imaging, la ricerca si è concentrata ancora una volta a individuare dove nel cervello vengono memorizzati i ricordi. Ora sappiamo che l’ippocampo entra in azione per incollare insieme diversi aspetti di una singola memoria.

  Infatti, quando le persone cercano di imparare nuove associazioni e di richiamarle in seguito, coloro il cui ippocampo ha generato la maggior attività durante l’apprendimento delle associazioni sono i migliori a richiamarle in futuro.

  È come se le avessero incollate meglio in primo luogo.

  

  Mettendo insieme tutti i pezzi del puzzle, i ricercatori pensavano di avere una teoria abbastanza buona della memoria: hanno supposto che tutte le informazioni in arrivo vengono brevemente elaborate nella corteccia, prima di convergere nell’ippocampo.

  L’ippocampo passa in rassegna le nuove informazioni, decidendo quanto siano “importanti” (in sostanza, sembra qualcosa che valga la pena ricordare?), e poi, se necessario, le codifica nel cervello formando nuove sinapsi.

  Con il tempo, i neuroni che rappresentano questo ricordo migreranno nella corteccia per la memorizzazione a lungo termine, le loro connessioni si rafforzano ogni volta che accediamo al ricordo.

  Tuttavia, metodi avanzati per la registrazione e la manipolazione dell’attività cerebrale hanno recentemente ribaltato questa teoria.

  Nel 2017, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology, guidati da Takashi Kitamura, hanno dimostrato che i ricordi a breve e lungo termine si formano in realtà contemporaneamente.

  Il team di Kitamura ha utilizzato nuove tecniche che hanno coinvolto l’optogenetica, che è un modo di accendere e spegnere le cellule usando la luce, insieme all’etichettatura di singole cellule di memoria. Il team ha addestrato i topi a temere una particolare camera dando loro una piccola scossa elettrica quando vi entravano.

  Immediatamente dopo l’addestramento, i ricercatori sono stati in grado di vedere i ricordi della scossa formarsi sia nell’ippocampo che nella corteccia prefrontale, un’area appena dietro la fronte.

  Tuttavia, le cellule di memoria nella corteccia prefrontale erano silenziose. Una traccia della memoria era sicuramente lì, però – quando il team stimolava artificialmente queste cellule, il topo si bloccava, proprio come faceva quando le cellule di memoria dell’ippocampo erano attive e quando il topo incontrava naturalmente la camera.

  Piuttosto che la memoria migrava gradualmente dall’ippocampo alla corteccia, sembrava fosse già lì. Nel corso di due settimane, le cellule di memoria della corteccia hanno cambiato forma e attività e alla fine sono diventate attive da sole quando i topi hanno incontrato la camera, a quel punto le cellule di memoria ippocampali sono diventate silenziose.

  

  Metodi così sofisticati per analizzare il cervello umano continueranno ad aiutarci a capire la memoria sana, così come ciò che accade quando è devastata dalla malattia.

  L’Alzheimer rimane la principale causa di demenza, colpendo più di mezzo milione di persone nel Regno Unito. La malattia distrugge le connessioni vitali tra i neuroni, portando alla perdita di memoria e alla confusione. Nonostante i nostri migliori sforzi, non c’è ancora una cura.

  Ci sono, tuttavia, modi in cui è possibile migliorare la vostra memoria. Una ricerca della professoressa Eleanor Maguire dell’University College di Londra ha dimostrato che il cervello dei migliori memorizzatori del mondo non è diverso anatomicamente da quello di chiunque altro: i campioni della memoria fanno semplicemente uso di un’antica tecnica chiamata “metodo dei loci”.

  Per ricordare un gran numero di elementi, disponeteli intorno a un “palazzo mentale”. Questo può essere qualsiasi luogo che conosci bene. Per richiamare gli oggetti, basta ripercorrere il percorso e raccoglierli.

  È un trucco che rende più facile ricordare qualsiasi cosa in un secondo momento. Prova tu stesso: si scopre che chiunque può essere un super memorizzatore.

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  • Questo articolo è apparso per la prima volta nel numero 314 della rivista BBC Focus