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La serie Sherlock usata per studiare il funzionamento della memoria

Ogni ricordo lascia un’impronta nel cervello, ed una ricerca sta cercando di studiare questo fenomeno, con l’aiuto della serie televisiva Sherlock.

Benedict Cumberbatch nella serie TV Sherlock

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Janice Chen, un’esperta della neuroscienza cognitiva presso la Johns Hopkins University di Baltimora si sta dedicando ad uno studio sul funzionamento della memoria che cerca di capire come il nostro cervello “vede” i ricordi, e per farlo è ricorsa alla serie Sherlock della BBC, quella che ha lanciato le carriere di Benedict Cumberbatch e Martin Freeman.

Con l’aiuto di uno scanner cerebrale, la dottoressa Chen traccia l’attività del cervello degli spettatori mentre guardano il primo episodio della serie e poi lo descrivono. Lo studio è stato riportato da Helen Shen in un articolo intitolato “How to see a memory” (“Come vedere un ricordo”), nel quale racconta che Janice Chen ha sentito mille interpretazioni diverse di una scena in particolare che si vede all’inizio di Uno studio in rosa, il pilot della serie: quella in cui Sherlock Holmes parla con Molly (Louise Brealey) nell’obitorio subito dopo aver preso a frustate un cadavere. Pare che alcuni trovino l’atteggiamento del detective troppo scortese, altri invece lo scusano dicendo che lui non si rende affatto conto che la donna stava nervosamente facendo un avance. Questo è solo uno degli esempi di come ciascuno dei soggetti ricordi ed interpreti differentemente la stessa scena, ma nell’analizzare i dati dello scan cerebrale raccolti durante ciascuna sessione, Chen ed i suoi colleghi hanno scoperto che, nonostante tale differenza, i cervelli di tutte le persone coinvolte mostravano schemi comportamentali molto simili.

Negli ultimi anni sono stati fatti enormi progressi nello studio sul processo di formazione della memoria individuale, come questa venga organizzata ed in che modo ci faccia interagire con gli altri. Dividendo in categorie diverse i neuroni di alcuni roditori, ad esempio, sono stati localizzati i circuiti associati al ricordo di stimoli dolorosi, e si è potuto riattivare i percorsi cerebrali che fanno riemergere quel particolare tipo di ricordo. Negli uomini, poi, sono stati identificate le tracce di particolari ricordi che hanno rivelato alcuni dei modi in cui il cervello li organizza e collega tra di loro per aiutare l'attività mnemonica.

L’importanza di queste scoperte sta nel fatto che potrebbero essere d’aiuto in futuro per spiegare il perché dei problemi di memoria che appaiono in tarda età o all’insorgere di alcune malattie. Queste rilevazioni possono anche aiutare a sviluppare nuovi e migliori metodi d’apprendimento. Lo studio che ha sfruttato la famosa serie TV britannica, inoltre, rappresenta un notevole salto in avanti dalle tecniche usate in precedenza, che erano in grado solamente di identificare in maniere generica l’ubicazione ed i meccanismi della memoria.

Il progresso delle tecnologia di diagnostica per immagini applicate all’attività cerebrale stanno fornendo ai ricercatori mezzi sempre più accurati per studiare tante dinamiche cognitive. La più usata è la risonanza magnetica, che visualizza non i singoli neuroni, ma macchie di attività in varie aree del cervello. Col passare del tempo, però, questo strumento è arrivato a permette di isolare singoli modelli di comportamento, che si estendono in tutto il cervello, quando una persona cerca di ricordare un’esperienza particolare. Questo ha segnato una delle rivoluzioni più importanti nel campo della neuroscienza cognitiva (ambito di studi nato negli anni ‘70), a detta di un neuroscienziato dell’University of Pennsylvania, Michael Kahana. Infatti questa scoperta ha permesso di realizzare un procedimento di analisi che raccoglie i dati delle risonanze magnetiche accumulati mentre il soggetto studiato osserva foto di persone famose, località e oggetti diversi, e poi li immette in un software in grado di identificare i singoli processi associati con lo studio di ciascuna di quelle categorie di immagini.

Quando poi le persone, sotto osservazione con scanner cerebrale, elencano le cose che riescono a ricordare, gli impulsi specifici di ogni categoria di neuroni associati con quell’attività mnemonica riappaiono momentaneamente; per esempio, se la persona si ricorda una celebrità e sta per dirne il nome, si riattivano i neuroni in una zona particolare della corteccia cerebrale che è preposta all’elaborazione dell’immagine delle facce.

Le immagini delle scansioni durante lo studio di Janice ChenHDJanice Chen
Le scansioni dei cervelli dei gruppi di spettatori mentre guardavano la puntata di Sherlock e mentre la raccontavano in seguito.

È da questo studio che è disceso quello “sherlockiano” di Janice Chen, nel quale il suo gruppo di ricercatori ha scoperto che c’erano modelli di comportamento dei neuroni diversi per ognuna delle 50 scene tratte dall’episodio pilota mostrate ai soggetti studiati. Questi modelli erano talmente dettagliati che a volte si riusciva a capire, solo dal gruppo di neuroni coinvolti e dalla loro attività, se nella scena in questione si vedesse o meno Sherlock, o se era una sequenza ambientata in spazi chiusi o aperti.

Vicino all’ippocampo e in molti altri centri di elaborazione dati del cervello, i ricercatori hanno riscontrato lo stesso tipo di dinamiche neuronali durante il racconto dell’episodio da parte delle varie persone, anche se ciascuno di loro raccontava in maniera diversa ciò che aveva visto. Addirittura, questa somiglianza nelle singole attività cerebrali esisteva anche nel cervello di persone che non avevano visto l’episodio, ma lo raccontavano sulla base di ciò che avevano sentito dire da altri. Commenta la dottoressa Chen:

È stato sorprendente vedere che c’è la stessa impronta quando persone diverse ricordano la stessa scena, descrivendola con parole proprie, ricordandola in qualsiasi modo volessero.

Un primo piano della neuroscienziata Janice ChenJanice Chen - Johns Hopkins University
La neuroscienziata Janice Chen

Tali risultati suggeriscono che i nostri cervelli - anche nelle regioni preposte alle attività più importanti e delicate della memoria, del pensiero e della cognizione complessa - possono essere organizzati in maniera più simile, tra persone diverse, di quanto si pensasse in passato. E questi progressi della neuroscienza cognitiva sono tutti figli delle primissime intuizioni, ormai vecchie di un secolo, che riguardano lo studio delle tracce che i ricordi lasciano nel nostro cervello.

Engramma, la traccia di un ricordo

Ogni ricordo lascia una traccia fisica che si chiama engramma, ed è un’entità che da sempre sfugge allo studio degli scienziati. Uno dei primi che si è interessato agli engrammi fu lo psicologo americano Karl Lashey nel 1916, che usava un metodo discutibile e brutale con i topi: li faceva correre in un labirinto molto semplice finché non lo memorizzavano, distruggeva un pezzo della loro corteccia cerebrale (la parte più superficiale del cervello) e poi li rimetteva nel labirinto. Spesso riuscivano a ritrovare la strada, ma nonostante lo psicologo avesse portato avanti per anni questo studio, non riuscì mai a capire dove risiedessero davvero i ricordi dei topi. “Sono arrivato a credere che imparare [l’ubicazione dell’engramma] sia semplicemente impossibile”, avrebbe poi detto nel 1950.

Gli avanzamenti successivi della scienza hanno portato a concludere che la memoria è un processo distribuito in tutto il cervello, e che ad ogni categoria di attività mnemonica corrisponde una zona diversa dello stesso. Alcune strutture fondamentali nell’elaborazione dei ricordi, come l’ippocampo, sono situate addirittura fuori della corteccia cerebrale (e Lashley quindi non li aveva proprio considerati nei suoi esperimenti). Adesso si ritiene che alcune particolari esperienze provochino l’attivazione di gruppi di cellule in queste zone specifiche del cervello, facendo cambiare loro la propria espressione genica, stimolando la creazione di nuove connessioni ed alterando la forza dei legami preesistenti: tutte queste dinamiche servono ad archiviare un ricordo. Ed allora quando rammentiamo un evento, questi neuroni si riattivano nello stesso punto, facendo ripartire la stessa catena di attività associata all’esperienza passata.

lo studio della memoria condotto da Janice Chen tramite la visione della serie TV SherlockJanice Chen
Altre immagini che spiegano lo studio "sherlockiano" di Janice Chen e del suo gruppo di ricercatori.

I topi da laboratorio sono, purtroppo per loro, sempre il mezzo attraverso il quale provare le diverse teorie, e nei decenni passati su di essi sono stati condotti molti tipi diversi di esperimenti volti a manipolare la memoria: di volta in volta si etichettavano, attivavano o silenziavano neuroni specifici per cercare di localizzare quali di essi erano preposti a creare un singolo ricordo. Ma tutto questo filone di ricerche ha permesso di capire solo in parte il mistero dell’engramma.

Il passo successivo è stato creare ricordi a piacimento, obiettivo raggiunto al MIT nel 2012 dal gruppo di Susumu Tonegawa: manipolando geneticamente le cellule cerebrali dei topi, i ricercatori hanno “etichettato” i neuroni attivi con una proteina sensibile alla luce; poi, somministrando una serie di shock elettrici agli animali, hanno stimolato la risposta di neuroni che spegnevano quella proteina, permettendo di capire quali erano le cellule che costituiscono il ricordo. Così, usando la luce laser, facevano riattivare quei neuroni e costringevano i topi a rivivere lo spiacevole ricordo. In seguito sono stati in grado di innestare il ricordo (o meglio, l’engramma) di una gabbia sicura in cui i topi scappavano quando ricevevano altri stimoli dolorosi. Altri studi di diversi gruppi hanno dimostrato che una tecnica simile è utile per individuare e bloccare un singolo ricordo.

Tutti i collaboratori di Janice Chen per lo studio sulla memoria alla Johns Hpkins UniversutyHDJanice Chen
Il gruppo di ricercatori che ha lavorato allo studio sulla memoria di Janice Chen alla Johns Hopkins University

Tutte queste ricerche sono ancora lontane dallo svelare l’intero funzionamento ed ubicazione degli engrammi, ma segnano comunque un progresso notevole. E se poi il progresso della scienza può sfruttare anche metodi piacevoli come quelli di guardare una delle serie TV più amate, ci sembra ancora più entusiasmante!

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