IL MAGAZZINO DELLA MEMORIA A BREVE TERMINE Quando tentiamo di ricordare un numero di telefono che ci è stato appena dettato, il nome di una persona da poco presentata o la lista delle cose da comprare al supermercato, attingiamo a un particolare scompartimento del magazzino della memoria dove le informazioni vengono registrate temporaneamente: la memoria a breve termine. Come è capitato di verificare più volte, la quantità di ricordi che possiamo tenere a mente per un breve periodo è limitata e le tracce mnestiche immagazzinate nella memoria a breve termine sono labili e facilmente cancellabili. In questo magazzino, infatti, possono soggiornare al massimo una dozzina di informazioni per un periodo che può andare da pochi secondi fino a qualche minuto. A questo punto le tracce vengono perse oppure definitivamente trasferite nella memoria a lungo termine dove, grazie a una condizione più stabile, possono essere mantenute per lunghi periodi (in taluni casi per sempre). Si ricordi però che in questo caso le tracce, per non andare perdute, devono essere ripescate e mantenute in esercizio In questa sezione del laboratorio, attraverso alcuni test di neuropsicologia, si potranno mettere alla prova la capacità del nostro magazzino della memoria a breve termine, e sperimentare anche come aumenta la difficoltà nel registrare le informazioni nel caso in cui intervengano dei fattori di disturbo. Spostandoci nella dimensione della biologia, esploreremo i processi fisiologici e molecolari che traducono un esperienza in una traccia mnestica: in questo modo ci spingeremo fino alla dimensione fisica della memoria per vedere come un immagine mentale della realtà venga registrata e impressa nella rete neuronale. Dalla storia di uno dei più conosciuti casi clinici nelle neuroscienze, il paziente H.M., guarderemo alle sedi delle memoria, a quelle parti dell encefalo che immagazzinano le informazioni e trasformano la memoria da breve a lungo termine. Ma esiste realmente la scatola dei nostri ricordi? NEUROPSICOLOGIA Span visivo UNA PICCOLA PROVA Esistono varie prove per saggiare le capacità di memorizzare. Una di queste, molto semplice, è disponibile per chiunque voglia cimentarsi. Basta mettersi insieme: uno espone dei cartelli dove sono scritti dei numeri, delle lettere o meglio delle figure, oppure legge dei numeri ad alta voce, l'altro cerca di ripeterli subito dopo, nello stesso ordine. Si può cominciare con una serie di quattro numeri, poi via via provare con serie più lunghe. Qui di seguito, per comodità, diamo uno schemino. Ma ognuno può, naturalmente, scriversi dei numeri propri (cercando però di evitare delle serie che facilitino una memorizzazione, come 2, 4, 6, 8; 3, 5, 7, 9, ecc.). Si possono fare varie prove, e trarre poi una memoria dalle varie ripetizioni. Solitamente un individuo riesce a ricordare al più 7-8 numeri. 1
Provate voi... 6 9 5 1 7 4 8 0 6 4 2 9 5 7 1 3 5 0 4 9 7 2 9 6 4 1 8 3 7 5 4 2 3 8 0 1 5 9 7 Se colui che guida il gioco chiede di ripetere i numeri a distanza di 10 minuti, il compagno potrà essere in grado di farlo, a seconda di ciò che avrà fatto nel frattempo. Se il tempo viene ritardato a 30 minuti, è probabile che li abbia dimenticati. Vi è stato un periodo di tempo durante il quale i numeri sono ricordati e poi vi è un altro periodo durante il quale sono dimenticati, ma non vi è nulla di inevitabile in ciò. Supponiamo che i numeri abbiano formato un numero telefonico, che fosse importante da ricordare: le probabilità sono che mezz'ora dopo la sequenza venga ancora ricordata. Vi sono due classi di "voci": quelle ricordate per un brevissimo periodo di tempo e poi dimenticate, e quelle conservate più a lungo. Approfondimento teorico: Memoria e l oblio. Interferenza proattiva e retroattiva. ( pdf) Span visivo Dalla pratica alla teoria Con l esperimento dello span visivo hai messo alla prova la tua capacità di memoria iconica, in particolare la quantità di informazioni di tipo visuo-spaziali che riesci a trattenere nel magazzino della memoria recente. Se si guarda per breve tempo una matrice contenente parecchie lettere o numeri, è possibile ricordare con esattezza alcuni elementi della matrice. Lo span di memoria visivo si identifica con il numero di elementi correttamente ricordati in sequenza. Questo tipo di ricordo è dovuto probabilmente alle brevi immagini postume retiniche registrate dopo l esposizione agli stimoli visivi. A differenza di quanto accade con l apprendimento, in cui le informazioni permangono in memoria per un lungo periodo di tempo, nel caso della memoria iconica la precisione del ricordo diminuisce con estrema rapidità, anche in meno di un secondo. Si può aumentare il periodo di permanenza del ricordo nella memoria visiva con vari accorgimenti, per esempio aumentando la luminosità dello stimolo visivo. In ogni caso, le informazioni ricordate con precisione utilizzando la memoria iconica si cancellano con la stessa velocità con cui decadono le immagini postume visive. Quindi la memoria a breve termine visiva può dipendere da una variazione fisica transitoria che ha luogo a livello dei recettori sensoriali della retina. 2
George Armitage Miller, uno studioso del fenomeno, nel 1956 pubblicò un lavoro sul magico numero sette sostenendo che siamo in grado di ospitare nel nostro magazzino della memoria 7 più o meno 2 elementi di informazione. I suoi avversari del tempo, però, lo contestarono sostenendo che è possibile ricordare molto più di sette elementi con le risorse della memoria a breve termine. Allora Miller modificò la sua teoria e introdusse il concetto di chunk, ovvero di raggruppamento: il chunk è una unità composta da più elementi. Quindi se devi ricordare un numero di 10 cifre, per esempio il numero 1298546774, puoi tradurlo in chunk 12, 9, 85, 4, 67, 7, 4 e il gioco è fatto! Approfondimento teorico: Strategie di memoria visuo-spaziali. Lo span di memoria visivo. ( pdf) Trigrammi Nel 1959, i due studiosi Peterson e Peterson hanno utilizzato un semplice esperimento per dimostrare il processo di decadimento dell informazione: hanno chiesto a dei volontari di memorizzare dei trigrammi senza senso (gruppi di tre lettere che non formavano né delle parole né parti di una parola, per esempio: CSI, UTV, ecc.). Subito dopo la presentazione di ciascun gruppo di tre lettere, veniva chiesto ai volontari di svolgere un altro compito (es. contare all indietro partendo da una cifra prefissata, per es. 276) che aveva lo scopo di interferire con la memorizzazione del trigramma (il compito di contare all indietro impegna la memoria di lavoro al punto da impedire la ripetizione del trigramma). Questo compito di disturbo durava da tre fino a diciotto secondi. Al termine veniva chiesto ai volontari di ricordare il trigramma. Per esempio, compariva il trigramma TVK, il volontario cominciava a memorizzarlo e subito dopo doveva contare indietro dalla cifra 341, per tre secondi. Poi compariva un altro trigramma con il compito di disturbo che durava per un tempo più lungo, sei secondi, e così via. Gli ideatori dell esperimento hanno trovato che la probabilità di ricordare il trigramma è inversamente proporzionale alla durata dell intervallo di tempo con cui si presenta il disturbo: cioè la probabilità che il ricordo sia corretto è alta dopo tre secondi, ma diviene quasi nulla dopo diciotto. Puoi facilmente ripetere il gioco, ovviamente con qualche compagno, e verificare se i risultati da te ottenuti coincidono più o meno con quelli dei due ricercatori. Trigrammi Dalla pratica alla teoria Leggiamo un numero di telefono e neanche a farlo apposta nello stesso istante qualcuno suona alla porta. Non facciamo in tempo ad andare a rispondere che ci siamo già dimenticati il numero. Una situazione spiacevole e non più di tanto inconsueta che mette in dubbio la nostra capacità di memoria! 3
Nell esperimento dei trigrammi, messo a punto da Peterson e Peterson nel 1959, abbiamo vissuto una circostanza analoga che fa scivolare nell oblio anche i ricordi neonati della memoria a breve termine. Ci siamo resi conto che non è così semplice e banale memorizzare un trigramma e lo è ancora meno se contemporaneamente siamo disturbati da altre azioni come il dover contare all indietro: maggiore è la durata del disturbo, maggiore è la difficoltà di ricordare il trigramma. Quindi il tempo gioca un ruolo fondamentale nel mantenere integre le tracce mnestiche senza farle decadere. Vi sono poi altri elementi che interferiscono nella nostra capacità di tenere in memoria delle informazioni. Secondo la teoria dell interferenza i ricordi più remoti possono inibire quelli più recenti (ad esempio è più semplice ricordarsi il nome di una canzone già conosciuta che quella sentita il giorno prima) e viceversa quelli recenti possono interferire con quelli passati. Perché si dimentica? Perché non riusciamo a tenere in memoria tutte le informazioni che arrivano ai nostri sensi? L oblio comporta uno smarrimento spontaneo del ricordo o semplicemente una difficoltà a ripescarlo? La teoria sull oblio più accreditata valuta che in realtà i ricordi non vengano completamente rimossi ma piuttosto rimaneggiati, rimodellati e che il ricordo non scompaia ma sia più o meno accessibile. In questo modo possiamo interpretare le difficoltà a ricordare come una difficoltà a ripescare le tracce nel magazzino affollato della memoria. Escludendo i casi di smarrimento delle esperienze vissute in seguito a incidenti, traumi cranici o patologie (in questo caso si parla di amnesia, vedi il paziente H. M. o la malattia di Alzheimer), l oblio è di fatto una condizione naturale e una buona strategia di sopravivenza: sarebbe difficile immagazzinare tutte le informazioni che ci arrivano ed inoltre rischieremmo di essere vittime di diverse battaglie tra ricordi in conflitto tra di loro! Approfondimento teorico: Memoria e l oblio. Interferenza proattiva e retroattiva. ( pdf) BIOLOGIA La biologia della memoria In quale modo l uomo riesce a immagazzinare esperienze o pensieri per poi evocarli quando ne ha bisogno? Come funziona la memoria a livello cellulare? Quali sono le molecole che lavorano per i nostri ricordi? Se potessimo viaggiare nei meandri della nostro cervello, scopriremmo che nella rete intricata di oltre 100 miliardi di cellule nervose che lo costituiscono, è in continuo funzionamento un sofisticato macchinario fatto di organelli e membrane, recettori e canali ionici, neurotrasmettitori e messaggeri, molecole di DNA e RNA 4
eccetera. Grazie a questa macchina le informazioni acquisite dall esterno vengono tradotte in codice e quindi registrate nel magazzino della memoria. In questi ultimi anni si stanno compiendo dei grandi progressi nello studio dei meccanismi molecolari e cellulari che vengono innescati nei processi di memorizzazione e apprendimento. Un grosso contributo è stato dato da Eric Kandel e da Seymour Benzer, i quali hanno studiato la memoria rispettivamente nell Aplysia la lumaca di mare e nella Drosophlyla melanogaster il moscerino della frutta. Grazie a questi studi sono stati identificati parte dei processi molecolari e genetici che intervengono a livello del circuito nervoso e, in particolare nel momento della trasmissione delle informazioni nella sinapsi, la struttura di giunzione tra due cellule nervose. Approfondimento teorico: Le stanze della memoria. La biologia della memoria ( pdf) Approfondimento teorico: I neuroni (htm) Approfondimento teorico: Le suddivisioni del sistema nervoso (htm) MEDICINA Il famoso caso del paziente H. M. Ciascuno di noi custodisce una scatola dei ricordi dove conservare oggetti e pensieri di un passato più o meno lontano. Ma lo stesso vale per la mente? Possiamo dire che l esperienze appena vissute vengano depositate sotto forma di tracce in una parte del cervello, e da qui successivamente cancellate oppure trasferite in un deposito più capiente e sicuro? Dove risiedono i ricordi recenti? E dove quelli passati? Per far luce sugli intricati sistemi che nel cervello controllano e conservano le varie forme di memoria, neurobiologi e clinici hanno preso in esame con tecniche di indagine, diagnostiche e psicologiche, varie forme di amnesia che insorgono in seguito a traumi cranici o interventi chirurgici. Uno dei casi clinici più famosi nelle neuroscienze è quello di un paziente che nominiamo con le sue iniziale: il paziente H.M. All età di 27 anni H. M. viene sottoposto a un intervento di rimozione bilaterale di una parte del lobo temporale che comprende l ippocampo e l amigdala. Da quel giorno per H.M. la vita cambia radicalmente: il tempo sembra essersi fermato; il calendario segna eternamente 1953; l età anagrafica non si muove dai 27 anni quando in realtà quella biologica ne compie 76. Incapace di formare ricordi duraturi, H. M. vive con quei ricordi ormai consolidati degli eventi vissuti prima dell operazione. Per esempio non è in grado di ricordare un lavoro svolto dieci minuti prima (amnesia anterograda), ma ricorda benissimo momenti ed esperienze dell infanzia. Dal quadro neuropsicologico del paziente, è chiaro che la regione temporale asportata non è la scatola della memoria, ma la regione in cui le esperienze appena vissute vengono acquisite e consolidate come conoscenze dichiarative che in una successiva fase saranno memorizzate altrove. L ippocampo, una delle parti più antiche del nostro cervello, non corrisponde quindi alla scatola anatomica dei ricordi. Metaforicamente possiamo paragonarla a un magazziniere pronto a ricevere le esperienze della vita 5
quotidiana e a registrarle in tracce della memoria a breve termine, per poi smistarle altrove nelle sedi della memoria a lungo termine (presumibilmente nella corteccia cerebrale). In realtà non c è un luogo preciso deputato alla memoria delle cose passate: esistono diversi livelli e sedi dell estesa rete di neuroni che viene impegnata in quest attività, e diverse forme di memoria che possono agire più o meno simultaneamente. Approfondimento teorico: Le stanze della memoria. Il famoso caso del paziente H. M. ( pdf) 6