Il neurone dei Simpson: il ricordo come re-play

Che cosa succede nel nostro cervello quando ricordiamo spontaneamente un filmato visto pochi minuti prima? Secondo quanto dimostrato in uno studio pubblicato su Science, singoli neuroni dell’ippocampo e aree adiacenti che si attivano durante la visualizzazione e la memorizzazione del filmato, tornano a scaricare cinque minuti dopo, quando il soggetto ricorda ciò che ha visto. Si tratterebbe in parole povere di una riattivazione neurale specifica, generata internamente.
Per dimostrarlo Itzhak Fried e colleghi del Department of Neurosurgery della University of California, hanno reclutato 13 pazienti affetti da epilessia intrattabile.
L’unica maniera di aiutare questi pazienti, quando i farmaci non sono utili, è quella di rimuovere chirurgicamente l’area cerebrale responsabile degli attacchi. Per individuarla con precisione e ridurre al minimo l’ablazione, si impiantano piccoli elettrodi nel cervello che consentono di registrare l’attività elettrica anche di singole cellule o piccoli gruppi di cellule.
A questi sfortunati pazienti, con gli elettrodi impiantati nel cranio, sono stati presentati dei piccoli filmati di 5-10 secondi: video clip musicali, personaggi famosi, spezzoni di telefilm, e anche uno stralcio di un episodio dei Simpson.
Le registrazioni hanno riguardato l’attività di più di 850 unità neurali localizzate nell’ippocampo e in aree circostanti del lobo temporale mediale e hanno evidenziato la presenza di una risposta altamente selettiva di una o più cellule a uno o più dei filmati proposti. Ovvero l’attività neurale di queste cellule mostrava un aumento significativo rispetto alla baseline in risposta a filmati precisi.
Questa attività continuava da 1 a 5 secondi dopo che il clip era terminato, e cessava quando cominciava un nuovo filmato.
Cinque minuti dopo è stato chiesto ai pazienti di ricordare i piccoli filmati visionati.
E' stato così possibile osservare che le stesse cellule, la cui attività era cresciuta durante la visualizzazione di un particolare clip, si riattivavano quando il medesimo clip "tornava in mente". La riattivazione si verificava 1,5 secondi prima che i pazienti cominciassero a riportare verbalmente ciò che ricordavano del clip e persisteva per 10 secondi o più.
Questi risultati suggeriscono non solo che le cellule dell’ippocampo umano e della corteccia entorinale rispondono selettivamente a specifici stimoli contenuti nei filmati, ma anche che esse vengono internamente riattivate quando i clip sono recuperati liberamente in memoria. In altre parole si occupano di codificare qualche aspetto del filmato, ma sono anche coinvolte nella generazione di una rappresentazione interna dello stesso, che ne permette la rievocazione in assenza di uno stimolo sensoriale proveniente dall’ambiente esterno. Praticamente recuperare in memoria si traduce in una sorta di re-play dell’evento.
Ovviamente non esiste un neurone dei Simpson, cioè un neurone che risponda selettivamente a “un cartone animato americano che fa ridere, pieno di personaggi gialli”. Non solo non sappiamo esattamente a quali stimoli contenuti nei brevi firmati la singola cella abbia risposto, ma sappiamo che sicuramente la stessa cellula non è la sola responsabile della codifica e del ricordo del clip. Essa rappresenta piuttosto uno dei molti nodi di una rete neurale diffusa che, nella sua totalità e complessità, codifica e ricorda.
Inoltre la stessa cellula contribuisce senz'altro alla codifica e al ricordo di altri stimoli ambientali e soltanto la limitatezza di quelli sperimentali (48 piccoli clip) ha consentito l'osservazione della risposta differenziale.
Essendo trascorsi solo 5 minuti dalla memorizzazione al recupero in memoria, lo studio non chiarisce se questo processo di riattivazione neurale si verifichi soltanto nella fase di consolidamento a breve termine o riguardi anche l’immagazzinamento a lungo termine.
Ma la vera grande domanda senza risposta è un'altra: cosa "decide" internamente la riattivazione dei neuroni ippocampali? Cosa la consente e cosa eventualmente la impedisce?

Uno dei due video associati allo studio è presente su You Tube.