La formazione e il recupero della memoria umana sono tra i processi più affascinanti e complessi del nostro cervello. Una ricerca condotta dai ricercatori di prestigiose istituzioni come l’Università della California, Harvard Medical School, e Cedars-Sinai Medical Center ha approfondito un meccanismo chiave alla base di questi processi: la precessione della fase theta.
I risultati dello studio, pubblicati su Nature Human Behaviour, offrono nuove prospettive su come i segnali neurali siano coinvolti nel consolidamento e nel richiamo dei ricordi
La fase theta e la precessione: cosa sono?
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La precessione di fase è un fenomeno in cui il tempo in cui specifici neuroni si attivano cambia rispetto a un ritmo cerebrale di fondo.
Quest’ultimo è noto come ritmo theta.
Questo ritmo è fondamentale per vari processi cognitivi, inclusa la memoria, e si manifesta come un’oscillazione lenta nel cervello che coordina l’attività neuronale. Studi precedenti avevano suggerito che la precessione di fase potrebbe avere un ruolo nella memoria, ma finora mancava una conferma sperimentale diretta in ambito umano.
Nel loro studio, i ricercatori hanno osservato che la precessione della fase theta si attiva soprattutto durante la creazione di nuovi ricordi o il richiamo di eventi specifici.
La tempistica dell’attivazione dei neuroni cambia dinamicamente mentre i partecipanti guardano clip di film. Questa attività è stata scelta per simulare l’esperienza quotidiana di memorizzazione e recupero delle informazioni.
L’esperimento: collegare memoria e attività neuronale
Per condurre questo esperimento, gli scienziati hanno reclutato ventidue pazienti affetti da epilessia farmacologicamente resistente, nei quali era possibile monitorare direttamente l’attività neuronale. Durante lo studio, i partecipanti hanno visionato brevi filmati contenenti “confini di eventi,” ossia momenti chiave in cui si verificano cambiamenti significativi nel contesto. Questo approccio è stato scelto per imitare il modo in cui il cervello umano elabora e organizza le esperienze vissute.
I ricercatori hanno registrato l’attività del singolo neurone nel lobo temporale mediale dei partecipanti durante la fase di codifica e durante il recupero dei ricordi. L’obiettivo era verificare se i neuroni si attivassero in modo sincrono con i ritmi theta e se tali cambiamenti nella tempistica fossero associati alla precisione della memoria dei partecipanti.
I risultati sono stati sorprendenti. La precessione della fase theta era evidente sia durante la codifica iniziale dei ricordi che durante il recupero. In particolare, si è osservato che la forza di questo fenomeno prevedeva con precisione la qualità della memoria dei partecipanti, soprattutto in relazione all’ordine degli eventi.
La precessione theta e la precisione della memoria
Uno degli aspetti più innovativi dello studio è la correlazione tra la precessione della fase theta e l’accuratezza della memoria. Quando i partecipanti ricordavano in modo accurato l’ordine degli eventi osservati nei filmati, la precessione di fase era più forte. Questo suggerisce che il cervello utilizza questo meccanismo di sincronizzazione per collegare temporalmente diversi aspetti di un’esperienza, facilitando il recupero preciso delle informazioni immagazzinate.
In altre parole, il cervello non si limita a immagazzinare informazioni, ma le collega in modo tale da poterle recuperare nel giusto ordine cronologico. Questo aspetto è fondamentale per la memoria episodica.
Parliamo cioè di un tipo di ricordo che ci permette di richiamare non solo cosa è successo, ma anche quando e in quale sequenza gli eventi si sono svolti.
Implicazioni dello studio
La possibilità di monitorare la precessione della fase theta in tempo reale fornisce agli scienziati uno strumento potente per studiare come il cervello organizza le informazioni.
Questo potrebbe avere applicazioni pratiche nella comprensione dei disturbi della memoria, come l’Alzheimer.
Potrebbe altresì essere d’aiuto nella progettazione di interventi che migliorino le capacità di recupero della memoria.
Il prossimo passo, secondo i ricercatori, sarà indagare come il cervello integri informazioni da diverse modalità sensoriali, come suoni e immagini, per creare ricordi coerenti. Inoltre, studieranno come la precessione della fase theta supporta il consolidamento a lungo termine dei ricordi. Questo potrebbe portare a nuove strategie per migliorare l’apprendimento e la memoria.