La grande capacità di memoria del nostro cervello sta forse alla base della nostra intelligenza, ma rimane ancora poco conosciuta. Alcuni scienziati stanno cominciando a fare chiarezza
La memoria è una funzionalità necessaria per poter sviluppare l’intelligenza. Pensiamo ai moderni calcolatori: il preistorico modello di von Neumann e anche il più recente modello Harvard sono basati semplicemente su di una unità aritmetico-logica,dei bus di collegamento e una (o più) area di memoria. Oggi i nostri PC sono sistemi molto complessi, ma lo schema di base è rimasto lo stesso: si mettono dei dati in memoria, il processore li prende, li elabora e li reinserisce in memoria. La definizione stessa di algoritmo impone l’esistenza di una memoria, da Wikipedia:
Un algoritmo è un procedimento che risolve un determinato problema attraverso un numero finito di passi elementari, chiari e non ambigui, in un tempo ragionevole.
Quindi si parla di un numero di passi, tipicamente dipendenti tra loro, che necessitano quindi di conoscere i risultati del passo che li precede. Quindi, a parte alcuni casi banali, nessun algoritmo sarebbe realizzabile senza memoria.
Modello di von Neumann, uno dei primi calcolatori teorizzati era basato su pochi elementi fondamentali tra cui una memoria
Sulla memoria poi si basa tutto il nostro meccanismo di apprendimento: senza memoria non si può imparare e nemmeno comunicare, banalmente non ci ricorderemo le parole da dire. Sicuramente l’intelligenza è legata alla memoria e alla sue duttilità, cioè alla capacità di creare nuovi ricordi e di eliminare quelli vecchi. Addirittura la vita non sarebbe possibile senza memoria: che cos’è il DNA se non la memorizzazione della struttura delle proteine che ci compongono?
Il DNA memorizza tutte le nostre informazioni biologiche: anche la vita è memoria
Spiegata l’importanza delle memoria, manca però un punto fondamentale, ovvero come funziona? C’è un grosso problema di fondo nello studio del nostro cervello: conosciamo discretamente bene la suo biochimica grazie alla biologia e alle neuroscienze; conosciamo le funzioni superiori come la memoria, la coscienza, le emozioni grazie alla psicologia e psichiatria. Ma non riusciamo a trovare il livello intermedio di collegamento tra questi due mondi. Mi spiego meglio: sappiamo che i neuroni si scambiano segnali elettrochimici, conosciamo bene le reazioni chimiche che provocano il trasporto dell’informazione; tuttavia non sappiamo se quell’impulso elettrica sia un panino al prosciutto, il viso del partner oppure un ricordo d’infanzia. Non sappiamo come i neuroni si organizzino per dare origine alla funzionalità cognitive superiori.
![Biologia: svelato il segreto della memoria](https://www.tuttotek.it/wp-content/uploads/2018/11/Neuron-featured-image.jpg)
Le funzioni cognitive superiori non possono essere spiegate a livello puramente biochimico. è necessario analizzare le sinapsi tra neuroni e la loro morfologia
Un team di ricercatori ha di recente ottenuto degli ottimi risultati analizzando i meccanismi legati alla memoria.
Memoria: scoperto il meccanismo nei moscerini
Un gruppo di scienziati dello Scripps Research Institute in Florida, coordinati da Jacob Berry, ha pubblicato su Cell Reports i risultati di una interessante ricerca sperimentale sui processi che permettono di creare ricordi o eliminarli dalla memoria.
La sperimentazione è avvenuta sui moscerini della frutta – molto utilizzati nella ricerca biologica perché facili da allevare in laboratorio e con un tasso di riproduzione molto elevato che accelera gli esperimenti, specialmente nel campo della genetica – di cui già conosciamo molto bene la struttura cerebrale. Gli insetti sono stati indotti ad associare una scossa elettrica ad uno specifico odore; una volta addestrati i moscerini evitavano l’odore perché nel loro cervello si era formato un ricordo decisamente poco felice. Grazie alle moderne tecniche di imaging ad alta risoluzione, i ricercatori hanno monitorato l’attività dei neuroni prima e dopo la formazione del ricordo, osservando nel dettaglio i meccanismi fisiologici associati a tale processo.
La drosofila o moscerino della frutta è un candidato ideale come punto di partenza per gli studi: ha un cervello semplice e ormai molto conosciuto
Dai dati è emerso che quando nella memoria del moscerino si forma un ricordo, un gruppo di neuroni si attiva che produce un particolare neurotrasmettitore (la dopamina) e che in contemporanea lo stesso gruppo di neuroni tendano a rimuovere un ricordo più vecchio. Per la prima volta si ha un riscontro diretto tra una funziona superiore e la biochimica dei neuroni. Il professor Berry spiega:
Pensiamo che questo sistema serva a rimuovere i ricordi che non sono importanti e che non dovrebbero necessariamente durare a lungo. Questo significa che ogni volta che impariamo qualcosa di nuovo, stiamo formando un nuovo ricordo, ma ne stiamo cancellando uno più vecchio: è un atto di bilanciamento molto importante che ci impedisce di sovraccaricarci.
L’ipotesi è che meccanismi molto simili avvengano anche nel cervello umano, dopotutto condividiamo gran parte del DNA con i moscerini della frutta quindi a livello biochimico siamo molto simili. Questo significa che presto assisteremo ad un hacking del cervello in pieno stile Ghost in the Shell? No di certo. Questo è solo l’inizio, il cervello è un sistema ancora sconosciuto e troppo complesso. Sicuramente le nuove scoperte ci portano sempre più vicini ad una soluzione al problema delle funzioni cognitive superiori, che tuttavia rimane ancora distante. Comprendere i processi che stanno alla base dei ricordi e della memoria può trovare applicazioni in campo medico, ad esempio nella cura del disturbo da stress post-traumatico, della demenza o altre forme di perdite della memoria. Inoltre può aiutare a perfezionare i modelli di machine learning ed intelligenza artificiale che stanno ormai prendendo piede in tantissimi settori.
Osservare i processi biochimici che coordinano i gruppi di neuroni è fondamentale per comprendere le funzioni superiori come la memoria
Come evolveranno le neuroscienze? Saremo davvero frutto delle sola chimica? Queste e tante altre curiosità dal mondo naturale potete trovarle nella nostra sezione scienze!
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