Come l'apprendimento attivo migliora la memoria

Una nuova ricerca fornisce prove cliniche che avere un certo controllo sul modo in cui si acquisiscono nuove informazioni migliora significativamente la capacità di ricordarle.

Lo studio, sulla rivista Nature Neuroscience, offre anche un primo sguardo alla rete di strutture cerebrali che contribuiscono a questo fenomeno.

"Avere un controllo attivo su una situazione di apprendimento è molto potente e stiamo iniziando a capire perché", ha detto il professore dell'Università dell'Illinois Neal Cohen, che ha condotto lo studio con il ricercatore post-dottorato Joel Voss.

"Intere aree del cervello non solo si accendono, ma si connettono anche funzionalmente quando esplori attivamente il mondo."

Lo studio si è concentrato sull'attività in diverse regioni del cervello, compreso l'ippocampo, situato nei lobi temporali mediali del cervello, vicino alle orecchie.

I ricercatori sanno da decenni che l'ippocampo è vitale per la memoria, in parte perché coloro che perdono la funzione dell'ippocampo a causa di malattie o lesioni perdono anche la capacità di formare e conservare completamente nuovi ricordi.

Ma l'ippocampo non agisce da solo. Robuste connessioni neurali lo legano ad altre importanti strutture cerebrali e il traffico su queste autostrade di dati scorre in entrambe le direzioni.

Gli studi di risonanza magnetica funzionale (fMRI), che tracciano il flusso sanguigno nel cervello, mostrano che l'ippocampo è funzionalmente connesso a diverse reti cerebrali, regioni distinte del cervello che lavorano in tandem per svolgere compiti critici.

Per capire meglio come queste regioni del cervello influenzano l'apprendimento attivo rispetto a quello passivo, Voss ha progettato un esperimento che richiedeva ai partecipanti di memorizzare una serie di oggetti e le loro posizioni esatte in una griglia sul monitor di un computer.

Uno schermo grigio con una finestra rivelava solo un oggetto alla volta. I soggetti "attivi" dello studio hanno utilizzato il mouse del computer per guidare la finestra per visualizzare gli oggetti.

"Potevano ispezionare tutto ciò che volevano, come volevano, in qualsiasi ordine per tutto il tempo che volevano, e gli è stato semplicemente detto di memorizzare tutto sullo schermo", ha detto Voss.

Gli studenti "passivi" hanno visto un replay dei movimenti della finestra registrati in una prova precedente da un soggetto attivo.

Quindi ai partecipanti è stato chiesto di selezionare gli elementi che avevano visto e posizionarli nella loro corretta posizione sullo schermo. Dopo una prova, i soggetti attivi e passivi hanno cambiato ruolo e hanno ripetuto l'attività con una nuova serie di oggetti.

Lo studio ha rilevato differenze significative nell'attività cerebrale negli studenti attivi e passivi. Coloro che avevano il controllo attivo sulla finestra di visualizzazione erano significativamente migliori dei loro coetanei nell'identificare gli oggetti originali e le loro posizioni, hanno scoperto i ricercatori.

Ulteriori esperimenti, in cui i soggetti passivi utilizzavano un mouse che si muoveva ma non controllava la finestra di visualizzazione, stabilirono che questo effetto era indipendente dall'atto di muovere il mouse.

Per identificare i meccanismi cerebrali che hanno migliorato l'apprendimento nei soggetti attivi, i ricercatori hanno ripetuto le prove, questa volta testando individui che avevano amnesia - una malattia caratterizzata da una compromissione nell'apprendimento di nuove informazioni - a causa del danno dell'ippocampo.

Con sorpresa dei ricercatori, questi partecipanti non sono riusciti a trarre vantaggio dal controllo attivo della finestra di visualizzazione.

"Questi dati suggeriscono che l'ippocampo ha un ruolo non solo nella formazione di nuova memoria, ma forse anche negli effetti benefici del controllo volontario sulla memoria", hanno scritto i ricercatori.

L'imaging cerebrale (mediante fMRI) di soggetti giovani sani impegnati negli stessi test di apprendimento attivo e passivo ha rivelato che l'attività ippocampale era più elevata nel cervello dei soggetti attivi durante questi test.

Diverse altre strutture cerebrali erano anche più impegnate quando il soggetto controllava la finestra di visualizzazione e l'attività in queste regioni del cervello era più sincronizzata con quella dell'ippocampo rispetto alle prove passive.

I ricercatori hanno scoperto che l'attività nella corteccia prefrontale dorsolaterale, nel cervelletto e nell'ippocampo (vedi cartone animato) era più alta e più altamente coordinata nei partecipanti che hanno ottenuto buoni risultati con il richiamo spaziale. L'aumento dell'attività nel lobo parietale inferiore, nella corteccia parahippocampale e nell'ippocampo (vedi fumetto) corrispondeva a migliori prestazioni nel riconoscimento dell'oggetto.

"Ecco," disse Cohen, "il nostro amico l'ippocampo fa un'apparizione molto evidente nell'apprendimento attivo."

Le nuove scoperte mettono in discussione le idee precedenti sul ruolo dell'ippocampo nell'apprendimento, ha detto Voss. È una sorpresa, ha detto, che altre regioni del cervello che sono note per essere coinvolte nella pianificazione e nella strategia, ad esempio, "non possono fare molto a meno che non possano interagire con l'ippocampo".

Piuttosto che essere un giocatore passivo nell'apprendimento, l'ippocampo "è più come una parte integrante di un sistema di guida aereo", ha detto Voss.

"Hai tutte queste informazioni sulla velocità, hai un obiettivo di destinazione e ogni millisecondo sta acquisendo informazioni su dove sei diretto, confrontandole con dove devi andare, correggendole e aggiornandole."

Fonte: University of Illinois