Una nuova ricerca rileva che i ricordi sono "georeferenziati"

I ricercatori hanno scoperto che le cellule cerebrali codificano le informazioni spaziali con "geotag" che vengono attivati ​​immediatamente prima che quei ricordi vengano richiamati.

Scienziati dell'Università della Pennsylvania e dell'Università di Friburgo affermano che il loro lavoro mostra come le informazioni spaziali vengono incorporate nei ricordi e perché il ricordo di un'esperienza può riportare rapidamente alla mente altri eventi accaduti nello stesso luogo.

"Questi risultati forniscono la prima prova neurale diretta per l'idea che il sistema di memoria umana tagga i ricordi con informazioni su dove e quando si sono formati e che l'atto di richiamo implica il ripristino di questi tag", ha detto Michael Kahana, Ph.D. , professore di psicologia alla Penn's School of Arts and Sciences.

Kahana ei suoi colleghi hanno condotto a lungo ricerche su pazienti con epilessia a cui sono stati impiantati elettrodi nel cervello come parte del loro trattamento. Gli elettrodi catturano l'attività elettrica in tutto il cervello mentre i pazienti partecipano agli esperimenti dai loro letti d'ospedale.

Per questo studio, ai pazienti è stato chiesto di giocare a un videogioco su un computer accanto al letto che prevedeva le consegne ai negozi in una città virtuale.

Ai partecipanti è stato dato il tempo per esplorare liberamente la città e conoscere l'ubicazione dei negozi. Quando il gioco è iniziato, i partecipanti sono stati istruiti solo su dove fosse la loro prossima fermata, senza che gli fosse detto cosa stavano offrendo. Dopo aver raggiunto la loro destinazione, il gioco avrebbe rivelato l'oggetto che era stato consegnato e quindi avrebbe dato al partecipante la tappa successiva.

Dopo 13 consegne, lo schermo è diventato vuoto e ai partecipanti è stato chiesto di ricordare il maggior numero possibile di oggetti consegnati.

Secondo i ricercatori, ciò ha permesso loro di correlare l'attivazione neurale associata alla formazione di memorie spaziali - le posizioni dei negozi - e il richiamo di ricordi episodici - gli elementi che erano stati consegnati.

“Una sfida nello studio della memoria in contesti naturalistici è che non possiamo creare un'esperienza realistica in cui lo sperimentatore mantiene il controllo e può misurare ogni aspetto di ciò che il partecipante fa e vede. La realtà virtuale risolve questo problema ", ha detto Kahana.

"Far giocare questi pazienti ai nostri giochi ci consente di registrare ogni azione che intraprendono nel gioco e di misurare le risposte dei neuroni sia durante la navigazione spaziale che successivamente durante il richiamo verbale."

Chiedere ai partecipanti di richiamare gli articoli che hanno consegnato al posto dei negozi che hanno visitato ha permesso ai ricercatori di testare se i loro sistemi di memoria spaziale venivano attivati ​​anche quando si accedeva ai ricordi episodici. La natura simile a una mappa dei neuroni associati alla memoria spaziale ha reso possibile questo confronto, hanno spiegato i ricercatori.

"Durante la navigazione, i neuroni nell'ippocampo e nelle regioni limitrofe possono spesso rappresentare la posizione virtuale del paziente all'interno della città, un po 'come un dispositivo GPS del cervello", ha detto Kahana. "Queste cosiddette" cellule di luogo "sono forse l'esempio più eclatante di un neurone che codifica una rappresentazione cognitiva astratta."

Utilizzando le registrazioni cerebrali generate mentre i partecipanti navigavano nella città, i ricercatori sono stati in grado di sviluppare una mappa neurale che corrispondeva al layout della città.

Mentre i partecipanti passavano da un particolare negozio, i ricercatori hanno correlato la loro memoria spaziale di quella posizione con il modello di attivazione cellulare del luogo registrato. Per evitare di confondere i ricordi episodici degli articoli consegnati con la memoria spaziale della posizione di un negozio, i ricercatori hanno escluso i viaggi che erano direttamente da o verso quel negozio quando lo posizionavano sulla mappa neurale.

Con le mappe delle attivazioni delle cellule del luogo in mano, i ricercatori sono stati in grado di fare riferimenti incrociati alle memorie spaziali di ogni partecipante mentre accedevano ai loro ricordi episodici degli oggetti consegnati.

Quello che hanno scoperto è che i neuroni associati a una particolare regione della mappa si attivavano immediatamente prima che un partecipante chiamasse l'oggetto che era stato consegnato a un negozio in quella regione.

"Ciò significa che se ci fosse stato dato solo il luogo in cui le attivazioni cellulari di un partecipante, potremmo prevedere, con una precisione migliore del caso, l'oggetto che stava ricordando", ha detto Kahana.

"E anche se non possiamo distinguere se questi ricordi spaziali stiano effettivamente aiutando i partecipanti ad accedere ai loro ricordi episodici o se stiano solo arrivando per la corsa, stiamo vedendo che l'attivazione cellulare di questo luogo gioca un ruolo nei processi di recupero della memoria".

Ricerche precedenti sulla cognizione umana e animale hanno suggerito che l'ippocampo ha due ruoli distinti: il ruolo del cartografo, che tiene traccia delle informazioni sulla posizione per la memoria spaziale; e il ruolo dello scriba, che registra eventi per la memoria episodica, notano i ricercatori.

Il loro esperimento fornisce un'ulteriore prova che questi ruoli sono intrecciati, dicono.

"La nostra scoperta che il richiamo spontaneo di un ricordo attiva il suo geotag neurale suggerisce che le funzioni della memoria spaziale ed episodica dell'ippocampo sono intimamente correlate e possono riflettere un'architettura funzionale comune", ha detto Kahana.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Scienza.

Fonte: University of Pennsylvania