Non c'è dubbio che abbiamo imparato molto sul cervello umano negli ultimi 50 anni, ma, poiché i neuroscienziati sono pronti a riconoscere, il centro del nostro sistema nervoso rimane in gran parte un mistero. Quasi in cima all'elenco dei suoi enigmi: come funziona la memoria, in particolare come ripristinarla una volta persa.
Ora, tuttavia, attraverso un ramo in rapida crescita di neuroscienze noto come registrazione diretta del cervello, gli scienziati possono seguire l'attività cerebrale in tempo reale attraverso elettrodi impiantati. La tecnica potrebbe consentire loro di mappare il modo in cui i neuroni comunicano quando i ricordi vengono formati o richiamati, il che potrebbe quindi consentire di sviluppare un dispositivo in grado di imitare il processo di creazione della memoria stimolando quegli stessi neuroni.
Può sembrare un po 'fantasioso, ma DARPA, l'agenzia che finanzia la ricerca all'avanguardia per il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, crede così tanto nel potenziale della tecnologia che la scorsa settimana ha annunciato concessioni per un totale di $ 40 milioni per vedere se un tale ricordo "neuroprosthetic" può essere sviluppato nei prossimi quattro anni.
Altri scienziati stanno esplorando diversi modi per svelare il mistero della memoria. In un recente studio supportato dal National Institutes of Health, Roberto Malinow, dell'Università della California, San Diego, è stato in grado di utilizzare la luce mirata con precisione per spazzare via e poi ripristinare i ricordi nei topi geneticamente modificati. E l'estate scorsa, i ricercatori del Columbia University Medical Center hanno annunciato che erano in grado di migliorare significativamente i ricordi dei vecchi topi aumentando il livello di una particolare proteina nel loro cervello.
Ma l'idea di usare gli impianti per far rivivere la memoria - considerata un concetto radicale quando è stata promossa dal neuroscienziato dell'Università del Sud della California Theodore Berger solo pochi anni fa - ha catturato l'attenzione della gente del DARPA. Vedono il suo potenziale come un modo innovativo e insolitamente preciso per aiutare i veterani danneggiati - circa 270.000 dei quali hanno subito lesioni cerebrali traumatiche, spesso con debilitante perdita di memoria, dal 2000 - con poche altre opzioni terapeutiche.
Fare ricordi
Il progetto di ricerca, chiamato "Restoring Active Memory" (RAM), è concepito intorno alla convinzione che, indipendentemente da quanto dolce o inquietante, ogni memoria si formi allo stesso modo: attraverso un'azione sequenziale di molti neuroni. Disturbare quella sequenza attraverso una lesione traumatica, il pensiero va e la funzione di memoria viene bloccata. Ma cosa succede se gli scienziati, seguendo i programmi per computer del processo di memoria che hanno sviluppato, potrebbero usare piccoli impianti per aggirare un'area danneggiata inviando segnali ai neuroni più avanti nel circuito?
Questo è essenzialmente l'obiettivo del programma RAM, che coinvolgerà team di tre istituzioni: Università della California, Los Angeles (UCLA), Università della Pennsylvania e Lawrence Livermore National Laboratory. Ognuno avrà il suo focus.
Il team dell'UCLA si concentrerà su ciò che è noto come l'area entorinale del cervello. Grazie a ricerche precedenti, l'hanno identificato come la porta dell'ippocampo, la regione del cervello più associata all'apprendimento e alla memoria. Per darti un'idea di quanto sia critico l'ippocampo per ciò che ci rende umani, considera una delle scoperte spartiacque nella scienza del cervello, che coinvolge un uomo degli anni '50 a cui furono rimosse grandi parti del suo ippocampo come trattamento per le convulsioni. Dopo la procedura, non fu più in grado di creare nuovi ricordi: non riuscì a ricordare cosa gli fosse successo ogni giorno dopo.
Per concentrarsi sul modo in cui l'ippocampo trasforma l'esistenza quotidiana in ricordi, i ricercatori dell'UCLA utilizzeranno prima i dati degli elettrodi già impiantati nei pazienti con epilessia per sviluppare un modello al computer di come i neuroni in quella parte del cervello comunicano durante la creazione della memoria. Da ciò, lavoreranno con gli scienziati di Livermore per creare dispositivi wireless e impiantabili in grado di replicare il processo stimolando i neuroni appropriati.
In Pennsylvania, nel frattempo, i ricercatori avranno una visione più ampia di come i ricordi prendono forma, avvicinandosi a una serie di interazioni complesse tra le diverse regioni del cervello. Lavoreranno con pazienti che hanno già impiantato elettrodi in più aree del loro cervello, monitorando l'attività neurale mentre quelle persone giocano a giochi di memoria sui computer. L'obiettivo è ancora quello di identificare i modelli di comportamento dei neuroni quando vengono memorizzati nuovi ricordi o quelli vecchi, e anche tentare di isolare "biomarcatori" per quando qualcosa va storto.
Scommesse sulla tecnologia
Tuttavia, il progetto ha scettici.
"Dobbiamo continuare a ricordare a noi stessi che, no, non stiamo parlando il linguaggio segreto del cervello - stiamo facendo un po 'di stimolo molto rozzo", ha detto al New York Times il Dr. Anthony Ritaccio, direttore della neurochirurgia presso l'Albany Hospital . “Quando lavori con il cervello, devi continuare a schiaffeggiarti in faccia come un controllo di realtà; capiamo ancora così poco. "
Ma Justin Sanchez, responsabile del progetto RAM di DARPA, afferma che è ora di fare una grande scommessa sulla tecnologia.
"Lo dobbiamo ai nostri membri del servizio", ha detto, "per accelerare la ricerca in grado di ridurre al minimo gli impatti a lungo termine delle loro lesioni".
E, dopotutto, una memoria di lavoro aiuta tutti noi a dare un senso migliore al mondo, come afferma lo psicologo educativo Peter Doolittle in questo TED Talk.
