Come i nostri cervelli fanno ricordi

Seduto in un caffè sul marciapiede a Montreal in una mattina soleggiata, Karim Nader ricorda il giorno otto anni prima quando due aerei si schiantarono contro le torri gemelle del World Trade Center. Si accende una sigaretta e agita le mani in aria per disegnare la scena.

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Al momento dell'attacco, Nader era ricercatore post dottorato presso la New York University. Accese la radio mentre si preparava per andare al lavoro e sentì il battibecco dei disc jockey del mattino diventare in preda al panico mentre riferivano gli eventi che si svolgono a Lower Manhattan. Nader corse sul tetto del suo condominio, dove aveva una vista delle torri a meno di due miglia di distanza. Rimase lì, sbalordito, mentre bruciavano e cadevano, pensando a se stesso: “Assolutamente no, amico. Questo è il film sbagliato. "

Nei giorni seguenti, ricorda Nader, passò attraverso le stazioni della metropolitana dove i muri erano coperti di appunti e fotografie lasciate da persone che cercavano disperatamente i loro cari scomparsi. "Era come camminare a monte in un fiume di dolore", dice.

Come milioni di persone, Nader ha ricordi vividi ed emotivi degli attacchi dell'11 settembre 2001 e delle loro conseguenze. Ma come esperto di memoria e, in particolare, della malleabilità della memoria, conosce meglio che fidarsi completamente dei suoi ricordi.

La maggior parte delle persone ha i cosiddetti ricordi di flashbulb di dove si trovavano e cosa stavano facendo quando accadde qualcosa di importante: l'assassinio del presidente John F. Kennedy, diciamo, o l'esplosione della navetta spaziale Challenger. (Sfortunatamente, notizie incredibilmente terribili sembrano venire fuori dal nulla più spesso delle incredibilmente buone notizie.) Ma tanto chiare e dettagliate come sembrano questi ricordi, gli psicologi scoprono che sono sorprendentemente inaccurate.

Nader, ora neuroscienziato alla McGill University di Montreal, afferma che la sua memoria dell'attacco al World Trade Center gli ha fatto qualche scherzo. Ha ricordato di aver visto le riprese televisive dell'11 settembre del primo aereo che ha colpito la torre nord del World Trade Center. Ma è stato sorpreso di apprendere che tale filmato è andato in onda per la prima volta il giorno seguente. Apparentemente non era solo: uno studio del 2003 su 569 studenti universitari ha scoperto che il 73% condivideva questa percezione errata.

Nader ritiene di poter avere una spiegazione per tali stranezze di memoria. Le sue idee non sono convenzionali all'interno delle neuroscienze e hanno indotto i ricercatori a riconsiderare alcune delle loro ipotesi di base sul funzionamento della memoria. In breve, Nader crede che l'atto stesso di ricordare possa cambiare i nostri ricordi.

Gran parte della sua ricerca riguarda i ratti, ma afferma che gli stessi principi di base si applicano anche alla memoria umana. In effetti, dice, potrebbe essere impossibile per l'uomo o per qualsiasi altro animale ricordare un ricordo senza alterarlo in qualche modo. Nader pensa che sia probabile che alcuni tipi di memoria, come una memoria flash, siano più suscettibili al cambiamento rispetto ad altri. I ricordi che circondano un grande evento come l'11 settembre potrebbero essere particolarmente sensibili, dice, perché tendiamo a ripeterli più e più volte nelle nostre menti e nelle conversazioni con gli altri, con ogni ripetizione che ha il potenziale per alterarli.

Per quelli di noi che adorano i nostri ricordi e amano pensare che siano una registrazione accurata della nostra storia, l'idea che la memoria sia fondamentalmente malleabile è più che un po 'inquietante. Non tutti i ricercatori credono che Nader abbia dimostrato che il processo di ricordare se stesso può alterare i ricordi. Ma se ha ragione, potrebbe non essere una cosa del tutto negativa. Potrebbe anche essere possibile mettere a frutto il fenomeno per ridurre la sofferenza delle persone con disturbo post traumatico da stress, che sono afflitte da ricordi ricorrenti di eventi che vorrebbero poter mettere dietro di loro.

Nader è nato al Cairo, in Egitto. La sua famiglia copta cristiana ha dovuto affrontare persecuzioni per mano di nazionalisti arabi ed è fuggita in Canada nel 1970, quando aveva 4 anni. Anche molti parenti hanno fatto il viaggio, così tanti che la fidanzata di Nader lo prende in giro per la "colonna sonora di mille baci" durante le riunioni di famiglia, mentre la gente concede i consueti saluti.

Ha frequentato il college e la scuola di specializzazione all'Università di Toronto e nel 1996 si è unito al laboratorio della New York University di Joseph LeDoux, un distinto neuroscienziato che studia come le emozioni influenzino la memoria. "Una delle cose che mi ha davvero sedotto sulla scienza è che è un sistema che puoi usare per testare le tue idee su come funzionano le cose", afferma Nader. Anche le idee più care in un determinato campo sono aperte alla discussione.

Gli scienziati sanno da tempo che la registrazione di una memoria richiede l'adeguamento delle connessioni tra i neuroni. Ogni memoria modifica alcuni piccoli sottogruppi di neuroni nel cervello (il cervello umano ha 100 miliardi di neuroni in tutto), cambiando il modo in cui comunicano. I neuroni si scambiano messaggi tra loro attraverso spazi ristretti chiamati sinapsi. Una sinapsi è come un vivace porto, completo di macchinari per l'invio e la ricezione di merci: neurotrasmettitori, sostanze chimiche specializzate che trasmettono segnali tra i neuroni. Tutti i macchinari di spedizione sono costruiti con proteine, i mattoni di base delle cellule.

Uno degli scienziati che ha fatto di più per illuminare il modo in cui la memoria funziona su scala microscopica è Eric Kandel, neuroscienziato alla Columbia University di New York City. In cinque decenni di ricerca, Kandel ha dimostrato come i ricordi a breve termine - quelli della durata di pochi minuti - comportino cambiamenti chimici relativamente rapidi e semplici nella sinapsi che lo fanno funzionare in modo più efficiente. Kandel, che ha vinto una parte del Premio Nobel 2000 in Fisiologia o Medicina, ha scoperto che per costruire un ricordo che dura ore, giorni o anni, i neuroni devono produrre nuove proteine ​​ed espandere i dock, per così dire, per far funzionare il traffico dei neurotrasmettitori Più efficiente. I ricordi a lungo termine devono letteralmente essere integrati nelle sinapsi del cervello. Kandel e altri neuroscienziati hanno generalmente supposto che una volta che un ricordo è costruito, è stabile e non può essere facilmente annullato. Oppure, come dicono, la memoria è "consolidata".

Secondo questa visione, il sistema di memoria del cervello funziona come una penna e un taccuino. Per un breve periodo prima che l'inchiostro si asciughi, è possibile macchiare ciò che è scritto. Ma dopo che la memoria si è consolidata, cambia molto poco. Certo, i ricordi possono svanire nel corso degli anni come una vecchia lettera (o addirittura andare in fiamme se colpisce la malattia di Alzheimer), ma in circostanze normali il contenuto della memoria rimane lo stesso, indipendentemente da quante volte viene estratto e letto. Nader avrebbe sfidato questa idea.

In quello che si rivelò essere un momento decisivo nella sua carriera iniziale, Nader partecipò a una conferenza che Kandel tenne alla New York University su come venivano registrati i ricordi. Nader si chiedeva cosa succede quando viene ricordato un ricordo. Il lavoro con roditori risalenti agli anni '60 non era in contrasto con la teoria del consolidamento. I ricercatori avevano scoperto che un ricordo poteva essere indebolito se avessero dato a un animale una scossa elettrica o un farmaco che interferiva con un particolare neurotrasmettitore subito dopo aver spinto l'animale a ricordare il ricordo. Ciò ha suggerito che i ricordi erano vulnerabili alla rottura anche dopo che erano stati consolidati.

Per pensarlo in un altro modo, il lavoro ha suggerito che l'archiviazione di un vecchio ricordo per la memorizzazione a lungo termine dopo che era stato richiamato era sorprendentemente simile alla sua creazione la prima volta. Sia la costruzione di un nuovo ricordo che l'occultamento di uno vecchio presumibilmente comportavano la costruzione di proteine ​​nella sinapsi. I ricercatori avevano chiamato quel processo "riconsolidamento". Ma altri, tra cui alcuni importanti esperti di memoria, hanno avuto problemi a replicare questi risultati nei propri laboratori, quindi l'idea non è stata perseguita.

Nader decise di rivisitare il concetto con un esperimento. Nell'inverno del 1999, insegnò a quattro topi che un segnale acustico acuto precedeva una lieve scossa elettrica. È stato facile: i roditori imparano simili abbinamenti dopo essere stati esposti a loro solo una volta. Successivamente, il ratto si blocca in posizione quando sente il tono. Nader ha quindi atteso 24 ore, ha emesso il tono per riattivare la memoria e ha iniettato nel cervello del ratto un farmaco che impedisce ai neuroni di produrre nuove proteine.

Se i ricordi si consolidassero solo una volta, quando sono stati creati per la prima volta, ha pensato, il farmaco non avrebbe alcun effetto sulla memoria del tono del ratto o sul modo in cui risponderebbe al tono in futuro. Ma se i ricordi debbano essere almeno parzialmente ricostruiti ogni volta che vengono richiamati - fino alla sintesi di nuove proteine ​​neuronali - i ratti trattati con il farmaco potrebbero in seguito rispondere come se non avessero mai imparato a temere il tono e lo ignorerebbero. In tal caso, lo studio contraddirebbe la concezione standard della memoria. Era, ammette, un colpo lungo.

"Non perdere tempo, questo non funzionerà mai", gli disse LeDoux.

Ha funzionato.

Quando Nader ha successivamente testato i topi, non si sono congelati dopo aver sentito il tono: era come se si fossero dimenticati di tutto. Nader, che sembra un po 'diabolico nell'orecchino e con le basette appuntite, si sente ancora stordito a parlare dell'esperimento. Con gli occhi spalancati per l'eccitazione, schiaffeggia il tavolo del bar. “Questo è pazzo, vero? Entrai nell'ufficio di Joe e dissi: "So che sono solo quattro animali, ma questo è molto incoraggiante!" "

Dopo le scoperte iniziali di Nader, alcuni neuroscienziati hanno criticato il suo lavoro in articoli di riviste e gli hanno dato la spalla fredda durante gli incontri scientifici. Ma i dati hanno colpito un accordo più armonioso con alcuni psicologi. Dopotutto, i loro esperimenti avevano a lungo suggerito che la memoria potesse essere facilmente distorta senza che le persone se ne rendessero conto.

In un classico studio del 1978 condotto da Elizabeth Loftus, psicologa all'università di Washington, i ricercatori hanno mostrato agli studenti universitari una serie di fotografie a colori raffiguranti un incidente in cui una macchina rossa Datsun investe un pedone in un passaggio pedonale. Gli studenti hanno risposto a varie domande, alcune delle quali intenzionalmente fuorvianti. Ad esempio, anche se le fotografie avevano mostrato il Datsun a un segnale di stop, i ricercatori hanno chiesto ad alcuni studenti: "Un'altra macchina ha superato il Datsun rosso mentre era fermo al segnale di resa?"

Successivamente i ricercatori hanno chiesto a tutti gli studenti cosa avevano visto: un segnale di stop o un segnale di rendimento? Gli studenti a cui era stata posta una domanda fuorviante avevano maggiori probabilità di dare una risposta errata rispetto agli altri studenti.

Per Nader e i suoi colleghi, l'esperimento sostiene l'idea che un ricordo si riformi nel processo di richiamo. "Dal nostro punto di vista, questo assomiglia molto al riconsolidamento della memoria", afferma Oliver Hardt, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Nader.

Hardt e Nader affermano che qualcosa di simile potrebbe accadere con i ricordi della lampadina. Le persone tendono ad avere ricordi accurati per i fatti di base di un evento importante, ad esempio che un totale di quattro aerei sono stati dirottati negli attacchi dell'11 settembre, ma spesso non ricordano i dettagli personali come dove si trovavano e cosa stavano facendo in quel momento . Hardt afferma che ciò potrebbe essere dovuto al fatto che si tratta di due diversi tipi di ricordi che si riattivano in diverse situazioni. La copertura televisiva e di altri media rafforza i fatti centrali. Ma ricordare l'esperienza ad altre persone può consentire alle distorsioni di insinuarsi. "Quando la racconti, la memoria diventa plastica e tutto ciò che è presente intorno a te nell'ambiente può interferire con il contenuto originale della memoria", afferma Hardt. Nei giorni successivi all'11 settembre, ad esempio, le persone probabilmente hanno ripetutamente ripassato le proprie storie personali - "dov'eri quando hai sentito le notizie?" - nelle conversazioni con amici e familiari, forse permettendo ai dettagli delle storie di altre persone di mescolarsi con le proprie .

Dall'esperimento originale di Nader, dozzine di studi con ratti, vermi, pulcini, api mellifere e studenti universitari hanno suggerito che anche i ricordi di vecchia data possono essere interrotti quando ricordati. L'obiettivo di Nader è quello di legare la ricerca sugli animali e gli indizi che fornisce sulla vivace macchina molecolare della sinapsi, sull'esperienza umana quotidiana del ricordo.

Alcuni esperti pensano che stia andando avanti con se stesso, specialmente quando crea connessioni tra la memoria umana e questi risultati nei ratti e in altri animali. "Lo sovrasta un po '", dice Kandel.

Daniel Schacter, uno psicologo dell'Università di Harvard che studia la memoria, concorda con Nader che possono verificarsi distorsioni quando le persone riattivano i ricordi. La domanda è se il riconsolidamento - che secondo lui Nader ha dimostrato in modo convincente negli esperimenti sui ratti - è la ragione delle distorsioni. "Le prove dirette non sono ancora lì per dimostrare che le due cose sono correlate", afferma Schacter. "È una possibilità intrigante che le persone dovranno ora seguire."

Un test del mondo reale sulla teoria del riconsolidamento della memoria di Nader si sta svolgendo a pochi chilometri dal suo ufficio di Montreal, presso il Douglas Mental Health University Institute. Alain Brunet, uno psicologo, sta conducendo una sperimentazione clinica che coinvolge persone con disturbo post-traumatico da stress (PTSD). La speranza è che i caregiver possano essere in grado di indebolire la presa di ricordi traumatici che perseguitano i pazienti durante il giorno e invadono i loro sogni di notte.

Brunet sa quanto possano essere potenti i ricordi traumatici. Nel 1989, mentre studiava per un master in psicologia all'Università di Montreal, un uomo armato di un fucile semiautomatico entrò in un'aula di ingegneria del campus, separò gli uomini dalle donne e sparò alle donne. Il sicario ha continuato il massacro in altre aule e corridoi dell'École Polytechnique dell'università, sparando a 27 persone e uccidendo 14 donne prima di uccidersi. Fu il peggior tiro di massa del Canada.

Brunet, che si trovava dall'altra parte del campus quel giorno, dice: "Questa è stata un'esperienza molto potente per me". Dice che è stato sorpreso di scoprire quanto poco si sapeva all'epoca sull'impatto psicologico di tali eventi e su come aiutare le persone che hanno vissuto attraverso di loro. Decise di studiare lo stress traumatico e come trattarlo.

Anche ora, dice Brunet, i farmaci e la psicoterapia convenzionalmente usati per trattare la PTSD non forniscono sollievo duraturo a molti pazienti. "C'è ancora molto spazio per la scoperta di trattamenti migliori", afferma.

Nel primo studio di Brunet, i pazienti con PTSD hanno assunto un farmaco destinato a interferire con il riconsolidamento di ricordi spaventosi. Il farmaco, il propranololo, è stato a lungo usato per trattare la pressione alta e alcuni artisti lo prendono per combattere la paura del palcoscenico. Il farmaco inibisce un neurotrasmettitore chiamato noradrenalina. Un possibile effetto collaterale del farmaco è la perdita di memoria. (In uno studio simile all'esperimento originale di Nader sui ratti, i ricercatori del laboratorio di LeDoux hanno scoperto che il farmaco può indebolire i ricordi spaventosi di un tono acuto.)

I pazienti nello studio di Brunet, pubblicato nel 2008, avevano sperimentato un evento traumatico, come un incidente d'auto, un attacco o un abuso sessuale, circa un decennio prima. Hanno iniziato una sessione di terapia seduti da soli in una stanza anonimo con una poltrona logora e un televisore. Nove pazienti hanno assunto una pillola di propranololo e hanno letto o guardato la TV per un'ora quando il farmaco ha avuto effetto. Dieci hanno ricevuto una pillola placebo.

Brunet entrò nella stanza e fece piccole chiacchiere prima di dire al paziente che aveva una richiesta: voleva che il paziente leggesse una sceneggiatura, basata su precedenti interviste con la persona, descrivendo la sua esperienza traumatica. I pazienti, tutti volontari, sapevano che la lettura sarebbe stata parte dell'esperimento. "Alcuni vanno bene, alcuni iniziano a piangere, altri devono fare una pausa", dice Brunet.

Una settimana dopo, i pazienti con PTSD hanno ascoltato la sceneggiatura, questa volta senza assumere il farmaco o un placebo. Rispetto ai pazienti che avevano assunto un placebo, quelli che avevano assunto il propranololo una settimana prima erano ora più calmi; avevano un aumento più piccolo della frequenza cardiaca e sudavano meno.

Brunet ha appena completato uno studio più ampio con quasi 70 pazienti con PTSD. Coloro che hanno assunto propranololo una volta alla settimana per sei settimane durante la lettura della sceneggiatura del loro evento traumatico hanno mostrato una riduzione media del 50% dei sintomi standard di PTSD. Avevano meno incubi e flashback nella loro vita quotidiana molto tempo dopo che gli effetti della droga erano svaniti. Il trattamento non cancellò la memoria dei pazienti di ciò che era accaduto loro; piuttosto, sembra aver cambiato la qualità di quella memoria. "Settimana dopo settimana il tono emotivo della memoria sembra più debole", dice Brunet. "Cominciano a preoccuparsi meno di quel ricordo."

Nader afferma che le memorie traumatiche dei pazienti con PTSD possono essere immagazzinate nel cervello più o meno allo stesso modo in cui un ricordo di un tono predittivo di shock è immagazzinato nel cervello di un ratto. In entrambi i casi, il richiamo della memoria lo apre alla manipolazione. Nader afferma di essere stato incoraggiato dal lavoro svolto finora con i pazienti con PTSD. "Se ha qualche possibilità di aiutare le persone, dobbiamo provarci", dice.

Tra le molte domande che Nader ora sta perseguendo è se tutti i ricordi diventano vulnerabili quando vengono richiamati, o solo determinati ricordi in determinate circostanze.

Certo, c'è una domanda ancora più grande: perché i ricordi sono così inaffidabili? Dopotutto, se fossero meno soggetti a cambiamenti, non soffriremmo l'imbarazzo di non ricordare i dettagli di una conversazione importante o di un primo appuntamento.

Inoltre, la modifica potrebbe essere un altro modo per imparare dall'esperienza. Se i ricordi affettuosi di un amore primordiale non fossero mitigati dalla conoscenza di una disastrosa rottura, o se i ricordi di tempi difficili non fossero compensati dalla consapevolezza che alla fine le cose si fossero risolte, potremmo non raccogliere i frutti di questi duri guadagni lezioni di vita. Forse è meglio se possiamo riscrivere i nostri ricordi ogni volta che li ricordiamo. Nader suggerisce che il riconsolidamento potrebbe essere il meccanismo del cervello per rifondere vecchi ricordi alla luce di tutto ciò che è accaduto da allora. In altre parole, potrebbe essere proprio ciò che ci impedisce di vivere nel passato.

Greg Miller scrive di biologia, comportamento e neuroscienze per la rivista Science . Vive a San Francisco. Gilles Mingasson è un fotografo di base a Los Angeles.

Karim Nader, neuroscienziato alla McGill University di Montreal, ha sfidato le idee ortodosse sulla natura dei ricordi. (Gilles Mingasson) I ricordi sono memorizzati in una regione del cervello chiamata ippocampo, mostrata in rosso in questa illustrazione del computer. (Photo Researchers, Inc.) Le cellule nervose microscopiche, (colorate in verde) sono collegate in reti dense che codificano le informazioni. (Photo Researchers, Inc.) I ricercatori studiano spesso "memorie flash", le nostre immagini mentali apparentemente fotografiche di pari sorprendenti come l'esplosione dello Space Shuttle Challenger nel 1986. (AP Images) La maggior parte delle persone ha i cosiddetti "ricordi di lampadina" di dove si trovavano e cosa stavano facendo quando accadde qualcosa di importante, come l'assassinio del presidente John F. Kennedy. Ma tanto chiari e dettagliati come sembrano questi ricordi, gli psicologi trovano sorprendentemente inaccurati. (Immagini AP) Il ricordo dell'attacco al World Trade Center ha giocato alcuni scherzi a Nader. Ha ricordato di aver visto le riprese televisive dell'11 settembre del primo aereo che ha colpito la torre nord del World Trade Center. Ma fu sorpreso di apprendere che il filmato fu trasmesso per la prima volta il giorno seguente. (Immagini AP) I ricordi cambiano il modo in cui i nervi scambiano segnali in punti di contatto chiamati sinapsi. In questa immagine, ingrandita migliaia di volte, una fibra nervosa, mostrata in viola, incontra un corpo cellulare giallo. (Photo Researchers, Inc.) La memoria è sorprendentemente malleabile, afferma Elizabeth Loftus, psicologa all'Università della California, Irvine. (Gilles Mingasson) In un esperimento classico, Loftus ha scoperto che le persone che hanno visto le immagini di un incidente d'auto messo in scena potrebbero essere portate a non ricordare i dettagli cruciali. (Elizabeth Loftus) Le persone che hanno visto l'auto ad un segnale di stop sono state successivamente indotte a pensare di aver visto un segnale di rendimento. (Elizabeth Loftus) Gli studi dello psicologo Alain Brunet mostrano segni di aiutare le persone con disturbo post traumatico da stress. (Gilles Mingasson) I pazienti che hanno ricordato il loro trauma dopo aver assunto un farmaco che interrompe la formazione della memoria hanno provato meno ansia quando in seguito ha ricordato l'evento. Dimostra l'assistente di Brunet Elena Saimon. (Gilles Mingasson)