L'ippocampo e la costruzione di Maguire: le prove sperimentali

Il soggetto è davanti a uno schermo sul quale vengono presentate in ordine casuale 50 immagini, ciascuna per tre secondi. Il suo compito è decidere nei 15 secondi successivi se si tratta di un'immagine possibile o impossibile.

Sono immagini che raffigurano scene possibili o impossibili nella vita reale, costituite da un elemento principale inserito in uno sfondo.

Le scienziate hanno precedentemente suddiviso le 50 immagini in due condizioni:

• semantica, in cui sono rappresentate azioni o situazioni concrete;
• costruttiva, in cui sono rappresentate relazioni spaziali tra elementi.

Ad esempio, nella categoria semantica una scena 'possibile' è quella raffigurante una donna che stende i panni, 

mentre una scena 'impossibile' è quella che raffigura una persona che nuota in un mare di lettere.

Nella categoria costruttiva, una scena 'possibile' raffigura degli archi che sono inseriti in un paesaggio e rispettano la prospettiva, 

mentre una scena 'impossibile' raffigura una costruzione che viola le leggi architettoniche.

Per svolgere bene il compito, è necessario immaginare la scena, costruire mentalmente l'intera scena nella sua coerenza spaziale attraverso l'interazione tra percezione e memoria e quindi rilevare la presenza di eventuali incongruenze.

Si tratta di un elegante esperimento ideato per mettere alla prova la teoria della costruzione della scena, formulata da Eleanor Maguire e collaboratori e secondo la quale il nostro ippocampo sarebbe un costruttore di scene spazialmente coerenti, tra passato e futuro, e non un registro passivo dei nostri ricordi.

La domanda cruciale è allora come svolgerebbe il compito delle scene possibili e impossibili una persona con un danno all'ippocampo?

Cornelia McCormick, Clive Rosenthal, Thomas Miller e Eleanor Maguire se la sono posta e hanno costruito questo esperimento semplice e rigoroso per trovare una risposta. L'articolo - Deciding What is Possible and Impossible Following Hippocampal Damage in Humans - è in open access, consultabile nella sua integrità.

Innanzi tutto, gli autori hanno selezionato sei persone che, a causa di un'encefalite limbica associata ad anticorpi diretti contro i canali del potassio voltaggio-dipendenti, avevano subito un danno all'ippocampo di entrambi gli emisferi cerebrali.

Il gruppo dei pazienti è omogeneo nelle variabili cliniche – questo è un criterio fondamentale per dare validità ai risultati ma è spesso trascurato negli studi neuropsicologici sulla memoria - ed è composto solo da uomini. Ad essi è stato affiancato un gruppo di controllo, composto da 12 uomini con pari età media e quoziente intellettivo medio.

Quali sono i risultati ottenuti?

Nella condizione semantica, i due gruppi di soggetti sono stati ugualmente in grado di distinguere le scene possibili da quelle impossibili con percentuali di correttezza del 90%-95%.

Tuttavia, le strategie riferite dai soggetti di controllo si sono rivelate più creative e flessibili.

Nella condizione costruttiva, invece, il gruppo di soggetti con lesione bilaterale dell'ippocampo ha commesso molti più errori nel discriminare tra scene possibili e impossibili (risposte corrette inferiori all'86%) rispetto al gruppo di controllo (risposte corrette superiori all'87%).

Tali risultati sembrano confermare il ruolo dell'ippocampo come costruttore di scene spazialmente coerenti più che semanticamente congruenti.

Eppure, come riportano gli autori, il famoso paziente amnesico HM, studiato dalla pioniera Brenda Milner, commise molti errori rispetto ai soggetti di controllo anche in un compito di discriminazione di impossibilità semantiche.

HM fu sottoposto a resezione neurochirurgica di entrambi i lobi temporali, inclusi gli ippocampi. La spiegazione dei suoi errori meno specifici può essere rintracciata sia nel fatto che il compito, nel suo caso, comprendeva scene più complesse e contenenti più incongruenze, sia nel fatto che le sue lesioni non si limitavano all'ippocampo ma si estendevano alla corteccia temporale.

Questo fu l'inizio della meravigliosa storia scientifica della memoria.

Oggi sappiamo che solo gruppi omogenei di soggetti con lesioni selettive dell'ippocampo possono fornire prove o controprove certe alla teoria della costruzione della scena, una delle teorie più innovative nell'ambito delle neuroscienze della memoria.

Lo studio di McCormick, Maguire e collaboratori fornisce con chiarezza una conferma del ruolo dell'ippocampo nella costruzione di scene integrate in un contesto spaziale coerente.

Il sistema di costruzione della scena funziona 'offline' quando immaginiamo o recuperiamo informazioni dalla memoria e funziona continuamente 'online', permettendoci di costruire e perfezionare la rappresentazione della scena che attualmente percepiamo.

L'ippocampo è più un artista che un archivista!

Giulio Paolini, Mnemosine (Les Charmes de la Vie/3-6), 1981-87 

Photo: Agostino Osio