Infants younger than one year retain episodic memories across a nap

Per decenni, gli scienziati hanno cercato di risolvere un mistero silenzioso dello sviluppo umano: perché non ricordiamo quasi nulla dei nostri primi anni? Questo fenomeno, noto come amnesia infantile, lascia i primi due o tre anni di vita come una pagina bianca nella nostra storia personale. La spiegazione prevalente per questo vuoto è stata a lungo che il centro della memoria del cervello, l'ippocampo, sia semplicemente troppo immaturo nei neonati per memorizzare eventi unici e dettagliati. Secondo questa visione, i neonati potrebbero apprendere abitudini o fatti generali attraverso la ripetizione, ma non possono formare il tipo di memorie di momenti specifici che gli adulti ricordano, come l'aspetto esatto di un giocattolo o le parole specifiche usate per descriverlo. Se ciò fosse vero, l'incapacità di ricordare deriverebbe da un fallimento nell'codificare la memoria in primo luogo, piuttosto che da un fallimento nel conservarla.

Tuttavia, un nuovo studio sfida questa visione consolidata osservando direttamente l'attività cerebrale di neonati sotto l'anno di età. I ricercatori volevano sapere se questi neonati potessero effettivamente formare memorie dettagliate e specifiche di eventi unici, e se tali memorie potessero sopravvivere a un pisolino. Tracciando i segnali elettrici nel cervello mentre i neonati osservavano oggetti sconosciuti e ascoltavano parole inventate, il team ha scoperto che i neonati anche di soli nove mesi possono legare rapidamente questi pezzi separati di informazione in un unico, specifico ricordo. Inoltre, hanno scoperto che il processo di consolidamento di queste memorie durante il sonno è già attivo nel primo anno di vita, guidato da un meccanismo di temporizzazione precisa nel cervello che si pensava si sviluppasse molto più tardi.

Lo studio ha coinvolto sessanta neonati, di età compresa tra circa nove e sedici mesi. I ricercatori hanno progettato un esperimento che richiedeva ai bambini di prestare attenzione a una sequenza di eventi che erano del tutto nuovi per loro. Nella prima fase, i neonati sedevano sulle ginocchia dei genitori e guardavano uno schermo mentre ascoltavano dei suoni. Vedevano immagini di oggetti strani e sconosciuti che appartenevano a categorie specifiche, e ogni oggetto era accoppiato con una parola unica e inventata. Ad esempio, un bambino poteva vedere una forma peculiare e colorata e sentire una parola senza senso pronunciata in un momento specifico. I bambini vedevano questi accoppiamenti due volte entro un breve intervallo, permettendo ai ricercatori di vedere se il cervello registrava la connessione tra l'oggetto specifico e la parola specifica.

Dopo questa fase di apprendimento, i neonati facevano una pausa per un pisolino. Questo riposo non era solo un periodo di riposo; era una parte critica dell'esperimento. I ricercatori hanno registrato le onde cerebrali dei neonati durante il sonno per vedere cosa stesse accadendo dentro le loro teste. Circa un'ora e mezza dopo la sessione di apprendimento, i bambini tornavano per un test. Venivano mostrati loro gli stessi oggetti, ma questa volta gli oggetti erano accoppiati con parole diverse. Alcuni oggetti erano accoppiati con la parola che avevano sentito originariamente, mentre altri erano accoppiati con una parola che apparteneva a un oggetto diverso. I ricercatori hanno anche introdotto nuovi oggetti dall'aspetto simile per vedere se i bambini avessero imparato una regola generale sulle categorie o se ricordassero l'evento esatto e specifico che avevano visto prima.

I risultati sono stati rivelati attraverso i modelli elettrici nei cervelli dei neonati. Quando gli infanti vedevano l'oggetto originale accoppiato con le parole corrette, i loro cervelli reagivano diversamente rispetto a quando vedevano lo stesso oggetto accoppiato con le parole errate. Questa differenza nell'attività cerebrale ha dimostrato che i neonati non avevano solo riconosciuto gli oggetti; avevano formato un ricordo specifico dell'evento, legando la forma visiva al suono della parola. Fondamentalmente, questa memoria era altamente specifica. Quando i bambini vedevano un nuovo oggetto molto simile al precedente, i loro cervelli non mostravano la stessa risposta mnemonica, anche se la parola era la stessa. Ciò indicava che i neonati non avevano solo imparato una regola di categoria generale, come "tutte queste forme vanno con questa parola". Al contrario, avevano conservato un ricordo preciso dell'esatto oggetto che avevano visto prima.

Forse la scoperta più sorprendente riguardava il ruolo del sonno. I ricercatori hanno analizzato le onde cerebrali registrate durante i pisolini e hanno trovato un modello specifico di attività che prevedeva quanto bene i neonati avrebbero ricordato gli eventi in seguito. Hanno osservato che durante il sonno, il cervello produceva due tipi di onde ritmiche: onde lente e rotolanti e onde più veloci, simili a scariche, chiamate fusi (spindles). Negli adulti e nei bambini più grandi, si sa che il consolidamento della memoria avviene quando queste rapide scariche di attività sono perfettamente temporizzate per verificarsi durante la fase ascendente delle onde lente. Lo studio ha trovato che questa temporizzazione precisa stava già avvenendo nei neonati di nove mesi.

I dati hanno mostrato un legame chiaro tra questa temporizzazione e la forza della memoria. Gli infanti i cui cervelli mostravano una più forte allineazione tra le scariche veloci e le onde lente durante il pisolino erano quelli che mostravano il maggiore miglioramento della memoria dopo il risveglio. In effetti, per alcuni bambini, la memoria non era molto forte immediatamente dopo la sessione di apprendimento, ma diventava significativamente più forte dopo il pisolino, a condizione che le loro onde cerebrali fossero ben temporizzate. Al contrario, i bambini che mostravano una memoria forte immediatamente dopo l'apprendimento non avevano bisogno di tanto aiuto dal meccanismo del sonno per conservarla. Ciò suggerisce che il sonno agisce come uno strumento potente per rafforzare le memorie che inizialmente erano fragili, e che questo meccanismo è funzionale ben prima del primo compleanno.

Queste scoperte costringono a riconsiderare il motivo per cui esiste l'amnesia infantile. Se i neonati di soli nove mesi possono codificare rapidamente eventi specifici e dettagliati e se i loro cervelli possiedono la strumentazione per rafforzare queste memorie durante il sonno, allora il problema non è che non siano in grado di formare memorie in primo luogo. L'incapacità di ricordare questi primi eventi più avanti nella vita deve essere causata da qualcos'altro, forse un processo che avviene molto tempo dopo che la memoria è stata formata, che causa l'evaporazione dei dettagli o li rende inaccessibili. Lo studio dimostra che i mattoni fondamentali della memoria umana — specificamente la capacità di separare esperienze simili e di unirle rapidamente — sono presenti e funzionali molto prima di quanto precedentemente creduto. La pagina bianca dell'infanzia potrebbe non essere dovuta a una mancanza di inchiostro, ma piuttosto a un diverso tipo di gomma che opera più tardi nella vita.