I partecipanti allo studio, mentre erano sottoposti a registrazione MEG e EEG, dovevano riconoscere un modello di toni quando veniva invertito. (Fonte: Philippe Albouy)La capacità di ricordare i suoni e di manipolarli nella nostra mente è incredibilmente importante per la nostra vita quotidiana, senza di essa non saremmo in grado di capire una frase, o fare semplici calcoli aritmetici. Una nuova ricerca chiarisce come funziona la memoria dei suoni nel cervello, e mostra anche un mezzo per migliorarla.

Gli scienziati sapevano già che una rete neurale del cervello chiamata «corrente dorsale» è responsabile di aspetti della memoria uditiva. All'interno della corrente dorsale ci sono impulsi elettrici ritmici chiamati «onde theta», ma il ruolo di queste onde nella memoria uditiva era un completo mistero fino a poco tempo fa.

Per conoscere con precisione la relazione tra le onde theta e la memoria uditiva, e per vedere come la memoria può essere potenziata, i ricercatori del Montreal Neurological Institute della McGill University hanno chiesto a 17 individui di eseguire dei compiti di memoria uditiva che richiedevano di riconoscere un modello di toni quando era invertito.

Gli ascoltatori hanno eseguito questa operazione mentre veniva registrata l'attività cerebrale con una combinazione di magnetoencefalografia (MEG) ed elettroencefalografia (EEG). Le rilevazioni MEG / EEG hanno rivelato le firme di ampiezza e frequenza delle onde theta nella corrente dorsale mentre i soggetti eseguivano i compiti di memoria. E ha anche rivelato da dove venivano le onde theta nel cervello.

Utilizzando questi dati, i ricercatori hanno poi applicato ai soggetti la «stimolazione magnetica transcranica» (TMS) alla stessa frequenza theta, mentre eseguivano gli stessi compiti, per migliorare le onde theta e misurare l'effetto sulle prestazioni della memoria dei soggetti.

Essi hanno scoperto che i soggetti andavano meglio nei compiti di memoria uditiva quando avevano la TMS applicata. Questo però era valido solo quando la TMS ha eguagliato il ritmo delle onde theta naturali nel cervello. Quando la TMS era aritmica, non c'era alcun effetto sulle prestazioni, suggerendo che ad alterare le prestazioni è la manipolazione delle onde theta, non semplicemente l'applicazione della TMS.

"Per troppo tempo è rimasto poco chiaro il ruolo delle onde theta“, dice Sylvain Baillet, uno dei co-autori senior dello studio. “Ora sappiamo molto di più sulla natura dei meccanismi coinvolti e il loro ruolo causale nelle funzioni cerebrali. Per questo studio, ci siamo basati sui nostri punti di forza del The Neuro, usando MEG, EEG e TMS come tecniche complementari”.

L'aspetto più interessante di questo studio è che i risultati sono molto specifici e hanno una vasta gamma di applicazioni, secondo Philippe Albouy, primo autore dello studio: “Ora sappiamo che il comportamento umano può essere potenziato specificamente mediante la stimolazione che corrisponde alle oscillazioni continue e auto-generate del cervello. Ancora più interessante è che, mentre questo studio ha esaminato la memoria uditiva, lo stesso approccio può essere usato per molteplici processi cognitivi come la visione, la percezione e l'apprendimento".

La dimostrazione riuscita che si può usare la TMS per migliorare le prestazioni del cervello ha anche implicazioni cliniche. Un giorno questa stimolazione potrebbe compensare la perdita di memoria causata da malattie neurodegenerative come l'Alzheimer.

“I risultati sono molto promettenti, e offrono un percorso per trattamenti futuri”, dice Robert Zatorre, uno dei co-autori senior dello studio. “Abbiamo in programma di fare ulteriori ricerche per vedere se riusciamo a rendere più duraturo il miglioramento delle prestazioni, e se funziona per altri tipi di stimoli e attività. Questo aiuterà i ricercatori a sviluppare applicazioni cliniche”.