In rosso sono visibili le aree del cervello che elaborano le scene chiave che forniscono indizi, sia prima che durante il loro verificarsi. L'attività anticipatoria appare sulla corteccia visiva fino a otto secondi prima che inizi la scena. Durante le scene, c'è un'attività simile a un'impronta nel lobo prefrontale e nel lobo parietale, entrambi ritenuti collegati al recupero della memoria e alla reinterpretazione di eventi visti in precedenza. (Locandina film (c) Oy Nordisk Film Ab - Immagine (a destra): Iiro Jääskeläinen)

Nello studio con un film eseguito alla Aalto University, che combina arte e neuroscienza, gli spettatori hanno visto il classico Memento (2000) di Christopher Nolan. Il protagonista soffre di perdita di memoria a lungo termine e non è in grado di conservare nuovi ricordi per più di pochi minuti. Gli eventi si svolgono in ordine cronologico inverso.

Per dare allo spettatore i mezzi per mettere insieme la trama, e comprenderla, le scene chiave erano ripetute a determinati intervalli durante il film. Queste scene funzionano come indizi: forniscono nuove informazioni necessarie per comprendere la trama. Ogni volta che appaiono, i momenti chiave fanno reagire le stesse regioni del cervello in modo identico. Anche il cervello di spettatori diversi mostra attività simili durante le stesse scene vitali.

La prof.ssa Pia Tikka dell'Università di Tallinn, che guidava il gruppo di ricerca NeuroCine, inizialmente formato all'Università di Aalto, spiega:

"Normalmente ogni persona dà alla trama di un film un senso personale. Finora è stato difficile cogliere indicazioni sulla comprensione simultanea nel cervello di diversi spettatori, con metodi di scansione cerebrale.
"Ora, tuttavia, siamo riusciti a identificare l'attività cerebrale connessa alla storia che viene ricostruita nella mente dello spettatore. I momenti chiave che si ripetono in Memento offrono l'opportunità di individuare le attività cognitive degli spettatori: reagiscono in modo simile alle informazioni che ricevono dai momenti chiave".

La ricerca ha usato la risonanza magnetica funzionale (fMRI) - che misura i cambiamenti nei livelli di ossigeno nel sangue del cervello - e anche l'analisi multivariata per confrontare l'attività cerebrale di diversi spettatori.

Il cervello era diviso in punti dati tridimensionali chiamati voxel. Con l'analisi multivariata, i ricercatori hanno studiato gli schemi di attivazione dei voxel. I momenti chiave del film hanno innescato modelli simili e ripetitivi che i ricercatori dicono essere "impronte digitali neurali".

Iiro Jääskeläinen, professore in neuroscienze sistemiche della Aalto University, descrive:

"Ci sono in totale 15 momenti chiave in Memento che offrono allo spettatore le opportunità per comprendere meglio la storia - una sorta di rivelazione tipo «è stato il maggiordomo».
"Mentre l'attivazione dei voxel varia in modo casuale durante altre parti del film, in ciascuno dei 15 momenti chiave alcuni voxel si trovano nella stessa posizione per ogni spettatore e formano un modello identico di impronte digitali".

I ricercatori hanno osservato i modelli di impronte digitali in ampie aree del cervello, in particolare nel lobo prefrontale e nel lobo parietale. Jääskeläinen aggiunge:

"Ciò che sorprende è che il cambiamento nel cervello dello spettatore, e specialmente nella corteccia visiva, inizia a verificarsi già pochi secondi prima che inizi la scena chiave. Chiaramente ci sono alcuni tipi di indizi nel film che comunicano al cervello che sta per accadere qualcosa che vale la pena notare. Questo dimostra la capacità del cervello di anticipare e prevedere".

Agli spettatori nel gruppo di controllo sono stati mostrati gli eventi del film in ordine cronologico, in cui i momenti chiave non sono stati ripetuti. Non sono emersi modelli di impronte digitali e non c'è stata alcuna attività preventiva.

I partecipanti hanno liberamente visionato un film della durata di 105 minuti nella sua interezza mentre erano nello scanner cerebrale, un fatto senza precedenti nell'organizzazione di test. La prof.ssa Tikka, anch'essa regista, afferma:

"Nella ricerca sul cervello, è più comune mostrare ai soggetti del test brevi sezioni dello stesso film o di film diversi e cercare risposte a questioni strettamente predefinite. Tale impostazione, tuttavia, non consente alla drammaturgia del film e allo sviluppo dei personaggi di funzionare correttamente.
"Abbiamo fatto un passo avanti nella comprensione del funzionamento del cervello e del processo di comprensione delle narrazioni cinematografiche".

I risultati aiutano a capire come il cervello ricorda le cose sulla base di indizi ricevuti o ottenuti.

Jääskeläinen ritiene che

"Memento simula come ci si sente ad essere una persona che ha subito danni all'ippocampo, che impediscono la formazione di ricordi a lungo termine, mentre quelli a breve termine durano solo un paio di minuti prima di andarsene. Anche in caso di stress grave e protratto l'ippocampo viene danneggiato, anche se in misura minore, in quanto gli ormoni dello stress consumano il cervello.
"Il nostro lavoro getta più luce anche sulla base neurale della memoria, che è di grande aiuto quando vogliamo comprendere le demenze come il morbo di Alzheimer".