DALLA MEMORIA EMOTIVA ALLA COGNIZIONE

DALLA MEMORIA EMOTIVA ALLA COGNIZIONE

Il sistema amigdala - ippocampo

Essa si esprime nello stesso modo negli animali e negli uomini. Tutti gli animali si devono proteggere dalle situazioni di pericolo per sopravvivere. Le strategie di cui dispongono sono:

ritirata (evitare il pericolo o fuggirlo), aggressione difensiva (mostrarsi pericolosi o rispondere all’aggressione), sotto-missione (pacificazione).

Sistema limbico centri della memoria emotiva vista 1

I modelli di risposta alla paura sono geneticamente programmati nel cervello umano.
Quando il cervello percepisce il pericolo, attraverso i nervi del sistema nervoso autonomo invia agli organi dei messaggi e ne regola l’attività per adattarli alle esigenze della situazione: lo stomaco è teso, la frequenza cardiaca aumenta, la pressione arteriosa aumenta, mani e piedi diventano sudati, la bocca è secca. Queste sono tutte reazioni tipiche della paura negli esseri umani. Il tutto avviene in modo simile anche negli animali. Ma la nostra esperienza quotidiana ci dice che ci sono persone che hanno la tendenza a combattere, mentre altre non lo fanno, ci sono persone brave ad avvertire il pericolo e altre che invece non se ne accorgono.
Le differenze nei comportamenti individuali nei confronti della paura sono dovute in parte alla diversità genetica.
Ma la manifestazione dell’effetto normalmente associato al possesso di un certo gene dipende molto anche da come siamo stati allevati, dall’alimentazione, dall’educazione che riceviamo e dagli altri geni che accompagnano quello preso in considerazione.
Detto in altre parole i geni ci danno la materia prima con la quale costruire le nostre emozioni: specificano il tipo di sistema nervoso che avremo, i tipi di processi mentali, i tipi di funzioni fisiche.
Ma il modo esatto in cui agiamo e pensiamo e quello che proviamo in una particolare situazione sono determinati da molti altri fattori e non sono scritti nei geni.
Le emozioni quindi possono avere una base biologica, ma i fattori sociali e quindi cognitivi, sono altrettanto cruciali.
La natura e la cultura sono socie nella vita emotiva. Il problema sta nello scoprire quali siano i rispettivi contributi.
I milioni di miliardi di connessioni realizzate dai miliardi di neuroni cerebrali, sembrano formare un groviglio inestricabile, eppure le varie aree hanno delle relazioni ben strutturate.

Sistema limbico centri della memoria emotiva vista 2

L’AMIGDALA è la parte del sistema limbico specializzata nelle questioni emozionali: se viene asportata il risultato è una evidentissima incapacità di valutare il significato emozionale degli eventi.

Essa funziona come un archivio della memoria emozionale ed è quindi depositaria del significato stesso degli eventi.
La vita senza amigdala è un’esistenza spogliata di significato personale.
Tutte le passioni dipendono dall’amigdala.
 I segnali in entrata provenienti dagli organi di senso consentono all’amigdala di analizzare ogni esperienza, facendone una sorta di “sentinella psicologica” che scandaglia ogni emozione e ogni percezione guidata da domande che hanno radici nella notte dei tempi: “ E’ qualcosa che temo, qualcosa che odio, qualcosa che ferisce?”
Se la risposta è affermativa, l’amigdala reagisce immediatamente inviando un messaggio di allerta a tutte le parti del cervello.
Stimola così la secrezione degli ormoni che innescano la reazione di combattimento o fuga, mobilita i centri del movimento e attiva il sistema vascolare, i muscoli e l’intestino.
I sistemi mnemonici corticali vengono riorganizzati con precedenza assoluta per richiamare ogni informazione utile nella situazione di emergenza contingente.

L’estesa rete di connessioni neurali dell’amigdala, le consente, durante un’emergenza emozionale, di “SEQUESTRARE” gran parte del resto del cervello, compresa la mente razionale e di imporle i propri comandi.

Posizione dell'amigdala nel sistema limbico

Ma ritorniamo al talamo e agli stimoli sensoriali in entrata. Esiste un collegamento diretto anche tra il talamo e l’amigdala, che fa in modo che uno stimolo condizionato di paura possa suscitare delle risposte di paura senza l’intervento della corteccia.
In particolare il NUCLEO CENTRALE dell’amigdala ha delle connessioni con le aree del midollo allungato implicate nel controllo della frequenza cardiaca e di altre risposte del sistema nervoso autonomo.
Le lesioni a questo nucleo centrale bloccano l’espressione di tutte le risposte neurovegetative, mentre la lesione dei singoli percorsi neurali in uscita bloccano soltanto le singole risposte. Compreso il nucleo centrale, l’amigdala è formata da una dozzina di sottoregioni non tutte coinvolte nel condizionamento alla paura.
Possono quindi interferire con quest’ultimo soltanto le lesioni che danneggiano le regioni dell’amigdala che fanno parte del circuito del condizionamento alla paura.

A questo proposito il NUCLEO LATERALE e il NUCLEO CENTRALE hanno senza dubbio un ruolo essenziale, mentre il ruolo delle altre regioni è ancora allo studio.
(Si ipotizza che la zona mediale dell’amigdala sia responsabile delle sensazioni spiacevoli, mentre la zona laterale sarebbe più coinvolta nelle sensazioni piacevoli).

L’APPRENDIMENTO EMOTIVO ( per il collegamento diretto talamo-amigdala) può quindi avvenire senza coinvolgere i sistemi di elaborazione superiori del cervello.
Ma esistono anche i collegamenti  tra il talamo e la corteccia. Che differenza c’è tra i collegamenti talamo-amigdala e talamo-corteccia?
I neuroni dell’area del talamo che inviano per esempio delle proiezioni nella corteccia uditiva primaria, hanno una sintonia molto fine: non reagiscono a qualunque stimolo, ma solo a certi. Invece le cellule delle aree talamiche che inviano delle proiezioni all’amigdala, reagiscono a una gamma molto più vasta di stimoli e forniscono all’amigdala solo una rappresentazione rozza dello stimolo stesso.

Il percorso diretto talamo-amigdala è un percorso di elaborazione veloce, ma impreciso, che consente però di rispondere a stimoli potenzialmente pericolosi, prima di sapere esattamente che cosa siano.
In effetti se i percorsi talamo-amigdala non fossero stati utili, avrebbero avuto tutto il tempo di atrofizzarsi. Il fatto che siano esistiti per milioni di anni, e che esistano tuttora, accanto ai percorsi talamo-corticali, indica che hanno una funzione importante.
Possiamo quindi osservare che nella percezione degli stimoli esistono due strade:
una “ STRADA ALTA” e una “ STRADA BASSA”.
La strada bassa è quella tramite la quale l’informazione sugli stimoli esterni raggiunge l’amigdala da percorsi diretti provenienti dal talamo, e la strada alta è formata da percorsi che vanno dal talamo alla corteccia e dalla corteccia all’amigdala.
La strada bassa è molto utile nelle situazioni pericolose.

Amigdala e ippocampo: memoria emotiva; memoria a lungo termine e spaziale

E’ probabile che questo percorso diretto sia responsabile delle risposte emotive che no capiamo.
Cioè l’amigdala può reagire con un delirio di collera o di paura, prima che la corteccia sappia che cosa stia accadendo e questo proprio perché l’emozione grezza viene scatenata in modo indipendente dal pensiero razionale e prima di esso.

La strada bassa potrebbe anche essere il modo di funzionamento dominante negli individui che soffrono di certe turbe emotive, mentre in ognuno di noi questa modalità si produce solo occasionalmente.

Il  percorso diretto talamo-amigdala ha un vantaggio importante: nel ratto occorrono circa 12 millesimi di secondo perché uno stimolo acustico raggiunga l’amigdala attraverso di esso, mentre impiega due volte di più attraverso il percorso corticale.

Infatti il percorso proveniente dal talamo richiede un unico collegamento, mentre ce ne vogliono parecchi per attivare l’amigdala attraverso la corteccia, e ogni collegamento in più richiede tempo:
il primo percorso, quindi, anche se non ci dice che cosa ci sta minacciando, avverte velocemente che c’è una minaccia.

Dal punto di vista della sopravvivenza è meglio reagire a delle circostanze potenzialmente pericolose come se lo fossero davvero, che non reagire affatto.
Confondere un bastone per un serpente costa meno del contrario. Dalla corteccia arrivano invece all’amigdala delle rappresentazioni più accurate e dettagliate.
I percorsi talamo-amigdala e corteccia-amigdala convergono poi nel nucleo laterale dell’amigdala. Da qui le informazioni, attraverso i percorsi interni dell’amigdala, possono venire distribuite al nucleo centrale che poi può scatenare l’intero repertorio delle reazioni difensive, dal momento che è connesso con le aree del cervello che controllano queste risposte.
I segnali in uscita dal nucleo centrale regolano, quindi, l’espressione delle diverse risposte.
Abbiamo visto che nel cervello uno stimolo ad esempio visivo in entrata viene elaborato per  prima cosa dal talamo. Più specificatamente parte del talamo invia informazioni rozze, quasi archetipiche direttamente all’amigdala. E questa informazione veloce e imprecisa è quella che consente al cervello di incominciare a rispondere al possibile pericolo.
Intanto un’altra parte del talamo manda informazioni visive alla corteccia visiva. Quest’altra parte del talamo ha la capacità di codificare i particolari dello stimolo, in misura molto maggiore della parte che invia i segnali all’amigdala.
La corteccia visiva procede quindi alla creazione di una rappresentazione dettagliata e accurata dello stimolo. Il risultato dell’elaborazione corticale viene poi anche inviato all’amigdala, che riceve quindi anche una rappresentazione più esatta.
Il tempo risparmiato dall’amigdala nell’agire in base all’informazione talamica, invece di aspettare anche il segnale  dalla corteccia, può rappresentare la differenza tra la vita e la morte.

Analizziamo ora un altro aspetto del circuito della paura. Quando subiamo un trauma (ad esempio un’aggressione), non restiamo condizionati solo dallo stimolo associato direttamente al trauma ( ad esempio,  se siamo stati aggrediti e rapinati da una persona che ci è venuta incontro correndo, quando vediamo una persona che ci corre incontro, per qualsiasi altro motivo, potrebbe di nuovo scattare la paura), ma anche da altri stimoli che erano ugualmente presenti e costituivano il contesto del trauma (ad esempio la strada dove siamo stati aggrediti, il tipo di automobile che stava passando in quel momento, il suono di una sirena ecc.).

Anche il contesto può diventare uno stimolo condizionato di paura: quando ripassiamo per quella stessa strada, anche se non succede nulla di traumatico, noi possiamo provare paura. Di un contesto è interessante il fatto che non è costituito da uno stimolo particolare, bensì da una raccolta di stimoli. L’IPPOCAMPO  interviene nelle risposte di condizionamento alla paura rispetto al  CONTESTO.
Esso ha infatti il compito di CREARE UNA RAPPRESENTAZIONE DEL CONTESTO  che contenga i rapporti tra gli stimoli e non singoli stimoli. Una lesione all’ippocampo elimina selettivamente le risposte di paura suscitate dagli stimoli contestuali ( ad esempio la strada in cui è avvenuta l’aggressione)  senza influire sulla risposta  dovuta allo stimolo condizionato ( la persona che mi corre incontro). Cioè se passo per la strada dove è avvenuta l’aggressione, non provo paura, ma se una persona mi corre incontro posso provare paura.
Il danno all’amigdala, invece, interferisce sia con il condizionamento contestuale, sia con il singolo stimolo condizionante. Questo perché l’amigdala riceve sia segnali da regioni del talamo dedicate ad uno dei sensi, sia informazioni di livello superiore da aree della corteccia dedicate a uno dei sensi, sia  informazioni sulla situazione generale dall’ippocampo. Attraverso queste connessioni è in grado di elaborare l’importanza emotiva di stimoli singoli e anche di situazioni complesse.
Se quindi l’amigdala è coinvolta nella valutazione del significato emotivo degli stimoli in entrata, i segnali provenienti dall’ippocampo hanno una parte fondamentale nello stabilire il contesto.

Per capire ancora meglio le funzioni dell’ippocampo e dell’amigdala, è opportuno fare alcune considerazioni sulla memoria e sui sistemi di memoria.
Per molto tempo si è pensato che esistesse un solo sistema di apprendimento, il quale si sarebbe occupato di tutto quanto il cervello impara. Ma studi di fisiopsicologia hanno portato alla conclusione che la memoria non viene mediata da alcun sistema neurale particolare, ma è distribuita in modo diffuso nel cervello. Meglio ancora, nel cervello ci sono sistemi di memoria multipli, ognuno con funzioni diverse.
I ricordi diversi, come le emozioni e le sensazioni diverse, provengono da sistemi cerebrali diversi. Possiamo studiare la memoria da diversi punti di vista. Studiando il sistema limbico inevitabilmente ci troveremo a considerarne alcuni. Ci sono innanzitutto due grandi sistemi di memoria: uno che contribuisce a formare la memoria delle esperienze fatte e a mettere a disposizione dei ricordi coscienti, l’altro che opera invece fuori dalla coscienza e controlla il comportamento, senza una consapevolezza esplicita dell apprendimento avvenuto.

I ricordi coscienti vengono indicati con i termini di MEMORIA DICHIARATIVA O ESPLICITA.
Possono essere riportati alla mente e descritti a parole, a volte magari con un po’ di fatica, ma sono comunque potenzialmente a disposizione della coscienza.

L’altro tipo di memoria forma dei RICORDI INCONSCI DETTI NON DICHIARATIVI O IMPLICITI, per esempio a proposito di situazioni pericolose o comunque minacciose.
L’apprendimento che si produce in questo caso non dipende dalla consapevolezza e, una volta avvenuto,lo stimolo non deve per forza essere percepito consciamente per provocare delle risposte emotive condizionate.
In un cervello integro questi due sistemi lavorano contemporaneamente e ognuno forma i suoi ricordi.

Un’altra distinzione tra diversi tipi di memoria è quella tra MEMORIA A BREVE TERMINE, oggi detta più propriamente MEMORIA DI LAVORO e la MEMORIA A LUNGO TERMINE.

Quello che accade nella memoria a breve termine è suscettibile di passare in quella a lungo temine. Il sistema cerebrale che forma i ricordi a lungo termine è diverso da quello che li immagazzina.

L’ippocampo sembra essere il candidato più probabile alla funzione di custode della memoria.
Quindi alcune regioni del sistema limbico, ippocampo e aree affini della corteccia , sono coinvolte nella formazione e nel richiamo di ricordi espliciti. L’ippocampo svolge più in particolare la sua funzione nelle forme di apprendimento e di memoria che dipendono da indicazioni spaziali.
Forma quindi delle rappresentazioni spaziali che hanno la funzione di creare il contesto in cui collocare i ricordi.
E’ il contesto che rende autobiografici i ricordi, che li situa nello spazio e nel tempo e ciò spiega il ruolo dell’ippocampo nella memoria.

Nel corso degli anni l’ippocampo abbandona a poco a poco il controllo dei ricordi alla corteccia , dove rimangono finché esiste la memoria, addirittura per tutta la vita. Infatti l’asportazione dell’ippocampo non impedisce i ricordi di vita avvenuti prima dell’asportazione, impedisce solo di memorizzare nuovi ricordi  dopo l’operazione. La persona perde permanentemente la capacità di imparare cose nuove, in particolare di ricordare le sue esperienze. L’ippocampo svolge quindi un ruolo critico nella memorizzazione di nuovi ricordi, ma non è il luogo dove essi vengono depositati. Si ipotizza quindi che i ricordi di esperienze recenti possano essere immagazzinati in alcune regioni della corteccia cerebrale. Nel morbo di Alzheimer la malattia incomincia dall’ippocampo e ciò spiega come la perdita di memoria sia un primo segnale di allarme.
 Ma il morbo poi si infiltra nella neocorteccia e questo spiega perché, mentre progredisce, vengono compromessi tutti i ricordi, nuovi e vecchi, insieme a svariate altre funzioni cognitive che dipendono dalla corteccia. Nei mammiferi i danni alla formazione ippocampale comportano ugualmente gravi danni nell’apprendimento e nella memoria.
 Le deficienze della memoria ippocampale impediscono l’accumulo di nuove conoscenze, mentre vengono conservate le memorie di eventi precedenti al danno.

L’ippocampo è il collegamento chiave in uno dei più importanti sistemi cognitivi del cervello: quello della MEMORIA DEL LOBO TEMPORALE che si occupa della memoria dichiarativa o esplicita. Essa è mediata dall’ippocampo e dalle aree corticali ad esso connesse, le cosiddette aree di transizione tra la neocorteccia e l’ippocampo: area peririnale, para - ippocampale, entorinale. Le diverse forme di memoria inconscia sono invece mediate da altri sistemi.

Un esempio di memoria inconscia è la cosiddetta MEMORIA PROCEDURALE, che consiste nell’apprendimento e memo- rizzazione delle abilità manuali, essa è mediata da un sistema diverso da quello del lobo temporale. Infatti un danno al sistema di memoria del lobo temporale interferisce con la capacità di ricordare consapevolmente (memoria dichiarativa), ma lascia intatta quella di imparare alcune abilità.
La memoria procedurale è mediata da molti sistemi di memoria, mentre la memoria dichiarativa è mediata da un unico sistema, appunto quello del lobo temporale.

 Un altro sistema di memoria implicita è quello della MEMORIA EMOTIVA che comprende l’amigdala e le aree collegate.
Nelle situazioni traumatiche il sistema della memoria esplicita e quello della memoria implicita funzionano in parallelo.
In seguito, l’esposizione agli stimoli presenti durante il trauma può attivare entrambi i sistemi.

 Attraverso il sistema dell’ippocampo ricordiamo con chi eravamo e cosa facevamo durante il trauma e anche il fatto nudo e crudo che la situazione era atroce.
Attraverso il sistema dell’amigdala gli stimoli provocheranno tensione muscolare, variazioni della pressione sanguigna, aumento della frequenza cardiaca, il rilascio di ormoni e altre risposte fisiologiche e cerebrali ( le reazioni di paura).
Siccome i sistemi sono attivati dagli stessi stimoli e funzionano contemporaneamente, i due tipi di memoria  sembrano far parte di un’unica funzione della memoria.

Parte più antica del cervello umano. Residuo ancestrale del cervello rettile di MacLean

Fra memoria implicita e memoria esplicita esiste una notevole differenza: il sistema della memoria esplicita è smemorato e impreciso (vedremo questo meglio parlando della selettività della memoria). Invece il sistema della memoria implicita legato alle risposte di paura condizionata ha una memoria che non accenna a diminuire con il passare del tempo.

L’apprendimento della paura condizionata sembra essere molto resistente, se non addirittura indelebile. A questo proposito un riferimento va fatto alla cosiddetta “AMNESIA INFANTILE”, che ci dà l’opportunità di capire ancora meglio come funzionano queste due memorie.
Noi siamo in genere incapaci di ricordare le esperienze della prima infanzia, fino a tre anni circa. Ciò viene attribuito al periodo abbastanza lungo di maturazione che l’ippocampo deve compiere per diventare pienamente funzionale. Le cellule di quest’area devono infatti crescere e collegarsi con quelle delle altre aree con cui comunicano.  Quindi non avremmo ricordi espliciti dell’infanzia semplicemente perché il sistema che li forma non sarebbe ancora pronto. Stessa cosa avviene per la neocorteccia.

Invece l’amigdala matura molto velocemente nel cervello del bambino e alla nascita è molto più vicina di altre strutture allo sviluppo completo.
Ad esempio i bambini di età compresa tra i sette e i dodici mesi cominciano a mostrare una evidente paura verso gli estranei e la capacità di regolare il livello di paura basandosi sull’interpretazione della espressione del genitore verso la presenza di situazioni pericolose. Durante questo periodo diventano funzionalmente mature la corteccia prefrontale, l’amigdala e l’ipotalamo; (a partire dai nove mesi incomincia invece a maturare quella parte della corteccia cerebrale responsabile dello sviluppo delle funzioni superiori : lettura, scrittura, linguaggio e sua interpretazione).
Dal momento che il sistema che forma i ricordi inconsci degli eventi traumatici, cioè l’amigdala, matura prima dell’ippocampo, i traumi precoci, sebbene non ricordati in modo cosciente, possono avere una influenza duratura. Questo spiega perché le nostre esplosioni emozionali a volte ci sconcertano: esse possono avere radici in un periodo molto precoce della nostra vita e riguardano soprattutto il rapporto tra il bambino e chi si prendeva cura di lui. Altri sistemi di memoria, invece, sono già attivi nel bambino piccolo: infatti i bambini piccoli imparano moltissime cose, anche se non conservano ricordi coscienti di averle imparate.

Sempre a proposito di memoria più o meno indelebile, è interessante analizzare il ruolo che a questo livello svolge l’ADRENALINA, ormone periferico prodotto dalle ghiandole surrenali.
Quando in una certa situazione l’adrenalina viene rilasciata dalle ghiandole surrenali, quella esperienza di solito viene ricordata con grande precisione. E siccome di solito l’eccitazione emotiva (ad esempio la paura) provoca un rilascio di adrenalina, la memoria cosciente esplicita delle situazioni in cui c’è un’eccitazione emotiva, dovrebbe essere più forte di quella delle esperienze in cui tale attivazione non ha luogo.
Da ciò possiamo spiegarci come mai le esperienze della vita che più ci feriscono o ci spaventano, sono destinate a diventare i nostri ricordi più indelebili. Come fa una situazione emotiva a provocare il rilascio di adrenalina?

L’amigdala, non appena capta una situazione emotiva negativa, di pericolo, “accende” una serie di sistemi fisici  compreso il sistema nervoso autonomo. Questo, a sua volta, stimola da parte delle ghiandole surrenali il rilascio dell’adrenalina nel sangue. L’adrenalina influenza a sua volta il cervello, ma per via indiretta, in quanto è una molecola troppo grande per passare la barriera emato-encefalica ed arrivare direttamente nel cervello.
Ancora non conosciamo bene il meccanismo con il quale influenza il funzionamento del sistema di memoria del lobo temporale, influenzando così i ricordi che esso crea.

Gli effetti sistemici dell’adrenalina comprendono la diminuzione della circolazione sanguigna nel tratto digerente, l’aumento dell’irrorazione dei muscoli scheletrici, per preparare ogni cellula muscolare a produrre più energia e la diminuzione del rifornimento di sangue alla parte anteriore della corteccia cerebrale (proprio l’area che contiene il nostro intelletto, la nostra capacità di pensiero cosciente, l’area destinata a dirigere la soluzione dei nostri problemi complessi).
Vengono quindi “chiuse” aree, per così dire, non essenziali del cervello. Più siamo stressati, più queste aree vengono chiuse. Questo permette ai centri più antichi e più primitivi del cervello di prendere il controllo.
In questo modo le decisioni vengono prese inconsciamente, basandosi sull’istinto, in quanto la sopravvivenza fisica nelle situazioni di forte stress, diventa l’obiettivo primario.