u Una grande plasticità

Il sistema nervoso non è l'unico apparato in grado di modificarsi profondamente in risposta a un'esperienza e di conservare la memoria (iscritta nella sua struttura e nelle sue funzioni) di eventi passati: anche il sistema immunologico lo fa, imparando a riconoscere un nuovo virus e creando gli anticorpi opportuni per combatterlo qualora si ripresentasse. Quello che è strabiliante nel cervello, però, è la capacità di modificarsi (imparare) per cause così diverse e di conservare poi una corrispondente varietà di memorie.

Le basi biologiche di questa versatilità nell'apprendimento sono comunque regolate da principi generali semplici, riuniti sotto il nome di "plasticità sinaptica". Se le cellule nervose sono un patrimonio stabile, in pratica insostituibile dalla nascita alla morte, i contatti fra di esse (che avvengono attraverso le cosiddette sinapsi) e l'efficacia di questi contatti possono essere sostanzialmente modificati. Nell'uomo e in generale nei mammiferi, i primi mesi o anni di vita sono caratterizzati da una plasticità neuronale impressionante: nuove connessioni vengono a formarsi, mentre alcune sinapsi non utili si "spengono". Anche in età più adulta tuttavia la plasticità continua a garantire la capacità di imparare e in qualche caso di minimizzare un danno neurologico, riorganizzando i circuiti. Secondo l'ipotesi formulata dallo psicologo canadese Donald Hebb l'efficacia sinaptica del contatto fra due neuroni viene aumentata se le due cellule sono ripetutamente attive insieme. La conferma sperimentale di questo fenomeno è stata data da Lψmo e Bliss in laboratorio, sui neuroni dell'ippocampo di coniglio, in cui un potenziamento duraturo della forza delle sinapsi era ottenuto stimolando associativamente i neuroni che partecipavano al contatto.

u Memorie diverse

Dal punto di vista comportamentale, lo studio di apprendimento e memoria ha una lunga storia: il condizionamento classico è il più noto paradigma sperimentale, in cui l'apprendimento consiste nell'associazione di uno stimolo neutro con un fattore emotivo. Sono celebri gli esperimenti di Pavlov, che addestrava un cane ad associare il suono di un campanello (stimolo neutro) con l'elargizione di cibo (fattore emotivamente molto piacevole!), fino al punto che il solo suono del campanello arrivava a provocare l'"acquolina" in bocca all'animale speranzoso.

Ma il condizionamento non è l'unica forma di apprendimento, così come sono svariati i tipi di memoria individuati e studiati.

Si distinguono innanzi tutto la memoria a breve e quella a lungo termine, che si crede siano di realizzati con meccanismi neuronali distinti. All'interno della memoria a lungo termine si fanno ulteriori distinzioni. Una è fra memoria procedurale (per il "come"; ad esempio, come si va in bicicletta) e memoria dichiarativa (per il "cosa", vale a dire per fatti ed eventi). Un'altra, all'interno della memoria dichiarativa, è fra memoria semantica (più legata alle caratteristiche stabili di un concetto) e memoria episodica (in particolare autobiografica). Questi tipi di divisione emergono in modo chiaro dai test psicologici fatti con pazienti che hanno subito danni neurologici localizzati, per cui può avvenire che uno solo fra due tipi di memoria sia danneggiato e non l'altro.

Nei processi di apprendimento e memoria una piccola struttura situata sui lembi interni della corteccia, a forma di cavalluccio marino, l'ippocampo, svolge un fondamentale ruolo di magazziniere. E' l'ippocampo che si occupa, sembra, di accogliere le nuove memorie, di custodirle per qualche tempo, e di riorganizzarle in modo efficiente per passarle poi alla corteccia, perchι quest'ultima le sistemi in una forma stabile, se possibile per tutta la vita.