Cosa bevono le mucche? (L'architettura associativa della memoria umana)

Il cervello ha una capacità irrefrenabile di fare associazioni. Questo è ben illustrato da una delle mie illusioni preferite, l' Effetto McGurk , che dimostra che ciò che "ascoltiamo" è fortemente influenzato da ciò che vediamo. Durante tutta la tua vita ogni volta che hai visto qualcuno dire baby o baklava hai visto le loro labbra unirsi separare per pronunciare la sillaba "ba". Anche se probabilmente non hai mai pensato coscientemente a questo fatto, il tuo cervello lo usa per decidere ciò che stai ascoltando. Il risultato è l'effetto McGurk: spesso "ascoltiamo" la sillaba "da" se la traccia visiva di un video mostra qualcuno che dice "ga" anche se il suono è "ba".

The Memory Web

È difficile esagerare quanto le nostre facoltà mentali si basano sulla capacità del cervello di creare collegamenti tra i suoni, i punti di vista, i concetti e le sensazioni che sperimenta. Ad esempio, è attraverso le associazioni uditive e visive che i bambini imparano a dare un senso al mondo. Sai che la parola gatto si riferisce a una creatura carina, snob, a quattro zampe perché mamma ha insistito nel dire "guarda il gattino" le prime trentasette volte che hai visto un gatto. Infatti, la nostra conoscenza fattuale ( memoria semantica ) del mondo si basa in gran parte sulla capacità del cervello di rilevare associazioni e memorizzare le informazioni in modo relazionale (il significato di un elemento è definito da ciò a cui è collegato).

Un'analogia con il World Wide Web è utile. Il World Wide Web è una rete di molti miliardi di nodi (pagine web), ognuno dei quali interagisce (link) in qualche modo con un sottoinsieme di altri. Quali nodi sono collegati tra loro è tutt'altro che casuale. Un sito web sul calcio avrà collegamenti a squadre di calcio, campionati e punteggi di giochi, ma è improbabile che colleghi a pagine su bosoni di Higgs o idroponica. Le informazioni sembrano essere disposte nelle nostre reti seguendo principi simili: concetti e parole correlati sono collegati tra loro. Possiamo esplorare, a un livello modesto, la struttura della nostra rete di memoria associandola gratuitamente. Quando mi associo liberamente alla parola zebra , il mio cervello restituisce animale, bianco e nero, strisce e Africa. Come fare clic sui collegamenti di una pagina Web, associando gratuitamente sto essenzialmente leggendo i collegamenti che il mio cervello ha stabilito tra la zebra e altri concetti. Gli psicologi hanno individuato quali concetti sono in genere associati l'uno con l'altro chiedendo alle persone di scrivere la prima parola che appare nella loro testa quando viene mostrato un segnale . Uno di questi sforzi ha dato migliaia di parole a migliaia di soggetti e sviluppato un enorme database di associazioni gratuite. Il risultato può essere pensato come un web semantico composto da migliaia di nodi, ognuno dei quali rappresenta una parola e contiene collegamenti alle parole con cui è associato. La Figura 1 mostra un piccolo sottoinsieme di questa rete semantica. Un numero acquisisce la forza di associazione tra coppie di parole, passando da 0 (nessun collegamento) a 100, che sono rappresentate dallo spessore delle linee. Quando viene data la parola BRAIN, il 4% delle persone ha risposto con MIND, una forza di associazione più debole rispetto a BRAIN-HEAD, che era di un enorme 28%. Nel diagramma non esiste un collegamento diretto tra BRAIN e BUG (nessuno ha pensato a un bug se presentato con il cervello ). Tuttavia, due possibili percorsi indiretti consentirebbero di "viaggiare" da BRAIN a BUG (come in un insetto).

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FIgure 1. Un Web di memoria.

Associazioni a livello sinaptico

Non è un caso che l'"hardware" del cervello, i neuroni e le sinapsi, siano perfettamente adatti a costruire un dispositivo computazionale che catturi le associazioni tra concetti ed eventi correlati. Ogni neurone nella corteccia può inviare segnali a migliaia di altri attraverso le sue sinapsi, i "collegamenti" tra i neuroni. Quali neuroni sono collegati tra loro non è cablato dai nostri geni, ma è un prodotto dell'esperienza. In effetti, l'atto di apprendimento è essenzialmente un atto di ricablare circuiti neurali: creare nuove sinapsi o modificare l'efficacia di quelle esistenti. L'evoluzione ha persino inventato una "proteina associativa" che contribuisce alla nostra capacità di creare associazioni a livello cognitivo. La proteina, un recettore del glutammato neurotrasmettitore, chiamato recettore NMDA , è in grado di rilevare se i neuroni presinaptici (mandanti) e postsinaptici (riceventi) sono attivi contemporaneamente. Si ritiene che il recettore NMDA consenta ai neuroni di connettersi con i loro partner appropriati, ad esempio permettendo ai neuroni che rappresentano la zebra e l' Africa di diventare all'interno dei circuiti neurali perché questi due concetti sono spesso usati insieme.

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Bug di memoria

L'architettura associativa della memoria umana offre molte potenti funzionalità computazionali. Ad esempio, a differenza di un computer digitale, la memoria umana memorizza e organizza le informazioni in un colpo solo: archivia automaticamente le informazioni in base a ciò a cui è collegato. Per questo motivo gli umani sono di gran lunga superiori ai computer digitali nella comprensione del contesto, facilmente analizzando la frase "il tuo cane ha mangiato il mio hot dog" nonostante i molteplici significati della parola cane . C'è tuttavia un lato negativo: molti degli errori del cervello derivano dalla sua architettura associativa. A causa della forte associazione tra latte e mucche, dobbiamo sopprimere attivamente il desiderio di rispondere al latte alla domanda: cosa bevono le mucche? L'architettura associativa del cervello porta anche a errori di memoria. Una volta sono entrato in un negozio di scarpe e ho chiesto se vendono alligatori (pensando a "Crocs"). E le persone si chiamano erroneamente l'una con il nome sbagliato tutto il tempo, ma gli errori non sono casuali: le persone sono conosciute per chiamare il loro attuale fidanzato o fidanzata con il nome del loro ex. Anche l'architettura associativa del cervello, insieme alla massiccia diafonia tra i neuroni, è probabilmente responsabile dei pregiudizi cognitivi, come l' effetto di framing . Qual è l'opzione migliore: un intervento chirurgico con un tasso di sopravvivenza del 90% o uno con un tasso di mortalità del 10%? Gli studi dimostrano che siamo influenzati dal fatto che le parole usate per presentare le informazioni abbiano associazioni positive o negative e, data l'architettura associativa del cervello, come potremmo essere diversamente?