Apprendimento e memoria I : Tecniche 1. Memotecniche

Queste tecniche permettono di memorizzare con rapiditá ed efficienza elenchi di parole, numeri, immagini, parti di un discorso. Come funziona e soprattutto come é possibile che ciascuno non lo faccia in automatico?
In realtá noi lo facciamo in automatico. Semplificando, diciamo che la natura ci ha messo a disposizione due tecniche per apprendere dal mondo che ci circonda: una, lenta e basata sulla ripetizione, la destiniamo comunemente ai fatti neutri, ad esempio il significato delle parole o la storia del mondo; l'altra, rapida e basata su associazioni, ai fatti autobiografici, che neutri forse lo saranno per gli altri, ma non per noi!! Piú in generale, questa seconda forma di apprendimento memorizza gli episodi, che per definizione ricorrono una volta sola o poche volte, mentre la storia e la geografia sono sempre quelle e ricorrono in continuazione nel corso degli studi. La prima é chiamata memoria semantica, la seconda memoria episodica.
L'obiettivo che tutte le tecniche di memoria si pongono é insegnarvi a usare con metodo la memoria episodica per apprendere materiale semantico.
Questo é il motivo per cui bastano 2 giorni a impararlo: é qualcosa che sappiamo giá fare! Molto tempo in piú e una notevole disciplina serve per modificare le vostre abitudini: ecco perché molti partecipano a questi corsi e non ne traggono il beneficio sperato. Per inciso, questo é il motivo per cui ritengo il prezzo sovradimensionato: é sufficiente un'ora per dimostrarle tutte, il resto é pratica.

Andiamo nello specifico.

La prima cosa che si impara é come apprendere un elenco di parole slegate tra di loro. Nel caso piú semplice si tratta di nomi di oggetti: computer, penna, albero, finestra, bottiglia, etc, fino, poniamo, a venti. È possibile imparare questi oggetti ripetendoli, come si faceva quando imparavamo a memoria le poesie per la scuola; ma serve un sacco di tempo, é noioso e inefficace. Se, invece, si visualizza ogni oggetto e si compone una storia che li leghi, il risultato é garantito, duraturo e velocissimo: anche la prima volta che si tenta si impiegano solo dieci minuti! È importante che ciascun oggetto sia rappresentato in modo visivamente efficace, con colori, movimento, inconsuetudine, impatto emotivo. Queste sono, infatti, le caratteristiche che attraggono la memoria episodica come la luce le falene! Per esempio, un computer rosa grasso e depresso si innamora di una minuscola ed elegante penna che danza il flamenco sotto un albero dalle foglie blu, etc etc.
Una volta memorizzata questa trama, la si ripete a intervalli regolari, fino a un massimo di cinque volte, e pian piano la storiella lascia il posto a semplici, spontanei legami tra le parole. Il gioco é fatto.
Qualora le parole siano piú astratte, é necessario ricorrere a qualche trucchetto per renderle visualizzabili, per cui "oratoria" puó diventare una loquace orata che tiene banco dinanzi al Dio del Mare, oppure Cicerone che insegue Catilina in vestaglia - se siete stati ad Arpino, questa immagine é particolarmente efficace ;) Quando vi ci abituate puó diventare un vero passatempo: molte volte memorizzare qualcosa mi ha messo di buon umore, inducendomi a ridere da solo per le storie inventate!
Tutto ció ritorna a enfatizzare il ruolo particolare della "storia" nella mente umana, giá toccato in questo post.
E se invece avete da memorizzare numeri? Un apposito codice di traduzione delle cifre in elementi fonetici vi permette di trasformare i numeri in lettere, le lettere in immagini, le immagini in episodi.
Oppure il vostro studio richiede di distinguere una sezione del midollo allungato da una a livello delle vertebre cervicali? In questo caso una elaborazione dell'immagine aiuterá molto. In particolare si suddivide l'immagine in quadranti, si esamina separatamente ciascun quadrante, si "prende nota" di alcuni particolari, si ripete. Il fatto di guardare ordinatamente ciascun quadrante consente di avere, in pratica, quattro episodi separati di esplorazione oculare, piú o meno quello che accade quando si entra in casa di qualcuno e si esaminano l'ingresso, il soggiorno, il balcone e il bagno separatamente. Ci pensa il cervello a mettere tutto insieme in una mappa.
Un altro modo comune di memorizzare le immagini é riprodurle, metodo che io ho adottato ampiamente. Questo metodo funziona specialmente se si ha la possibilitá, all'esame, di disegnare; quindi va benissimo per le strutture chimiche e le sezioni istologiche, ma non altrettanto bene per discorrere dell'Annunciazione di Leonardo. Il motivo é che qui si cerca di usare la memoria procedurale (da non confondersi con quanto Lap(l)aciano ha definito "procedurale" in questo post: i passaggi matematici consistono dell'applicazione sequenziale di materiale dichiarativo, e non hanno nulla a che fare con la memoria procedurale), ovvero quella che ci consente di andare in bicicletta, e che regola le nostre abitudini. Quanto si trova in questo magazzino mnemonico é assai difficile da dichiarare, ma facile da eseguire.
L'esempio delle stanze é particolarmente azzeccato, poiché giá Cicerone consigliava di impiegare tragitti mentalmente costruiti o rappresentazioni spaziali come quella delle stanze di una casa allo scopo di memorizzare l'ordine dell'orazione da eseguire - egli imparava tutte le sue orazioni a memoria, non avendo PowerPoint! Ci torneró su, ma il motivo per cui gli indizi spaziali sono cosí importanti é che la memoria episodica é appunto l'immagazzinamento di informazione in un contesto spazio-temporale, perció questo tipo di apprendimento si attacca con pervicacia a ogni rappresentazione spaziale.

In chiusura: se la ripetizione é forse la madre dell'apprendimento (memoria semantica), l'associazione ne é il padre (memoria episodica)!

Molto di piú c'é da apprendere sull'apprendimento: nel prossimo numero, le mappe mentali. Al termine della serie un quadro generale.

Apprendimento e memoria I : Tecniche 0. Introduzione

Da tempo vorrei scrivere qualcosa su quello che studio, ma non trovando ispirazione per un approccio sistematico, comincio con qualcosa che mi diverte di piú: proporre spiegazioni del funzionamento delle tecniche di apprendimento alla luce della letteratura specialistica.

Avrete sentito parlare di quei corsi che in due-tre giorni promettono di insegnarvi come studiare impiegando un terzo del tempo al triplo dell'efficienza. Come sempre con la pubblicitá, questo é vero in parte; la buona notizia é che il risultato non dipende da altri che da voi. Io trovo che il costo di questi corsi sia francamente spropositato e che possiate carpirne il piú leggendo libri sul tema, ma se vi interessa un'esperienza coinvolgente che metta in luce nuovi aspetti della vostra mente e potete permettervelo, allora fatelo, perché é entusiasmante.

Prendiamo in esame le memotecniche, le mappe mentali, la lettura rapida e la fotolettura.

Formati

Da circa due settimane sono diventato l'apprendista stregone di colui che io chiamo "il mago del sotterraneo", un professore di elettrofisiologia in pensione che abita nel sotterraneo del nostro istituto. Quest'uomo ha delle idee meravigliose e profonde, ma ha pubblicato poco in vita sua. Così ho deciso di raccogliere le sue idee prima che sia troppo tardi.

Una delle prime cose su cui lui ha attirato la mia attenzione è questa: quello per cui i neuroni si distinguono, fra tutte le cellule che compongono gli esseri viventi, è la loro uniformità fra l'input e l'output.

Facciamo qualche esempio: le cellule muscolari hanno come input impulsi elettrici e come output energia meccanica. Molte cellule sono specializzate nell'elaborazione chimica di sostanze: come input hanno certe sostanze, come output delle altre sostanze. Le cellule della retina convertono i segnali luminosi in impulsi elettrici.

I neuroni no. I neuroni hanno come input e output impulsi elettrici. Questa essenziale inutilità del neurone lo rende, da un certo punto di vista, eccezionalmente flessibile. Infatti l'identità del formato di input e output rende possibile creare delle reti di neuroni, cosa che con le altre cellule non è possibile.

Mente&Cervello, Ottobre 2008, n. 46

Purtroppo é solo un abstract, ma chi é stato interessato da uno dei primi post su questo blog potrebbe gradire questo articolo. Mente & Cervello é un ramo di "Scientific American", in italiano "Le Scienze", di solito vale la spesa.

Buona giornata!

Platone e l'informatica

Se, dunque, sempre la verità degli esseri è nella nostra anima, l'anima dovrà essere immortale. Sicché bisogna mettersi con fiducia a ricercare ed a ricordare ciò che attualmente non si sa: questo è infatti ciò che non si ricorda.

Socrate in Menone

Uno degli snodi fondamentali della filosofia occidentale è sicuramente il Menone di Platone. E nel Menone di Platone, uno degli snodi fondamentali è il dialogo con lo schiavo, in cui Socrate porta lo schiavo a derivare la lunghezza della diagonale di un quadrato - più precisamente: lo porta a costruire un quadrato di area doppia rispetto ad un quadrato dato.

L'argomento successivo di Platone, presentato da Socrate, è il seguente: lo schiavo ha dedotto, senza che Socrate gliela esplicitasse, la soluzione del problema. Quindi la soluzione del problema era già in lui. Quindi le idee preesistono l'individuo, e il conoscere equivale al ricordare.

Cambiamo scenario. In informatica si distingue fra due maniere in cui un programma contiene informazioni: dichiarativa o procedurale. Nel primo modus, un'informazione è registrata esplicitamente nel programma. Per esempio, un programma in cui sia registrata una lista di capitali sa, in maniera dichiarativa, che la capitale della Germania è Berlino. Da qualche parte nel programma c'è una funzione e questa funzione contiene come valore della nazione Germania la città Berlino. La maniera procedurale invece è diversa: una calcolatrice sa, in maniera procedurale, che 12 x 12 = 144. Ovviamente questa informazione non è registrata da nessuna parte nella calcolatrice: invece è registrata la maniera in cui ottenere tale risultato.

Trasportando questo ragionamento all'uomo. Io so in maniera dichiarativa che il compleanno di mio fratello è il 27 settembre, e conosco in maniera procedurale i massimi della funzione sin²(x). Ragionando un po', si capisce come i risultati matematici siano spesso registrati in maniera procedurale nella mente.

Se Platone avesse conosciuto o formalizzato questa differenza, avrebbe notato che quello che dimostra Socrate non è la preesistenza delle idee, ma la possibilità umana di accedere alla propria memoria procedurale.

E io aggiungo: questa possibilità tutta umana è, finora, negata ai computer.

Piani

"A man's real possesion is his memory. In nothing else is he rich, in nothing else is he poor." ~ Alexander Smith, Dreamthorp

Delle molte ipotesi circa vari aspetti della memoria, prendiamone una recente e fin troppo interessante.
L'ipotesi é di Daniel Schacter, uno dei piú noti studiosi della memoria dal punto di vista neuropsicologico: la memoria gioca un ruolo centrale nella pianificazione delle azioni.
La base ideologica ha a che fare con l'apprendimento: se imparo qualcosa, operazione per cui é necessaria la memoria a lungo termine, posso modificare il mio comportamento in accordo a quanto ho imparato. La base scientifica viene dall'imaging digitale con il quale si é riscontrato che le aree del cervello attive durante la memorizzazione e la pianificazione (o l'immaginazione pura e semplice di scenari futuri) sono largamente sovrapposte. Ulteriore sostegno sperimentale é garantito dall'osservazione che il normale invecchiamento impoverisce tanto la ricchezza e l'accuratezza della memorizzazione, quanto la ricchezza e il dettaglio della pianificazione.
Per giustificare questi dati é stata avanzata l'ipotesi di cui sopra: il futuro si pianifica sfruttando risorse mnemoniche. Ci sono delle alternative, naturalmente: le aree possono contenere popolazioni neuronali distinte con ruoli diversi e la risoluzione dell'imaging non é sufficiente a individuarle (un caso simile si é verificato per le cellule dell'ippocampo); é stato seguito un approccio sperimentale insufficiente a rivelare l'attivazione di alcune aree (es.: la condizione di riposo era inadeguata: con questi processi cognitivi grossolani non é mai facile districarsi. Questa ipotesi é studiata da una mia collega di dipartimento, che ha cambiato approccio, con risultati non entusiasmanti ma neppure trascurabili); ancora, le memorie e i piani condividerebbero un circuito comune, ad esempio quello necessario a creare uno scenario mentale oppure quello del mental time travel (leggete Tulving se volete approfondire). E via discorrendo, con: é nata prima la memoria o il piano? Ci sono legami evolutivi? Come viene determinata la dimensione temporale nel cervello? etc...

Da parte mia vorrei fare un'osservazione di carattere non strettamente cognitivo, quanto piuttosto emozionale/motivazionale. Pensate ai luoghi/tempi di cui avete molte memorie, e paragonateli con quelli che vi hanno lasciato molto poco. Perché vi hanno dato poco? Forse é solo una questione di durata temporale? Forse per via di brutte esperienze? Forse non le avete condivise con nessuno e lentamente questi momenti sono annegati nell'oblio? Forse la vostra attenzione era concentrata altrove, sul lavoro, o su altri problemi?
Qualunque siano i motivi di questa cattiva memorizzazione, forse descriverete quel momento della vostra vita come "vuoto", "poco importante", "grigio", "brutto", o vi sentirete semplicemente derubati. E qui viene la citazione di apertura: non abbiamo che la nostra memoria (immaginate un po' la vita di un amnesico...)
E ora: vorreste tornare in quel momento "grigio"? In quel posto? A quei giorni? Ne avete voglia? Provate nostalgia?
Personalmente, questo si applica ai mesi trascorsi in questa cittá: finora hanno avuto poco da dire. E non é curioso che in assenza di nostalgia non prendano vita neppure aspettative di alcun genere? Serve un passato pieno per avere un futuro pieno? Che sentimento é la nostalgia, che non fa parte di paura, rabbia, disgusto, gioia, insomma delle emozioni basilari? Che ruolo ha nella nostra vita? Come si é evoluto? Quali sono i mattoni cognitivi per l'instaurarsi del benessere? Il modo in cui giudichiamo il passato influenza il futuro? Come? Influiamo sulla nostra felicitá con il nostro raziocinio?
Buone vacanze.

Popolazioni neuronali

Prendo spunto dai commenti di Mauriziogato per parlare di un interessante approccio all'idea di popolazione neuronale nell'ambito delle neuroscienze computazionali.

Si parlava del codice neuronale, e se sia possibile dare un senso alla serie di potenziali d'azione che i vari neuroni si scambiano fra loro.

Una maniera per risolvere il problema in una maniera globale, è quella di non considerare i neuroni come entità singole, ma considerare solo l'attività della popolazione neuronale nel suo complesso.

Per fare questo si procede nel modo seguente. Dato che i neuroni sono impacchettati (questo signore è famoso per delle importanti misurazioni nel campo) in maniera compatta nel cervello, si può argomentare che esiste una densità locale di neuroni in ogni punto x del cervello. Questi neuroni saranno attivi con un frequenza di potenziali d'azione media pari a f(x).

In questa maniera abbiamo costruito una funzione, definita su tutti i punti dell'area cerebrale in questione avente come valore la frequenza media dei potenziali d'azione dei neuroni in quel punto. Un tale oggetto si chiama campo neurale.

Quello che è ovviamente interessante e capire qual'è l'evoluzione temporale di questo campo neurale; quindi si assume che questa funzione f dipenda anche dal tempo. Scriviamolo in formule: per ogni punto x dell'area in considerazione e ogni tempo t dell'esperimento in considerazione, la frequenza media dei neuroni in x al momento t è data da f(x,t).

E qua siamo già nel campo dei sistemi dinamici. Per vederlo, si denoti C lo spazio di tutti i possibili pattern spaziali di attivazione, cioè tutte le possibili funzioni f(x). Adesso, per ogni t fissato, la funzione f(-,t) fa parte di C. Quindi, l'evoluzione dell'attività cerebrale può essere facilmente modellata come un sistema dinamico nello spazio C.

La vera sfida è trovare delle leggi dinamiche per queste evoluzioni temporali. L'articolo su Scholarpedia fornisce una breve introduzione.