Quando appprendiamo qualcosa, cambia l'efficacia di molte sinapsi, i contatti fra i neuroni del nostro cervello. Se varia l'efficacia della sinapsi dal neurone A al neurone B, l'ampiezza del segnale trasmesso a B da un impulso emesso da A aumenta o diminuisce, magari di poco. I cambiamenti possono essere minimi, ma avvengono simultaneamente su un gran numero di sinapsi, ciascuna della quali procede alla modifica indipendentemente dalle altre, senza bisogno di un istruttore che dia delle direttive comuni – il che rende il processo difficile da osservare e perfino da concettualizzare.

Per questo sono stati di grande aiuto i modelli matematici, sviluppati soprattutto dai fisici teorici, che ci permettono di studiare in termini quantitativi l'elaborazione dell'informazione nel sistema nervoso, andando oltre la comprensione del funzionamento biologico dei suoi singoli elementi. L'analisi dei modelli ci permette ad esempio di stimare la capacità media della corteccia cerebrale, la componente principale del nostro cervello, nell'ordine delle decine di Terabyte, cioè 10¹³ bytes, ovvero qualche centinaio di volte la capacità dell'hard disk del laptop su cui sto scrivendo questa risposta. Infatti una corteccia cerebrale umana contiene dell'ordine di 10¹⁵ sinapsi, ed i modelli matematici ci dicono che ciascuna sinapsi può al massimo depositare una frazione di bit, circa 0.2-0.3 bits. Naturalmente questo non vuol dire che ci sia nessuna somiglianza fra come le tracce mnestiche si depositano nella corteccia, e come immagazziniamo dati sulla memoria digitale di un computer: il paragone non si applica alla natura dei due processi!

Perché alcune cose vengono ricordate e altre no? Si tratta di meccanismi molto complessi, che possono non funzionare per molti motivi, come un ingranaggio complicato che si può inceppare in tanti punti diversi. Semplificando molto, si può dire che un ruolo ausiliario ma importantissimo lo giuocano i neuromodulatori, come l'acetilcolina, la dopamina o la serotonina. Se queste sostanze non vengono spruzzate al momento giusto su zone della corteccia dove ci sono sinapsi da modificare, è un po' come se venisse a mancare l'olio lubrificante, e non apprendiamo ne' possiamo poi ricordare cose che in un altra situazione, magari di umore diverso, avremmo incorporato con facilità nel nostro parimonio di memorie.

Quando immaginiamo una scena visiva, si attivano molte delle stesse aree della corteccia che si attivano quando la vediamo effettivamente coi nostri occhi; e così quando immaginiamo una sequenza di suoni o quando cantiamo, inibendo però la trasmissione dei conandi corticali agli effettori. La corrispondenza con la percezione sensoriale reale non è però completa: quando canto nella mia mente, ad esempio, mi sembra di essere piuttosto intonato, un'illusione drammaticamente smentita dalla realtà!

Mi rendo conto dell'estrema superficialità di questa risposta, ma per una più estesa rimando al libretto divulgativo "Come Funziona la Memoria" che ho scritto nel 1999 per la Bruno Mondadori.