Se siamo persuasi che l'informazione sia depositata nell'ippocampo come modifica dell'efficacia delle sue S synapsi - le connessioni fra i suoi neuroni - un primo limite superiore lo possiamo stimare assumendo che ciascuna sinapsi abbia una risoluzione finita, ad esempio pari ad un byte, 8 bits. Allora l'ippocampo potrebbe contenere non più di S bytes di memoria, sempre che le sinapsi varino in efficacia indipendentemente le une dalle altre, come si ritiene. Si ritiene anche che l'ippocampo funzioni essenzialmente come una memoria associativa, ed un risultato fondamentale dell'analisi dei modelli matematici di memoria associativa è che essi non possono depositare più di 0,2-0,3 bits per ogni sinapsi, qualunque sia la risoluzione o precisione con cui viene variata la sua efficacia. Otteniamo allora una stima più accurata della massima quantità di memoria depositabile, diciamo 0,24*S/8=0,03*S bytes. Si ritiene infine (e per questo come per gli altri assunti del ragionamento rimando al mio librettino Come Funziona la Memoria, Bruno Mondadori, 1999) che il ruolo chiave nel depositare l'informazione nell'ippocampo lo giuochi la rete delle sinapsi fra i neuroni della regione detta CA3, che dispone di N neuroni ciascuno dei quali riceve C connessioni dai suoi colleghi. Contando i 2 emisferi, la rete di CA3 contiene nel ratto circa mezzo milione di neuroni, ognuno dei quali riceve circa 16000 connessioni dalle altre cellule di CA3. Nell'uomo, N è dell'ordine dei 10 milioni, mentre su C non abbiamo misure, ma possiamo immaginare che sia maggiore che nel ratto ma non di moltissimo, ad esempio il doppio. Mettendo insieme questi numeri, arriviamo a stimare la capacità di memoria dell'ippocampo come 0,03*N*C, cioè 0,24 Gb nel ratto e 10 Gb nell'uomo. Non è affatto una capacità infinita, come capisce benissimo chi ha già riempito la memoria del proprio personal computer.

Come il computer può essere intasato da una miriade di files di dimensioni limitate, ad esempio fotografie di famiglia, oppure da un numero più piccolo di files giganti, ad esempio films scaricati di straforo, così la capacità dell'ippocampo umano può essere consumata da moltissime memorie "leggere", o da meno memorie, ma più "pesanti". Nei modelli matematici è facile passare da una situazione all'altra, variando ad esempio un parametro che chiamiamo la sparità della rappresentazione neurale; ma quale situazione descriva meglio quella reale, non è ancora ben chiaro. Questa incertezza ha spinto alcuni ricercatori a suggerire un'ipotesi richiamata nel tuo quesito, e cioé che l'ippocampo non contanga molta informazione per ciascuna memoria, ma si limita a fare da "indice", ovvero da "centro di smistamento e collegamento", come dici tu, di informazioni contenute altrove, nella corteccia cerebrale. In tal modo, avendo risparmiato sulle dimensioni di ciascuna memoria, sarebbe possibile massimizzarne il numero, cioé il numero dei files, o degli "indici" indipendenti archiviati nel centro di smistamento.

Questa "hippocampal index theory", come si chiama in inglese, non sembra però adeguata a rendere conto dei risultati sperimentali, ottenuti in particolar modo nel ratto. Nel ratto le memorie per le quali è cruciale un ippocampo intatto sono soprattutto quelle ad alto contenuto spaziale. Orbene, registrando l'attività di un gran numero di neuroni dell'ippocampo di un ratto, che si muove in un qualsiasi ambiente, è possibile "leggervi" la posizione istantanea del ratto nell'ambiente, con grande precisione. Questo anche quando si ha ragione di ritenere che il ratto debba supplire con la memoria alla scarsezza di dati sensoriali relativi alla propria posizione, dati che sono stati limitati ad arte dallo sperimentatore. Sembra, quindi, che sia possibile estrarre il contenuto di queste memorie direttamente dall'ippocampo, senza bisogno di andare a leggere l'attività delle regioni corticali per le quali l'ippocampo lavorerebbe come mero "archivista smistatore".

Ma allora, se i files depositati nell'ippocampo sono "pesanti", e la sua capacità di memoria è limitata, come fa a funzionare più o meno egregiamente fino alla senescenza dell'individuo? La risposta più probabile, che gran parte dei dati disponibili avvalorano, è che le memorie rimangano nell'ippocampo per un periodo transitorio, che può essere di settimane nel ratto e di anni nell'uomo (ma dipenderà ovviamente da tanti fattori), e che possano essere scartate una volta che gli stessi contenuti, o almeno quelli fra loro che devono essere ricordati a lungo, siano consolidati nella corteccia, vero deposito a lungo termine. Corteccia che non ha neppure lei una capacità infinita, ma molto più alta, questo sì: nell'uomo forse di un fattore 1000, come il rapporto fra i suoi neuroni e quelli di CA3.

Esercizio finale: prova a calcolare la frazione della capacità del tuo ippocampo occupata da questa mia risposta, sempre che tu l'abbia mandata bene a memoria!