Immaginate che il vostro ippocampo — una piccola area cerebrale responsabile della memoria e dell'orientamento spaziale — acquisisca improvvisamente un superpotere. Alcuni scienziati hanno scoperto che, a determinate condizioni, nelle reti neurali avviene una vera e propria transizione di fase geometrica, a seguito della quale la capacità di memoria aumenta di decine (e secondo i modelli, persino di centinaia) di volte.
Le teorie classiche sulla memoria associativa sostengono da tempo che il numero di ricordi sia limitato da quello di neuroni e sinapsi. Come a dire che oltre un certo limite non si possa andare. Tuttavia, nuove simulazioni dimostrano che questa non è affatto la verità completa. Il ruolo principale non è svolto semplicemente dal numero di connessioni, ma dal modo in cui esse sono organizzate nello spazio: dalla loro geometria e topologia.
Secondo i dati di un recente preprint, al raggiungimento di una "densità" critica e di una corretta organizzazione dei legami, la rete neurale passa improvvisamente a uno stato completamente nuovo. Da una "nebbia" caotica, in cui i ricordi interferiscono costantemente tra loro, essa si trasforma in una struttura nitida, simile a un cristallo. Di conseguenza, il cervello acquisisce la capacità di archiviare una quantità enorme di schemi indipendenti quasi senza alcuna interferenza.
È un fenomeno molto simile a ciò che accade alla materia durante una transizione di fase: l'acqua diventa improvvisamente ghiaccio e un metallo comune si trasforma in un superconduttore. Solo che in questo caso a "congelarsi" e a ordinarsi è la geometria dell'attività neuronale — e, incredibile a dirsi, la memoria diventa estremamente capiente.
Se ciò venisse confermato da esperimenti reali su tessuto cerebrale, dovremmo riscrivere seriamente i libri di testo. Le teorie del coding predittivo (il cervello che prevede) riceverebbero un potente aggiornamento: quanti più ricordi indipendenti un sistema può conservare, tanto più accuratamente costruirà il modello del mondo, commettendo meno errori.
In prospettiva, questa scoperta è rilevante su due fronti simultanei. Per la medicina, aprirà nuove strade nello studio dell'Alzheimer, del disturbo da stress post-traumatico e di altre condizioni legate alla memoria. Per l'intelligenza artificiale, suggerirà come creare sistemi in grado di mantenere il contesto più a lungo e di gestire volumi enormi di informazioni in modo più fluido.
A quanto pare, il cervello si è rivelato molto più astuto e plastico di quanto avessimo immaginato. A volte, per un salto di qualità nelle prestazioni, non serve la forza bruta di milioni di nuovi neuroni, ma la geometria corretta. La natura, come sempre, ha trovato una soluzione elegante.
