Per la prima volta i ricercatori hanno identificato le caratteristiche neurali dell’ apprendimento implicito e dell’ apprendimento esplicito.
È ormai dimostrato che azioni quali guidare una moto e memorizzare le regole degli scacchi richiedano tipi diversi di apprendimento; ora però i ricercatori hanno distinto questi tipi di apprendimento sulla base delle onde cerebrali prodotte.
Earl Miller, professore di neuroscienze al Picower Institute for Learning and Memory e autore dell’articolo afferma:
Queste differenze nelle onde neurali potrebbero guidare gli scienziati nello studio della neurobiologia sottostante l’apprendimento di abilità motorie e di compiti cognitivi complessi. Il nostro obiettivo è quello di aiutare i soggetti con problemi di apprendimento e di memoria, potremmo infatti trovare un modo per stimolare il cervello umano ottimizzando così le tecniche di training per mitigare questi deficit.
Apprendimento implicito e apprendimento esplicito
Gli scienziati credevano esistesse un solo tipo di apprendimento fino a quando non si presentò il caso del famoso paziente Henry Molaison, meglio conosciuto come HM. A seguito di un’operazione che portò alla rimozione di parte del cervello, HM sviluppò una grave amnesia. Il paziente non ricordava ad esempio di aver mangiato qualche minuto prima ma era in grado di apprendere abilità motorie e di migliorarle nel tempo sebbene non avesse memoria di svolgere tali attività.
Il caso di HM e in generale dei pazienti amnesici ha svelato l’esistenza di due diverse tipologie di apprendimento: apprendimento implicito e apprendimento esplicito.
L’ apprendimento esplicito si potrebbe definire un apprendimento consapevole, in cui cioè l’individuo è cosciente di ciò che sta imparando, un esempio è la memorizzazione di un lungo passaggio all’interno di un libro. L’ apprendimento implicito al contrario, è definibile come “apprendimento delle abilità motorie” o “memoria muscolare”, in questo tipo di apprendimento non si ha accesso consapevole a ciò che si sta imparando, è il caso dell’imparare ad andare in bicicletta. Molte attività, quale ad esempio imparare a suonare un nuovo brano musicale, richiedono entrambi i tipi di apprendimento.
Cosa succede a livello cerebrale durante l’ apprendimento
Studiando il comportamento degli animali durante l’esecuzione di diversi compiti, i ricercatori hanno osservato come venissero impiegati i diversi tipi di apprendimento. La scoperta interessante è rappresentata dal fatto che questi tipi di comportamenti erano accompagnati da differenti pattern di onde cerebrali.
Cosa succede quindi quando impariamo qualcosa? Quando i neuroni si attivano, producono segnali elettrici che si combinano per formare onde cerebrali le quali oscillano a diverse frequenze. Durante i compiti di apprendimento esplicito si è verificato un aumento delle onde alfa2-beta (oscillanti a 10-30 hertz, tipiche degli stati di veglia) a seguito di una scelta corretta e una maggioranza di onde delta-theta (3-7 hertz, caratterizzanti gli stati di rilassamento o di sonno) dopo una scelta errata. Le onde alpa2-beta aumentavano durante l’esecuzione dei compiti espliciti per poi diminuire con il progredire dell’ apprendimento. I ricercatori hanno inoltre osservato la cosiddetta “negatività correlata agli eventi” (picchi di attività neurale in risposta a errori comportamentali) solo nei compiti che si pensava richiedessero apprendimento esplicito.
L’aumento di onde alfa2-beta nel cervello durante i compiti espliciti potrebbe riflettere la costruzione di un modello di apprendimento, il ritmo alfa-beta tornerebbe alla normalità solo in seguito alla costruzione di tale modello – spiega Miller.
Al contrario, nei compiti di apprendimento implicito i ritmi delta-theta aumentavano in concomitanza a risposte corrette e decrescevano durante l’ apprendimento. Miller ipotizza che questo pattern potrebbe riflettere la connessione neurale codificante l’abilità motoria durante l’ apprendimento.
I risultati dimostrano che esistono diversi meccanismi sottostanti l’ apprendimento, questo potrebbe essere sfruttato per migliorare le strategie di insegnamento durante l’ apprendimento di un compito. Individuando infatti il tipo di apprendimento che l’individuo sta utilizzando si potrebbe modificare e al tempo stesso potenziare il processo, se ad esempio l’individuo sfrutta l’ apprendimento implicito potremmo fornire feedback positivi in quanto sappiamo che tale tipo di apprendimento si basa su queste risposte.
Inoltre studi precedenti avevano dimostrato come alcune parti del cervello quali ad esempio l’ippocampo, fossero maggiormente coinvolte nell’ apprendimento esplicito mentre aree quali i gangli della base venissero utilizzate in quello implicito. Miller afferma invece che il presente studio identifica sovrapposizioni a livello strutturale in questi due sistemi, indicando che in parte questi condividono le stesse reti neurali.
Infine lo studio delle caratteristiche neurali potrebbe essere utile per identificare in fase precoce malattie quali l’ Alzheimer come afferma Roman Loonis studente del laboratorio di Miller e ricercatore dell’Istituto Picower:
Nell’Alzheimer si verificano cambiamenti nelle strategie di apprendimento: i soggetti affetti utilizzano l’ apprendimento implicito poiché il sistema di apprendimento esplicito risulta calante a causa della demenza, sintomo tipico di questo morbo.
