La dopamina potrebbe allungare i tempi della memoria umana. / Dopamine May Stretch Time in Human Memory

La dopamina potrebbe allungare i tempi della memoria umana. / Dopamine May Stretch Time in Human Memory

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa 

L'attività della dopamina potrebbe aiutare il cervello ad espandere e segmentare i ricordi temporali.

Lo studio, pubblicato su  Nature Communications, ha rilevato che un'area chiave del cervello deputata alla produzione di dopamina, l'area tegmentale ventrale, si attivava quando i volontari sottoposti a risonanza magnetica percepivano l'inizio di un nuovo evento. È importante sottolineare che, quando questo centro dopaminergico risultava fortemente attivato, le persone riferivano che era trascorso più tempo. I ricercatori hanno anche scoperto che, quando le persone sbattevano le palpebre più frequentemente durante un nuovo evento – un'azione che si ritiene sia correlata alla segnalazione dopaminergica – la loro memoria temporale si ampliava ulteriormente. 

"Nei media si parla spesso di dopamina come di una sostanza chimica che genera sensazioni gratificanti. Si dice che proviamo una scarica di dopamina quando mangiamo qualcosa che ci piace o quando navighiamo sui social media, ad esempio", ha affermato la prima autrice e dottoranda dell'UCLA Erin Morrow. "Ma il sistema dopaminergico del nostro cervello risponde fortemente anche alla novità ed al cambiamento. Abbiamo scoperto che l'attivazione del sistema dopaminergico all'inizio di un nuovo evento è probabilmente uno dei modi in cui il nostro cervello segmenta le esperienze in episodi memorabili."

Come formiamo ricordi duraturi dal flusso costante delle esperienze della vita?

Quando rievochiamo un ricordo, possiamo rievocare gli eventi come se si fossero svolti molto rapidamente o come se si fossero protratti con una lentezza insopportabile. Ma in realtà il tempo non è trascorso così in quel preciso istante. È quindi un enigma capire come il nostro cervello aggiunga o sottragga tempo al flusso originale delle nostre esperienze. Questa domanda è importante perché il modo in cui il nostro cervello costruisce nuovi ricordi è legato al modo in cui percepiamo e rappresentiamo il tempo.

Il professore di psicologia dell'UCLA David Clewett studia come il cervello segni i confini degli eventi, ovvero le transizioni tra contesti diversi e degni di nota, per segmentare l'esperienza in un formato più organizzato che possa essere successivamente recuperato come ricordo.

«Spesso il tempo viene trattato come una dimensione fisica», ha affermato Clewett. «Ma in psicologia, il tempo non è fisso. È qualcosa che il cervello costruisce e che viene plasmato dall'esperienza. Come dice il mio collega, il professor Dean Buonomano, il nostro senso del tempo è il modo in cui l'evoluzione ci permette di comprendere il cambiamento. I nostri risultati suggeriscono che questo processo modella anche la memoria. Lo immagino come l'inserimento di piccoli cunei in un flusso altrimenti continuo, che aiutano gli eventi vicini a distinguersi».

"Lo scopo della memoria non è sempre quello di ricostruire il passato in modo completamente accurato", ha affermato Morrow. "Ci aiuta a ricordare le esperienze passate nel modo più utile possibile, in modo da poter modificare il nostro comportamento futuro."

Il sistema dopaminergico si attiva quando si verificano nuovi eventi.

I ricercatori hanno chiesto a 32 volontari di osservare immagini di oggetti neutri mentre si trovavano all'interno di uno scanner per risonanza magnetica. Tra un oggetto e l'altro, venivano riprodotti dei toni nell'orecchio destro o sinistro. Lo stesso tono veniva ripetuto nello stesso orecchio per otto oggetti consecutivi, al fine di creare la sensazione di un evento coerente. Il tono veniva poi spostato all'altro orecchio e cambiava tonalità per creare un "confine di evento", un cambiamento significativo che segnalava la fine dell'evento in corso e l'inizio del successivo.

Questo schema di ripetizione ed alternanza è proseguito per tutta la restante parte della sequenza, creando la percezione di quattro diversi eventi uditivi. La risonanza magnetica funzionale (fMRI) ha rivelato una forte attivazione dell'area tegmentale ventrale (VTA) in corrispondenza dei cambiamenti, suggerendo che fosse in atto una segnalazione dopaminergica. Risposte più intense della VTA sono state inoltre associate ad un aumento dell'ammiccamento, in linea con altre evidenze che collegano la segnalazione dopaminergica all'ammiccamento.

Ai partecipanti venivano quindi presentate coppie di immagini della sequenza precedente e veniva chiesto loro quanto distanti nel tempo sembrassero. Tuttavia, il "segreto" era che le immagini erano in realtà tutte separate dalla stessa distanza temporale. Sorprendentemente, i partecipanti ricordavano gli elementi che si estendevano su più intervalli di tono come se si fossero verificati ad una distanza maggiore. Questo risultato suggeriva che l'intervallo di tono – e la risposta dell'area tegmentale ventrale (VTA) che lo accompagnava – aveva contribuito a separare gli oggetti in ricordi distinti. Se le persone sbattevano le palpebre più spesso durante questo intervallo, ricordavano anche gli elementi come se si fossero verificati ad una distanza maggiore.

 "Riteniamo che l'effetto di dilatazione temporale che abbiamo riscontrato sia utile, anche se non è accurato, perché potrebbe contribuire a distanziare maggiormente tali esperienze nella memoria", ha affermato Morrow.

Morrow ha affermato che la letteratura scientifica sulla relazione tra ammiccamento e dopamina presenta risultati contrastanti. Ha sottolineato che molti studi si concentrano sull'ammiccamento a riposo od in persone affette da disturbi legati a livelli atipici di dopamina. Al contrario, il presente studio ha adottato un approccio innovativo, esaminando la dopamina e l'ammiccamento mentre persone senza diagnosi di disturbi psichiatrici percepivano attivamente degli eventi.

In che modo il cambiamento scandisce il tempo nella memoria umana?

Questo studio rappresenta un passo importante verso la comprensione di come la dopamina influenzi la memoria. Tuttavia, presenta alcune importanti limitazioni. Queste scansioni cerebrali non possono misurare direttamente il rilascio di dopamina, né se essa causi direttamente una dilatazione temporale. Sono necessarie ulteriori ricerche per verificare se questi effetti, osservati in laboratorio, si applichino anche ad esperienze più complesse e reali.

Ciononostante, questi risultati potrebbero iniziare a far luce sul perché il tempo sembri così flessibile e perché possa variare così drasticamente da persona a persona ed in situazioni diverse. Oltre alle esperienze nuove o gratificanti, la dopamina viene rilasciata nel cervello anche durante lo stress. Questo potrebbe aiutare a spiegare la nostra strana percezione del tempo durante la pandemia di COVID-19. Per molte persone, il lockdown è sembrato scorrere lentamente sul momento, eppure occupa sorprendentemente poco spazio nella memoria. Lunghi periodi di riunioni su Zoom o di lezioni online da casa hanno offerto pochi cambiamenti contestuali, portando ad una successiva percezione di quei periodi come indistinguibili e compressi. Al contrario, i primi periodi della pandemia – caratterizzati da stress e sconvolgimenti – spesso appaiono più dilatati nella memoria. Insieme, questi esempi dimostrano che quando le esperienze sono più ricche di eventi, il cervello ha più informazioni da elaborare. 

"Forse l'aspetto più importante è che i nostri risultati suggeriscono che non ci limitiamo allo scorrere nel tempo", afferma Clewett. "È qualcosa che contribuiamo a creare. Abbracciando il cambiamento e la varietà, espandiamo i nostri ricordi e, in questo senso, espandiamo le nostre vite."

ENGLISH

Dopamine activity may help the brain stretch and segment memories of time.

Ever heard of getting a “dopamine hit” from something you enjoy? These exciting moments also appear to influence memory, although perhaps not in the way you’d expect.

New research by UCLA psychologists suggests your brain may use dopamine to distort and expand time between distinct events, separating the flow of experience into pieces that can be flexibly reconstructed in the future.

The study, published in Nature Communications, found that a key dopamine-producing area of the brain — the ventral tegmental area — was activated when volunteers participating in an MRI scan detected the start of a new event. Importantly, when this dopamine hub was strongly activated, people reported more time had passed. The researchers also found that when people blinked more during a new event — an action thought to be related to dopamine signaling — their memory for time once again expanded. 

“Dopamine is often talked about in the media as a chemical that makes things feel rewarding. People say we get a burst of dopamine when we eat food that we like, or when we scroll on social media, for example,” said first author and UCLA doctoral student Erin Morrow. “But the dopamine system in our brain also responds strongly to novelty and change. We found that activation of the dopamine system at the beginning of a new event is likely one of the ways that our brain segments experiences into memorable episodes.

How do we form durable memories from the steady flow of life’s experiences?

When we summon a memory, we may recall events as having unfolded very quickly or having dragged on at unbearable slowness. But that’s not actually how time elapsed in the moment. It’s somewhat of a puzzle, then, how our brain adds or subtracts time from the original flow of our experiences. This question is important because how our brain constructs new memories is related to how we experience and represent time.

UCLA psychology professor David Clewett studies how the brain marks event boundaries, which are transitions between different noteworthy contexts, to segment experience into a more organized format that can be retrieved later as memory.

“Time is often treated as a physical dimension,” said Clewett. “But in psychology, time isn’t fixed. It’s something the brain constructs and is shaped by experience. As my colleague, professor Dean Buonomano puts it, our sense of time is evolution’s way of allowing us to understand change. Our findings suggest that this process also shapes memory. I think of it as inserting small wedges into an otherwise continuous stream, helping neighboring events stand apart.”

“The purpose of memory is not always to reconstruct the past completely accurately,” said Morrow. “It helps us remember past experiences in the most useful way possible so that we can change our future behavior.”

The dopamine system is engaged when new events happen

Researchers asked 32 volunteers to look at pictures of neutral objects while inside an MRI scanner. In between each object, tones were played in either the right or left ear. The same tone was repeated in the same ear across eight consecutive items to create a sense of a coherent event. The tone then switched to the other ear and changed pitch to create an “event boundary,” a meaningful change that signaled the current event had ended and the next had begun.

This repeat-switch pattern continued throughout the remainder of the sequence, creating the perception of four different auditory events. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) revealed strong activation of the ventral tegmental area (VTA) when changes occurred, suggesting that dopamine signaling was taking place. Stronger VTA responses were also associated with increased blinking, consistent with other evidence linking dopamine signaling to blinking.

Participants were then presented with pairs of images from the earlier sequence and asked how far apart in time they appeared. However, the “secret” was that the images were all actually the same distance apart in time. Strikingly, participants remembered items that spanned tone switches as occurring farther apart. This finding suggested that the tone switch — and the VTA response accompanying it — had helped separate the objects into different memories. If people blinked more often across this window, they also remembered the items as occurring further apart.

 “We think the time dilation effect we found is useful, even though it’s not accurate, because it may help push those experiences farther apart in memory,” said Morrow.

Morrow said that the literature on the relationship between blinking and dopamine is mixed. She pointed out that many studies focus on blinking at rest or in people living with disorders related to atypical dopamine levels. In contrast, the current study took the novel approach of looking at dopamine and blinking while people without diagnosed psychiatric disorders were actively perceiving events.

How does change mark time in human memory?

This study represents an important step toward understanding how dopamine shapes memory. However, there are a few important limitations. These brain scans can’t directly measure dopamine release, nor whether it causes time dilation directly. More research is needed to see whether these laboratory-based effects also apply to more complex, real-world experiences.

Even so, these findings could begin to shed light on why time feels so flexible and why it can differ so drastically across people and situations. Alongside novel or rewarding experiences, dopamine is also pumped across the brain during stress. This may help explain our strange memories of time during the COVID-19 pandemic. For many people, lockdown felt slow in the moment, yet occupies surprisingly little space in memory. Long stretches of Zoom meetings or online learning at home offered few contextual changes, leading those periods to later be indistinguishable and compressed. By contrast, the early periods of the pandemic – marked by stress and upheaval – often feel expanded in memory. Together, these examples demonstrate that when experiences are more eventful, the brain has more information to work with. 

“Perhaps most importantly, our findings suggest that we don’t simply move through time,” says Clewett. “It is something we help create. By embracing change and variety, we expand our memories and, in that sense, expand our lives.”

Da:

https://www.technologynetworks.com/neuroscience/news/dopamine-may-stretch-time-in-human-memory-412377