Dalla memoria visiva al «pensiero impossibile»

Si può rimuovere un ricordo traumatico? Perché la scienza ha usato casi impossibili per ottenere risposte certe? Si possono trovare soluzioni laddove la matematica classica si «blocca»? A queste domande proveranno a rispondere i ricercatori dell'Università di Parma che l'European research council ha voluto premiare con un finanziamento di 1,5 milioni di euro per ciascuno dei loro progetti.

Paolo Papale

«Il mio progetto nasce da un’idea semplice: capire come i neuroni visivi e quelli della memoria lavorano insieme», racconta il neuroscienziato Paolo Papale.

Nato a Pisa, Papale si è laureato in Architettura a Firenze, ha svolto il dottorato a Lucca in Neuroscienze ed ha trascorso gli ultimi sei anni ad Amsterdam, dove ha continuato i suoi studi in Neuroscienze, specializzandosi sul sistema visivo. Ora è rientrato in Italia e, grazie al sostegno dell'European research council, per i prossimi cinque anni sarà nella nostra città, dove svilupperà il suo progetto di ricerca.

Il lavoro di Papale si baserà sullo studio dei neuroni attraverso l'utilizzo delle scimmie in laboratorio.

«Se stimolo un singolo neurone, attraverso una scarica elettrica impercettibile, mentre la scimmia guarda una mela rossa, e quel neurone è quello che normalmente si attiva quando la scimmia guarda una mela verde, la scimmia mi “dirà” di aver visto una mela verde». Le scimmie sono infatti addestrate a «riconoscere» gli stimoli visivi. Vengono abituate a indicare un certo tipo di immagine attraverso «premi» di cibo. «Nel nostro caso offriamo del succo di frutta come ricompensa» racconta Papale.

Il progetto «SteerMem» si propone quindi di manipolare il contenuto visivo della memoria, inducendo ricordi di esperienze mai vissute, attraverso microstimolazioni cerebrali. O viceversa, inibendo ricordi traumatici. Le ricadute future potrebbero essere fondamentali per la cura dei traumi e delle patologie ad essi legate.

«Ci sono casi in cui un singolo ricordo diventa invalidante, come nel Disturbo da stress post-traumatico. Un esempio? Se ho avuto un grosso trauma legato a un ragno sarò portato a evitare tutte le situazioni in cui potrei incontrarne uno e, nel peggiore dei casi, a non uscire più di casa. Se riuscissimo a intervenire direttamente sulla memoria - conclude Papale -, potremmo offrire soluzioni personalizzate quando psicoterapia e farmaci non bastano». Papale ha spiegato inoltre che un traguardo come il finanziamento da parte dell'European research council, per uno scienziato rappresenta un vero e proprio «Game changer» all'interno della sua carriera. «Facciamo un mestiere in cui per tanti anni si fa ricerca senza sapere se si potrà continuare a esercitare questo mestiere per mancanza di fondi - spiega -. Per fortuna ci sono questi grandi finanziamenti, molto competitivi, ma se li riesci a ottenere sai che poi potrai concentrarti sulla tua ricerca senza troppe preoccupazioni».

Irene Binini

«Il progetto nasce da una domanda filosofica: come possiamo progredire nella nostra conoscenza basandoci su premesse impossibili?» spiega Irene Binini, filosofa parmigiana, coordinatrice del progetto «Ficta». Il suo lavoro vuole analizzare come, tra Medioevo ed età Moderna, siano stati utilizzati scenari fittizi per trovare spiegazioni certe e sviluppare nuove teorie. «Basti pensare ai numeri immaginari o a certi modelli astronomici: entità che non esistono, eppure fondamentali per il progresso scientifico».

Il suo progetto di ricerca sarà suddiviso in diverse sezioni, in cui si intrecceranno varie discipline, come storia della logica, storia della scienze e filosofia della scienza. «Anche analizzando casi di ricerca scientifica moderni possiamo trovare tante volte l'utilizzo dei “casi impossibili”». Binini ci fornisce un caso eloquente. «Ad esempio: immaginare che un tunnel attraversi la Terra da un polo all'altro e chiedersi “Come si comporterebbe un corpo nel caso in cui si spostasse all'interno del tunnel? Come cambierebbe l'attrazione gravitazionale?” Questa domanda è stata usata dagli astronomi per ottenere teorie innovative». I «casi impossibili» sono stati utilizzati anche dalla matematica moderna. «I numeri immaginari e i numeri complessi, per esempio, sono entità che per definizione non possono esistere, eppure hanno avuto un'enorme applicazione, portando anche a dei risultati fondamentali».

Binini, parmigiana, ha studiato nella nostra città e ha avuto esperienze alle Università di Pisa, Friburgo, Oxford e Toronto, e sottolinea l'importanza del lavoro di gruppo: «Questa idea è nata grazie al gruppo “Prisma”, a cui voglio mandare un grande ringraziamento». Per Binini, questo finanziamento rappresenta un'autentica «speranza» verso l'intera facoltà di Filosofia dell'Università di Parma. «Con un riconoscimento come questo il desiderio è che la nostra Unità, dove si fa ricerca di qualità, sia proiettata sempre di più verso scenari internazionali, per attirare colleghi e ricercatori da tutto il mondo».

Cristiana De Filippis

«Le equazioni alle derivate parziali sono lo strumento più efficace per descrivere fenomeni naturali come la conduzione di calore, l'elettromagnetismo e l'elasticità» spiega Cristiana De Filippis, matematica del Dipartimento di Scienze matematiche, fisiche e informatiche dell’Università di Parma.

Originaria di Matera, De Filippis ha studiato all'Università di Torino e ha completato la magistrale a Milano. Successivamente ha svolto il dottorato tra Oxford e la Francia.

Tra i tanti riconoscimenti ricevuti, nel 2024 è stata premiata con il prestigioso Ems prize (European mathematical society) considerato l'anticamera della medaglia Fields, l'equivalente del Nobel della matematica. Si occupa di equazioni differenziali alle derivate parziali.

Il suo progetto «New» mira a sviluppare nuove tecnologie e metodi per trattare classi di equazioni che sfuggono alla teoria classica, offrendo soluzioni laddove la matematica si è finora «bloccata». «L’obiettivo è offrire nuovi metodi matematici per affrontare classi di equazioni che sfuggono alla teoria classica - spiega - De Filippis -. In particolare, vogliamo affrontare problemi in cui si perde la regolarità: casi in cui le soluzioni non si comportano in modo “pulito”, continuo, prevedibile. Questi casi sono fondamentali per comprendere fenomeni reali».

L'Erc rappresenta per lei non solo un'opportunità ma anche un importante traguardo personale. «Il finanziamento apre la possibilità di costruire un gruppo di ricerca, che in matematica è la spesa più grande. A differenza di altre discipline, dove servono macchinari o laboratori sofisticati, in matematica la vera risorsa sono le persone. E con i fondi ordinari italiani, spesso, questo non è possibile».

Andrea Grassi