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12 febbraio 2015

Università di Trento: ricerca sull’asimmetria nel regno animale

Asimmetria nel regno animale


Università degli Studi di Trento – Cervello dell’ape: osservata l’asimmetria destra-sinistra nel funzionamento dei neuroni

Asimmetria nel regno animale

Asimmetria nel regno animale

L’asimmetria di funzioni tra la parte destra e quella sinistra del cervello di un’ape è stata per la prima volta osservata direttamente nell’attività dei singoli neuroni. Lo studio, uscito oggi sulla rivista Proceedings of the Royal Society B, è stato condotto da un gruppo di ricercatori del Centro Interdipartimentale Mente/Cervello e del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento, insieme alla Fondazione Mach e al Dipartimento di Biologia dell’Università di Costanza in Germania.

Lo studio sull’asimmetria nel regno animale

Nelle api (Apis Mellifera) la discriminazione degli odori avviene tramite dei recettori (sensilli) posti sulle antenne, che trasmettono l’informazione al lobo olfattivo antennale, i cui neuroni sono organizzati in diversi glomeruli, e da qui ad altri neuroni che costituiscono l’equivalente delle aree associative della nostra corteccia. I diversi odori, stimolando glomeruli distinti, attivano nel lobo antennale dell’ape aree diverse, per quanto spesso sovrapposte, creando delle mappe olfattive.

Esponendo le antenne dell’animale a brevi impulsi di odori e attraverso l’uso di sofisticate tecniche di “imaging in vivo” (il calcium-imaging), i ricercatori hanno misurato l’attività dei neuroni che dal lobo antennale dell’ape (il primo centro di elaborazione olfattiva che riceve gli impulsi sensoriali, una sorta di bulbo olfattivo) si dirigono ai centri di analisi superiori del suo cervello. Ebbene, i ricercatori hanno visto una diversità nella risposta dei neuroni dell’emisfero destro e di quelli dell’emisfero sinistro dell’ape: i neuroni del lobo antennale di destra discriminavano meglio gli odori di quanto non facessero quelli del lobo di sinistra. L’asimmetria nell’attività dei neuroni si rispecchiava inoltre nel comportamento: api addestrate a riconoscere un odore, dopo un processo di adattamento a un odore di sfondo, riuscivano meglio nel compito usando l’antenna di destra (connessa al lobo antennale di destra) che non usando l’antenna di sinistra.

L’asimmetria nel regno animale

L’asimmetria del sistema nervoso centrale non è però, come si è sempre creduto fino a poco tempo fa, unica della nostra specie, ma è una caratteristica diffusa nel regno animale. Da qualche anno, si è visto che è una caratteristica anche delle api, con i loro cervelli che contano meno di un milione di neuroni. E proprio il fatto di possedere un numero relativamente limitato di neuroni è ciò che ha reso possibile, per la prima volta, osservare le asimmetrie direttamente a livello dell’attività di queste cellule.

«E’ probabile che l’asimmetria serva ad aumentare le capacità di codifica del sistema nervoso, in tutti gli organismi» osserva Elisa Rigosi, prima autrice della ricerca, che al CIMeC ha ottenuto il suo dottorato di ricerca.

L’uso di modelli neuronali relativamente semplici quali quelli degli insetti può offrire grandi vantaggi alle neuroscienze. Lo spiega Albrecht Haase del CIMeC e del Dipartimento di Fisica: «La collaborazione che stiamo realizzando qui al CIMeC con il Dipartimento di Fisica e la Fondazione Mach è indirizzata, oltre che allo studio della plasticità cerebrale in generale, ad aspetti di rilevante interesse applicativo, quali ad esempio il ruolo di certi pesticidi (neonicotinoidi) nella cosiddetta morìa delle api o delle variazioni genetiche nelle abilità olfattive di certe specie di moscerini (Drosophila suzuki) che danneggiano i piccoli frutti, con gravi danni anche all’economia della nostra Provincia».

La rilevanza per l’uomo

E’ noto da tempo che negli esseri umani la parte destra e sinistra del cervello svolgano funzioni in parte diverse. Basti pensare all’uso preferenziale della mano destra, controllata dall’emisfero sinistro del cervello, quello che sovraintende anche alla produzione del linguaggio, o agli esiti di lesioni emisferiche unilaterali che se a destra danneggiano le funzioni percettive e di orientamento spaziale e se a sinistra la produzione e la comprensione del linguaggio, appunto. «Ed è importante sottolineare – rimarca il direttore del CIMeC Giorgio Vallortigara – come lo sviluppo anomalo dell’asimmetria del cervello o la sua assenza accompagni una varietà di patologie neurologiche e psichiatriche anche nella nostra specie, come la dislessia e la schizofrenia».

Tuttavia, sebbene ben studiata sul piano del comportamento e dell’anatomia, poco si sa del modo in cui l’asimmetria di funzioni prenda corpo nel sistema nervoso, al livello delle attività dei neuroni, che non sono facilmente accessibili nel cervello umano.

I ricercatori sono ora all’opera per esaminare in che modo le asimmetrie sono codificate nelle stazioni terminali del cervello delle api, i corpi fungiformi, dove risiedono le memorie e le capacità associative più sofisticate di questi animali.


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