• Per gentile concessione dell'Organization for Bat Conservation /Eve Gettle

Il cervello dei pipistrelli è un radar

Una nuova ricerca indica che i pipistrelli mantengono la consapevolezza delle loro posizioni passate, presenti e future per orientarsi.

di Tatyana Woodall 09-07-21
Più di mille specie utilizzano l'ecolocalizzazione, ma dopo milioni di anni di evoluzione, il cervello dei pipistrelli è particolarmente ottimizzato per la navigazione. Un nuovo articolo pubblicato su “Science" suggerisce che mentre i pipistrelli volano, speciali neuroni noti come cellule di posizione, situati nel loro ippocampo, una parte del cervello che controlla la memoria, li aiutano a elaborare le informazioni chiave di navigazione sulla loro posizione non solo sul momento, ma anche anche per il passato e il futuro.

"La scoperta è in parte intuitiva, perché noi, almeno come esseri umani, abbiamo la capacità di pensare a dove saremo o dove siamo stati", afferma Nicholas Dotson, uno scienziato del Salk Institute e l'autore principale dello studio.

Utilizzando una combinazione di registratori di dati neurali wireless e un sistema di tracciamento del movimento composto da 16 telecamere, Dotson e il suo coautore Michael Yartsev, professore di neurobiologia e ingegneria all'Università di Berkeley, hanno osservato sei pipistrelli della frutta egiziani in due esperimenti destinati a registrare le attività dei neuroni.

Alcuni pipistrelli hanno esplorato casualmente una stanza ricoperta di schiuma nera per ridurre al minimo i riverberi acustici, ad altri è stato assegnato un compito di ricerca del cibo e uno è stato testato in entrambi gli ambienti. Attraverso alcuni marcatori attaccati alle loro teste e un microdrive che è stato impiantato nei loro cervelli, il team è stato in grado di vedere piccoli cambiamenti temporali nell'attività neurale e registrare come i pipistrelli stavano interagendo con nuovi bit di informazioni spaziali. 

Si è scoperto che sia nell'esplorazione casuale sia durante la navigazione mirata, come nel compito di foraggiamento, i pipistrelli hanno mantenuto una memoria spaziale dettagliata dell'ambiente e dei percorsi. Le prove hanno anche rivelato che i pipistrelli hanno una consapevolezza spaziale delle loro posizioni future. "Ci sono neuroni che si attivano tutti contemporaneamente, ma rappresentano parti diverse di un sistema più ampio", afferma Dotson. "Sono in grado di rappresentare il passato, il presente e il futuro".

Essere in grado di tracciare la loro posizione nel tempo con questo sistema GPS naturale è uno dei più grandi strumenti di sopravvivenza dei pipistrelli, che li aiuta a localizzare il cibo ed eludere i predatori. Specie diverse possono stimare la rilevanza delle esperienze passate, presenti e future in modi diversi, osserva lo studio.

In uno scenario di sopravvivenza come "scimmie che saltano tra i rami degli alberi o umani che guidano un'auto o sciano in discesa ad alta velocità", per esempio, le informazioni sui passaggi successivi potrebbero essere decisive per la sopravvivenza.

"Il pipistrello deve pianificare sul momento e nel futuro per avere successo nei suoi comportamenti di caccia", afferma Melville Wohlgemuth, ricercatore del Batlab dell'Università dell'Arizona. "Questi sono processi cerebrali che sono rilevanti anche per le nostre vite". L'esame di specie diverse dalla nostra è stato a lungo un segno distintivo delle neuroscienze e lo studio dell'ippocampo dei pipistrelli potrebbe fornire agli scienziati maggiori informazioni su come alcune malattie colpiscono il nostro cervello.

Per esempio, saperne di più sui pipistrelli potrebbe cambiare il modo in cui vediamo il morbo di Alzheimer, un disturbo del cervello che distrugge lentamente le funzioni cognitive e la memoria. I malati di Alzheimer hanno difficoltà a navigare in modo intuitivo su percorsi o posizioni, anche quando li hanno incontrati alcune volte.

(rp)