Cervello dell’ape: osservata l’asimmetria destra-sinistra nel funzionamento dei neuroni
Trento – 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.
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.
Per maggiori informazioni, contattare: Nicla Panciera
CIMeC – Corso Bettini 31 – 38068 Rovereto
[email protected] 3398618331
«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.
Asymmetric neural coding revealed by in vivo calcium imaging in the honey bee brain
Elisa Rigosi, Albrecht Haase, Lisa Rath, Gianfranco Anfora, Giorgio Vallortigara, Paul Szyszka
DOI: 10.1098/rspb.2014.2571 Published 11 February 2015
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/282/1803/20142571
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