Uccelli e mammiferi condividono circuito del cervello per l'apprendimento
Uno studio innovativo condotto da scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) negli Stati Uniti ha scoperto una connessione evolutiva tra uccelli e mammiferi. Nonostante le enormi differenze anatomiche della loro corteccia cerebrale, uccelli e mammiferi utilizzano un meccanismo comune di apprendimento. La ricerca, finanziata in parte da una sovvenzione nell'ambito del Settimo programma quadro (7° PQ) dell'UE, avvalora l'ipotesi che tale scoperta possa dare una spinta alla biologia umana e portare a nuovi trattamenti per le malattie dell'uomo, tra cui il morbo di Parkinson. I risultati sono pubblicati nel Journal of Neuroscience. I ricercatori usano frequentemente l'apprendimento del canto degli uccelli come sistema modello per valutare i principi dell'apprendimento in generale e le azioni più complesse in particolare. Gli esperti considerano l'apprendimento del canto degli uccelli come una forma molto stereotipata di apprendimento. Ma da un punto di vista scientifico, non è mai stato facile mettere a confronto i sistemi degli uccelli e dei mammiferi a causa delle differenze rilevate nella corteccia cerebrale dei due gruppi. Grazie al loro studio, i ricercatori del MIT, insieme ai loro colleghi dell'Università ebraica di Gerusalemme (HUJI) in Israele, hanno individuato specifiche classi di neuroni nel cervello degli uccelli canori e le hanno abbinate ai loro omologhi mammiferi. Questa indagine era concentrata sulla regione del cervello dei nuclei della base, una serie di strutture neurali collocate in profondità nella corteccia. Queste strutture strettamente interconnesse di cellule nervose rivestono un ruolo cruciale nella capacità di apprendimento e di formazione delle abitudini. I ricercatori hanno collegato i nuclei della base a vari disturbi, come il disturbo ossessivo compulsivo e il morbo di Parkinson. Secondo loro, il Parkinson, in particolare, è colpito da due strutture chiave: il corpo striato e il globus pallidus. Queste strutture, che si trovano all'interno dei nuclei della base, sono fondamentali per l'apprendimento della sequenza motoria. Un numero crescente di ricerche mostra che gli uccelli hanno circuiti neurali simili, che sono alla base dell'apprendimento canoro. La principale differenza, comunque, è che negli uccelli non esistono le divisioni anatomiche. Nei loro nuclei della base i tipi di cellule sono mescolati in una struttura molto piccola conosciuta come "zona X". Il dottor Jesse Goldberg e il professor Michale Fee del MIT hanno registrato l'attività elettrica di singoli neuroni nel cervello di giovani diamanti mandarini. Essi hanno posizionato gli elettrodi in particolare all'interno dell'area X con l'aiuto di un microdrive motorizzato. I pattern di attività elettrica, prodotti mentre gli uccelli cantavano, hanno permesso agli scienziati di individuare due classi distinte di neuroni, che rivelano modelli diversi di emissione. Le loro registrazioni sono state confrontate con i modelli di attività registrati in due percorsi anatomici noti nel globus pallidus delle scimmie. I ricercatori hanno scoperto che i modelli erano molto simili tra le due specie, nonostante gli uccelli abbiano tassi di emissione molto più veloci (fino a 700 picchi al secondo, che secondo gli esperti sono tra i neuroni più veloci). Il team ha anche stabilito che una delle due classi presenti negli uccelli ha lo stesso tipo di connessioni delle loro controparti di primati. "I nostri risultati suggeriscono che alla base dell'apprendimento degli uccelli e dei mammiferi ci siano gli stessi circuiti cerebrali, nonostante le evidenti differenze anatomiche", ha spiegato il dottor Goldberg, che lavora al McGovern Institute for Brain Research presso il MIT. "Questo circuito dev'essersi evoluto almeno 300 milioni di anni fa, prima che uccelli e mammiferi si diversificassero".
Paesi
Israele, Stati Uniti