Studio rivela come i pesci individuano le prede veloci
Uno studio pubblicato di recente sulla rivista Science ha svelato i meccanismi della parte del cervello che aiuta il Danio rerio a identificare le sue prede. La ricerca è stata in parte finanziata da una borsa internazionale Marie Curie per un soggiorno all'estero. Lo studio ha anche fatto luce sul modo in cui il cervello degli esseri umani elabora le informazioni visive. "Abbiamo una spiccata sensibilità per i contrasti netti e gli oggetti in movimento che occupano solo una parte ristretta del nostro campo visivo", ha spiegato Ehud Isacoff del Lawrence Berkeley National Laboratory, docente presso l'Università della California a Berkeley (Stati Uniti). "Quando si è accanto a una strada molto trafficata e si individuano le macchine in movimento, la coordinazione del controllo muscolare all'interno dell'occhio che consente di individuare le vetture che sfrecciano ha un ruolo molto importante". Analogamente, il Danio rerio ha bisogno di poter rilevare e osservare oggetti di piccole dimensioni che si muovono a grande velocità e che potrebbero costituire delle prede. Glielo consente una struttura posta nel cervello, chiamata tetto ottico, che riceve i dati visivi dall'occhio e li filtra prima di inviarli alle parti del cervello responsabili del movimento. Per capire come funziona, gli scienziati hanno creato un pesce modificato geneticamente in cui i neuroni potessero illuminarsi una volta attivati. Ricorrendo alla microscopia veloce, i ricercatori sono riusciti ad osservare i singoli neuroni che si illuminavano o spegnevano durante la trasmissione dei segnali. I ricercatori hanno mostrato al pesce alcuni brevi filmati in cui comparivano piccole barre scure che per dimensioni e velocità di movimento erano del tutto simili alle tipiche prede di questa specie; l'esperimento ha provocato un'intensa attività nella parte del tetto ottico dedicata alla trasmissione dei dati quando i segnali venivano inviati alle regioni coinvolte nell'individuazione della preda. Tuttavia, quando al pesce sono stati mostrati i filmati con alcuni lampi (chiari e scuri) che occupavano gran parte del loro campo visivo, i neuroni del tetto incaricati di inviare gli stimoli facevano registrare un'attività piuttosto moderata. "Nel tetto ottico abbiamo individuato una differenza tra informazioni visive che occupano l'intero campo visivo e un oggetto di piccole dimensioni che si muove nello stesso", ha commentato il Professor Isacoff. Il passo successivo è stato determinare il funzionamento del tetto ottico. La struttura è composta da due strati. Lo strato superiore, che riceve stimoli dalla retina, comprende sia neuroni eccitatori che inibitori. Nel momento in cui la retina rileva oggetti di grandi dimensioni, in questo strato si attivano numerose cellule e parecchi neuroni inibitori. Questi neuroni smorzano il segnale che, dunque, quando raggiunge lo strato più interno del tetto ottico è molto debole. "L'inibizione è forte a tal punto da eliminare il segnale", ha detto il Professor Isacoff. Resta però che quando un oggetto di dimensioni ridotte attraversa il campo visivo del pesce, i neuroni inibitori che si attivano sono molto pochi e il segnale passa pressoché indenne attraverso la parte del tetto ottico dedicata all'emissione dei segnali. Il professor Isacoff ha aggiunto: "Sappiamo che i neuroni inibitori rivestono un ruolo chiave in questo processo perché se interferiamo con la loro funzione l'animale non è più in grado di cacciare". I ricercatori spiegano che nel cervello dei mammiferi la stessa funzione del tetto ottico è svolta dal colliculus superiore. Lo studio si è rivelato importante anche per capire in che modo gli esseri umani identificano e rilevano gli oggetti di piccole dimensioni che attraversano il loro campo visivo.
Paesi
Stati Uniti