Le Api hanno naso (e cervello)
(Rovereto, 30 maggio 2008) - Che la metà destra e sinistra del cervello umano svolgano funzioni diverse è universalmente noto. Che questo fosse anche appannaggio delle api, no. Nei libri di scienze bisognerà correggere un dato sul cervello delle api: è asimmetrico come quello dei verterbrati e finora non lo si sapeva. Dobbiamo la scoperta ad uno studio che ha come co-autore Giorgio Vallortigara, neuroscienziato del Cimec di Trento.
Alla presentazione di una gocciolina di acqua zuccherata l'ape estende la sua proboscide (la ligula) per suggere il liquido. Se la presentazione del liquido è preceduta da uno stimolo odoroso, per esempio odore di limone, l'animale dopo poche prove impara ad estrarre la ligula alla sola presentazione dell'odore. L'ape può così imparare a discriminare odori tra loro diversi, ad esempio estraendo la ligula quando sente odore di limone ed evitando di estrarla quando sente odore di vaniglia, per mantenere poi una memoria dell'odore giusto per un lungo periodo di tempo. L'odore viene percepito attraverso le due antenne che le api hanno sul capo.
E' da osservazioni come questa che si è potuto mettere a punto l'importante studio sulla memoria delle api pubblicato in queste ore sulla rivista "Plos One" dove la comunità scientifica dovrà correggere i dati finora in possesso: studiando il "consolidamento della memoria olfattiva" dell'ape si è giunti alla conclusione che l'asimmetria cerebrale non è prerogativa dei vertebrati, ma esiste anche negli insetti. Cosa sapevamo sinora? Il dato acquisito era questo: tutti i vertebrati, anche quelli non-umani, privi di capacità linguistiche, possiederebbero cervelli asimmetrici. Studiando ad esempio le lesioni all'emisfero sinistro del cervello si sa che esse si accompagnano tipicamente a disturbi nella produzione o nella comprensione del linguaggio, mentre quelle all'emisfero destro danno luogo a deficit nella percezione visuo-spaziale, come ad esempio l'incapacità di riconoscere volti familiari.
Da qualche anno siamo abituati all'idea che l'asimmetria di funzioni tra la parte destra e sinistra del sistema nervoso non sia una prerogativa degli esseri umani: pesci, anfibi, uccelli e mammiferi hanno mostrato via via forme di asimmetria anatomica o funzionale.
Gli insetti, che hanno un sistema nervoso assai diverso da quello dei vertebrati, sarebbero anch'essi "lateralizzati". La ricerca è stata appena pubblicata su PLoS One da Lesley J. Rogers del Centro di Neuroscienze e Comportamento Animale dell'Università del New England, in Australia, e da Giorgio Vallortigara, del Centro Mente/Cervello dell'Università di Trento. L'asimmetria di funzioni osservata dai due neuroscienziati è piuttosto sorprendente e riguarda una delle attività più nobili del sistema nervoso, la memoria.
Nelle api (Apis mellifera) lo studio della memoria è condotto mediante una procedura ben collaudata che va sotto il nome di "riflesso di estensione della proboscide" (in inglese PER, Proboscis Extension Reflex). Dopo aver addestrato un gruppo di api, Rogers e Vallortigara hanno provato a saggiarne il ricordo coprendo con una sostanza innocua a base di silicone l'antenna di destra o quella di sinistra. Hanno potuto così osservare che, a un'ora dall'apprendimento, le api ricordavano l'odore associato al premio quando potevano usare l'antenna di destra, ma non quando potevano usare quella di sinistra. Dopo ventiquatt'ore dall'apprendimento la situazione si rovesciava e il recupero della memoria era possibile solo se l'odore stimolava l'antenna di sinistra, ma non quella di destra. Lasciate le antenne libere, Rogers e Vallortigara hanno osservato un iniziale miglior ricordo a seguito della stimolazione dell'antenna di destra, effetto che scompariva tuttavia dopo circa 3 ore dall'apprendimento. A partire da 6 ore dall'apprendimento l'antenna di sinistra prendeva il sopravvento e lo manteneva poi a lungo termine (dopo 24 ore). Apparentemente, quindi, l'antenna di destra e le strutture nervose ad essa associate formano la base di una memoria iniziale transitoria, mentre l'antenna di sinistra sostiene l'apprendimento a lungo termine che si forma dopo circa tre ore dall'addestramento iniziale.
Non è chiaro al momento se ciò sia dovuto al fatto che la stimolazione dell'antenna di destra promuova la formazione di una memoria a breve termine nelle strutture nervose di sinistra e la stimolazione dell'antenna di sinistra quella di una memoria a lungo termine nelle strutture nervose di destra. In alternativa si potrebbe pensare che la codifica delle memorie è la medesima nella parte destra e sinistra del cervello, ma che l'antenna di destra ha accesso a tali memorie solo sui tempi brevi e quella di sinistra sui tempi lunghi.
Quale potrebbe essere la funzione ecologica di tutto ciò? Gli autori formulano l'interessante ipotesi che l'asimmetria consenta all'antenna di destra di apprendere nuovi odori senza interferenza alcuna da parte delle memorie già depositate nel magazzino a lungo termine. Ciò potrebbe essere molto importante per le api che, com'è noto, visitano differenti tipi di fiori, caratterizzati da odori differenti, in momenti diversi della giornata, sulla base di quando il loro nettare diventa disponibile.
L'articolo è disponibile interamente su PLoS ONE all'indirizzo: http://www.plosone.org/doi/pone.0002340
Lo troverete sotto questo titolo "From antenna to antenna: lateral shift of olfactory memory recall by honeybees" Lesley J. Rogers and Giorgio Vallortigara
APPROFONDIMENTI
> Giorgio Vallortigara "Io e le galline"
> Il cervello e fruizione artistica: Alfonso Caramazza
> Miti sul cervello: Sergio Della Sala
> Il Centro Mente Cervello di Trento e Rovereto