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Ci vuole un sacco di cervello di elefante per risolvere questo mistero

Contando i neuroni facciali nella savana africana e negli elefanti asiatici, i ricercatori hanno fatto una scoperta sulla proboscide degli animali.

Gli scienziati si sono proposti di capire come il cervello degli elefanti consenta la manipolazione della proboscide e di altre parti del viso.Credit…Michael Brecht e Lena Kaufmann

26 ottobre 2022

La proboscide di un elefante ha 40.000 muscoli e pesa piu di un pitone birmano. L’appendice e abbastanza forte da sradicare un albero, ma abbastanza sensibile da aspirare fragili tortilla chips.

Ma in che modo il cervello di un elefante aiuta a compiere queste prodezze di destrezza? Questo e stato difficile da studiare, secondo Michael Brecht, neuroscienziato dell’Universita Humboldt di Berlino. Con un peso superiore a 10 libbre, il cervello dell’elefante si degrada rapidamente dopo la morte ed e una seccatura da conservare. “Tendo a pensare che i grandi animali siano un po’ trascurati perche non lavoriamo abbastanza sui grandi cervelli”, ha detto il dottor Brecht.

Il dottor Brecht e i suoi colleghi hanno avuto la fortuna di accedere a un tesoro di cervelli di elefanti di animali morti per cause naturali o soppressi per motivi di salute e finiti congelati o in una sostanza fissativa presso il Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Ricerca a Berlino.

In uno studio pubblicato mercoledi sulla rivista Science Advances, il dottor Brecht e i suoi colleghi hanno riferito che gli elefanti avevano piu neuroni facciali di qualsiasi altro mammifero terrestre, il che potrebbe contribuire alla destrezza del tronco e ad altre capacita anatomiche. Lo studio ha anche aiutato a individuare le principali differenze tra i cablaggi neurali degli elefanti della savana africana e degli elefanti asiatici.

Usando il cervello di quattro elefanti asiatici e quattro elefanti della savana africana, i ricercatori si sono concentrati sul nucleo facciale, un fascio di neuroni concentrato nel tronco cerebrale e collegato ai nervi facciali. Nei mammiferi, questi neuroni fungono da centro di controllo per i muscoli facciali. Sono al comando ogni volta che arricciate il naso, increspate le labbra o alzate le sopracciglia. Aiutano anche gli elefanti a usare le loro proboscidi.

Sono state trovate differenze nel numero di neuroni facciali negli elefanti della savana africana e negli elefanti asiatici, che possono essere correlate alla destrezza dei tronchi delle specie africane.

I ricercatori hanno diviso il nucleo facciale in regioni di neuroni che controllavano le orecchie, le labbra e la proboscide dell’elefante. Gli elefanti africani sfoggiavano 63.000 neuroni facciali, mentre i loro cugini asiatici ne avevano 54.000. Gli unici mammiferi con di piu sono i delfini, che racchiudono quasi 90.000 neuroni facciali nei loro musi sensibili.

Mentre il suo team si aspettava che sia la savana africana che gli elefanti asiatici possedessero enormi riserve di neuroni facciali, il dottor Brecht ha affermato che la discrepanza tra le due specie e degna di nota.

Sebbene gli animali sembrino simili, hanno grandi differenze facciali. Gli elefanti africani hanno orecchie molto piu grandi, che si aprono a ventaglio quando caricano. I ricercatori hanno trovato una correlazione neurologica: gli elefanti africani hanno dedicato circa 12.000 neuroni facciali al controllo solo delle orecchie. Questo non solo fa impallidire la quantita di neuroni che controllano le orecchie degli elefanti asiatici, ma sono quasi 3.000 neuroni in piu di quelli necessari per far funzionare l’intero volto umano.

Un’altra grande differenza e il modo in cui ogni elefante brandisce la proboscide, che richiede quasi la meta dei neuroni facciali totali dell’elefante per funzionare. Gli elefanti africani utilizzano due sporgenze simili a dita sulla punta della proboscide per pizzicare oggetti, come il movimento fatto con un paio di bacchette. Gli elefanti asiatici hanno solo una proiezione simile a un dito e afferrano gli oggetti avvolgendoli con la proboscide. I ricercatori hanno individuato due regioni neurali negli elefanti africani che probabilmente erano correlate al controllo delle dita sulla punta della proboscide; quelle regioni erano meno definite negli elefanti asiatici.

Sebbene la definizione dei ruoli di varie parti della rete tentacolare del nucleo facciale dell’elefante sia preziosa, Suzana Herculano-Houzel, neuroscienziata della Vanderbilt University che non e stata coinvolta nel nuovo studio, ritiene che il numero di neuroni non sia sorprendente per un mammifero cosi mastodontico .

Anche altre parti del cervello dell’elefante sono impressionanti, ha detto. La dottoressa Herculano-Houzel ha dimostrato nella sua ricerca che il cervelletto dell’elefante, la regione del cervello che controlla le funzioni motorie, ha 12 volte piu neuroni di quelli previsti per un mammifero delle sue dimensioni. “Il cervelletto dell’elefante e stratosferico rispetto a tutti gli altri mammiferi”, ha detto.

Anche se i neuroni facciali potrebbero non essere fuori scala in confronto, il dottor Brecht ritiene che una migliore comprensione di queste strutture negli elefanti possa fornire informazioni su altri grandi mammiferi, inclusi gli esseri umani.

“Anche se non siamo grandi come elefanti, siamo comunque abbastanza grandi”, ha detto, e questi sono schemi “che probabilmente non vedresti in un topo”.

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