Le formiche del deserto si orientano con il campo magnetico terrestre e si vede nel loro cervello
Le formiche del deserto si orientano utilizzando il campo magnetico terrestre – E si vede nei loro cervelli
Le formiche del deserto possono essere piccole, ma possiedono una capacità straordinaria: si orientano grazie al campo magnetico terrestre. Fino a poco tempo fa, non era chiaro in quale parte del loro cervello venisse elaborata questa informazione, ma grazie a recenti ricerche che hanno alterato i campi magnetici durante lo sviluppo delle formiche, gli scienziati credono di aver individuato le regioni responsabili.
• Le passeggiate di apprendimento delle giovani formiche
• La manipolazione del campo magnetico e le sue conseguenze
• Le modifiche strutturali nel sistema nervoso delle formiche
• Analisi neuroanatomiche del cervello
• Il ruolo della memoria spaziale
Le passeggiate di apprendimento delle giovani formiche
In uno studio precedente, il team di ricerca ha scoperto che le giovani formiche del deserto compiono delle “passeggiate di apprendimento” vicino all’ingresso del nido, ruotando attorno al proprio asse corporeo e osservando il nido per orientarsi rispetto al campo magnetico terrestre. Come ha affermato l’autrice dello studio, Pauline Fleischmann, “Prima che una formica lasci il suo nido sotterraneo per la prima volta e vada in cerca di cibo, deve calibrare il suo sistema di navigazione”.
La manipolazione del campo magnetico e le sue conseguenze
Per capire quali regioni del cervello fossero coinvolte in questo processo, il team ha manipolato il campo magnetico mentre le formiche erano impegnate nelle loro passeggiate di apprendimento, per poi osservare eventuali cambiamenti nei loro sistemi nervosi.
Hanno fatto ciò prendendo giovani formiche lavoratrici che non avevano ancora compiuto passeggiate di apprendimento e permettendo loro di uscire per la prima volta solo in condizioni particolari: o sotto un campo magnetico permanentemente manipolato, o in condizioni naturali.
Le modifiche strutturali nel sistema nervoso delle formiche
I ricercatori hanno poi esaminato se fossero avvenuti cambiamenti strutturali nei sistemi nervosi delle formiche. Questo è stato relativamente semplice, poiché le formiche del deserto hanno un sistema nervoso di piccole dimensioni – il loro cervello contiene meno di un milione di neuroni, una quantità esigua rispetto agli esseri umani.
Analisi neuroanatomiche del cervello
“Le nostre analisi neuroanatomiche del cervello mostrano che le formiche esposte a un campo magnetico alterato hanno un volume minore e meno complessi sinaptici in un’area del cervello responsabile dell’integrazione delle informazioni visive e dell’apprendimento, il cosiddetto corpo fungiforme”, hanno spiegato Fleischmann e il coautore Robin Grob.
L’analisi ha inoltre rivelato cambiamenti strutturali nel complesso centrale del cervello delle formiche, una parte del cervello coinvolta nell’orientamento spaziale. In condizioni normali, invece, le formiche mostravano un aumento del numero di connessioni sinaptiche – i punti in cui i neuroni si collegano e comunicano tra loro – sia in questa regione che nel corpo fungiforme.
Il ruolo della memoria spaziale
Poiché queste particolari regioni sono coinvolte, gli autori suggeriscono che l’elaborazione delle informazioni magnetiche non riguarda solo la navigazione di successo, ma gioca anche un ruolo importante nello sviluppo della memoria spaziale delle formiche.
“Le formiche hanno bisogno di una bussola magnetica funzionante durante le loro passeggiate di apprendimento per calibrare la loro bussola visiva e allo stesso tempo memorizzare immagini dell’ambiente del nido nella loro memoria a lungo termine”, hanno affermato Fleischmann e Grob.
I ricercatori credono inoltre che i risultati offrano uno sguardo importante sullo sviluppo neuronale e sulla plasticità in generale, non solo nelle formiche del deserto. “I risultati forniscono informazioni preziose su come gli stimoli multisensoriali possano influenzare la plasticità neuronale dei circuiti cerebrali per la navigazione in una fase critica della maturazione cerebrale”, ha detto l’autore Wolfgang Rössler.
Per quanto riguarda i prossimi passi, i ricercatori vogliono raggiungere qualcosa che non è mai stato ottenuto prima con animali che si orientano tramite il campo magnetico: scoprire quale organo sensoriale riceve le informazioni magnetiche. Si spera che ciò includa anche l’osservazione delle formiche durante le loro passeggiate di apprendimento.