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Cani o gatti: chi ha più cervello? La Dott.Suzana Herculano-Houzel lo rivela nel suo studio neuroscientifico

martedì, 5 dicembre 2017

cervello

Per gli amanti dei gatti purtroppo sarà una sconfitta. È una ricerca a dimostrare che il cervello dei gatti così come quello dei procioni ha circa solo la metà dei neuroni presenti nella corteccia cerebrale dei cani. La corteccia cerebrale è la parte del cervello che consente la comunicazione complessa e flessibile, i risultati sono che i cani hanno migliori capacità cognitive rispetto ai gatti. A tira fuori questi numeri è stato lo studio pubblicato sulla rivista Frontiers in Neuroanatomy dal gruppo internazionale di ricerca guidato dall’americana Vanderbilt University, in Tennessee. “In questo studio volevamo confrontare diverse specie di carnivori per vedere la relazione tra il numero dei neuroni e le dimensioni del cervello”, spiega la neuroscienziata Suzana Herculano-Houzel laureata presso l’Università Federale di Rio de Janeiro, in Brasile.

Avere “più cervello” non vuol dire avere “più neuroni”

Il metodo di approccio di Suzana non è stato quello di mettere sul campo le due specie animali e dimostrare le diverse cognizioni motorie e comportamentali, bensì fare una conta vera e propria dei neuroni trasformandoli in una sorta di “zuppa biologica” sulla quale poter fare la conta con dei microscopi appositi.

procioni

Noi esseri umani contiamo 16 miliardi di neuroni nella nostra corteccia cerebrale, e nonostante il nostro cervello sia più piccolo di quello di un elefante africano, ad esempio, esso ha solo un terzo di neuroni (5,6 miliardi) quasi come la corteccia cerebrale umana due volte più piccola però. Il secondo posto attualmente va ai gorilla e agli oranghi , legati a 8-9 miliardi di neuroni; gli scimpanzé, con 6-7 miliardi di neuroni, occupano il terzo posto nella classifica di Most Neuron in Cerebral Cortex.

La discrepanza tra la maggior parte dei neuroni in corteccia e la corteccia più grande è dovuta a una divergenza evolutiva dei primati (inclusi noi stessi) da tutti gli altri mammiferi non primati esaminati finora. Mentre l’uomo nel corso dell’evoluzione sembra aver raggiunto il livello di neuroni adatto alla sua corteccia, diventata poi progressivamente più grande, nei primati questo processo si arresta. Apparvero una serie di distinzioni che includevano unghie piatte (non artigli), visione binoculare e neuroni che non diventavano più grandi man mano che diventavano più numerosi. Per cui non in tutte le scimmie, è valida la relazione “più massa grigia, più neuroni”.

L’ultimo lavoro che stato pubblicato da Herculano-Houzel, su Frontiers in Neuroanatomy, aggiunge otto specie di carnivori alla lista di animali il cui cervello non corrisponde di grandezza al numero di neuroni. L’aspettativa che si erano creati, era quella di trovare dei cervelli adattati di dimensioni rispetto alla quantità di neuroni. Ma non è stato considerato che nei grandi carnivori, il rapporto neuroni corticali-dimensioni del cervello è di fatto più basso: cacciare richiede molte energie, e i ritmi di approvvigionamento non sono mai certi. Il cervello richiede energia di continuo, e ne chiede in relazione al numero di neuroni che deve nutrire: ecco perché i ritmi della caccia e le risorse che essa dà limitano il numero totale di neuroni disponibili.

I neuroni non sono gli stessi per gli animali “cacciatori”

 

D’altra parte, i grandi carnivori come i leoni vanno a caccia di selvaggina di grossa taglia, e ciò potrebbe supporre un requisito cognitivo più pesante per superare in astuzia le prede le cui gambe lunghe potrebbero superarli. L’unica eccezione a questa regola è curiosamente rappresentata dal procione, con oltre 400 milioni di neuroni, un cervello di dimensioni simili a quello di un gatto, ma con un numero di neuroni paragonabile a quello di un primate. Così tanti neuroni in una corteccia così piccola mettono i procioni alla pari con i primati. Questi animali buffi e golosi, in effetti erano un tempo classificati come scimmie prima di essere riconosciuti come carnivori.

Il lavoro svolto dalla dottoressa Débora Jardim-Messeder, mostra che la maggior parte dei carnivori esaminati, inclusi gatti e cani domestici, corrisponde ad altre specie non primate nel numero di neuroni cerebrali per massa strutturale grigia. I gatti, con cervelli sempre più piccoli di quelli dei cani, hanno, come previsto, anche meno neuroni: nella corteccia di un gatto sono stati trovati 250 milioni di neuroni, un numero esiguo rispetto a 430 milioni di neuroni in un piccolo cane e 620 milioni di neuroni ancora più grandi tipo il golden retriever. I cani di entrambe le taglie si adattano alla relazione tra volume corticale e numero di neuroni, questa relazione però si applica a tutti mammiferi meno che ai primati. Sembra che l’addomesticamento dell’addestramento abbia portato il cervello dei cani a crescere oltre che di massa corticale e quindi di neuroni e sinapsi. Infatti per addestrare un gatto ci vuole velocità e il doppio del lavoro che si fa con un cane.

Se parliamo di orso invece ci ritroviamo nella direzione opposta. Un mammifero non primate, ma ben simile, che ha una massa grigia imponente ma non tanto per il numero di neuroni che ha. Sebbene fosse il cervello carnivoro più grande esaminato, con 315 grammi (quasi 10 volte più grandi di un gatto o un cervello di procione), aveva solo circa 250 milioni di neuroni nella corteccia cerebrale, come il gatto, e quasi il 50% in meno di neuroni corticali rispetto al procione.

Gli scienziati affermano che avere una grande mole e cioè un grande corpo sia incompatibile con il sostenere un gran numero di neuroni della corteccia cerebrale. Vedendo nello specifico il caso dell’orso poiché è onnivoro, non ha bisogno di nutrirsi solo di selvaggina, quindi di caccia, per questo non ha bisogno di numero enorme di neuroni. Ottengono meno calorie per grammo di cibo ingerito rispetto ad altri carnivori. In linea con una dieta insufficiente, vista la mole rispetto ad un leone, l’orso deve mantenere il corpo e il cervello in movimento, per cui vanno in letargo per circa sei mesi all’anno, il che diminuisce drasticamente il loro costo energetico durante l’inverno, così da preservare le riserve energetiche.

“Gli autori ipotizzano che la corteccia dell’orso possa crescere fino alle sue dimensioni e quindi perdere un numero molto grande di neuroni corticali, poiché il loro costo energetico non viene raggiunto.”

Il leone, è il secondo felino carnivoro più grande studiato, con lo stesso problema. Infatti nonostante il suo corpo fosse 9 volte più grande di quello di un cane e il suo cervello fosse quasi il triplo del golden retriver, il leone femminile analizzato aveva solo circa 500 milioni di neuroni nella corteccia cerebrale, solo poco più di uno dei procioni. Il Prof. Herculano-Houzel, autore dello studio condotto, pensa che il ridotto numero di neuroni nella corteccia cerebrale del leone,  sia dimostrato come per gli altri grandi carnivori: la corsa richiede un così elevato dispendio di energie che il cervello consideri solo una grosse prede che possano soddisfare il fabbisogno energetico. Ciò significa anche che ciò rende la caccia un’impresa costosa e incerta. “Sono acclamati come re e regine della giungla, ma tutta quella maestà sembra essere la risultante di un caro prezzo energico. Deve sapersi ricaricare per essere un grande cacciatore “, dice Herculano-Houzel.

Vediamo nel dettaglio i cervelli dei Carnivori:

Specie Massa corporea Massa cerebrale Numero di neuroni nel cervello Massa della corteccia cerebrale Numero di neuroni nella corteccia cerebrale
Furetto 800 g 5,4 g 404 milioni 3,1 g 39 milioni
Mangusta a banda 1,5 kg 14,3 g 454 milioni 9,3 g 116 milioni
Procione 6,2 kg 34,2 g 2,1 miliardi 24,5 g 438 milioni
Gatto 4,5 kg 34,8 g 1,2 miliardi 24,2 g 250 milioni
Cane, nella media 19,7 kg 86,5 g 2,2 miliardi 65,5 g 528 milioni
cane bastardo 7,4 kg 58,4 g 1,8 miliardi 46,2 g 429 milioni
Golden retriever 32,0 kg 114,5 g 2,6 miliardi 84,8 g 627 milioni
Iena 40 kg 99,2 g 3,9 miliardi 67,4 g 495 milioni
Leone 180 kg 199,0 g 4,7 miliardi 139,9 g 545 milioni
orso bruno 350 kg 315,0 g 9,6 miliardi 222,0 g 251 milioni

B.M


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