Giovedì scorso ha tenuto da noi un talk Onur Güntürkün, neuroscienziato cognitivo di Bochum. Il titolo del talk era Knowing Yourself - and Other Stories on the Parallel Evolution of Comparable Minds.
Prima una premessa: la corteccia cerebrale è la parte esterna del cervello, che, nei mammiferi, è responsabile delle funzioni superiori cognitive. Questo tessuto ha una struttura laminare: è come se fosse costituita da 6 tappeti di neuroni messi uno sull'altro. È caratteristica precipua dei mammiferi.
Continuo dicendo che il talk è stato veramente interessante, e che l'oratore è evidentemente un grande scienziato. L'idea centrale da lui esposta è la seguente ed è facile da comprendere: molti affermano che la neocorteccia laminare come l'abbiamo noi mammiferi sia necessaria per funzioni cognitive superiori. Alcuni uccelli hanno capacità cognitive paragonabili a quelle dei primati, ma non hanno la neocorteccia laminare. Ergo la neocorteccia laminare non è necessaria.
(In questo post tento di non considerare gli uomini, che sono evidentemente un caso a parte).
Nella conferenza ha anche tentato di esaminare quali potrebbero essere i meccanismi che sono veramente importanti, ma non è questo di cui voglio parlare.
Ha anche notato che una certa lucertola di cui non ricordo il nome, è che un "fossile vivente", il cui genoma risale approssimativemente al tempo della biforcazione fra mammiferi e rettili, ha una corteccia laminare. Sembra dunque che la corteccia laminare sia una struttura più antica, abbandonata da rettili e uccelli, ma utilizzata dai mammiferi.
Due altre osservazioni: per quanto si dica che le dimensioni del cervello non sono importanti, beh, non è del tutto vero. Se disegnate su di una scala logaritmica il peso del cervello di vari animali come funzione del peso dell'animale, scoprirete che animali simili si trovano su linee rette molto precise. Una per i rettili, una più in alto per i mammiferi, una più in alto per i primati ed una alla stessa altezza per gli uccelli.
La seconda osservazione: a parità di rapporto peso cervello/peso corporeo, in genere cervelli più grossi sono meglio: noi siamo più intelligenti degli scimpanzè che sono più intelligenti dei macachi, ad esempio (è un po' qualitativo, pensate al gorilla, che è solo un po' sotto scimpanzè e orang-utan). Sembra, insomma, che esista una quantità minima di cervello necessaria per alcune funzioni.
Dopo il talk, a cena, ho chiesto al professore: "non potrebbese essere che la corteccia laminare è in realtà uno svantaggio cognitivo? Guardi i corvi, a parità di rapporto peso cervello/peso corporeo, riescono a fare le stesse cose pesando di meno". Mi ha guardato scettico e mi ha detto: "Tutto può essere".
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3 commenti:
Ehi Lap(l)aciano, vorrei contribuire con due osservazioni:
1. Gli strati della corteccia sono strati istologici, costituiti da serie ordinate di corpi cellulare e serie ordinate di assoni; ci sono dunque meno di 6 tappeti di neuroni, ma quando guardi la corteccia al microscopio si vedono 6 bande.
2. Ho idea che il talk di Güntürkün sia stato simile a quello che fece a Padova. Io gli feci allora due appunti sui quali concordò:
- a) La corteccia laminare può non essere necessaria quando il cervello è piccolo, ma lo è quando si tratta di sviluppare le connessioni di cervelli grandi. Mi rispose che in effetti l'architettura cerebrale degli Uccelli va bene fino a un determinato peso del cervello (più meno raggiunto), molto inferiore a quello umano (per non parlare delle balene). E come tu puntualizzi, le dimensioni contano! :)
- b) L'intelligenza tipica dei primati ha una forte connotazione sociale. Gli Uccelli a volte riescono in prodigiose operazioni mnemoniche o ideative, vero, ma presumibilmente le funzioni sociali richiedono più "spazio" e maggior complessità, es. il linguaggio, l'interpretazione delle altrui intenzioni, l'inganno etc.
I mammiferi sono senza dubbio la classe animale con la socialità più complessa, e anche questo costa.
Nella competizione tra Mammiferi e Uccelli questi ultimi sono stati confinati all'aria (con 3-4 eccezioni), mentre i Mammiferi ne hanno fatte di tutti i colori! Questo per me è un indizio che il fattore chiave del successo degli Uccelli sono le ali, non l'assenza di una organizzazione laminare.
Ciao ciao
Ciao Barbato,
grazie per 1). Quanto a 2). Ho già sentito molte volte l'argomento che l'organizzazione laminare è meglio per cervelli più grandi, ma non riesco a vedere perchè. Mi sembra come se fosse un ragionamento antropocentrico del tipo: "dato che è più grande, dobbiamo ordinarla meglio, e cosa è meglio di un bell'ordine laminare?".
Per quanto sia affascinante, non è affatto detto che sia veramente così.
Riguardo a 2). Potresti avere ragione; ma potrebbe essere andata storicamente anche in un'altra maniera.
a) Gli uccelli si differenziano dai rettili grazie al vantaggio delle ali.
b) Gli uccelli cominciano a impacchettare un cervello efficientissimo in poco spazio per ragioni di peso.
c) Gli uccelli cominciano ad utilizzare questo cervello efficientissimo per diventare più intelligente ed eliminare i mammiferi dal habitat aereo.
Cioè: le ali, più che essere un vantaggio per la vita aerea sarebbero uno svantaggio per la vita terricola, ed è solo per questo che non hanno riconquistato il mondo.
Che stia arrivando, dopo l'età dei sauri e quella dei mammiferi, l'età degli uccelli?
Ciao Pirata,
il topologo sei tu, ma a me sembra intuitivo avere una organizzazione laminare per un cervello più grande, per lo stesso motivo per cui il sistema circolatorio si è sviluppato negli animali più grandi ma non nei più piccoli.
I piccoli animali non necessitano di vasi sanguigni, perchè è sufficiente la diffusione per provvedere l'ossigeno necessario ai tessuti. Ma se le distanze crescono la diffusione diviene troppo lenta. Allora serve un sistema di pompaggio attivo.
Nel cervello ci sono vari tipi di comunicazione: fibre mieliniche e amieliniche, sinapsi chimiche ed elettriche, ormoni, con diverse proprietà.
La mielinizzazione è dispendiosa, dunque limitata ad alcuni fasci. La laminazione della corteccia consente di distinguere circuiti locali, per lo più amielinici, e altri a lungo raggio, con voluminosi manicotti mielinici. Tutta questa materia bianca richiede spazio, e separarla dalla materia grigia ha il vantaggio di consentire l'uso di circuiti locali là dove questi sono più efficaci: a corto raggio.
A me pare convincente :)
Nella tua lettura evoluzionista trascuri i vantaggi del pesare molto: un'aquila non potrà mai mangiare una zebra!!
I limiti del cervello degli Uccelli sono tali che anche uno struzzo ha un cervello grande quanto una noce. Difficile che possa rivaleggiare con un mammifero, benchè sia terricolo!
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