Come il cervello controlla la voce

I pipistrelli sono famosi per la navigazione basata sul sonar. Usano l’udito estremamente sensibile per l’orientamento, emettendo rumori ecografici e ricevendo un’immagine dell’ambiente circostante in base all’eco. Il pipistrello dalla coda corta di Seba (Carollia perspicillata), ad esempio, trova i frutti che sono il suo cibo preferito usando questo sistema di ecocolazione. Allo stesso tempo, i pipistrelli usano anche le loro voci in un intervallo di frequenza leggermente più profondo per comunicare con altri membri della loro specie. I pipistrelli dalla coda corta di Seba impiegano una gamma vocale per questo scopo che altrimenti si trova solo tra gli uccelli canori e gli umani. Come gli umani, producono suono attraverso la laringe. Il team dell’Istituto di biologia cellulare e neuroscienza dell’Università di Goethe ha studiato l’attività cerebrale che precede la vocalizzazione nei pipistrelli di coda corta di Seba. Gli scienziati sono stati in grado di identificare un gruppo di cellule nervose che creano un circuito dal lobo frontale al corpo striato all’interno del cervello. Quando questo circuito neurale emette segnali ritmici, il pipistrello emette una vocalizzazione circa mezzo secondo dopo. Il tipo di ritmo sembrava determinare se i pipistrelli stavano per pronunciare vocazioni ecolocative o comunicative. Dato che è quasi impossibile fare una previsione entro mezzo secondo, i ricercatori di Francoforte hanno addestrato un computer per testare le loro ipotesi: il computer ha analizzato i suoni registrati e il ritmo neurale separatamente e ha tentato di fare previsioni usando i vari ritmi. Il risultato: nelle sue previsioni sull’ecolocalizzazione rispetto alle vocalizzazioni comunicative, il computer era corretto circa l’80% delle volte. Le previsioni erano particolarmente accurate quando si consideravano i segnali dal lobo frontale, un’area che nell’uomo è stata collegata alla pianificazione dell’azione, tra le altre funzioni. Gli scienziati di Francoforte sostengono che i ritmi che hanno osservato nel cervello di pipistrello sono simili ai ritmi neurali spesso registrati dal cuoio capelluto umano e hanno concluso che i ritmi cerebrali potrebbero essere collegati alla produzione del suono nei mammiferi in generale. Per oltre 50 anni, i pipistrelli sono stati un modello animale per studiare come il cervello elabora gli stimoli uditivi e come si sviluppa il linguaggio umano. Per la prima volta, sono stati in grado di mostrare come regioni cerebrali distanti nei pipistrelli comunicano tra loro durante la vocalizzazione. Allo stesso tempo, sappiamo che le corrispondenti reti cerebrali sono compromesse negli individui che, ad esempio, balbettano a causa della malattia di Parkinson o emettono rumori involontari a causa della sindrome di Tourette. Si spera quindi che continuando a studiare il comportamento vocale nei pipistrelli, si possa contribuire a una migliore comprensione di queste malattie umane.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Neural oscillations in the fronto-striatal network predict vocal output in bats”. Kristin Weineck, Francisco García-Rosales, Julio C. Hechavarría. PLOS Biology

Immagine: A voice in the wilderness (Temi Wynston Edun)

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