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    Le registrazioni neurali dei pipistrelli selvatici rivelano un'organizzazione unica della regione del mesencefalo per il monitoraggio e la cattura delle prede

    Il pipistrello è addestrato a rimanere fermo su una piattaforma e a seguire un bersaglio in movimento. Il bersaglio (vermi della farina) è legato a un anello di lenza collegato a un motore rotativo, permettendoci di controllare il movimento del bersaglio. Mentre il pipistrello svolge questo compito, microfoni che registrano vocalizzazioni ed echi sonar, e le registrazioni neurali vengono raccolte. Credito:Melville J. Wohlgemuth et al., JNeurosci (2017)

    Il mesencefalo del pipistrello è organizzato in modo univoco per facilitare la rapida integrazione delle informazioni sensoriali e motorie necessarie per tracciare la preda utilizzando il sonar biologico, secondo le registrazioni neurali di pipistrelli selvatici ottenute durante gli esperimenti di laboratorio descritti in Il Giornale delle Neuroscienze .

    Il collicolo superiore (SC) è una struttura a strati nel cervello dei mammiferi che utilizza le informazioni sensoriali per orientare l'animale in una posizione particolare nel suo ambiente. La SC è stata ben studiata in specie che si affidano principalmente alla visione per svolgere questo compito, e quasi interamente in ambienti artificiali che precludono la comprensione della funzione SC durante i comportamenti naturalistici. Poiché i pipistrelli usano l'ecolocalizzazione (il processo di emissione del suono e di elaborazione degli echi) per navigare nel loro ambiente, Melville Wohlgemuth e colleghi hanno studiato come l'input uditivo e l'output vocale potrebbero influenzare l'organizzazione e la funzione della SC in questi animali.

    Gli autori hanno registrato l'attività SC da quattro grandi pipistrelli marroni mentre manipolavano la posizione di una preda intorno a una stanza scarsamente illuminata. Confrontando i cambiamenti nell'attività neurale dei pipistrelli con le loro vocalizzazioni ed echi, hanno trovato neuroni sensoriali e motori in tutti gli strati SC.

    In questo video in tre parti, il pipistrello viene mostrato mentre segue un insetto in movimento da una posizione fissa su una piattaforma. Mentre il pipistrello svolge questo compito, microfoni che registrano vocalizzazioni ed echi sonar, e le registrazioni neurali vengono raccolte. Un dispositivo "rilevatore di pipistrelli" rende udibili all'orecchio umano le vocalizzazioni di un pipistrello. L'ultimo segmento è stato catturato con una registrazione video ad alta velocità ed è stato rallentato di un fattore dieci. Sul fondo è visualizzata la rappresentazione spettrografica in corso delle vocalizzazioni del pipistrello. Credito:Wohlgemuth MJ, Kothari NB, L'azione Moss CF (2016) migliora i segnali acustici per la localizzazione del bersaglio 3D mediante l'ecolocalizzazione dei pipistrelli. PLoS Biol 14(9):e1002544. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002544

    Questa scoperta contribuisce alle specie precedentemente studiate in cui questi diversi tipi di neuroni sono separati, e l'integrazione avviene attraverso i livelli. Anche l'attività di SC è cambiata quando i pipistrelli si sono avvicinati alla preda, che possono supportare la localizzazione di un bersaglio a distanze ravvicinate quando le richieste di elaborazione sono elevate.

    Da sinistra a destra, quattro fotogrammi di un video ad alta velocità (500 fps) mentre il pipistrello segue e intercetta il bersaglio. In questo compito, un pipistrello è addestrato a rimanere fermo su una piattaforma e a seguire un bersaglio in movimento usando l'ecolocalizzazione. Questi quattro fotogrammi sono presi durante le fasi finali dell'intercettazione del bersaglio. Credito:Melville Wohlgemuth




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