Braeden Donaldson:"Volevamo vedere se c'era una risposta neuroplastica sottostante correlata a determinati cambiamenti comportamentali. Abbiamo scoperto che c'era". Credito:Università Concordia
I segnali di allarme chimico rilevati da un tipo di giovane pesce d'acqua dolce originario dell'America centrale provocano notevoli aumenti in alcune regioni del loro cervello. È quanto emerge da una nuova ricerca di due studiosi di Concordia.
L'articolo è stato pubblicato negli Proceedings of the Zoological Society di Grant Brown, professore di biologia alla Facoltà di Lettere e Scienze, e il suo ex studente Braeden Donaldson, MSc 18. In esso, scrivono che i ciclidi detenuti minorenni che sono ripetutamente esposti a segnali di allarme ad alto rischio per un periodo di due settimane hanno cervelli che sono in media il 16% più grandi rispetto a un gruppo a basso rischio. La crescita, osservano, è particolarmente evidente in specifiche regioni del cervello:il gruppo ad alto rischio aveva in media il 20% di bulbi olfattivi più grandi, il 21% di bulbi ottici più grandi e il 18% di ipotalami più grandi.
I ricercatori hanno anche scoperto che quando i segnali di allarme sono stati rimossi, i cervelli del gruppo ad alto rischio sono tornati a dimensioni paragonabili a quelle osservate nel gruppo a basso rischio dopo 11 giorni.
"Sappiamo, sulla base della nostra ricerca precedente, che osserveremo i cambiamenti nel comportamento del novellame dopo 14 giorni di esposizione a segnali ad alto rischio. Il passo successivo è stato vedere cosa stava succedendo nel cervello", spiega Donaldson, che ora sta perseguendo il suo dottorato di ricerca. presso l'Università di Vittoria. "Volevamo vedere se c'era una risposta neuroplastica sottostante correlata a questi cambiamenti comportamentali. Abbiamo scoperto che c'era."
L'alto costo della neurogenesi
I ricercatori hanno assegnato in modo casuale ciclidi di 86 giorni a uno dei due gruppi di trattamento. Ogni gruppo era composto da cinque vasche contenenti banchi di 28 pesci. Un gruppo è stato esposto a una soluzione a base di pelle trattata da ciclidi condannati a eutanasia. Questo è stato considerato il gruppo ad alto rischio.
Come molte altre specie di prede acquatiche, i ciclidi detenuti rilasciano un segnale chimico quando la loro pelle o le viscere sottostanti sono danneggiate. Questo serve come avvertimento affidabile e onesto della presenza di una minaccia di predazione. La pelle danneggiata è stata elaborata per creare un estratto di segnale di allarme, che suscita un comportamento antipredatore. Il gruppo ad alto rischio è stato esposto a questo estratto tre volte al giorno per 14 giorni, simulando eventi di predazione nelle vicinanze. I ricercatori hanno introdotto una quantità simile, 10 millilitri, di acqua distillata nel gruppo a basso rischio, per controllare il disturbo ambientale. Alla fine del periodo di 14 giorni, metà dei pesci è stata rimossa da ciascuna delle 10 vasche per l'analisi.
I pesci rimanenti sono stati tenuti nelle loro vasche e non sono stati esposti a ulteriori disturbi per altri 11 giorni fino a quando anche loro non sono stati rimossi per l'analisi.
I risultati hanno mostrato che i cervelli dei pesci crescono quando sono ripetutamente esposti a segnali di predazione, ma ritornano quando questi segnali vengono rimossi. I ricercatori non sono in grado di determinare se la reversione sia dovuta a un rallentamento della crescita cerebrale o se sia il risultato del recupero del resto del corpo del pesce ora che ha energia extra.
"Avevamo previsto questa inversione perché la neurogenesi, la produzione di neuroni nel cervello che ne provocano la crescita, è energeticamente molto costosa", afferma Brown. Se un animale non ha bisogno di produrre neuroni extra come meccanismo di sopravvivenza, utilizzerà quell'energia per crescere in dimensioni, forza e maturità sessuale. Questo, afferma Brown, suggerisce una neuroplasticità reversibile. Lo studio si aggiunge al lavoro di Brendan Joyce, un Ph.D. studente nel laboratorio di Brown, che ha mostrato cambiamenti simili nella morfologia cerebrale nel dado ventrerosso adulto e nel giovane salmone atlantico.
"Vent'anni fa, i biologi evoluzionisti esaminavano le decisioni comportamentali e dicevano:'L'animale farà questo o quello.' Ma è più probabile il caso di "L'animale può fare questo o quello", a seconda dei segnali ambientali che riceve", aggiunge Brown. "Variazioni nell'ambiente, nella disponibilità di cibo, nell'accoppiamento, nella predazione:tutto questo determina e modella il modo in cui un animale alloca la sua energia. E questa è l'idea di plasticità". + Esplora ulteriormente
