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Gli uccelli hanno capacità cognitive impressionanti e mostrano un alto livello di intelligenza. Rispetto ai mammiferi più o meno della stessa dimensione, il cervello degli uccelli contiene anche molti più neuroni. Ora un nuovo studio riportato in Current Biology l'8 settembre aiuta a spiegare come gli uccelli possono permettersi di mantenere più cellule cerebrali:i loro neuroni vivono con meno carburante sotto forma di glucosio.
"Quello che ci ha sorpreso di più non è, di per sé, che i neuroni consumino meno glucosio, questo potrebbe essere stato previsto dalle differenze nelle dimensioni dei loro neuroni", afferma Kaya von Eugen della Ruhr University di Bochum, in Germania. "Ma l'entità della differenza è così grande che la differenza di dimensioni non può essere l'unico fattore che contribuisce. Ciò implica che ci deve essere qualcosa di ulteriormente diverso nel cervello degli uccelli che consente loro di mantenere i costi così bassi".
Uno studio fondamentale nel 2016 ha mostrato che il cervello degli uccelli contiene molti più neuroni rispetto a un cervello di mammiferi di dimensioni simili, hanno spiegato i ricercatori. Poiché i cervelli sono generalmente costituiti da tessuti energeticamente costosi, ha sollevato una domanda critica:come sono gli uccelli in grado di supportare così tanti neuroni?
Per rispondere a questa domanda, von Eugen e colleghi hanno deciso di determinare il bilancio energetico neuronale degli uccelli sulla base di studi sui piccioni. Hanno usato metodi di imaging che hanno permesso loro di stimare il metabolismo del glucosio negli uccelli. Hanno anche utilizzato approcci di modellizzazione per calcolare il tasso metabolico del cervello e il consumo di glucosio.
I loro studi hanno scoperto che il cervello del piccione consuma una quantità sorprendentemente bassa di glucosio (27,29 ± 1,57 μmol di glucosio per 100 g al minuto) quando l'animale è sveglio. Ciò si traduce in un budget energetico sorprendentemente basso per il cervello, soprattutto se lo si confronta con i mammiferi.
Significa che i neuroni nel cervello degli uccelli consumano in media tre volte meno glucosio rispetto a quelli del cervello dei mammiferi. In altre parole, i loro neuroni sono, per ragioni non ancora chiare, meno costosi.
Von Eugen dice che è possibile che le differenze siano legate alla temperatura corporea più alta degli uccelli o alla disposizione specifica del loro cervello. Il cervello degli uccelli è anche in media più piccolo del cervello dei mammiferi. Ma i loro cervelli conservano capacità impressionanti, forse in parte a causa dei loro neuroni meno costosi ma più numerosi.
"La nostra scoperta spiega come gli uccelli sono in grado di supportare un numero così elevato di neuroni senza compromettere la potenza di elaborazione", afferma von Eugen. "Nella lunga evoluzione parallela di uccelli e mammiferi, gli uccelli hanno sviluppato cervelli più piccoli con un numero elevato di neuroni capaci di prestazioni cognitive avanzate. E sembra che l'effetto combinato di elementi distinti degli uccelli:piccole dimensioni dei neuroni, alta temperatura corporea e layout bird-brain-specific:potrebbe aver generato un possibile vantaggio nell'elaborazione neuronale delle informazioni con una maggiore efficienza:neuroni economici con capacità di elaborazione avanzata."
I ricercatori affermano che ora vogliono capire di più su come i neuroni degli uccelli consumano meno glucosio. Sebbene abbiano idee su come potrebbe funzionare, sono necessari ulteriori studi e test per scoprire "l'esatta spiegazione meccanicistica di come gli uccelli raggiungano un'efficienza così elevata di elaborazione neuronale". + Esplora ulteriormente
