I serpenti hanno aiutato a costruire il cervello del primate?

I serpenti hanno aiutato a costruire il cervello del primate?

La forma sinuosa innesca uno scossone di riconoscimento primordiale: il serpente! Un nuovo studio del cervello delle scimmie suggerisce che i primati sono adattati in modo univoco per riconoscere le caratteristiche di questa minaccia strisciante e reagire in un lampo. I risultati supportano un'ipotesi controversa: i primati come li conosciamo non si sarebbero mai evoluti senza serpenti.

Un litigio con un serpente significava quasi morte certa per i nostri antenati preprimati. I rettili strisciarono attraverso le foreste del supercontinente Gondwana circa 100 milioni di anni fa, spremendo la vita dai piccoli antenati di mammiferi dei primati moderni. Circa 40 milioni di anni dopo, probabilmente dopo l'emersione dei primati, alcuni serpenti iniziarono a iniettare il veleno, il che li rese una minaccia ancora più letale e più immediata.

I serpenti erano "i primi e più persistenti predatori" dei primi mammiferi, afferma Lynne Isbell, un'ecologa comportamentale dell'Università della California, Davis. Erano una minaccia così critica, ha sostenuto a lungo, che hanno modellato l'emergere e l'evoluzione dei primati. Selezionando i tratti che hanno aiutato gli animali a evitarli, i serpenti ci hanno dotato in definitiva di occhi rivolti in avanti, ad esempio, e di centri visivi ingranditi in profondità nel nostro cervello che sono specializzati nello scegliere caratteristiche specifiche nel mondo che ci circonda, come la forma generale del corpo di un serpente mimetizzato tra le foglie.

Nel 2006 Isbell pubblicò la sua "Teoria della rivelazione del serpente". Per sostenerlo, mostrò che i rari primati che non hanno incontrato serpenti velenosi nel corso della loro evoluzione, come i lemuri in Madagascar, hanno una visione peggiore di quelli che si sono evoluti parallelamente ai serpenti.

"È una teoria molto audace", dice Arne Öhman, psicologa del Karolinska Institute in Svezia che utilizza studi di imaging cerebrale e comportamento per testare come gli esseri umani rispondono alle minacce visive. Ma finora, dice, ci sono state poche prove neurobiologiche per questo.

Due anni fa, i neuroscienziati dell'Università di Toyama in Giappone e dell'Università di Brasilia in Brasile contattarono Isbell, sperando di unirsi a lei nella ricerca di prove basate sul cervello. In un documento pubblicato online oggi nel Atti della National Academy of Sciences , il team descrive come le immagini dei serpenti influenzano il pulvinar, un ammasso di neuroni in una parte evolutivamente antica del cervello chiamata talamo. Si ritiene che i neuroni pulvinar aiutino a dirigere la nostra attenzione usando i nostri occhi e riconosciamo una potenziale minaccia. I primati hanno pulvinar molto più grandi di altri animali e alcune parti del pulvinar sono addirittura uniche per i primati.

Secondo l'ipotesi di Isbell, altri mammiferi che dovevano combattere con i serpenti erano per lo più creature scavatrici, e non si affidavano tanto alla visione quanto ai primati primitivi, che si riposavano sugli alberi durante il giorno. Mentre alcuni mammiferi svilupparono resistenza ai veleni di serpente, i primati optarono per una migliore strategia di individuazione.

Per testare l'abilità di riconoscimento del serpente del pulvinar, il gruppo ha inserito gli elettrodi nel cervello di due scimmie macaco in cattività che non avevano mai incontrato i rettili. Misuravano i picchi elettrici dei singoli neuroni in due regioni del pulvinar mentre i primati osservavano quattro tipi di immagini: serpenti sia arrotolati che allungati, facce macachi con espressioni sia arrabbiate che neutre, mani di macaco in varie posizioni e forme geometriche come cerchi e stelle.

L'hanno trovato le immagini dei serpenti avevano un effetto particolarmente forte e ad azione rapida sui neuroni pulvinar : Dei 91 neuroni che sono diventati attivi a un certo punto dell'esperimento, il 40% erano "i migliori del serpente", il che significa che erano più attivi durante le foto dei serpenti rispetto ad altre immagini. Questi neuroni sparavano anche più frequentemente di quelli che rispondevano a facce, mani o forme. (I neuroni che rispondevano alle facce arrabbiate, un'importante minaccia sociale per i macachi altamente sociali, arrivarono al secondo posto.) Infine, i neuroni responsivi a serpente entrarono in azione più rapidamente, attivando circa 15 millisecondi più velocemente di quelli che rispondevano a volti arrabbiati e circa 25 millisecondi davanti ai neuroni neutri che rilevano la forma.

Isbell definisce queste scoperte "il primo supporto neuroscientifico" per la sua teoria evolutiva incentrata sul serpente. Sospetta che il nostro unico pulvinar renda i primati più abili tra i mammiferi nel riconoscere i serpenti, anche se riconosce che la previsione ha ancora bisogno di essere testata. Ci sono alcune prove che i primati sono particolarmente abili nel rilevare i serpenti che non si muovono, dice, e quell'abilità può essere alla base di un'altra abilità specifica dei primati: usare la visione per guidare i movimenti di presa e afferramento. (Esempio: raggiungere una banana, ma non raggiungere un serpente assopito.)

I risultati supportano l'idea che i primati abbiano meccanismi integrati per riconoscere una minaccia molto specifica in base alla sua forma, dice Isabelle Blanchette, una psicologa cognitiva al Università del Quebec, Trois-Rivières , in Canada, che studia il ruolo delle emozioni nel modo in cui elaboriamo le informazioni. Ma lei avverte che dovremmo resistere alla tentazione di estrapolare gli umani. Anche se portiamo questi "avanzi dall'evoluzione" sotto forma di neuroni sensibili al serpente in profondità nel nostro sistema visivo, processi cerebrali più elevati, come l'apprendimento e la memoria, possono influenzare il nostro comportamento proprio come questo senso profondo e istintivo del serpente. "È una parte molto importante dell'immagine, ma è solo una parte", dice. Le sue ricerche hanno dimostrato che gli esseri umani non sono sempre più veloci nel rilevare i serpenti rispetto ad altre minacce, tra cui pistole e auto, che non ci siamo evoluti per temere in modo innato.

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