Piccolo non significa limitato: le nuove ricerche dimostrano che a fare la differenza è la densità dei neuroni

Avere un cervello piccolo, come può essere quello di un corvo o di un fringuello, non è sinonimo di scarsa intelligenza. Anzi, sembra vero il contrario.

Molti uccelli, come hanno osservato i neuroscienziati nell’ultimo decennio, sono in grado di svolgere compiti che richiedono capacità cognitive pari a quelle di alcuni primati. Si è sempre pensato che i mammiferi – con l’uomo al vertice – fossero i più intelligenti del mondo animale. Niente di più sbagliato. Ma come è possibile, considerate le minuscole dimensioni del loro cervello, che ci siano uccelli – quali corvi e pappagalli – capaci di creare e usare strumenti (come ricorrere a un bastoncino per pescare insetti da un foro in un tronco), risolvere problemi, compiere operazioni numeriche, trarre conclusioni di causa-effetto, riconoscersi in uno specchio e programmare bisogni futuri?

L’IMPACCHETTAMENTO
A risolvere questo puzzle di neuroanatomia comparativa è ora un team di scienziati, guidati da Suzana Herculano-Houzel, della Vanderbilt University, negli Usa, che per la prima volta ha misurato i neuroni nel cervello di 28 specie di uccelli. La ricerca, pubblicata sui «Proceedings of the National Academy of Sciences», rivela come il numero dei neuroni in un’area specifica del cervello di pappagalli e corvidi (la regione dorsale più esterna, detta pallio), quella che assolve gli stessi compiti della corteccia, associata nei mammiferi a funzioni cognitive superiori, è due volte maggiore rispetto ai primati di taglia analoga.

«E non solo. Oltre ad avere una numerosità superiore, i neuroni, rispetto a quelli dei primati e di altri mammiferi, sono “impacchettati” più densamente. Elemento, questo, che contribuisce in modo significativo a porre le basi neuronali dell’intelligenza degli uccelli», sottolinea Giorgio Vallortigara, neuroscienziato dell’Università di Trento. La questione della densità si può chiarire con una serie di esempi: «Prendiamo il caso di due specie, una di mammifero (il galagone) e una di uccello (il cacatua ciuffogiallo), i cui cervelli hanno lo stesso peso: 10 grammi. Se il cervello del primo possiede circa 936 milioni di neuroni, quello del secondo ne ha 2122 milioni. Oppure, caso ancora più impressionante, prendiamo un ratto e uno storno: 1.80 grammi è il peso del loro cervello. Se quello del ratto contiene 200 milioni di neuroni, quello dello storno più del doppio: 483 milioni. E una scimmia cappuccina con un cervello che è quasi quattro volte più grande di quello di un corvo comune (39.18 grammi contro circa 10.2) ha 1140 milioni di neuroni nella corteccia rispetto ai 1204 milioni di neuroni del pallio di un corvo. Un macaco, poi, ha in media un cervello che pesa cinque volte quello del pappagallo ara gialloblu: 69.83 grammi contro 14.38. E tuttavia ha soltanto 1710 milioni di neuroni nella corteccia contro i 1914 dell’ara».

Finora il conteggio dei neuroni nel cervello era stato molto approssimativo. Con il microscopio si contavano le cellule neuronali su fettine sottilissime, quelle in cui la materia cerebrale veniva tagliata. «Il problema, tuttavia, è che queste fettine, ottenute da parti diverse del cervello, non hanno la stessa densità di neuroni e i valori venivano quindi interpolati. Il merito di Susana Herculano-Houzel – prosegue Vallortigara – è aver messo a punto un nuovo metodo, molto più preciso: far sciogliere le membrane delle cellule cerebrali, lasciando i soli nuclei sospesi in una specie di zuppa omogenea, che in gergo si dice “isotropica”, vale a dire ueguale in tutte le direzioni. Poiché ogni cellula nel cervello contiene un solo nucleo, contarli equivale a contare le cellule. I nuclei dei neuroni e delle altre cellule, come quelle gliali, possono essere inoltre distinti con metodi di colorazione». È stato così che Herculano-Houzel ha verificato, tra l’altro, che i neuroni dell’uomo sono all’incirca 86 miliardi e non 100, come si era sempre sostenuto.

Quanto all’altra idea consolidata, secondo la quale le dimensioni del cervello siano correlate a un’intelligenza maggiore, si è alimentato il pregiudizio che gli uccelli fossero poco dotati. «Alla base c’era anche una concezione dell’evoluzione in termini temporali (pesci-anfibi-rettili-uccelli-mammiferi) che corrisponde a un parallelo percorso lineare e in ascesa dell’intelligenza. Essendo arrivati per ultimi, noi saremmo meglio equipaggiati in termini di dotazione neuro-cognitiva. Ma il fatto è che non siamo arrivati per ultimi. I primi mammiferi – dice Vallortigara – sono apparsi prima dei primi uccelli». Come sosteneva il paleontologo e storico della scienza Stephen J.Gould, l’evoluzione biologica non è un processo graduale, ma avviene in modo variabile, a seconda dei casi. La pressione selettiva, quindi, può aver determinato l’evoluzione e lo sviluppo degli uccelli: «La funzione del volo ha imposto di minimizzare il peso, cervello compreso».

LE CONNESSIONI
Nel «concepire» il cervello dei volatili, la natura ha utilizzato due parametri: il numero di neuroni (densamente impacchettati) e il sistema di connessione. «Benché piccolo, questo risulta superdotato di collegamenti, organizzati in una rete, il cosiddetto “small world”, simile a Internet. La connettività locale – aggiunge – è favorita rispetto a quella a distanza, come avviene tra i neuroni di dimensioni più grandi della corteccia dei mammiferi. Alla base delle sofisticate capacità di elaborazione delle informazioni di uccelli come pappagalli e corvi sta, probabilmente, questo tipo di rete, formato da agglomerati di nodi fortemente connessi».

Ci sono, quindi, modi diversi di costruire cervelli efficienti e il «modello mammifero» è solo una delle soluzioni possibili. Non necessariamente la migliore. Del resto, le dimensioni del cervello non fanno la differenza nemmeno negli esseri umani. Quello di Albert Einstein, per esempio, era piuttosto piccolo: pesava 1230 grammi, contro i 1500 della media. Alle origini di tanta genialità sembra esserci stata un’alta densità di neuroni in alcune parti e la presenza anomala, in altre, di cellule gliali, quelle che aiutano i neuroni a trasmettere i segnali nervosi.

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