Oggi si celebra la Giornata Mondiale della Lentezza e desideriamo festeggiare parlandovi di un animale simbolo: la lumaca. Con la sua casa sulle spalle si muove pian piano alla ricerca di cibo. Sembra però che, in particolari situazioni, si avventuri in sentieri mai percorsi, rischiando. È lo stimolo della fame a guidarla verso scelte alimentari pericolose. Un gruppo di ricercatori ha studiato questo comportamento da un punto di vista neurologico e ne ha tratto risultati utili anche nella comprensione delle risposte umane a condizioni di estrema difficoltà.
Oggi si celebra la Giornata Mondiale della Lentezza e desideriamo festeggiare parlandovi di un animale simbolo: la lumaca. Con la sua casa sulle spalle si muove pian piano alla ricerca di cibo. Sembra però che, in particolari situazioni, si avventuri in sentieri mai percorsi, rischiando. È lo stimolo della fame a guidarla verso scelte alimentari pericolose. Un gruppo di ricercatori ha studiato questo comportamento da un punto di vista neurologico e ne ha tratto risultati utili anche nella comprensione delle risposte umane a condizioni di estrema difficoltà.
La risposta alla fame degli animali
Nello studio pubblicato su Science Advances da un team di neuroscienziati dell’Università del Sussex, viene spiegato prima di tutto il ruolo della fame nel comportamento animale. È un potente regolatore e lunghi periodi di privazione di cibo possono aumentare il numero di decisioni rischiose prese, ad esempio ignorando le minacce presenti nell’ambiente o assumendo alimenti potenzialmente dannosi. Proprio questo ultimo caso mostra quanto gli animali, in generale, si trovino a decidere in maniera dinamica. Confrontano i costi e benefici riguardanti l’ingestione di un determinato cibo, influenzati da uno stato motivazionale. A questo punto sceglieranno il comportamento ritenuto più opportuno, in alcuni casi – come in quello della lumaca di stagno – invertendo completamente uno schema di movimento, mutando l’ingestione in rigetto.
Uno degli obiettivi chiave della neurobiologia è proprio capire come il sistema nervoso codifichi lo stato interno, prenda decisioni sul valore percepito di uno stimolo e selezioni tra risposte comportamentali alternative mediante una riconfigurazione della rete motoria. L’esperimento descritto nell’articolo parte da questi presupposti.
L’esperimento con le lumache di stagno
Per questa ricerca sono state analizzate le lumache di stagno, individui del genere Lymnaea: sono molluschi gasteropodi polmonati, vivono in acque dolci e sono distribuite in quella che è definita ecozona oloartica, la regione biogeografica che comprende gran parte dell’emisfero boreale ad esclusione delle aree tropicali. Possono essere allevate in acquario e si nutrono prevalentemente di alghe, foglie di piante acquatiche e detriti. Le lumache di stagno (Lymnaea stagnalis) sono spesso state impiegate come organismo modello in studi di neurobiologia e, anche questa volta, si sono mostrate adatte all’analisi del controllo della fame e dei suoi meccanismi neurali.
Lumache affamate e sazie sono state sottoposte alla scelta tra due comportamenti che si escludevano l’uno con l’altro, l’ingestione e il rigetto: la radula, un organo mobile posto all’interno dell’apparato boccale dei molluschi e che serve a raschiare e ingerire il cibo, esegue un movimento opposto in caso di assunzione o espulsione di un alimento. Entrambi i movimenti sono controllati dal generatore centrale di configurazione, una rete di neuroni che si trova nel sistema nervoso centrale ed è in grado di generare una configurazione ritmica di attività motoria senza un input sensoriale (fasico) ricevuto dai recettori periferici. La decodificazione del circuito neurale ha mostrato che l’attività degli interneuroni doparminergici centrali, un tipo di neuroni coinvolti nella sintesi della dopamina, definiscono la condizione di fame e portano a una riconfigurazione della rete, inducendo gli animali sazi verso il respingimento di stimoli ritenuti, invece, gradevoli dagli esemplari affamati. Bloccando l’azione di questi neuroni, le lumache satolle possono essere riconfigurate nello stato “di fame”. Questo meccanismo centralizzato opera senza rimodulazione sensoriali ed è generalizzato in differenti modalità di percezione.
Rischiare per la fame: i meccanismi coinvolti
Quindi gli scienziati sono riusciti a determinare che un comportamento maggiormente rischioso da parte di lumache di stagno affamate è dovuto agli interneuroni dopaminergici centrali che agiscono come interruttori, aumentando le decisioni “pericolose” all’incremento del livello di fame. Kevin Staras, coautore dell’articolo, ha commentato: “Mettere in equilibrio rischio e sopravvivenza è comune nella maggior parte degli organismi e focalizzandoci sulle lumache di stagno come modello, siamo stati in grado di farci un’idea di meccanismi simili in animali complessi in cui queste questioni sono molto più difficili da studiare”. György Kemenes, altro coautore del lavoro, ha aggiunto: “Capire come la motivazione controlli i comportamenti alimentari è di grande rilevanza in ambito sociale e ci sono casi in cui anche gli esseri umani, affrontando situazioni estreme, alterano cosa desiderano mangiare. Per esempio, durante le carestie, è stato riscontrato che la gente si nutrisse di erba, foglie, corteccia di albero abbrustolita e persino cinture in pelle bollite, tutte cose dal valore nutrizionale discutibile e dotate di un alto rischio di effetti nocivi”.
Si potrebbe quasi dire che anche da un punto di vista scientifico valga il proverbio “O mangi questa minestra o ti butti dalla finestra”: accontentarsi o morire, per le lumache così come per gli uomini.
Vi piace la neuroetologia? Vi consigliamo di acquistare e leggere l’articolo di Elisa Frasnelli, “Lateralità cerebrale: anche le api possono essere destrimani”, pubblicato nel numero di aprile 2019 di Sapere.
Immagine di copertina: un esemplare di Lymnaea stagnalis. Credits: Kemenes Lab, University of Sussex
