Sesso o cibo? Così il cervello riesce a decidere

​Un nuovo studio, pubblicato su Current Biology, ha individuato i precisi impulsi neuronali innescati nel cervello dei moscerini della frutta di fronte alle scelte critiche di alimentazione o accoppiamento.

I moscerini della frutta

I moscerini della frutta, o Drosophila, sono comunemente usati nella ricerca neuroscientifica che può essere utilizzata per fornire informazioni su come si comportano i cervelli più complessi. Questo perché la Drosophila mostra comportamenti complessi come la memoria e l’apprendimento, ma questi sono controllati da un cervello relativamente più semplice, con appena circa 100.000 neuroni. Il cervello umano, in confronto, ha circa 86 miliardi di neuroni. La Drosophila, in particolare la specie Drosophila melanogaster usata nella ricerca biomedica, è un ottimo sistema sperimentale per capire come vengono prese decisioni comportamentali cruciali nel cervello. Possiamo identificare gli elementi neurali che dirigono i comportamenti con grande risoluzione e decifrare i meccanismi sottostanti.

Lo studio: prima il cibo, poi il sesso

Nello studio, i moscerini maschi sono stati tenuti lontani sia dal cibo che dalle femmine per un giorno intero, con una sola fonte d’acqua a disposizione. Alla fine del periodo di privazione i maschi potevano scegliere fra una soluzione di zucchero o delle femmine fertili. Il team di ricerca ha scoperto che i maschi erano sceglievano costantemente il cibo al sesso. Facendo ulteriori studi hanno visto che il tempo limite di assenza di cibo per determinare questa scelta in maniera univoca era di 15 ore di privazione. Una volta nutriti, i ricercatori hanno scoperto che i moscerini maschi cambiavano atteggiamento. Infatti rivolgevano la loro attenzione al corteggiamento, a volte entro pochi secondi dopo la fine del pasto.

I neuroni fondamentali

Il team ha quindi utilizzato strumenti genetici per etichettare i neuroni nel cervello con marcatori fluorescenti. Hanno poi utilizzato una tecnica chiamata imaging del calcio a due fotoni per monitorare quali si attivano e disattivavano dei moscerini. Con questi strumenti, hanno visto come risponde il cervello della mosca quando sono disponibili opzioni contrastanti e come sceglie tra queste. Ciò ha permesso loro di individuare i neuroni attivati ​​nel cervello delle mosche mentre prendevano decisioni su cosa dare la priorità. I neuroni che dicono alla mosca se mangiare o accoppiarsi, sono essenzialmente in competizione tra loro. Se il bisogno di mangiare è più urgente, quelli dedicati prenderanno il sopravvento, se la minaccia della fame è minore, allora vinceranno quelli dedicati al corteggiamento e al sesso.

Una scelta non univoca

I ricercatori hanno anche scoperto che la soluzione a questo conflitto comportamentale non era assolutamente fissa, ma influenzata dal contesto. Ad esempio, sebbene l’alimentazione fosse prioritaria quando la mosca era davvero affamata in altre condizioni no. Sotto il tempo limite, questa decisione era influenzata dalla qualità del cibo: i moscerini dopo alcune ore scartavano il cibo cattivo e di bassa qualità, scegliendo invece lo stimolo dell’accoppiamento vincendo la fame. Abbiamo ancora molto da imparare dal moscerino della frutta, ad esempio cosa succede quando vengono introdotte minacce: come deciderebbe la mosca tra il nutrirsi o il fuggire da un predatore? Oppure una femmina nelle stesse condizioni prediligerebbe il cibo o il sesso? I ricercatori quindi sono intenzionati a studiare ulteriormente questi animali per approfondire i misteri del cervello.

I risvolti per l’uomo

La dott.ssa Carolina Rezaval, leader del gruppo di ricerca presso l’Università di Birmingham, spiega:

Siamo spesso esposti a situazioni conflittuali in cui dobbiamo scegliere un obiettivo rispetto ad altri. Per un animale in natura questo potrebbe significare dover scegliere tra nutrirsi, accoppiarsi o combattere per risorse. Come fa l’animale a sapere cosa fare? Il moscerino della frutta Drosophila è un ottimo modello per capire come vengono prese decisioni comportamentali cruciali nel cervello.

Le conoscenze acquisite dai ricercatori in laboratorio possono rivelare meccanismi fondamentali alla base delle nostre decisioni. I sistemi cerebrali infatti sono comuni a molte specie, ma sono spesso difficili da studiare nei mammiferi. Conoscendo quelli più semplici, i ricercatori sperano di capire meglio come funzionano i cervelli più complessi. Si può così capire cosa succede in situazioni come la dipendenza, il morbo di Parkinson o quello di Alzheimer che è noto per influenzare i processi decisionali nel cervello.

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