Le cince dal cappuccio nero hanno capacita mnemoniche straordinarie grazie alle quali possono ricordare la posizione di migliaia di bocconi di cibo che hanno nascosto per aiutarle a sopravvivere all’inverno.
La memoria delle cince
Gli scienziati dello Zuckerman Institute della Columbia hanno scoperto come le cince riescono a ricordare così tanti dettagli: memorizzano ogni posizione del cibo utilizzando l’attività delle cellule cerebrali simile a un codice a barre. Queste nuove scoperte potrebbero far luce su come il cervello crea ricordi per gli eventi che compongono la nostra vita.
“Vediamo il mondo attraverso i nostri ricordi di oggetti, luoghi e persone“, ha detto Dmitriy Aronov, ricercatore principale presso lo Zuckerman Institute della Columbia e assistente Professore di neuroscienze presso il Vagelos College of Physicians and Surgeons della Columbia.
“I ricordi definiscono interamente il modo in cui vediamo e interagiamo con il mondo. Grazie alle cince, abbiamo un modo di comprendere la memoria in modo incredibilmente semplificato e, comprendendo la loro memoria, capiremo qualcosa di noi stessi“.
Questa formattazione della memoria simile a un codice a barre, pubblicata sulla rivista Cell, potrebbe essere una tattica comune nei cervelli degli animali, compresi quelli degli esseri umani.
“Ci sono molti risultati negli esseri umani che sono totalmente coerenti con il meccanismo del codice a barre“, ha detto il ricercatore post-dottorato Selmaan Chettih, co-primo autore dello studio insieme a Emily Mackevicius.
Una questione di sopravvivenza
Le cince sono “geni della memoria“, ha affermato il dottor Aronov, l’autore corrispondente dello studio. Sono maestre della memoria episodica, che è la capacità del cervello di ricordare momenti specifici, come nascondere un po’ di cibo sotto la corteccia di un albero o in qualche anfratto.
Questo può rivelarsi una questione di vita o di morte per loro, poiché a differenza della maggior parte degli uccelli che vivono in luoghi freddi, le cince non migrano durante l’inverno. Questo significa che la loro sopravvivenza dipende dal ricordare dove hanno nascosto il cibo durante i mesi più caldi, e alcuni di loro riescono a creare fino a 5.000 di queste scorte al giorno.
Gli scienziati sanno da tempo che le cince fanno affidamento sull’ippocampo, una struttura cerebrale fondamentale per la memoria in tutti i vertebrati, compresi gli esseri umani, per immagazzinare i ricordi dei loro depositi. Tuttavia, nessuno aveva identificato la specifica attività neurale nell’ippocampo che codifica i ricordi episodici come gli eventi di conservazione del cibo.
La domanda a cui stiamo cercando di rispondere è: ‘Che cosa è fisicamente un ricordo?'”, Ha detto il dottor Chettih.
Le cince possono aiutare gli scienziati a svelare questo mistero. Per esplorare i ricordi prodigiosi delle cince, il dottor Aronov e il suo team hanno costruito arene al coperto ispirate agli habitat naturali degli uccelli.
“Gli scienziati si sono meravigliati della memoria di questi uccelli per decenni, ma quello che è rimasto un mistero è cosa stava succedendo nel loro cervello per supportare questi ricordi“, ha detto il dottor Aronov: “Ora abbiamo a nostra disposizione strumenti di registrazione neurale e di monitoraggio del comportamento per far avanzare la nostra conoscenza di come questi uccelli siano capaci di queste imprese di memoria”.
Negli esperimenti tipici, una cinciallegra dal cappuccio nero nasconde istintivamente i semi di girasole nei buchi delle arene mentre i ricercatori monitorano l’attività nell’ippocampo. Nel frattempo, sei telecamere registrano anche gli uccelli mentre svolazzano, con un sistema di intelligenza artificiale che le segue automaticamente mentre nascondono e recuperano i semi.
Gli scienziati hanno scoperto inaspettatamente che ogni volta che una cinciallegra nascondeva un seme, i neuroni dell’ippocampo si attivavano secondo uno schema unico. Questi schemi fugaci si riattivavano quando gli uccelli recuperavano quella specifica scorta di cibo.
“Questi sono modelli di attività molto sorprendenti, ma sono molto brevi, in media solo circa un secondo“, ha spiegato il dottor Chettih: “Se non sapessi esattamente quando e perché sono accaduti, sarebbe molto facile non notarli”.
Conclusioni
Mentre i ricercatori riflettevano sui loro dati, l’idea dei codici a barre neurali come etichette univoche per diversi eventi ha cominciato ad avere senso.
Questi modelli di codici a barre esistono indipendentemente dall’attività dei neuroni dell’ippocampo, chiamati cellule di luogo, che codificano i ricordi dei luoghi. Ogni codice a barre rimane distinto, anche quando si tratta di scorte nascoste nello stesso posto ma in momenti diversi, o in scorte vicine effettuate in rapida successione.
“Molti studi sull’ippocampo si sono concentrati sulle cellule place, e per la loro scoperta è stato assegnato il Premio Nobel nel 2014“, ha affermato il dottor Aronov.
“Quindi il presupposto sul campo era che la memoria episodica dovesse avere qualcosa a che fare con i cambiamenti nelle cellule di luogo. Abbiamo scoperto che le cellule di luogo in realtà non cambiano quando gli uccelli formano nuovi ricordi. Invece, durante la conservazione del cibo, ci sono ulteriori modelli di attività oltre quelli visti con le celle di posizionamento“.
“Questo è quello che potremmo aspettarci se pianificassero di recuperare un elemento memorizzato nella cache prima di farlo effettivamente“, ha detto il dottor Chettih: “Vogliamo identificare quei momenti in cui le cince pensano a una posizione ma non lì, e vedere se l’attivazione di un codice a barre potrebbe spingerle a raggiungere una cache“.
I ricercatori sono anche ansiosi di sapere se la tattica del codice a barre con cui hanno scoperto le cince è ampiamente utilizzata tra altri animali, compreso l’uomo. Tale ricerca può aiutare a far luce su una parte fondamentale dell’esperienza umana.
“Se si pensa a come le persone definiscono se stesse, a chi pensano di essere, al loro senso di sé, allora i ricordi episodici di eventi particolari sono centrali in questo“, ha concluso il dottor Chettih: “Questo è quello che stiamo cercando di capire”.
Andando avanti, i ricercatori vogliono vedere se le cince attivano i codici a barre quando cercano cache da località remote.
