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L'impostazione sperimentale permette che i ricercatori esaminino i trattamenti del cervello in uccelli durante le mansioni attive

Come gli uccelli prendono le decisioni e che le regioni del cervello sono particolarmente attive quando risolvono le mansioni? I ricercatori dal dipartimento del Biopsychology a Ruhr-Universität Bochum (RUB) stanno studiando queste domande. Finora, soltanto gli uccelli anestetizzati e quindi esperimenti passivi hanno potuto essere esaminati facendo uso dell'imaging a risonanza magnetica funzionale (fMRI). Quindi, l'esame dei trattamenti del cervello durante le mansioni attive non era possibile.

Ora i neuroscenziati conoscitivi al laboratorio di Biopsychology hanno costruito un'impostazione sperimentale che li permette di effettuare gli esami del fMRI sui piccioni svegli ed anche di studiare così per la prima volta i processi conoscitivi. Hanno pubblicato i loro risultati online nel giornale “comunicazioni della natura„ il 18 settembre 2020.

Aprendo e chiudendo il becco

All'interno di nuova impostazione sperimentale, gli animali possono essere presentati con le mansioni a cui attivamente lavorano. Durante questo tempo, le registrazioni del fMRI sono fatte continuamente in moda da registrare l'attività delle aree del cervello che sono attive durante il trattamento di compito. Contrariamente agli esami del fMRI di esseri umani, in cui i partecipanti possono rispondere alle mansioni stampando i bottoni, i piccioni rispondono aprendo e chiudendo il loro becco, che è registrato da un sensore sotto il becco.

I ricercatori hanno controllato la qualità delle immagini guadagnate del fMRI in uno studio della prova. I piccioni hanno dovuto imparare differenziarsi fra due colori. Gli animali hanno imparato reagire all'aspetto del colore corretto aprendo il loro becco ed hanno ricevuto una ricompensa per le risposte corrette. “Questo studio era appena un'esecuzione dei test per mostrare se la scansione in uccelli di comportamento svegli funziona avevamo preveduto,„ spiega Mehdi Behroozi, il primo autore dello studio.

La via è aperta per le indagini più complesse

“I dati del fMRI dello studio della prova hanno indicato che anche con questo compito semplice di distinzione, un'intera rete delle aree nel cervello del piccione è attiva, che non potrebbe ancora essere rappresentato nella sua totalità,„ dicono Onur Güntürkün, professore del Biopsychology allo SFREGAMENTO circa i risultati dello studio della prova. “Ora la via è aperta per le indagini con le mansioni conoscitive più complesse. Particolarmente in un momento in cui siamo stupiti scoprire sempre più come gli uccelli intelligenti sono, questa innovazione contribuirà ad identificare la base del cervello di queste abilità,„ aggiunge Güntürkün.

Circa imaging a risonanza magnetica funzionale

In tomografia a risonanza magnetica funzionale, le immagini della fetta del cervello sono generate facendo uso di forte magnete. Mostrano che come le diverse parti del cervello sono fornite con ossigeno. Le aree del cervello che sono molto attive hanno una saturazione più bassa dell'ossigeno che meno aree attive. Di conseguenza uno può per esempio vedere quali aree del cervello sono sfidate specialmente quando risolve un compito.

Source:
Journal reference:

Behroozi, M., et al. (2020) Event-related functional MRI of awake behaving pigeons at 7T. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-18437-1.