“ABILITÀ COGNITIVE, OLTRE AI GENI C’È DI PIÙ: IL RUOLO CRUCIALE DELL’AMBIENTE

Intervista con la dottoressa Giulia Montalbano, coautrice dello studio pubblicato su Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

L’ambiente gioca un ruolo importante nello sviluppo delle abilità cognitive.

A plasmare le abilità cognitive dei vertebrati, oltre alle caratteristiche genetiche, concorre in larga misura anche l’ambiente. È la conclusione alla quale è giunto uno studio condotto da un gruppo di ricercatori dell’Università di Ferrara.

Il team ha analizzato in laboratorio i processi di apprendimento in una colonia di Guppy, piccoli pesci d’acqua dolce cresciuti in due diversi ambienti, dimostrando il ruolo fondamentale dell’esperienza e della plasticità fenotipica, cioè la capacità di sviluppare caratteristiche differenti a partire dalla medesima componente genetica.

Dottoressa Montalbano, la vostra ricerca dimostra che a determinare le abilità cognitive non sono soltanto fattori endogeni come il bagaglio genetico, ma anche esogeni. Ci spiega in quale modo l’ambiente esercita la sua influenza?

L’ambiente e i fattori biotici e abiotici sono un motore per la plasticità fenotipica enorme. Ogni individuo per sopravvivere deve adattarsi alle condizioni che cambiano.

I fattori che compongono l’habitat di una specie sono molti, come ad esempio la disponibilità di cibo e presenza di predatori o conspecifici. Dalla letteratura è noto che questi cambiamenti possano modificare tratti fenotipici, come tratti morfologici, ma non sono gli unici che possono essere plastici, è presente anche una parte ancora poco studiata nei pesci teleostei che è proprio la plasticità cognitiva e la variazione e adattamento dei tratti cognitivi dei soggetti in base alle esperienze di vita. Inoltre gli stimoli ambientali possono influenzare la neurogenesi, strettamente legata alle funzioni cognitive.

Come si è articolata la ricerca?

In questo studio abbiamo separato in due gruppi individui appena nati: il primo gruppo era sottoposto ad una condizione di cibo prevedibile, i soggetti venivano cibati in una specifica area della vasca sperimentale a un orario prestabilito; il secondo gruppo in una condizione di cibo non prevedibile nel quale venivano cibati in diverse aree della vasca e a orari ogni giorno diversi. Dopo il trattamento, sono stati saggiati in un test di discriminazione di colori dove i soggetti, per ottenere cibo, dovevano avvicinarsi a una card di un colore precedentemente prestabilito. In seguito, è stato eseguito un test per misurare la flessibilità cognitiva dove l’associazione colore-cibo veniva invertita.

Perché è stato scelto il pesce guppy? Presenta caratteristiche particolari?

Negli ultimi anni questa specie sta prendendo rilevanza nel campo della cognizio - ne e del comportamento animale. I vantaggi dell’uso di questo piccolo pesce d’acqua dolce sono molteplici: è un pesce teleosteo, quindi un vertebrato, cosa che ci può aiutare molto per la ricerca traslazionale nell’uomo o su altri vertebrati. Inoltre, essendo ovoviviparo con fecondazione interna, la riproduzione è molto semplice in condizioni di stabulario e gli avannotti, dopo circa 20 giorni, nascono e sono già completamente formati e natanti, presentano un dimorfismo sessuale, utile per studiare differenze cognitive legate al sesso e sono una specie sociale.

Le evidenze emerse studiando questi animali potrebbero essere riscontrate anche nel genere umano?

Questo studio suggerisce che la predicibilità delle risorse possa influire su alcuni tratti cognitivi come l’apprendimento e la flessibilità cognitiva. Dato che sull’uomo è molto difficile modificare le condizioni ambientali e le esperienze di vita dei soggetti in termini di trattamento anche a livello temporale, queste evidenze potranno sicuramente aiutare a raf- forzare delle ipotesi suggerite dalla comunità scientifica, ovvero che l’ambiente può modificare tratti cognitivi, ulteriormente correlando il dato cognitivo a quello genetico.

Giulia Montalbano è dottorata in Biologia evoluzionistica ed Ecologia e ha svolto la tesi “Cognitive plasticity in teleostfish” presso l’Università degli studi di Ferrara. Nel 2017 si è laureata in Scienze biologiche e in seguito nel 2019 in Scienze biomolecolari e dell’evoluzione presso Unife con tesi riguardanti il comportamento e la cognizione animale. Coautrice di otto articoli scientifici, due a primo nome.

La ricerca prevede ulteriori step?

Lo studio dell’ecologia cognitiva, connessa in particolare a vertebrati come i pesci teleostei, è ancora una scienza giovane, quindi, è necessario investigare quali altri fattori ambientali possano influenzare le capacità cognitive nei pesci teleostei, come ad esempio la presenza di predatori o di conspecifici.

Gli esiti di questo studio potranno rivelarsi utili nella cura dei disturbi cognitivi?

Questi risultati ci aiutano a capire un po’ meglio come funzionano i meccanismi cognitivi che stanno alla base della plasticità cognitiva. C’è ancora tanto lavoro da fare, siamo ancora agli inizi della ricerca ma sicuramente potranno essere utili un domani per capire appieno come curare, prevenire e diagnosticare in maniera celere malattie come ADHD, ovvero il disturbo da deficit di attenzione e iperattività, e l’Alzheimer.