Il pipistrello come nuovo modello di sviluppo corticale
DIANE RICHMOND
NOTE
E NOTIZIE - Anno XV – 18 novembre 2017.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di
studio dei soci componenti lo staff
dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo:
DISCUSSIONE/RECENSIONE]
L’organizzazione della
corteccia cerebrale dei mammiferi presenta degli elementi fondamentali identici
in tutte le specie, ma l’eterogeneità delle differenze crea problemi di
interpretazione in chiave evolutiva. Ad esempio, mentre lo spessore radiale
della materia grigia varia entro un ordine di grandezza, la distribuzione
tangenziale dello strato corticale varia di più ordini di grandezza da una
specie all’altra. Un vasto campione di differenti “specie-modello” può fornire
maggiori indicazioni rispetto a quelle attualmente possedute per comprendere i
meccanismi che hanno guidato l’espansione corticale.
Su questo criterio si basa un
lavoro condotto da Martinez-Cerdeño e colleghi, che
propongono una specie di pipistrello quale
nuovo modello di studio per comprendere lo sviluppo della corteccia
cerebrale dei mammiferi.
(Martinez-Cerdeño V. et al., The Bat as a New Model of Cortical Development. Cerebral Cortex 1-14. doi: 10.1093/cercor/bhx251, Nov 9,
2017).
La provenienza
degli autori è la seguente: Department of Psychiatry and Behavioral Sciences,
Department of Pathology and Laboratory Medicine, Institute of Pediatric
Regenerative Medicine, UC Davis School of Medicine, Sacramento, CA (USA); MIND
Institute, UC Davis School of Medicine, Sacramento, CA (USA); Neuroscience
Graduate Program, UC Davis, Davis, CA (USA); Department of Genetics, University
of Texas MD Andersen Cancer Center, Houston, TX (USA); Department of Obstetrics
and Gynecology, State University of New York, Downstate Medical Center,
Brooklyn, NY (USA).
È facilmente comprensibile l’interesse per il
cervello dei pipistrelli, che è vicino a quello del topo, del quale abbiamo una
conoscenza fondata su decenni di studi e completata da banche dati di
proteomica, neurochimica e genetica più ricche di quelle del cervello umano.
Questi piccoli mammiferi presentano poi due particolarità, cioè il volo e
l’ecolocazione, la cui base cerebrale potrebbe essere riconosciuta proprio
grazie all’omologia per le altre funzioni. Per un maggiore apprezzamento del
lavoro qui recensito, si riportano qui di seguito alcune nozioni relative a
questi animali.
L’ordine dei Chirotteri o Chiroptera,
termine greco che vuol dire “dalle mani alate”, è costituito da oltre 400
specie, superato nel numero solo dai Roditori, ed esteso dal pipistrello comune
ai vampiri del Sud America. Sono gli unici mammiferi adattati al volo grazie
allo sviluppo del patagio, che ha consentito loro di occupare la nicchia
ecologica aerea, prerogativa degli uccelli, con un successo evolutivo che si
spiega anche in base all’adattamento notturno favorito dall’ecolocazione, ossia
la capacità di inviare ultrasuoni e recepirne l’eco di ritorno per la
localizzazione degli elementi ambientali. L’origine dei Chirotteri è
antichissima: il più antico pipistrello che si conosca, Icaronycteris index, è una specie fossile datata 50
milioni di anni fa e vissuta nell’Eocene inferiore.
Attualmente, la varietà di
forme e dimensioni è notevole: dai 3 ai 40 cm di lunghezza corporea, e dai 18
ai 170 cm di apertura alare; il corpo è rivestito da una pelliccia nella quale
si aprono le cavità delle ghiandole secernenti sostanze aromatiche che
impregnano i luoghi di dimora; la coda, sempre sottile, varia molto in
lunghezza e può essere inclusa nella membrana. L’alimentazione, sempre ricca di
proteine, ha un ruolo fondamentale nella fisiologia adattativa dei pipistrelli,
tanto che sono attualmente classificati in sette gruppi sulla base del tipo di
alimenti assunti in prevalenza: 1) insettivori, 2) frugivori, 3) pollinivori, 4) ematofagi, 5) carnivori, 6) piscivori, 7)
cacciatori a grandi altezze.
Un insettivoro di piccole dimensioni
(4,8 – 70 mm) diffuso nell’America Centrale e Meridionale, della famiglia dei Fillostomidi, Carollia perspicillata[1], è
stato scelto da Martinez-Cerdeño e colleghi quale
nuovo modello per studiare lo sviluppo corticale.
Il cervello di Carollia perspicillata
è simile nelle dimensioni a quello del topo, ma ha un periodo di neurogenesi corticale almeno 5 volte più
lungo di quello delle specie murine, e vicino per durata a quello ben studiato
del macaco rhesus, il cui cervello è 100 volte più
grande. L’osservazione ha consentito agli autori dello studio di 1) descrivere
lo sviluppo delle strutture laminari e regionali; 2) definire l’identità
cellulare e la distribuzione dei precursori neurali; 3) riconoscere la
distribuzione delle cellule immunitarie; 4) descrivere una nuova popolazione di
cellule Tbr2+ nell’eminenza gangliare
caudale della neocorteccia in via di sviluppo.
In sintesi, le osservazioni
sperimentali, per il cui dettaglio si rimanda alla lettura integrale del testo
del lavoro originale, indicano che lo sviluppo
corticale del pipistrello è guidato da meccanismi specifici, ed
apparentemente peculiari, particolarmente per ciò che concerne la lunghezza del ciclo cellulare. Nel
complesso, da questo studio emerge che il modello del pipistrello fornisce una
nuova prospettiva circa l’evoluzione
dei programmi di sviluppo che
regolano la neurogenesi nella corteccia cerebrale dei mammiferi, ed offre nuove
conoscenze sui meccanismi che contribuiscono all’espansione tangenziale e alla
formazione delle circonvoluzioni della corteccia cerebrale.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di
argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
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