Dal pensiero alla voce: nuova scoperta per comprendere la comunicazione

I pipistrelli sono famosi per la loro capacità di orientamento: usano il loro udito estremamente sensibile per orientarsi, emettendo rumori ad ultrasuoni e ricevendo un’immagine dell’ambiente circostante basata sull’eco di ritorno. In particolar modo, il pipistrello Carollia perspicillata è in grado di trovare i frutti preferiti utilizzando questo sistema di ecolocazione. Allo stesso tempo, i pipistrelli usano anche la loro voce in una gamma di frequenze un po’ più profonda per comunicare con gli altri membri della loro specie. E, come gli esseri umani, producono il suono attraverso la laringe.

Partendo da ciò, insieme al suo team, il neuroscienziato Julio C. Hechavarria dell’Istituto di Biologia Cellulare e Neuroscienze della Goethe University ha studiato l’attività cerebrale che precede la vocalizzazione nei pipistrelli a coda corta.

Gli scienziati sono stati in grado di identificare un gruppo di cellule nervose che creano un circuito dal lobo frontale al corpo striato all’interno del cervello. Quando questo circuito neurale spara segnali ritmici, il pipistrello emette una vocalizzazione circa mezzo secondo dopo. Il tipo di ritmo sembrava determinare se i pipistrelli stavano per pronunciare l’ecolocazione o le vocalizzazioni di comunicazione.

Poiché è quasi impossibile fare una previsione in mezzo secondo, i ricercatori di Francoforte hanno poi addestrato un computer per testare la loro ipotesi: Il computer ha analizzato separatamente i suoni registrati e il ritmo neurale e cercò di fare delle previsioni utilizzando i vari ritmi.

Il risultato? Nelle sue previsioni di ecolocazione rispetto alle vocalizzazioni di comunicazione, il computer è stato corretto per circa l’80% delle volte. Le previsioni erano particolarmente accurate quando si considerano i segnali dal lobo frontale, un’area che negli esseri umani è stata collegata alla pianificazione delle azioni, tra le altre funzioni.

Traendo le conclusioni, gli scienziati di Francoforte sostengono ora che i ritmi che hanno osservato nel cervello dei pipistrelli siano simili ai ritmi neurali spesso registrati dal cuoio capelluto umano, e hanno concluso che i ritmi cerebrali potrebbero essere collegati alla produzione di suoni nei mammiferi in generale.

Hechavarria ha dunque indicato che per la prima volta si è stati in grado di mostrare come le regioni cerebrali lontane dei pipistrelli comunicano tra loro durante la vocalizzazione. “Allo stesso tempo, sappiamo che le reti cerebrali corrispondenti sono compromesse in individui che, ad esempio, balbettano a causa del morbo di Parkinson o emettono rumori involontari dovuti alla sindrome di Tourette. Speriamo quindi che continuando a studiare il comportamento vocale nei pipistrelli, possiamo contribuire a una migliore comprensione di queste malattie umane” – ha aggiunto.