In un battito di ciglia, un colibrì può battere la sua ala decine di volte, immergersi alla vista e persino catturare insetti volanti a mezz'aria. Come è possibile per queste piccole creature tenere traccia del mondo che si muove intorno a loro?
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- Splendido filmato Slo-Mo di colibrì in bilico in aria
I loro cervelli potrebbero essere impostati in modo diverso per accogliere meglio le informazioni visive provenienti da tutte le direzioni, secondo una nuova ricerca, che potrebbe avere implicazioni per lo sviluppo di droni e robot volanti di precisione. Nella parte di rilevazione del movimento del cervello del colibrì - che è significativamente più grande rispetto ad altre specie avicole - i neuroni sembrano essere "sintonizzati" in modo diverso, dice l'autore principale Andrea Gaede, un ricercatore di neurobiologia dell'Università della British Columbia.
"Stanno elaborando il movimento visivo in un modo diverso rispetto a qualsiasi altro animale studiato fino ad oggi", afferma Gaede.
In tutti gli altri uccelli, anfibi, rettili e mammiferi testati, comprese altre specie di piccoli uccelli, i neuroni di questa area del cervello, noti come "lentiformis mesencefalici", sono sintonizzati per rilevare il movimento proveniente da dietro meglio di altri tipi di movimento. Questo ha senso per la maggior parte degli animali, dice Gaede: un animale che può meglio percepire il movimento alla periferia della sua visione sarebbe in grado di fuggire da potenziali predatori che si avvicinano dalla parte posteriore.
Non colibrì. Gaede e la sua squadra hanno preso sei colibrì di Anna anestetizzati ( Calypte anna ) e li hanno messi in una stanza dove potevano vedere punti muoversi su uno schermo in diverse direzioni. Hanno quindi registrato i segnali provenienti dal loro cervello utilizzando elettrodi impiantati in essi in risposta ai diversi tipi di movimento, e li hanno confrontati con i test effettuati allo stesso modo su fringuelli e piccioni Zebra.
I ricercatori hanno superato notevoli difficoltà per poter adattare le tecniche di registrazione del cervello alle dimensioni ridotte e alla delicatezza dei colibrì, ha affermato il ricercatore di neurologia aviaria dell'Università del Cile Gonzalo Marín, che non è stato coinvolto in questo studio.
A differenza dei fringuelli o dei piccioni, i neuroni nell'area del cervello sensibile al movimento dei colibrì sembrano essere sintonizzati per preferire il movimento da tutte le direzioni in modo equo, secondo lo studio pubblicato oggi sulla rivista Current Biology .
Perché il piccolo colibrì dovrebbe fare le cose in modo così unico? Perché devono, secondo Gaede.
"Devono essere consapevoli di ciò che li circonda in modo diverso rispetto agli altri animali", afferma Gaede. Pensaci: quando passi molto tempo a librarti davanti a piccoli fiori per bere, devi avere un controllo preciso dei loro movimenti, il tutto battendo le ali circa 50 volte al secondo. Altri uccelli come i falchi possono muoversi altrettanto rapidamente durante la caccia, ma di solito si muovono all'aria aperta senza ostacoli nelle vicinanze. "Spesso si librano sui fiori in un ambiente ingombro [...] che non vogliono essere buttati via", dice.
Essere in grado di percepire il movimento equamente in tutte le direzioni potrebbe anche dare un vantaggio ai colibrì quando volano ad alta velocità, sfuggendo ai predatori e facendo intense immersioni di accoppiamento per impressionare le femmine. Tuttavia, ciò non darebbe loro lo stesso vantaggio nel vedere da dietro potenziali predatori che altri animali hanno.
Gaede spera di studiare i colibrì mentre sono in movimento per vedere come il loro cervello sta elaborando le informazioni. "Potrebbe essere un'immagine ancora più interessante", afferma, sebbene le dimensioni ridotte e il dinamismo degli uccelli rendano ancora poco chiaro come sarà fatto. Marín ha affermato che studi simili sugli insetti in bilico hanno trovato risposte alla stimolazione visiva che non sono state osservate durante l'esecuzione di test immobilizzati.
Nell'uomo, i disturbi neurodegenerativi come le forme di paralisi che compromettono l'equilibrio di una persona potrebbero danneggiare l'area del cervello sensibile al movimento umano, dice Gaede. Ulteriori ricerche su come queste aree elaborano il movimento nei colibrì potrebbero portare a una migliore comprensione di come questa area funziona anche negli esseri umani e di come potrebbe smettere di funzionare e essere riparata. Imparare di più sui colibrì in volo così bene potrebbe anche aiutare un'altra cosa volante che deve librarsi con precisione, dice Gaede: i droni.
"Questo potrebbe fornire informazioni per determinare nuovi algoritmi per la guida visiva", afferma Gaede. Le aziende potrebbero essere in grado di programmare meglio come i droni usano le loro telecamere per evitare ostacoli durante il movimento e il volo, ad esempio. Un giorno potremmo ringraziare i colibrì quando riceviamo i nostri pacchetti Amazon dal drone.
