Nell’uomo e nei nostri parenti primati, decenni di ricerche in ambito neuroscientifico hanno esaminato come variazioni nella struttura e nella funzione del cervello siano collegate a variazioni nel comportamento, nella cognizione, nella percezione e nelle emozioni.
Di recente tale approccio è stato applicato anche al mondo dei cani, perché chi meglio di loro?
Se ci pensiamo bene, tramite un lungo processo di selezione genetica, l’uomo ha “creato” cani per diverse abilità specializzate: cani da pastore e da protezione del bestiame, cani da caccia, col naso o con la vista, cani da guardia, cani da compagnia.
Tale selezione ha fatto sì che differenze tra razze in termini per esempio di temperamento, di addestrabilità e di comportamento sociale fossero notabili sia da occhi più o meno esperti sia da studi scientifici quantitativi.
Tali differenze, dettate sì da processi di selezione su base genetica, possono essere influenzate anche da fattori ambientali, quali l’esperienza e il contesto di vita di un individuo.
Il peso della genetica ed il peso dell’ambiente, in merito all’espressione di un determinato comportamento è un argomento ancora ampiamente dibattuto e complicato da districare.
Ciò che però emerge dallo studio che vi raccontiamo oggi, è che razze diverse presentano una struttura anatomica cerebrale diversa, e differenze comportamentali sono significativamente correlate a tali differenze anatomiche.
LO STUDIO SCIENTIIFICO
I processi di creazione di diverse razze specializzate non si sono basati unicamente sulla selezione di differenze nel comportamento, ma anche di differenze morfologiche.
Questo ha portato alla nascita di tante razze diverse specializzate in lavori diversi, ma anche una vasta diversità nell’aspetto fisico delle diverse razze. Non è quindi difficile da immaginare che tale diversità si possa ritrovare anche a livello neuroanatomico.
Come fare quindi a capire se la variazione neuroanatomica può essere spiegata principalmente dalle dimensioni del corpo, con cervelli di razze diverse che rappresentano varianti in scala di un modello di cervello della specie cane, o se veramente tale variazione tra razze dipenda dalla specializzazione comportamentale?
Le ricercatrici e i ricercatori di Harvard hanno acquisito le immagini della risonanza magnetica di 62 cani di razza, appartenenti a 33 diverse razze, raggruppati in 10 diversi gruppi di razze, come definiti dall’American Kennel Club.
In prima istanza hanno verificato che effettivamente la variazione neuromorfologica fosse chiaramente visibile tra le varie razze. Successivamente si sono concentrati sul capire se le differenze neuroanatomiche tra razze fossero correlate o meno al comportamento: se la variazione nell’anatomia del cervello del cane non è correlata al comportamento, allora la variazione dovrebbe essere distribuita in modo casuale tra le varie regioni del cervello; se invece questa variazione rappresenta una specializzazione comportamentale, allora dovrebbe esistere una covarianza significativa in network di regioni separate e indipendenti.
I RISULTATI
Vari processi ed analisi troppo complicati per non addetti ai lavori come noi, hanno rivelato l’esistenza di 6 network dove il volume regionale covaria significativamente tra gli individui.
Il Network 1 comprende le regioni che fanno parte o sono collegate al sistema mesolimbico, la rete del sistema della ricompensa, legata al rinforzo, all’apprendimento, alla salienza degli incentivi e alla motivazione. Tale rete potrebbe essere rilevante per il legame sociale con l’uomo, l’apprendimento e l’addestramento.
Il network 2 interessa le regioni cerebrali coinvolte nell’olfatto e nel gusto, insieme ad altre regioni che si attivano in risposta alla stimolazione olfattiva in cani svegli ma non sedati. Questa rete potrebbe supportare le risposte volontarie a stimoli olfattivi e gustativi.
Il network 3 include regioni sottocorticali coinvolte nel movimento, movimento oculare, visione e navigazione spaziale. Tale rete potrebbe essere quella del movimento attraverso l’ambiente fisico.
Il network 4 coinvolge regioni corticali di ordine superiore che sono coinvolte nell’azione e interazione sociale, in quanto in altri studi di fMRI sui cani domestici, è stata osservata un’attivazione multisensoriale in queste regioni durante la presentazione di volti e vocalizzazioni di cani e umani.
Il network 5 comprende le regioni limbiche che hanno un ruolo nella paura, nello stress e nell’ansia. Queste regioni sono coinvolte nell’asse HPA (ipotalamo-ipofisi-surrene), che regola le risposte comportamentali ed endocrine ai fattori di stress e alle minacce ambientali. Alcune di queste regioni sono coinvolte anche in altri processi, tra cui l’accoppiamento, la memoria e l’aggressività.
Il network 6 comprende le regioni di base di elaborazione sensoriale per l’olfatto e la visione.
DISCUTIAMO I RISULTATI
Questo studio dimostra l’esistenza di variazione neuroanatomiche nel cervello di cani appartenenti a razze diverse e come tali variazioni siano correlate a diverse specializzazioni comportamentali.
Ad esempio, il gruppo dei cani da compagnia riporta il valore maggiormente significativo nel network 4 delle azioni e interazioni sociali, così come i cani da pastore.
I cani dei gruppi militari e di polizia presentano alti valori nel network 6 implicato nell’olfatto e nella vista.
I cani da caccia e riporto di volatili hanno il valore più alto nel network 3 coinvolto nel movimento, movimento degli occhi e navigazione spaziale, così come i cani da caccia a vista, mentre i cani da caccia con il naso, presentano il valore maggiore nel network 2, coinvolto nell’olfatto e nel gusto.
I cani del gruppo sport da combattimento riporta il valore maggiormente significativo nel network 5, quello di paura, stress e ansia, che coinvolge l’asse HPA.
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BIBLIOGRAFIA:
Hecht EE, Smaers JB, Dunn WD, Kent M, Preuss TM, Gutman DA (2019) Significant neuroanatomical variation among domestic dog breeds. J Neurosci 39:7748–7758
