L’evoluzione del cervello va riscritta: mammiferi e uccelli hanno seguito strade diverse

Uno studio che ha analizzato oltre 300 milioni di anni di evoluzione ha rivelato che la complessità del cervello si è sviluppata seguendo percorsi indipendenti in uccelli e mammiferi, ribaltando le teorie precedenti. La ricerca, pubblicata su Science, è stata condotta dal Centro per la Biologia Molecolare dell’Università di Heidelberg (Germania) e dal Centro Basco Achucarro per le Neuroscienze (Spagna), con un secondo studio realizzato dal Vib Center per IA e Biologia Computazionale di Lovanio (Belgio).

Mammiferi e uccelli: simili ma con origini differenti

Secondo la ricerca coordinata da Henrik Kaessmann e Fernando García-Moreno, nonostante mammiferi e uccelli abbiano sviluppato funzioni cerebrali avanzate, il loro sviluppo embrionale segue schemi completamente diversi.

"I neuroni di questi animali nascono in tempi e luoghi diversi", spiega García-Moreno. Inoltre, i neuroni responsabili dell’elaborazione sensoriale nei due gruppi sono regolati da geni differenti, confermando che si tratta di un caso di evoluzione convergente.

"I nostri dati dimostrano che l’evoluzione ha trovato molteplici soluzioni per costruire cervelli complessi", aggiunge García-Moreno. "Gli uccelli hanno sviluppato sofisticati circuiti neurali senza seguire lo stesso percorso dei mammiferi. Questo cambia il modo in cui comprendiamo l’evoluzione del cervello".

Il ruolo dell’Intelligenza Artificiale nello studio del cervello

Il secondo studio, guidato da Stein Aerts del Vib Center di Lovanio, ha impiegato algoritmi avanzati di Intelligenza Artificiale per analizzare oltre 320 milioni di anni di evoluzione cerebrale, confrontando le cellule cerebrali di uomo, topo e pollo. I ricercatori hanno costruito un atlante cellulare dettagliato del cervello aviario, studiando i geni regolatori che attivano o disattivano specifici interruttori genetici.

Differenze genetiche tra mammiferi e uccelli

L’analisi ha dimostrato che, mentre alcuni interruttori genetici sono rimasti invariati tra uccelli e mammiferi, molti altri hanno seguito percorsi evolutivi distinti. "Alcuni meccanismi di regolazione genetica si sono mantenuti nel tempo, ma altri si sono differenziati profondamente", spiegano gli autori dello studio. "Questo cambia radicalmente la nostra comprensione dell’evoluzione cerebrale".

Nuove prospettive per lo studio delle malattie neurologiche

Secondo gli esperti, queste scoperte potrebbero aprire nuove strade per la ricerca sulle malattie neurologiche e cognitive. "Comprendere come si è evoluto il cervello è fondamentale per capire come funziona e come può essere soggetto a disturbi", afferma García-Moreno. "Il nostro metodo potrebbe rivelarsi prezioso per studiare l’impatto delle varianti genetiche su malattie mentali e cognitive". L’uso dell’Intelligenza Artificiale nella ricerca neuroscientifica potrebbe inoltre permettere di identificare mutazioni genetiche associate a patologie neurologiche, fornendo strumenti innovativi per diagnosi e trattamenti.

Fonte:
Science