Sappiamo già che le api sono animali fantastici, perché con l’impollinazione giocano un ruolo cruciale per l’ecosistema, biodiversità e produttività agricola. Eppure, c’è qualcosa di ancora più profondo che ci unisce: il sonno delle api sarebbe simile al nostro. A raccontarlo è stato un team di ricerca internazionale, coordinato dall’Università di Trento, che ha per la prima volta osservato cosa accade nel cervello di questi insetti impollinatori mentre dormono, mostrando che non è poi così diverso da ciò che succede nel nostro. Il loro studio, pubblicato sulla rivista Neural Networks, fornisce quindi preziosi indizi su come la salute delle api possa essere influenzata da pesticidi e cambiamenti climatici e getta le basi per ulteriori ricerche sui disturbi del sonno e della memoria negli esseri umani.
La firma del sonno
Sebbene la ricerca abbia fatto importanti passi in avanti per cercare di svelare le origini evolutive e le funzioni cognitive del dormire, oggi sappiamo ancora troppo poco su come funziona e quali siano i meccanismi del sonno negli invertebrati. “Per la prima volta, abbiamo osservato cosa succede nel cervello delle api mellifere addormentate e abbiamo identificato gli stati della rete neuronale che sono come delle firme del sonno”, ha spiegato l’autore principale Albrecht Haase. I nuovi dati, infatti, suggeriscono che il sonno delle api sembra portare la stessa “firma” a livello neuronale di quello degli esseri umani.
Lo studio
Per l’indagine i ricercatori si sono serviti di diverse tecniche, tra cui microscopia ottica avanzata del cervello, analisi di apprendimento automatico e modellizzazione neurale computazionale, per studiare come il sonno influenzi le reti di neuroni responsabili della percezione sensoriale. Più nel dettaglio, si sono concentrati sui lobi delle antenne, che sono i principali centri olfattivi delle api. I dati sono stati raccolti automaticamente durante la notte, quando le api, proprio come noi, entrano naturalmente nella fase del sonno. Utilizzando poi una telecamera frontale sono stati monitorati i movimenti corporei, mentre l’attività cerebrale è stata registrata simultaneamente con un microscopio a due fotoni.
Il sonno delle api
Analizzando la concentrazione di calcio nei neuroni, il team è stato in grado di rilevare l’attività neuronale sia durante la veglia che durante il sonno delle api. “Abbiamo dimostrato che durante il riposo le reti cerebrali delle api passano a una modalità di elaborazione sincronizzata e a bassa integrazione di informazioni, simile a ciò che accade nei mammiferi”, ha spiegato l’autore. “Con le simulazioni computazionali del cervello abbiamo individuato come cambiano la rete neuronale e le sue connessioni. Il cambiamento di un solo parametro, l’accoppiamento sinaptico tra i neuroni, fa sì che il cervello non ottimizza più la decodificazione di segnale esterno. Basta quindi questo per ridurre la percezione olfattiva, un segno tipico del sonno”.
Dalla memoria ai disturbi del sonno
Le scoperte, quindi, offrono informazioni utili per la salute e la capacità di impollinazione di questi insetti. “Rivelando come il sonno modula la loro elaborazione sensoriale, questi metodi possono aiutare a capire come stress ambientale, pesticidi e cambiamenti climatici possano influenzare il sonno delle api e quindi il loro comportamento, la cognizione e la stessa sopravvivenza”, ha commentato Haase. Inoltre, i risultati possono gettare le basi per ulteriori ricerche sulla funzione del sonno nelle api, ma anche sulle neuroscienze umane. “Durante il sonno, ad esempio, viene consolidata la memoria che permette alle api di avere una mappa cognitiva per sapere come volare verso fonti di cibo”, conclude l’autore. “Le api da miele offrono l’opportunità di studiare il sonno con una risoluzione a livello di singolo neurone, impossibili da ottenere nell’uomo. I paralleli identificati tra il sonno delle api e quello umano aprono la strada a potenziali applicazioni nello studio del consolidamento della memoria e dei disturbi del sonno anche nelle persone”.
