I cervelli delle formiche sono organi incredibilmente sofisticati che consentono loro di coordinare modelli di comportamento complessi come l’organizzazione delle colonie. Ora, un gruppo di ricercatori guidati da Christian Gruber dell’Istituto di farmacologia di MedUni Vienna ha sviluppato un metodo che consente loro di studiare la chimica del cervello delle formiche e ottenere informazioni sui processi neurobiologici degli insetti. I risultati potrebbero aiutare a spiegare l’evoluzione del comportamento sociale nel regno animale e far luce sulla biochimica di alcuni sistemi ormonali che si sono sviluppati in modo simile sia nelle formiche che negli esseri umani. Per lo studio, i ricercatori hanno utilizzato una combinazione di spettrometria di massa ad alta risoluzione (MSI) e micro-tomografia computerizzata (μCT) per mappare la distribuzione tridimensionale dei neuropeptidi nel cervello di due specie di formiche: la formica tagliafoglie (Atta sexdens ) e la formica nera dei giardini (Lasius niger).
I ricercatori di MedUni Vienna, dell’Istituto Max Planck per la microbiologia marina di Brema e dell’Università di Brema hanno sviluppato un nuovo metodo per studiare il cervello degli insetti sociali, che misurano solo pochi millimetri. In futuro, il loro approccio potrebbe svolgere un ruolo decisivo nella ricerca sui processi neurobiologici fondamentali. Il metodo integra dati chimici tridimensionali in un modello anatomico ad alta definizione, consentendo una visualizzazione imparziale della neurochimica 3D nel suo particolare ambiente anatomico. Pubblicato sulla rivista Nesso PNAS, lo studio ha dimostrato che alcuni peptidi delle formiche, come i peptidi correlati alla tachichinina TK1 e TK4, sono ampiamente distribuiti in molte aree del cervello di entrambe le specie, mentre altri peptidi, inclusa la miosoppressina, si trovano solo in particolari regioni. I ricercatori hanno anche notato differenze tra le due specie: un gran numero di peptidi è stato trovato nel lobo ottico di L. niger, ma solo uno (un peptide simile a ITG) è stato identificato nella stessa regione in A. sexdens.
La caratteristica chiave del nuovo metodo è che viene utilizzato un approccio correlativo per analizzare i dati. Ciò significa che le mappe 3D della distribuzione dei neuropeptidi ei modelli anatomici 3D vengono raccolti con precisione, generando due mappe che aiutano a navigare nel cervello delle formiche. Ogni mappa contiene informazioni diverse, fondamentali per studiare organi con elevata plasticità, come il cervello degli insetti sociali, particolarmente difficili da analizzare a causa della complessa divisione del lavoro e del sistema di caste nelle colonie di formiche. Basandosi su studi precedenti sull’imaging MS di neuropeptidi in sistemi modello di invertebrati, questo approccio rappresenta un metodo promettente per studiare i processi neurobiologici fondamentali visualizzando la neurochimica 3D senza distorsioni nel proprio ambiente anatomico complesso.
“Questi risultati hanno il potenziale per alterare radicalmente il modo in cui studiamo i complessi processi neurobiologici. Il nostro metodo apre nuove prospettive quando si tratta di osservare più da vicino il cervello degli insetti sociali e di comprendere meglio il funzionamento dei sistemi nervosi in cui la chimica e l’anatomia sono completamente in sintonia”, ha commentato l’autore principale Benedikt Geier, che ha lavorato insieme all’autrice principale Esther Gil Mansilla. “In termini di neurobiologia, le formiche sono una specie modello. A causa delle strutture estremamente complesse nelle colonie di formiche, questo metodo potrebbe essere applicato in futuro per comprendere vari fattori, tra cui l’evoluzione del comportamento sociale nel regno animale o la biochimica di alcuni sistemi ormonali che si sono sviluppati in modo simile sia nelle formiche che negli esseri umani”, ha riferito Christian Gruber.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
