Le talpe-ratto evitano le zone senza campo magnetico e mostrano stress

La talpa-ratto di Ansell (Fukomys anselli) mostra segni di stress quando il campo magnetico terrestre quasi scompare e tende a evitare le zone in cui è molto debole. È quanto emerge da una ricerca condotta da un gruppo guidato da neurobiologi del Max Planck Institute for Neurobiology of Behavior. Lo studio, non ancora sottoposto a revisione paritaria, è disponibile come preprint su bioRxiv.

Questi roditori sociali vivono sottoterra e scavano con le zampe sistemi di gallerie che possono estendersi per chilometri, tra i più lunghi costruiti da un mammifero, se si esclude l’uomo. Pur avendo una vista molto limitata, sembrano usare il campo magnetico per orientarsi. Per indagare questa capacità, i ricercatori hanno messo a punto un metodo per mappare il cervello e osservare come reagiscono i neuroni alle variazioni magnetiche.

La navigazione basata sul magnetismo è stata studiata soprattutto negli uccelli migratori, ma anche alcuni mammiferi sono sensibili ai campi magnetici. Ricerche precedenti del Max Planck hanno indicato che cani e alcuni primati possiedono negli occhi una molecola che, negli uccelli, sembra reagire ai campi magnetici quando viene stimolata dalla luce. Tuttavia, gli studi sulle aree cerebrali coinvolte nella magnetosensibilità dei mammiferi si sono concentrati finora su una sola specie: la talpa-ratto di Ansell.

In precedenza, si era osservato che anestetizzare localmente la superficie degli occhi di questi animali impediva loro di costruire i nidi orientandoli secondo la direzione della bussola che preferiscono. Il trattamento, però, non eliminava la loro limitata capacità di percepire la luce.

Per creare un atlante tridimensionale del cervello, il gruppo ha usato un trattamento chimico che rende trasparenti i tessuti cerebrali. Per verificarne l’accuratezza, i ricercatori hanno iniettato un tracciante fluorescente negli occhi di talpe-ratto vive: il tracciante ha permesso di evidenziare i collegamenti neurali lungo il percorso visivo fino al cervello e di confrontarli con la mappa.

Durante gli esperimenti, gli animali sono stati esposti a un campo magnetico variabile e a un campo ipomagnetico, cioè molto più debole del normale e prossimo allo zero. Quest’ultimo aveva un’intensità pari a circa il 2 per cento di quella del campo terrestre in Germania, dove si sono svolti i test. Ogni 30 secondi il campo variabile cambiava orientamento oppure variava sia nell’orientamento sia nell’intensità, raggiungendo valori da 20 a 70 volte superiori a quelli del campo quasi nullo.

La risposta cerebrale più intensa e diffusa si è verificata proprio nel campo ipomagnetico. Le talpe-ratto hanno mostrato maggiore attività in regioni associate a stress, ansia e paura, tra cui l’amigdala, una struttura coinvolta anche nelle decisioni e nell’elaborazione delle emozioni. I ricercatori si aspettavano che la quasi assenza di campo magnetico fosse uno stimolo neutro; i risultati suggeriscono invece che possa attivare una risposta simile allo stress.

«Sulla base dei modelli di attivazione neurale, indicativi di uno stato simile allo stress indotto dall’esposizione all’HMF, abbiamo ipotizzato che le talpe-ratto percepiscano l’assenza di un campo magnetico come avversiva e che, di conseguenza, manifestino un comportamento attivo di evitamento dell’HMF», scrivono gli autori.

Un secondo esperimento ha fornito risultati coerenti. I ricercatori hanno collocato gli animali in un percorso lineare e creato un’anomalia locale del campo magnetico, variandone l’intensità in base alla posizione della talpa-ratto. Gli animali hanno trascorso molto meno tempo vicino a un oggetto posto nella zona in cui il campo era quasi nullo. Raddoppiare l’intensità del campo non ha prodotto lo stesso effetto.

Resta però da chiarire come questi roditori percepiscano il magnetismo. Un recente articolo pubblicato sulla rivista iScience non ha trovato prove della presenza, nei loro occhi, dei recettori a base di magnetite che si riteneva potessero funzionare come minuscole calamite. Inoltre, i risultati del nuovo studio collegano la percezione magnetica a diverse regioni e circuiti cerebrali, anziché a un unico centro specializzato.

Il metodo di imaging potrebbe diventare uno strumento utile per studiare la magnetosensibilità nelle talpe-ratto e in altri animali. I risultati suggeriscono anche che i campi prossimi allo zero potrebbero non essere un controllo neutro negli esperimenti, soprattutto con questa specie, perché potrebbero provocare stress.

«In sintesi, presentiamo prove del fatto che le talpe-ratto percepiscono l’assenza del campo magnetico terrestre», scrivono i ricercatori. «Mostriamo che la rimozione di questo stimolo ambientale normalmente costante, il campo magnetico terrestre, attiva circuiti cerebrali legati allo stress e innesca un comportamento attivo di evitamento».

«I nostri risultati dimostrano che il campo magnetico terrestre costituisce uno stimolo sensoriale biologicamente significativo nei mammiferi», conclude il gruppo. Poiché il lavoro è ancora un preprint, i risultati dovranno essere valutati attraverso la revisione paritaria e confermati da ulteriori ricerche.

Fonte: sciencealert.com