L’evoluzione dei grandi cervelli: un modello matematico per svelarla

Quali sono i fattori che influenzano la crescita in dimensione del cervello durante l'evoluzione della specie umana? Alla domanda risponde un nuovo modello matematico svuluppato dai ricercatori dell'università di Losanna

Il modello messo a punto da Gonzàlez-Forero e dal suo team predice quanto dovrebbe essere grande un cervello umano in funzione dei differenti possibili scenari evolutivi. Crediti immagine: Tim Evanson, CC-BY-SA

SCOPERTE – Capire quali sono i fattori chiave che hanno permesso nei millenni l’evoluzione e l’aumento di dimensione del cervello negli uomini e in altri animali non è un compito facile. A oggi, infatti, si ipotizza che i fattori che giocano un ruolo chiave in questo tipo di processo siano di tipo ecologico, sociale e culturale. A questi si aggiunge ora un nuovo modello matematico messo a punto dai ricercatori dell’università di Losanna, in Svizzera, guidati da Mauricio Gonzàlez-Forero i cui risultati sono stati pubblicati PLOS Computational Biology.

Gli scienziati hanno focalizzato la loro attenzione sui cervelli di grandi animali con alte abilità cognitive, come l’uomo, e hanno costruito un modello che ne spieghi l’evoluzione cercando così una prima formalizzazione matematica del processo evolutivo e ponendo le basi per l’esecuzione di test sempre più raffinati.

Il modello messo a punto da Gonzàlez-Forero e dal suo team predice quanto dovrebbe essere grande un cervello umano nei differenti periodi della sua vita individuale e in funzione dei differenti possibili scenari evolutivi. Il modello tiene conto del fatto che il cervello spende solo una parte della propria energia in attività cognitive, permettendo all’individuo di estrarre la restante energia necessaria alla crescita dall’ambiente, ad esempio attraverso l’alimentazione.

Lo scenario preso in esame nello studio pubblicato recentemente su PLOS Computational Biology è estremamente semplice e tiene conto dei soli fattori ecologici, quelli cioè legati all’ambiente in cui l’organismo si sviluppa, mentre esclude dal test le interazioni sociali e i fattori culturali. In questo caso ad esempio l’individuo, un umano, deve cacciare o raccogliere il cibo da solo, ma può ricevere aiuto dalla madre in età ancora giovane.

Fissate queste condizioni, il cervello del modello matematico ha seguito un trend di crescita simile a quello ipotizzato per gli uomini preistorici, presentando un tasso di crescita lento che è comparabile a quello dei moderni cervelli umani. Il risultato ottenuto dai ricercatori, però, contraddice le precedenti ipotesi, secondo cui le interazioni sociali e culturali sono fondamentali per raggiungere tali dimensioni e tassi di crescita. Una incongruenza, sottolinea l’autore dello studio, che richiede di porre nuove domande su quello che sappiamo dell’evoluzione cerebrale: “le nostre scoperte pongono nuove domande sugli effetti e le interazioni di fattori ecologici, sociali e culturali e il modello elaborato rappresenta uno strumento nuovo per cercare una risposta. Più in generale, la struttura che abbiamo creato ci permette di fare nuovi esperimenti in silico – cioè attraverso modelli matematici elaborati al computer – per studiare l’evoluzione del cervello, la storia della vita e l’invecchiamento cerebrale”.

Un primo passo nello studio dell’evoluzione cerebrale è stato compiuto, ma le potenzialità del modello sono molte. Il prossimo passo del team di Gonzàlez-Forero sarò quello di creare nuovi scenari in cui si tenga conto anche dei fattori sociali e culturali, cercando così di capire come questi fattori siano stati in grado di influenzare l’evoluzione, sia in dimensione che in abilità cognitive, del cervello umano.

@oscillazioni

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Informazioni su Veronica Nicosia (75 Articles)
Aspirante astronauta, astrofisica per vocazione, giornalista di professione. Laureata in Fisica e Astrofisica all'Università La Sapienza, vincitrice del Premio giornalistico Riccardo Tomassetti nel 2012 con una inchiesta sull'Hiv. Lavoro come giornalista per Blitzquotidiano e collaboro con Oggiscienza. Mi occupo di scienza, salute, tecnologia e ambiente.

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