Come Steph Curry è come un pipistrello

La scorsa notte, Stephen Curry dei Golden State Warriors ha terminato la stagione regolare di basket con 402 three-pointers, eclissando di gran lunga chiunque altro. È anche uno dei migliori nella NBA agli assist, inclusi i passaggi senza guardare.

Al Congresso Internazionale di Neuroetologia due settimane fa a Montevideo, in Uruguay, David Omer del Weizmann Institute of Science in Israele ha aperto la sua presentazione con un videoclip in cui Steph Curry, dribbling verso il canestro, fa un passaggio preciso a un compagno di squadra diversi metri direttamente dietro di lui. Come fa Curry a fare questo?

Potremmo non essere in grado di scoprire cosa sta succedendo nel cervello di Curry, ma si scopre che i pipistrelli fanno qualcosa di simile.

I pipistrelli non giocano a basket. Ma molti pipistrelli vivono e volano in gruppo e tengono traccia di altri pipistrelli, anche quando non riescono a vederli. (E sì, i pipistrelli possono vedere, anche se molte specie sono migliori nell'udire.) Omer, insieme a Nachum Ulanovsky e Liora Las, addestrato pipistrelli della frutta egiziana per rimanere fermi mentre tiene traccia della traiettoria di volo di un altro pipistrello, anche quando l'altro pipistrello si allontana dal loro campo visivo. Quando i pipistrelli fanno questo, le cellule nervose (i neuroni) nel loro cervello possono essere monitorate tramite piccoli elettrodi che trasmettono i segnali del neurone in modalità wireless.

• Tre modi per aiutare i tuoi figli a rimanere magri, e anche tu!
• Contenuti Dream REM e NREM
• 7 consigli per vivere la vita come il tuo sé solido
• Copia questo! Il DNA avalla il modello diametrico
• Carb It Up! Come affrontare lo stress stagionale ed evitare l'aumento di peso

Pipistrelli della frutta egiziana

Fonte: Yossi Yovel, usato con permesso

Usando questo set-up, hanno scoperto che ci sono cellule nervose in una parte del cervello del pipistrello (l'ippocampo) che segnala (sparando potenziali d'azione, o picchi) ogni volta che l'altro pipistrello si trova in una particolare posizione. Diversi neuroni sparano per diverse posizioni nello spazio, quindi collettivamente questo gruppo di neuroni tiene traccia di dove si trova l'altro pipistrello.

In un altro discorso del laboratorio Ulanovsky durante lo stesso incontro, Arseny Finkelstein ha descritto come i pipistrelli tengono traccia della propria posizione nello spazio e della direzione in cui si muovono. I singoli neuroni nel fuoco dell'ippocampo picchi rapidamente quando il pipistrello si trova in una particolare posizione in una stanza (una posizione diversa per ciascun neurone). In un'altra parte del cervello del pipistrello, i neuroni invece sparano rapidamente quando il pipistrello si muove in una particolare direzione. Tutti questi neuroni collettivamente tengono traccia del luogo e della rotta del pipistrello nel mondo.

Neuroni come questi erano stati precedentemente descritti nei roditori, guadagnando John O'Keefe, May-Britt Moser e Edvard Moser il Premio Nobel 2014 in Fisiologia o Medicina. Ma la ricerca sui pipistrelli va oltre la ricerca sui roditori mostrando che questi neuroni tengono traccia dello spazio e della direzione in 3 dimensioni .

• Un semplice rituale che renderà i tuoi obiettivi "Stick"
• Come Trump toglie pressione
• Giftedness Not Unwrapped-We All Lose
• Fai paura e ansia tuoi amici, non i tuoi nemici
• 5 migliori strategie per l'apprendimento di parole ortografiche settimanali

Naturalmente, i pipistrelli non sono noti per la loro visione. Sono meglio conosciuti per aver usato l'ecolocalizzazione, la versione animale del sonar, per navigare e catturare insetti al buio. Molti pipistrelli emettono suoni ad altissima frequenza (ultrasuoni, troppo acuti per gli umani per ascoltare) e ascoltano attentamente i tempi e la frequenza degli echi. I pipistrelli che fanno questo sono le specie più piccole che cacciano gli insetti, non i grandi pipistrelli che mangiano frutta e nettare.

(Clicca qui per scaricare un'animazione di un vero e proprio inseguimento tra un pipistrello e due insetti, da Cynthia Moss e Annemarie Surlykke.) I pipistrelli possono essere incredibilmente precisi usando l'ecolocalizzazione, come ha dimostrato James Simmons della Brown University, ad esempio, possono discriminare un cambiamento in distanza circa il diametro di una cella!

Come fanno questo? In sostanza, i loro cervelli fanno matematica, come dimostrato dalla ricerca in gran parte nel laboratorio di Nobuo Suga alla Washington University di St. Louis, incentrato sui pipistrelli baffuti.

Il tempo necessario per il suono che fanno risuonare alle loro orecchie (diviso per 2, perché il suono deve raggiungere l'insetto e quindi tornare al pipistrello) moltiplicato per la velocità del suono equivale alla distanza dell'insetto. I singoli neuroni nel loro cervello (prima nel mesencefalo e poi nella corteccia cerebrale) si accendono rapidamente solo per una particolare distanza dell'oggetto, rispondendo selettivamente alla combinazione di un suono a impulsi seguito da un eco, con un particolare ritardo tra di loro. I neuroni che sono i vicini della porta accanto nel cervello sparano maggiormente per ritardi di eco-impulso simili, formando una mappa delle distanze dell'oggetto nel cervello.

In una parte diversa del cervello, i neuroni aumentano i picchi più velocemente per particolari differenze di frequenza tra l'impulso e l'eco. La frequenza dell'eco è maggiore quando un pipistrello vola verso un insetto, a causa dell'effetto Doppler.

L'effetto Doppler è ciò che accade al suono della sirena di un'ambulanza o del fischio di un treno: mentre si muove verso di te, la frequenza o l'altezza del suono aumenta (perché le onde sonore sono compresse) e mentre si allontana da te, la frequenza diminuisce ( perché le onde sonore sono tese). I neuroni che confrontano la frequenza permettono al pipistrello di sapere con quanta rapidità si avvicina all'insetto (la sua velocità relativa).

Insieme, i neuroni sintonizzati a distanza e sintonizzati sulla velocità nel cervello del pipistrello consentono al pipistrello di rintracciare e raccogliere centinaia o migliaia di insetti nel buio ogni notte, un'impresa forse alla pari con le abilità di basket di Steph Curry.