Esperimenti con i topi hanno rivelato la neuroscienza del motivo per cui i cani scuotono la pelliccia bagnata.Credito: Nat NT/Getty
Quando un cane si scrolla l’acqua dal pelo, l’azione non è solo una serie di movimenti casuali, né uno sforzo deliberato per inzuppare chiunque si trovi nelle vicinanze.
Questo riflesso istintivo è condiviso da molti mammiferi pelosi tra cui topi, gatti, scoiattoli, leoni, tigri e orsi. Lo spostamento aiuta gli animali a rimuovere acqua, insetti o altre sostanze irritanti da luoghi difficili da raggiungere. Ma alla base dei tremori c’è un meccanismo neurologico complesso – e precedentemente misterioso.
Ora, i ricercatori hanno identificato il circuito neurale che innesca il caratteristico comportamento di scuotimento del “cane bagnato” nei topi, che coinvolge una classe specifica di recettori tattili e neuroni che collegano il midollo spinale al cervello. I loro risultati sono stati pubblicati in Scienza il 7 novembre1.
“Il sistema tattile è così complesso e ricco che può distinguere una goccia d’acqua da un insetto strisciante dal tocco gentile di una persona cara”, afferma Kara Marshall, neuroscienziata del Baylor College of Medicine di Houston, in Texas. “È davvero straordinario essere in grado di collegare un sottoinsieme molto specifico di recettori tattili a questo comportamento familiare e comprensibile.”
Pelle sensibile
La pelle pelosa dei mammiferi è ricca di più di 12 tipi di neuroni sensoriali, ciascuno con una funzione unica per rilevare e interpretare varie sensazioni. Il coautore dello studio Dawei Zhang, un neuroscienziato allora alla Harvard Medical School di Boston, Massachusetts, e i suoi colleghi si sono concentrati su un tipo di recettori ultrasensibili per il rilevamento del tocco chiamati meccanorecettori a bassa soglia della fibra C (C-LTMR), che avvolgono follicoli piliferi.
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Negli esseri umani, questi recettori sono associati a piacevoli sensazioni tattili, come un morbido abbraccio o una carezza rilassante. Ma nei topi e in altri animali svolgono un ruolo protettivo: avvisarli della presenza di qualcosa sulla pelle, che si tratti di acqua, sporco o parassiti. Quando questi stimoli fanno piegare i peli sulla pelle, si attivano i C-LTMR, dice Marshall, “estendendo la sensibilità della pelle oltre la semplice superficie”.
Per far sì che i topi di laboratorio scuotessero la pelliccia come cani bagnati, i ricercatori hanno applicato gocce di olio di girasole sulla parte posteriore del collo dei topi. Quasi tutti gli animali si scrollarono di dosso queste gocce entro dieci secondi. Il team ha quindi modificato geneticamente alcuni topi per rimuovere la maggior parte dei loro C-LTMR. Questi animali hanno mostrato una riduzione del 50% dei tremori quando le goccioline di olio cadevano sul loro collo, rispetto ai topi di controllo non modificati.
I ricercatori volevano anche esplorare il modo in cui i segnali dei C-LTMR viaggiano attraverso il sistema nervoso per orchestrare i tremori del cane bagnato. Hanno tracciato il percorso verso un gruppo di neuroni nel midollo spinale; questo si collega a un’area del cervello chiamata nucleo parabrachiale, che è coinvolta nell’elaborazione del dolore, della temperatura e del tatto.
Utilizzando l’optogenetica, una tecnica che ingegnerizza i neuroni in modo che possano essere accesi e spenti in risposta alla luce, i ricercatori hanno bloccato l’attività dei neuroni spinali. Questi topi hanno mostrato una riduzione del 58% dei tremori rispetto ai topi di controllo. L’attività di blocco nel nucleo parabrachiale ha prodotto risultati simili. I topi continuavano a grattarsi, pulirsi e muoversi normalmente, suggerendo che il circuito neurale è specifico per i cani bagnati.
Circuito specializzato
La scoperta apre strade per la ricerca futura. “Lo scuotere del cane bagnato è una risposta motoria molto coordinata”, afferma Thomas Knöpfel, neuroscienziato della Hong Kong Baptist University di Kowloon Tong, che aggiunge che lo studio è un buon punto di partenza per studiare come il cervello invia comandi per controllare il movimento. “Il frullato di cane bagnato viene innescato in molti animali dalle droghe psichedeliche”, dice. La risposta alle sostanze psichedeliche coinvolge i recettori della serotonina, che svolgono anche un ruolo nel tatto piacevole. “Ciò dà ispirazione per qualche altro lavoro che collega i punti.”
Zhang afferma che la ricerca futura potrebbe anche indagare se i C-LTMR iperattivi contribuiscono a condizioni come la sindrome della pelle contratta nei gatti, che comporta increspature improvvise della pelle e contrazioni eccessive, o ad altri tipi di ipersensibilità cutanea negli esseri umani.
