Cervelli canini e umani elaborano i volti in modo diverso

Ricercatori del dipartimento di etologia della Eötvös Loránd University, Ungheria, hanno scoperto sorprendenti somiglianze e differenze nel modo in cui i cervelli dei cani e degli uomini elaborano le informazioni visive sugli altri. Lo studio è stato pubblicato su The Journal of Neuroscience il 5 ottobre 2020.

I volti sono centrali per la comunicazione visiva negli umani, che possiedono una rete neurale dedicata all’elaborazione dei volti. Sebbene anche i cani prestino attenzione ai volti, eccellano nel contatto visivo e nella lettura delle emozioni facciali, si basano anche su ulteriori segnali corporei per comunicare. I cervelli dei cani sono specializzati per l’elaborazione dei volti come i cervelli umani?

Per esplorare somiglianze e differenze nella risposta del cervello canino e umano alle informazioni visive sugli altri, i ricercatori hanno testato venti cani e trenta umani nello stesso esperimento di risonanza magnetica funzionale (fMRI). Cani ed esseri umani hanno visto brevi filmati di volti di cani e umani e, per confronto, di schiene di cani e umani. In particolare, questa ricerca è il primo studio di neuroimaging visivo direttamente comparativo e non invasivo di una specie non primate e di un primate.

Lo studio è stato implementato come uno sforzo multisito: i ricercatori hanno collaborato da due dei pochissimi laboratori al mondo in grado di scansionare il cervello di cani svegli e non trattenuti (Dipartimento di Etologia, Facoltà di Scienze, Eötvös Loránd University, Budapest, Ungheria e Istituto di Neurobiologia, Università Nazionale Autonoma del Messico, Querétaro, Messico), per raccogliere dati di risposta del cervello da più cani di quanto è stato fatto nella maggior parte degli studi fMRI per cani fino ad oggi.

Per quanto riguarda le somiglianze, lo studio ha identificato aree cerebrali sia nei cani che negli esseri umani che hanno risposto in modo differenziato ai video a seconda che stesse mostrando un individuo della propria specie. “In precedenza, il nostro gruppo di ricerca aveva già mostrato una corrispondenza simile tra i cervelli di cani e umani per l’elaborazione della voce. Ora vediamo che la sensibilità alla specie è un principio organizzativo importante nel cervello dei mammiferi per l’elaborazione degli stimoli sociali, sia nella modalità uditiva che in quella visiva”, spiega Attila Andics, autore senior dello studio.

Per quanto riguarda le differenze, lo studio non ha trovato aree cerebrali nei cani che codificano se l’immagine vista è un volto o un retro della testa, mentre negli umani questa è una distinzione cruciale. “Un’analisi delle preferenze dei modelli di risposta del cervello ha confermato che nei cani, la preferenza conspecifica è primaria rispetto alla preferenza del volto e negli esseri umani, la preferenza del volto è primaria rispetto alla preferenza conspecifica. Questa è una differenza essenziale. Dimostra che ci possono essere differenze sostanziali nella specializzazione corticale per la percezione dei volti nei mammiferi. In realtà, questi risultati hanno anche gettato nuova luce su precedenti studi di fMRI per cani che sostenevano di aver trovato “aree per i volti”: ora pensiamo che l’attività più forte ai volti dei cani in quegli studi indicava aree cerebrali che preferiscono i cani piuttosto che i volti, nota Nóra Bunford, co-autrice dello studio e coordinatrice della raccolta dati in Ungheria.

I ricercatori hanno anche identificato regioni cerebrali canine e umane che hanno mostrato un modello di attività simile in risposta ai video. “Questa cosiddetta analisi di similarità rappresentazionale può confrontare direttamente i modelli di attività cerebrale tra le specie. È interessante notare che le somiglianze tra i modelli di attività del cane e dell’uomo erano più forti per quello che abbiamo chiamato corrispondenza funzionale (confrontando l’attività per la faccia del cane nel cervello del cane con l’attività per la faccia umana nel cervello umano), che per la corrispondenza fisica (confrontando l’attività per la faccia del cane nel cervello del cane con quella per la faccia del cane nel cervello umano). Questo dimostra che qui potremmo aver attinto all’elaborazione categoriale di alto livello delle informazioni sociali piuttosto che all’elaborazione visiva di basso livello, sia nei cani che negli esseri umani”, spiega Raúl Hernández-Pérez, l’altro primo autore dello studio e coordinatore della raccolta dati in Messico.

“Insieme, le somiglianze nella sensibilità della specie e le dissimiglianze nella sensibilità della faccia suggeriscono sia analogie funzionali che differenze nei principi organizzatori dell’elaborazione visuo-sociale tra cani e umani. Questa è un’altra dimostrazione che il neuroimaging comparativo con specie di mammiferi filogeneticamente distanti può far progredire la nostra comprensione di come le funzioni del cervello sociale sono organizzate e come si sono evolute”, riassume Andics.