Per decenni, gli scienziati hanno ipotizzato che mammiferi e uccelli condividessero un antenato comune per le loro strutture cerebrali più complesse. Tuttavia, una nuova ricerca dimostra che l’evoluzione del cervello ha seguito strade indipendenti per le due classi di vertebrati, sviluppando circuiti neurali simili attraverso meccanismi differenti. La scoperta potrebbe ridefinire lo studio del cervello e dell’evoluzione.
Lo studio internazionale e il ruolo dell’intelligenza artificiale
La ricerca “Developmental origins and evolution of pallial cell types and structures in birds”, pubblicata sulla rivista Science, è frutto di una collaborazione tra diverse istituzioni accademiche, tra cui il Centro per la Biologia Molecolare dell'Università di Heidelberg (Germania), il Centro Basco Achucarro per le Neuroscienze (Spagna) e il VIB.AI: Center for AI & Computational Biology di Lovanio (Belgio).
Il team, guidato da Henrik Kaessmann e Fernando García-Moreno, ha utilizzato l’intelligenza artificiale per analizzare una grande quantità di dati genetici, mappando le tappe dello sviluppo cerebrale in embrioni di mammiferi e uccelli e confrontandole tra loro.
La scoperta
“I loro neuroni nascono in luoghi e tempi diversi e ciò indica che non derivano da un antenato comune”, ha spiegato Fernando García-Moreno in un’intervista. I ricercatori, infatti, hanno rilevato che, durante la formazione dell’encefalo, le cellule nervose di uccelli e mammiferi si sviluppano in tempi e regioni diverse, pur arrivando a costruire circuiti con funzioni simili.
Un altro aspetto analizzato riguarda il comportamento dei neuroni responsabili dell'elaborazione sensoriale, che nei due gruppi di animali sono regolati da geni differenti. I risultati suggeriscono, dunque, l'assenza di un antenato comune per tali strutture cerebrali, evidenziando invece la flessibilità dell’evoluzione cerebrale. La selezione naturale, nel corso della storia, avrebbe prodotto più di un modello per lo sviluppo di sistemi neurali avanzati: un’ipotesi sempre più reale.
Evoluzione convergente: il caso degli occhi dei polpi
Il fenomeno osservato in questo studio rientra nell’evoluzione convergente, ovvero quando specie diverse sviluppano soluzioni simili in modo indipendente.
Un altro esempio noto riguarda gli occhi dei polpi, che pur appartenendo a un ramo evolutivo molto distante dai vertebrati, hanno strutture sorprendentemente simili a quelle dell’occhio umano.
Le implicazioni della scoperta
La ricerca apre nuove prospettive sul funzionamento del cervello e potrebbe influenzare anche lo sviluppo dell’intelligenza artificiale. Se mammiferi e uccelli hanno sviluppato circuiti cerebrali avanzati in modi distinti, significa che potrebbero esistere strategie alternative per ottenere capacità cognitive complesse.
L’ipotesi ha implicazioni anche nel campo della neuroscienza applicata, in particolare nello studio delle malattie neurologiche. Comprendere meglio le differenze nei meccanismi di sviluppo cerebrale potrebbe offrire nuove prospettive sulle cure per patologie come l’Alzheimer o il Parkinson.
Per quanto riguarda l’intelligenza artificiale, questa scoperta suggerisce che non esiste un unico modello biologico di rete neurale su cui basarsi. L’AI si ispira spesso alla struttura del cervello umano, ma i dati emergenti dimostrano che esistono modelli alternativi, sviluppati in modo indipendente in natura. Questo potrebbe aprire la strada alla creazione di architetture di AI differenti, basate non solo sul cervello umano, ma anche su quello degli uccelli o di altre specie con capacità cognitive avanzate.
Se le strutture cognitive avanzate possono emergere indipendentemente in linee evolutive diverse, significa che l’intelligenza non è legata a un unico schema biologico, ma può svilupparsi in forme diverse a seconda delle necessità ambientali e genetiche: un concetto che potrebbe ridefinire molte delle teorie sull’evoluzione del cervello.