Per decenni gli scienziati hanno considerato la percezione della musica una delle capacità cognitive più sofisticate del regno animale. Tuttavia, una recente ricerca pubblicata su Science rivela importanti scoperte sui bombi e il loro senso del ritmo, la loro abilità nel sentire la musica. Riconoscere una sequenza ritmica, distinguerla da un’altra e identificarla anche quando viene eseguita più velocemente o più lentamente è una competenza che sta alla base di attività tipicamente umane come la danza e il linguaggio.
Fino a poco tempo fa si riteneva che questa abilità fosse limitata a poche specie di mammiferi e uccelli dotati di cervelli particolarmente sviluppati. Oggi, però, ci sono delle evidenze scientifiche che ribaltano questa convinzione. Anche degli insetti con un cervello grande appena quanto un seme di sesamo, sono in grado di percepire e riconoscere schemi musicali astratti. La scoperta apre nuovi scenari sull’evoluzione dell’intelligenza e suggerisce che alcune capacità cognitive considerate “avanzate” potrebbero essere molto più diffuse nel mondo animale di quanto immaginato.
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I bombi: un cervello minuscolo, una capacità sorprendente
Lo studio sui bombi, sul loro senso del ritmo e sulla capacità di percepire la musica è stato condotto da ricercatori della Southern Medical University, in Cina, e della Macquarie University, in Australia. Gli scienziati hanno analizzato il comportamento di questi insetti straordinari, in una serie di esperimenti prestabiliti.
Nello specifico, hanno addestrato singoli esemplari a cercare cibo all’interno di fiori artificiali dotati di luci LED. Alcuni schemi luminosi erano associati a una ricompensa zuccherina, mentre altri conducevano a una soluzione sgradevole.
La particolarità dell’esperimento consisteva nel fatto che gli insetti non potessero distinguere i fiori in base al colore, alla forma o alla luminosità. L’unica differenza era il ritmo delle sequenze luminose. Per fare un esempio, un fiore poteva lampeggiare seguendo una sequenza del tipo breve-lungo-breve-lungo oppure breve-breve-lungo-lungo.
Dopo una fase di apprendimento, i ricercatori hanno verificato se i bombi fossero in grado di riconoscere il ritmo corretto anche in assenza della ricompensa. La risposta è stata sorprendente: continuavano a scegliere il pattern associato al cibo, dimostrando di aver appreso la struttura ritmica e non semplicemente memorizzato una sequenza visiva.
Riconoscono una melodia anche se cambia velocità
Ma non è finita qui. La parte più innovativa dello studio sui bombi, il loro senso del ritmo e la capacità di ‘ascoltare’ la musica è arrivata in una fase successiva. Gli scienziati hanno modificato la velocità delle sequenze luminose. Alcuni ritmi venivano eseguiti più rapidamente, altri più lentamente rispetto alla fase di addestramento. Nonostante il cambiamento di tempo, gli imenotteri – è questa la specie a cui appartengono questi insetti – continuavano a identificare correttamente il pattern appreso.
In termini umani, è come riconoscere una canzone indipendentemente dal fatto che venga suonata a velocità normale, rallentata o accelerata. Questa capacità è nota come “percezione ritmica flessibile” ed era stata osservata finora soltanto in alcune specie di uccelli e mammiferi. Lo studio dimostra per la prima volta che può emergere anche in un cervello di dimensioni estremamente ridotte.
Il test sui bombi che ha stupito i ricercatori
I ricercatori hanno voluto spingersi oltre. I bombi sono molto sensibili alle vibrazioni, perciò il team ha progettato un secondo esperimento utilizzando un labirinto con pavimenti vibranti. In questo caso gli insetti imparavano ad associare un certo ritmo vibratorio a una direzione specifica che conduceva alla ricompensa.
Una volta completato l’apprendimento, le vibrazioni sono state sostituite da segnali luminosi che riproducevano lo stesso ritmo. Anche in questo caso sono riusciti a scegliere il percorso corretto. Ciò significa che non stavano semplicemente memorizzando uno stimolo specifico, ma avevano costruito una rappresentazione astratta del ritmo, capace di funzionare attraverso modalità sensoriali differenti. Gli scienziati parlano infatti di “percezione ritmica cross-modale”.
Perché la scoperta è così importante
La ricerca mette in discussione una delle idee più radicate nelle neuroscienze: che le capacità cognitive complesse richiedano necessariamente cervelli grandi e altamente specializzati.
Il cervello di un bombo contiene circa un milione di neuroni. Per confronto, il cervello umano ne possiede circa 86 miliardi. Eppure, nonostante questa differenza enorme, gli insetti riescono a eseguire compiti che implicano apprendimento, memoria, generalizzazione e riconoscimento di pattern astratti. Secondo gli autori dello studio, la capacità di elaborare il ritmo potrebbe non essere una caratteristica esclusiva delle specie più intelligenti, ma una funzione che può emergere anche da architetture neurali relativamente semplici.
Gli autori sottolineano che il ritmo è ovunque in natura. Lo si ritrova nei richiami degli uccelli, nei canti delle rane, nei movimenti di corteggiamento di molte specie e perfino nelle danze delle api. Anche i processi biologici fondamentali seguono schemi temporali regolari: il ciclo giorno-notte, la fioritura delle piante, i ritmi circadiani e numerosi comportamenti sociali. Per un insetto che vive in un ambiente complesso e in continua evoluzione, riconoscere strutture temporali potrebbe rappresentare un vantaggio evolutivo significativo.
Cosa ci insegna sull’intelligenza degli insetti
Negli ultimi anni numerosi studi hanno mostrato che le api e i bombi possiedono capacità sorprendenti. Sono in grado di apprendere regole, riconoscere forme geometriche, orientarsi su lunghe distanze e persino eseguire semplici operazioni numeriche. La nuova ricerca aggiunge un tassello importante a questo quadro.
La percezione del ritmo implica infatti una forma di elaborazione temporale sofisticata. L’insetto non deve limitarsi a registrare uno stimolo, ma deve comprendere la relazione tra eventi che si susseguono nel tempo. Il fatto che un cervello così piccolo riesca a svolgere questo compito suggerisce che l’intelligenza potrebbe essere organizzata in modo molto più efficiente di quanto si pensasse.
La scoperta sui bombi e la loro capacità di sentire il senso del ritmo, la musica potrebbe avere implicazioni che vanno oltre la biologia. Secondo gli autori dello studio, infatti, comprendere come i minuscoli cervelli degli insetti elaborino strutture temporali complesse potrebbe ispirare nuove tecnologie nel campo dell’intelligenza artificiale e della robotica. Sistemi capaci di riconoscere schemi ritmici con un numero limitato di risorse computazionali potrebbero trovare applicazione nel riconoscimento vocale, nell’analisi musicale, nella diagnosi medica e nel monitoraggio di segnali biologici come il battito cardiaco o l’attività cerebrale.
Una lezione di umiltà dalla natura
La scoperta della percezione ritmica nei bombi rappresenta molto più di una curiosità scientifica. È un promemoria del fatto che l’intelligenza può assumere forme estremamente diverse da quelle umane. Per anni abbiamo associato capacità cognitive avanzate alla dimensione del cervello. Oggi sappiamo che non è necessariamente così.
Un insetto con un cervello grande quanto un seme di sesamo riesce a riconoscere schemi ritmici, generalizzarli, trasferirli da un senso all’altro e utilizzarli per prendere decisioni. Una capacità che fino a ieri sembrava appartenere soltanto a pochi animali dotati di cervelli molto più complessi. Ancora una volta, la natura dimostra di essere più sofisticata e sorprendente delle nostre aspettative.
Fonti bibliografiche
Flexible, abstract rhythm perception in bumble bees – Science.org.