Perché i cani si scrollano quando sono bagnati?

Tutti conosciamo il caratteristico movimento di tutto il corpo che i cani fanno dopo essersi bagnati, facendo volare gocce d'acqua in tutte le direzioni. Ma lo scrollamento non si limita solo ai cani, è un comportamento evolutivo comune a tutte le specie di mammiferi con la pelliccia. Lo studio “C-LTMRs evoke wet dog shakes via the spinoparabrachial pathway”, pubblicato recentemente su Science da un team del Department of Neurobiology dell’Howard Hughes Medical Institute dell’Harvard Medical School, ha finalmente scoperto il preciso circuito neurale che innesca questo comportamento peculiare ma essenziale.
GlI scienziati hanno mappato i neuroni sensoriali e i percorsi cerebrali specifici responsabili dell'avvio di queste rapide oscillazioni che aiutano gli animali a liberarsi di acqua e altri irritanti dalla pelliccia e dicono che «La scoperta non solo aiuta a spiegare un comportamento animale onnipresente, ma fornisce anche affascinanti spunti su come i nostri sistemi nervosi elaborano le sensazioni tattili e le trasformano in risposte motorie coordinate».
Lo scrollarsi del cane bagnato è un modo efficientissimo per rimuovere rapidamente acqua e altre sostanze dalla pelliccia di un animale, in particolare da aree come la schiena dove non possono essere facilmente raggiunginte per pulirsi. Per identificare le cellule nervose specifiche che rilevano le gocce d'acqua o di olio sulla pelle e innescano la caratteristica risposta di scrollamento, Il team di ricerca ha utilizzato diverse tecniche sofisticate. Ma la loro ricerca non ha riguardato direttamente i cani: si è concentrata sui topi, che mostrano questo stesso comportamento.
Il team di ricercatori guidato dal neuroscienziato Dawei Zhang spiega che «I protagonisti principali sono i neuroni specializzati nella sensibilità al tatto chiamati C-LTMR (meccanocettori a bassa soglia in fibra C). Questi neuroni sono estremamente sensibili a una delicata stimolazione meccanica e si trovano esclusivamente attorno ai piccoli e sottili peli che compongono il sottopelo degli animali . Quando gocce d'acqua o di olio atterrano sulla pelliccia, fanno muovere questi minuscoli peli, il che attiva i neuroni C-LTMR».
Per dimostrare che questi neuroni erano davvero i responsabili dell'attivazione della risposta di scuotimento, i ricercatori hanno utilizzato l’optogenetica, una tecnica che consente di attivare neuroni specifici tramite la luce e sottolineano che «Quando hanno stimolato solo i neuroni C-LTMR con la luce, i topi hanno eseguito il caratteristico comportamento di scrollamento, anche se non erano presenti né acqua né olio. Era come se avessimo ingannato il sistema nervoso del topo facendogli credere che fosse bagnato».
I ricercatori hanno anche eseguito l'esperimento inverso: hanno eliminato selettivamente i neuroni C-LTMR e hanno scoperto che «I topi con meno di questi neuroni mostravano una riduzione di circa il 50% nella loro risposta di scuotimento quando acqua o olio venivano applicati alla loro pelliccia. Ciò ha confermato che questi neuroni specifici svolgono un ruolo cruciale nel rilevare la presenza di sostanze nella pelliccia e nell'iniziare la risposta di scuotimento».
Gli scienziati hanno anche mappato il percorso neurale che trasporta queste informazioni al cervello e hanno scoperto che «I neuroni C-LTMR si collegano a uno specifico gruppo di neuroni nel midollo spinale, che poi trasmettono le informazioni a una regione cerebrale chiamata nucleo parabrachiale laterale». Quando nei loro esperimenti hanno interrotto questo percorso, la risposta di scrollamento è stata significativamente ridotta.
All’Harvard Medical School fanno notare che «La precisione di questo sistema è notevole. Il comportamento di scuotimento è altamente stereotipato, il che significa che sembra quasi identico ogni volta che viene eseguito. Nei topi, ogni scuotimento comporta circa tre rotazioni del corpo complete avanti e indietro a una frequenza di circa 19 Hz (o 19 volte al secondo). Questa coerenza suggerisce l'esistenza di un circuito neurale dedicato che produce questo specifico schema motorio».
È interessante che i ricercatori abbiano scoperto che «Questa risposta di scuotimento era più forte quando gli stimoli venivano applicati alla parte posteriore del collo, meno quando applicati alla parte bassa della schiena e inesistente quando applicati alla coscia. Questo corrisponde alle aree che sono più difficili da raggiungere per gli animali attraverso i normali comportamenti di toelettatura».
Lo studio ha anche rivelato che questo stesso circuito neurale sembra essere attivato da vari altri stimoli oltre alla semplice acqua, tra cui sbuffi d'aria e alcune sostanze chimiche e questo suggerisce che «LO scuotimento del cane bagnato funge da comportamento difensivo generico per rimuovere sostanze potenzialmente irritanti dalla pelliccia di un animale».
Gli scienziati concludono: «Forse la cosa più affascinante è la consapevolezza che questi neuroni C-LTMR, che ricerche precedenti avevano suggerito potessero essere coinvolti nelle sensazioni tattili, in realtà hanno un chiaro scopo pratico nel rilevare sostanze sulla pelliccia. Questi neuroni sembrano essere parte di un sistema sensoriale specializzato che aiuta a mantenere la pulizia e la funzionalità del pelo di un animale. Dai neuroni alle gocce d'acqua, dal midollo spinale alle oscillazioni sincronizzate, il wet dog shake rappresenta un capolavoro di ingegneria evolutiva. Forse la prossima volta l'evoluzione potrebbe lavorare per aggiungere una funzione "paraspruzzi"».