Oggi:

2019-11-17 09:09

Occhi di Ragno

RICERCA SCIENTIFICA AD ESAPOLIS

di: 
Valentine Comin, Massimo De Agrò, Lucia Regolin, Enzo Moretto

Come i cervelli in miniatura dei ragni decodificano il mondo reale. La segmentazione “Figura-Sfondo” del ragno salticida Phidippus regius.

Presso Esapolis opera un gruppo dell’università di Padova formato da psicologi e biologi che si occupano di cognizione di invertebrati come mantidi, ragni e formiche. I ragni, in particolare i salticidi, hanno attratto l’attenzione dei ricercatori.

Questi possiedono piccoli cervelli che hanno mostrato elevate capacità cognitive che si affidano ad occhi molto sviluppati. Studiare questi organismi, non consente solo di estendere le conoscenze scientifiche, ma ci dà la possibilità di confrontarci con loro. Inoltre, per chi si occupa di insegnamento, divulgazione ed educazione sulla natura, come chi opera negli insettari e negli zoo, è importante informare le persone su un mondo fino ad oggi poco conosciuto e ritenuto cognitivamente molto inferiore a quello dei grandi vertebrati.

Una recente ricerca, oltre ad una introduzione sulla visione dei salticidi, riporta il risultato di una ricerca svolta presso Esapolis, che ha richiesto un apparato molto originale per studiare i ragni, e ci ha permesso di approfondire come questi percepiscono la segmentazione delle immagini rispetto ad un back ground. Questo processo cognitivo è fondamentale per tutti gli esseri viventi che usano organi visivi.

Curiosamente, alcune famiglie di ragni non si affidano al web building per catturare le loro prede ma hanno invece sviluppato strategie di caccia diverse e uniche. I Salticidae, ad esempio, si basano principalmente sulla loro eccezionale acuità visiva, per rilevare, riconoscere, classificare e quindi inseguire le loro prede.

Tuttavia, il meccanismo impiegato dal loro minuscolo cervello per decodificare l'enorme quantità di informazioni fornite dall'ambiente non è ancora del tutto chiaro. Ogni singola foto scattata dagli occhi del ragno è in realtà una miscela di colori, movimenti e oggetti diversi. Questi possono essere parte dello sfondo, e quindi oggetti meno interessanti, o reali, che devono essere presi di mira con le capacità attente del ragno. Questo processo è chiamato segmentazione figura-sfondo ed è stato descritto prima dagli psicologi della Gestalt per descrivere le regole che governano i nostri sistemi visivi.

Per questo è stato testato un gruppo di Phidippus regius in un compito di segmentazione figura-sfondo. Abbiamo usato il metodo descritto da Humpfrey et. al. (2018). La tecnica permetteva di non arrecare danno al ragno che subito dopo il test poteva essere tranquillamente rimesso nel suo habitat. I ragni sono stati trattenuti in cima a una palla di stirene, abbastanza leggera da essere tenuta da loro. La palla, a sua volta, era in contatto con un sensore laser di un mouse, in grado di rilevare qualsiasi rotazione dell'oggetto stirene. Abbiamo proiettato stimoli in movimento, che potevano presentarsi a sinistra o a destra dell'animale. Se si verificava un rilevamento, il ragno avrebbe provato a girare verso l'oggetto, muovendo la palla di stirene trattenuta e dandoci la possibilità di rilevare un cambiamento. Gli stimoli erano composti da strisce bianche e nere parallele con 4 diversi orientamenti possibili (45°, 35°, 0°, -45°), presentate su uno sfondo composto dalla stessa linea sempre orientata a 45°. Mentre lo stimolo si muoveva, le strisce si muovevano alla stessa esatta velocità, ma nella direzione opposta, creando una velocità di movimento illusoria dipendente dalla differenza tra i due orientamenti (e rendendo lo stimolo a 45° funzionalmente invisibile, poiché aveva lo stesso orientamento dello sfondo). Abbiamo scoperto che il ragno ha rilevato di più lo stimolo orientato a 0°, ignorando qualsiasi altro. Ciò è stato sorprendente, poiché il movimento apparente più veloce è stato di 45°.

Il sistema di segmentazione figura-sfondo di questi animali dovrebbe essere studiato di più, poiché questi risultati suggeriscono un processo più complesso del rilevamento di un semplice movimento. In definitiva, si è potuto stabilire che gli occhi fronto-laterali dei ragni sono coinvolti nella percezione del movimento, ma è risultato che questa avviene solo per una determinata angolazione rispetto allo sfondo. I ragni saltatori hanno un cervello piccolo e quindi, per ottenere risultati percettivi importanti debbono impegnare più tempo e meccanismi semplificati.

La ricerca è tuttora in corso e il lavoro completo verrà pubblicato nel
prossimo futuro. 

Tratte da Humphrey B, Helton WS, Bedoya C, Dolev Y, Nelson XJ. 2018