I pulcini contano. E lo fanno da sinistra a destra: come gli esseri umani, sono in grado di ordinare le numerosità su una “linea mentale” numerica. Da tempo si cerca di comprendere se l’origine di tale linea sia culturale o biologica, e studi recenti negli esseri umani indicano la seconda ipotesi. Mettendo a confronto soggetti scolarizzati e non scolarizzati in diversi compiti, è stato osservato che gli individui coinvolti rispondevano in modo simile, disponendo numerosità crescenti da sinistra a destra, ridefinendo quindi a marginale il ruolo della cultura sull’evoluzione della linea mentale numerica.

Tuttavia mancavano prove sperimentali sulle basi neurobiologiche che regolano tali processi. Uno studio pubblicato su eLife e condotto dal Dipartimento di Psicologia Generale dell’Università di Padova dimostra che nei pulcini l’associazione tra numeri e spazio dipende dalla lateralizzazione cerebrale, che a propria volta, in questa specie, è influenzata dall’esposizione alla luce.

Come spiega la professoressa Rosa Rugani, prima autrice del lavoro:

“Da circa vent’anni abbiamo iniziato a studiare la cognizione numerica degli animali. Era già stato provato che varie specie erano in grado di usare le numerosità per discriminare una quantità di cibo maggiore da una minore, così come per stimare la numerosità di conspecifici o dei predatori. La grande domanda era se anche animali “inesperti”, cioè senza tanta esperienza del mondo, potessero far di conto; questo ci ha portato a esplorare varie abilità numeriche nel pulcino di pollo domestico. Abbiamo scoperto che i pulcini padroneggiano molte abilità numeriche: sono in grado di discriminare il più dal meno, di risolvere operazioni semplici come 1+1 o 1+1+1, di risolvere proporzioni astratte, (ad esempio di discernere il rapporto uno a quattro da tre a quattro) e di identificare il quarto elemento in una serie di dieci. Con nostra grande sorpresa, abbiamo anche scoperto anche i pulcini “contano“ da sinistra a destra e che associano i numeri piccoli a sinistra e i grandi a destra. Questo ha aperto una nuova domanda: perché?“

C’erano tre ipotesi sul banco.

La prima ipotesi sostiene che sia l’emisfero destro a integrare l’informazione spaziale con l’informazione numerica.

La seconda ipotesi sostiene invece che sia associato un valore “emozionale” alle numerosità, dove le numerosità grandi hanno una valenza positiva posizionate a destra dall’emisfero sinistro e le piccole una negativa posizionate a sinistra dall’emisfero destro.

La terza ipotesi, infine, sostiene che l’emisfero destro sia specializzato nell’elaborazione di basse frequenze spaziali, mentre l’emisfero sinistro nell’elaborazione di alte frequenze spaziali. Le basse frequenze sono associate a basse numerosità e le alte frequenze ad alte numerosità, quindi, considerando la decussazione delle vie ottiche, cioè l’inversione delle aree di elaborazione rispetto allo spazio visivo considerato, si avrebbe una tendenza a disporre da sinistra grazie all’emisfero destro le numerosità piccole e a destra le numerosità grandi grazie all’emisfero sinistro.

Nonostante le diverse spiegazioni, la specializzazione e la lateralizzazione degli emisferi è comune alle tre ipotesi.

Nei pulcini, la lateralizzazione è indotta dalla luce

Durante il periodo di incubazione, se si espone un uovo alla luce, il pulcino sarà caratterizzato da una maggiore specializzazione emisferica, ovvero i due emisferi cerebrali saranno più specializzati nel processare le informazioni. Lo studio di Rugani e colleghi ha sfruttato questo fenomeno per studiare come cambiavano le loro capacità numeriche.

Nell’esperimento sono stati incubate in questo modo 50 uova di gallina (Gallus gallus), mentre altre 50 sono state incubate in oscurità. In questo modo metà dei pulcini sono nati con emisferi fortemente lateralizzati e specializzati, l’altra metà no. Poi, tutti i nuovi nati sono stati addestrati a cercare cibo nella quarta ciotola che trovavano di fronte a loro, su una linea di 10 contenitori.

Poi sono state condotte quattro prove.

La prima prova consisteva nel disporre la linea delle ciotole in modo sagittale, come nell’addestramento. In una seconda prova la linea è stata ruotata di 90° e disposta orizzontalmente da sinistra a destra. Nelle due prove successive è stato bendato temporaneamente un occhio, prima il sinistro poi il destro, per inibire la funzionalità dell’emisfero opposto.

Prima prova: il pulcino entra. Una brevissima corsa fino all’inizio della linea poi rallenta, come se iniziasse a contare. Oltrepassa il primo, il secondo, il terzo, e infila il becco nel quarto. Sia i fortemente lateralizzati, sia i debolmente lateralizzati, hanno riconosciuto il quarto contenitore in linea sagittale, come in addestramento. Ma quando la linea è ruotata di 90° e disposta orizzontalmente, nella seconda prova, solo i pulcini fortemente lateralizzati hanno riconosciuto il quarto contenitore da sinistra, mentre i debolmente lateralizzati sono andati a nutrirsi sia dal quarto da sinistra sia dal quarto da destra, senza alcuna significativa differenza.

Quando l’occhio destro è bendato, il campo visivo attivo è il sinistro, che invia informazioni all’emisfero destro. In questa configurazione, gran parte dei pulcini debolmente lateralizzati beccano nel primo contenitore da sinistra e non dimostrano nessuna significatività nel comportamento. Ma i pulcini fortemente lateralizzati continuano a riconoscere il quarto da sinistra in maniera significativa, similmente alla prova precedente. Coprendo l’occhio sinistro, riconoscono il quarto da destra.

Spiega la prof.ssa Rugani:

“I pulcini fortemente lateralizzati selezionano solo il quarto elemento da sinistra, sembrano quindi “contare” da sinistra a destra. Mentre i pulcini debolmente lateralizzati beccano sia il quarto contenitore da sinistra, sia il quarto da destra: sono in grado di risolvere il compito, ma non hanno questa tendenza a cercare da sinistra a destra, così come pulcini più lateralizzati.“

Questo è il dato nuovo. Prosegue la prof.ssa Rugani:

“In questo compito, caratterizzato da una sovrapposizione dell’informazione spaziale e dell’informazione numerica, solo i pulcini fortemente lateralizzati mostrano un bias preferenziale nell’organizzare i numeri nello spazio. Quello che poi sorprende è che, se andiamo a valutare la prestazione dei pulcini lateralizzati, questi hanno prestazioni migliori dei pulcini debolmente lateralizzati. La specializzazione emisferica quindi influenza non solo il bias spaziale ma implementa anche le abilità di conteggio.“

È l’emisfero destro a dominare il processo. Se si disordina la linea, cioè se si alterano le distanze tra l’uno e l’altro contenitore, i pulcini si trovano davanti a un conflitto tra l’ordinamento seriale e la mappatura spaziale. In tal caso, viene gestita solo l’informazione seriale dall’emisfero sinistro e non quella spaziale dall’emisfero destro. In questa situazione non vi è più alcuna differenza significativa tra i pulcini fortemente lateralizzati e debolmente lateralizzati.

I dati confermano l’ipotesi della dominanza dell’emisfero destro nell’integrare le informazioni numeriche con le informazioni spaziali, nell’associazione spazio-numero e nella tendenza biologica comune a diverse specie a disporre i numeri su una linea ordinata da sinistra a destra. Tendenza comune e innata, al di là delle influenze culturali.

L’evoluzione della linea

L’emisfero destro elabora le informazioni spaziali. La priorità sarebbe così assegnata agli spazi visivi di sinistra e ai riferimenti che contengono. Riferimenti utili e vantaggiosi ogni volta che ci sia bisogno di contare e riconoscere, su base numerico-spaziale, la quantità di cibo, il numero di conspecifici, il numero di predatori. Questo bias, con origini nel passato evolutivo, potrebbe avere conseguenze future, come indica la prof.ssa Rugani:

“L’obiettivo è sviluppare paradigmi sperimentali solidi, capaci di essere applicati anche a popolazioni diverse. La risoluzione di semplici compiti numerici può offrire indicazioni preziose sia in ambito diagnostico, basti pensare ai disturbi dell’apprendimento nei bambini o a deficit cognitivi negli anziani, sia nella definizione di strategie terapeutiche efficaci. Comprendere i meccanismi neurali coinvolti nell’apprendimento numerico, il ruolo della disposizione spaziale dei numeri e la lateralizzazione emisferica diventa fondamentale per compensare eventuali compromissioni cognitive, con ricadute non solo individuali, ma anche sociali.“