il canto del gallo

Gentilissimi, per finire, per ora, le letture proposte, tratte e modificate dalla newsletter Le Scienze, eccoVi un divertente e particolare articolo sul canto del gallo.
Buona lettura! NR

biologia animali comportamento
Il gallo non canta quando sorge il Sole

© Kevin M. Law/All Canada Photos/Corbis 

Non è l'apparizione del Sole a indurre il gallo a lanciare il suo chicchirichì all'alba, ma il suo orologio biologico interno. E, per quanto anche alcuni stimoli esterni siano in grado di provocare una risposta canora, l'intensità della risposta sonora dipende, anch'essa, dal ritmo circadiano, in particolare per quel che riguarda il rilascio di testosterone (red) 
Il sorgere del Sole non c'entra: il canto dei galli all'alba, infatti, non dipende dalla percezione di stimoli ambientali, quali l'aumentare della luce, ma dall'orologio circadiano di questi pennuti. A stabilirlo è uno studio, condotto da due biologi della Nagoya University, Tsuyoshi Shimmura e Takashi Yoshimura, che ne riferiscono sulla rivista “Current Biology”. "Il canto del gallo simboleggia l'arrivo dell'alba in molti paesi", ha detto Takashi Yoshimura. "Ma non era chiaro se si trattasse di una manifestazione controllata da un orologio biologico o di una reazione a stimoli esterni", dato che l'animale può lanciare il suo caratteristico verso anche in altri momenti della giornata, per esempio in risposta al canto di altri galli, o anche in presenza di fari di automobile molto luminosi.

Cortesia Shimmura et al./ Current Biology 

Per chiarire la questione, i due ricercatori hanno registrato l'attività sonora di alcuni galli nell'arco di 24 ore, in un ambiente di cui potevano controllare la luminosità, fatta variare nelle diverse sessioni sperimentali. Contemporaneamente hanno filmato il comportamento dei loro esemplari con una videocamera sensibile all'infrarosso vicino: i galli, infatti, prima e durante il canto, alzano ed allungano la testa. In situazioni di illuminazione simili a quelle naturali i ricercatori hanno così verificato la presenza del canto anticipatorio (e del comportamento a esso connesso), che precede, di circa due ore, l'alba, come si osserva anche nella specie selvatica. Dato che il gallo canta anche immediatamente dopo l'arrivo della luce, i ricercatori hanno poi sperimentato gli effetti di stimoli luminosi di diversa intensità (0, 0,1, 1, 10, e 100 lux) sul numero e sul volume delle vocalizzazioni dell'animale, in funzione della lunghezza, della velocità e dell'ora reale in cui venivano presentati quegli stimoli. Hanno così stabilito che il ritmo fondamentale del canto del gallo è determinato dai suoi ritmi biologici, e benché anche stimoli esterni, come la luce e il canto di altri individui, possano indurre una risposta canora, l'entità di questa risposta dipende anch'essa dall'orologio circadiano. Di particolare importanza è il ritmo biologico interno che regola il rilascio di testosterone, come ha dimostrato il confronto delle prestazioni fra galli interi e capponi, ai quali sono stati somministrati svariati dosaggi di quell'ormone.
(18 marzo 2013)

cellulari radar

Gentilissimi,
al fine di recuperare, per quanto possibile, il tempo perduto per eccessiva anzianità della Vostra nonna, subito un nuovo modo di utilizzare il Vostro cellulare come radar.
L'articolo, di nuovo tratto e modificato dalla newsletter Le Scienze, mi è sembrato molto interessante.
Buona lettura. NR

fisica tecnologia scienze forensi
Cellulari, algoritmi ed ecolocazione a distanza

© Corbis 

Quando qualcuno parla al cellulare, la registrazione della voce e degli echi riflessi dall'ambiente circostante è sufficiente per ricostruire, grazie a un sofisticato algoritmo, una mappa 3D della stanza in cui si trova. Se la struttura dello spazio circostante non è troppo complessa, può essere raggiunta una precisione nell'ordine dei millimetri. Il nuovo metodo di analisi potrebbe rivelarsi utile in settori che vanno dall'architettura alle indagini criminali (red) 
Se parlate al cellulare, chi ascolta potrebbe presto essere in grado di ricostruire perfettamente l'ambiente in cui vi trovate: per farlo basterà disporre dell'algoritmo messo a punto da un gruppo di ricercatori del Politecnico di Losanna e della Harvard University, che firmano un articolo pubblicato sui “Proceedings of the National Academy of Sciences”. L'algoritmo in questione è il prodotto finale di una ricerca sull'ecolocazione, ossia la capacità di sondare l'ambiente circostante sulla base delle onde sonore riflesse, ampiamente sfruttata da pipistrelli e delfini, che è iniziata cercando di ricostruire la struttura di una stanza costruita con pareti mobili. Il passo decisivo è stato compiuto quando i ricercatori sono riusciti a dimostrare che era possibile stabilire le dimensioni della stanza di prova, sfruttando gli echi di quattro microfoni disposti in modo casuale e non conosciuto da chi li registrava. "Ogni microfono raccoglie il suono diretto dalla fonte, così come gli echi provenienti da varie pareti", spiega Ivan Dokmanic. "L'algoritmo confronta, quindi, il segnale proveniente da ciascun microfono. I ritardi infinitesimali che appaiono nei segnali vengono utilizzati per calcolare non solo la distanza tra i microfoni, ma anche la distanza di ciascun microfono dalle pareti e dalla sorgente sonora.".

L'interno della cattedrale di Losanna, usato dai ricercatori per testare il nuovo metodo. (Cortesia I. Dokmanic et al. / PNAS) 

Dopo aver testato più volte l'algoritmo, variando le dimensioni della camera di prova, i ricercatori sono passati a un esperimento molto più ambizioso, collocando i microfoni all'interno della cattedrale di Losanna, della quale hanno ricostruito la struttura fondamentale, sebbene senza raggiungere la risoluzione ottenibile per un ambiente più semplice, che può essere mappato “con una precisione di pochi millimetri.". Per l'applicazione dell'algoritmo la presenza di quattro microfoni non è nemmeno indispensabile; a condizione che sia in movimento, può infatti bastarne uno solo: per avere i quatti gruppi di segnali è sufficiente eseguire altrettanti campionamenti successivi della fonte e degli echi che genera! Le possibili applicazioni di questa tecnica di rilevazione sono molteplici, a partire da quelle nell'ambito dell'architettura civile. "Gli architetti possono usarla, per esempio, per progettare sale da concerto o auditorium sulla base all'acustica specifica che vorrebbero creare", ha osservato Dokmanic, per arrivare fino a quelle di carattere investigativo: da una semplice registrazione vocale è possibile ottener numerose informazioni sugli elementi presenti in una stanza che non può essere vista. Inoltre, osservano gli autori, il metodo può essere perfezionato per determinare anche la posizione esatta della persona che sta utilizzando il cellulare all'interno della stanza stessa.
(18 giugno 2013)

placenta e ansia

Gentilissimi,
riprendiamo, speriamo con maggiore continuità, la proposta di letture di approfondimento. Vi propongo, come al solito, un articolo, non recentissimo, modificato, solo per una migliore lettura, e tratto dalla newletter Le Scienze. Buona lettura. NR

biologia dello sviluppo emozioni neuroscienze
Troppo ansiosi? Forse è colpa della placenta

© Frank Renlie/Illustration Works/Corbis 

Un ormone, prodotto dalla placenta nel corso dello sviluppo prenatale del feto, il fattore di crescita insulinosimile 2, o IGF 2, è in grado di influire sulla programmazione a lungo termine del comportamento emotivo. Esperimenti sui topi hanno mostrato che gli esemplari che hanno subito una carenza di IGF 2 placentale sviluppano, da adulti, un carattere particolarmente ansioso (red) 
Lo sviluppo di una personalità ansiosa può essere legato a problemi ormonali, insorti durante lo sviluppo fetale, in particolare dovuti all'insufficiente produzione di alcuni ormoni da parte della placenta. A questa conclusione è giunto uno studio, condotto da un gruppo di ricercatori della Cardiff Univdersity, che firmano, in proposito, un articolo pubblicato su “Nature Communications”. Da tempo è noto che il fattore di crescita insulinosimile 2, prodotto sia dal feto sia dalla placenta, ha un ruolo importante nello sviluppo nel grembo materno e che, in presenza di bassi livelli di questo ormone, la crescita rallenta e nascono neonati più minuti. Le conseguenze a lungo termine della carenza di IGF 2 nel corso della vita intrauterina non sono state però adeguatamente studiate.

Illustrazione di feto umano alla 38ma settimana di gestazione. La placenta è chiaramente visibile in alto. (© Nucleus Medical Media/Visuals Unlimited/Corbis) 

Per controllare l'insorgenza di eventuali problemi a lungo termine, Mikael Allan Mikaelsson e colleghi hanno studiato il modello animale, creando due linee di topi geneticamente ingegnerizzati, in una delle quali era insufficiente la produzione di IGF 2 da parte della placenta, mentre, nell'altra, la carenza di produzione riguardava sia la placenta sia il feto. I neonati di entrambe le linee hanno poi mostrato segni della restrizione metabolica subita durante lo sviluppo intrauterino, ma una volta raggiunta la maturità si sono manifestate delle differenze nel comportamento tra i due gruppi. I topi a cui erano venute a mancare entrambe le fonti del fattore insulinosimile erano caratterizzati da una più marcata gracilità fisica, ma non mostravano particolari problemi comportamentali. Al contrario, gli esemplari a cui era venuto a mancare solo l'IGF 2 prodotto dalla placenta manifestavano chiari tratti comportamentali legati a un frequente ed elevato stato di ansia. Il successivo tracciamento dell'espressione dei geni a livello cerebrale ha confermato la presenza di un profilo di espressione caratteristico di uno stato ansioso. Anche se lo sbilanciamento fra la produzione di IGF 2 del feto e della placenta appare l'elemento determinante, osservano gli autori, appare in ogni caso evidente il ruolo della placenta nella programmazione a lungo termine del comportamento emotivo.
(08 agosto 2013)