Le competenze aritmetiche sono tipiche della specie umana oppure diffuse, in grado diverso, anche tra gli animali? L'idea che il senso dei numeri sia innato nell'uomo fin dai primi passi del suo sviluppo (i bambini pare lo posseggano in embrione fin dalla nascita) e che questa intuizione istintiva per i numeri sia condivisa dagli animali ha trovato negli ultimi decenni numerose conferme. Studi su uccelli, ratti, delfini, scimmie (macachi e scimpanzé) hanno dimostrato che gli animali sono in grado di percepire quantità numeriche, anche senza essere stati precedentemente addestrati a riconoscerle. Man mano si è fatta strada l'idea che il senso matematico abbia radici biologiche e coinvolga aree specializzate del cervello. Una conferma in questo senso viene da una ricerca pubblicata su Scienze: la maggior parte degli esercizi di astrazione, come il semplice contare, dipende nei macachi da specifici neuroni di un'area del cervello: la corteccia prefrontale laterale.
Ricercatori americani del Neuroscience research center al Mit, Cambridge, hanno dimostrato che il cervello di questi primati seleziona precise reti neuronali per elaborare i numeri. E che nella biologia di neuroni e sinapsi sono codificati i concetti astratti dell'elaborazione aritmetica. "Simili studi, oggi ormai dimenticati, erano stati condotti negli anni 70 sui gatti. Questo lavoro apre entusiasmanti prospettive di ricerca sulle basi celebrali di operazioni elementari di aritmetica riconducibili ad un singolo neurone" scrive Stanislas Dehaene , neuroscienziato dell'Enstitut national de la santè et de la recherche medicale di Parigi, nel commento all'articolo su Scienze.
Per giungere a queste conclusioni, Andreas Nieder, che ha diretto l'équipe del Mit, ha mostrato ai macachi insiemi di punti (fino a cinque) su due visori. Poi li ha addestrati a stabilire se i due video contenevano lo stesso numero di punti. Quando le scimmie hanno acquisito questa capacità è cominciato il vero esperimento. Per verificare il funzionamento del loro cervello durante queste operazioni i ricercatori hanno inserito elettrodi in una zona della corteccia laterale prefrontale. Così hanno visto che un terzo dei neuroni in quell'area cerebrale agiva da vero e proprio "detector dei numeri". Come lo hanno verificato? Mettendo le scimmie davanti al video mentre gli elettrodi registravano l'attività neuronale.
"L'esperimento dimostra che l'informazione numerica è codificata nei primati nei loro neuroni, come lo è probabilmente negli altri animali, e anche nell'uomo" afferma Dehaene, autore di un saggio, Il pallino della matematica (Mondadori). Durante il test gli scienziati hanno registrato l'attività di 352 neuroni della corteccia prefrontale e hanno visto che essa variava a seconda del numero dei punti mostrati sul video. Insomma, i neuroni sembrano essere sintonizzati sulla quantità e reti neuronali specifiche sono attivate a seconda del numero dei punti mostrati. Questi ultimi erano di dimensioni sempre uguali e la loro posizione sullo schermo identica ogni volta. Secondo Dehaene, ciò dovrebbe togliere qualsiasi dubbio sulla possibilità che i macachi fossero distratti da elementi estranei.
Dopo l'episodio all'inizio del '900 del cavallo di nome Hans che si volle presentare come capace di fare addizioni ( si racconta che eseguisse le operazioni richieste battendo gli zoccoli un numero di volte pari al risultato della somma) un'ombra fu gettata su tutte le ricerche riguardanti il rapporto fra i numeri e gli animali. "Nello spirito degli scienziati tutte le dimostrazioni di capacità aritmetiche di un animale erano associate alla storia di Hans e sospettate di un inadeguato controllo delle variabili sperimentali, se non di truffa" scrive Dehaene.
Ma gli esperimenti soprattutto nei laboratori americani, sono continuati. A partire dagli anni 50, protocolli sperimetali rigorosi furono introdotti per valutare le capacità numeriche di ratti e altri animali. Si dimostrò che erano in grado di distinguere le quantità in base al numero di azioni, suoni, stimoli luminosi. E forse anche di contare. I procioni, per esempio, sapevano scegliere tra diverse scatole trasparenti quelle con tre chicchi di uva invece di due o quattro.
Insomma, l'aritmetica nel mondo animale è una facoltà diffusa. Che nel cervello dei primati ci sia posto per i numeri, e anche per operazioni elementari come il confronto di insiemi non omogenei, è stato più volte dimostrato. Il più bell'esempio di calcolo astratto negli animali è il risultato delle ricerche negli anni 70 di Guy Woodruff e David Premarck, dell'università della Pennsylvania: dimostrarono che gli scimpanzé erano in grado di combinare frazioni anche mentalmente. E alla fine degli anni 90 ricercatori della Columbia university dimostrarono che due scimmiette rhesus di due anni, Rosencrantz e Mac Duff, sapevano riconoscere la quantità degli stimoli visivi. Impararono, scrisse Science, che due è più grande di uno, tre di due, nove di otto, naturalmente senza saper usare la parola due o il simbolo.

Gianna Milano
PANORAMA del 03/10/02