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PSICOLOGIA ANIMALE E COMPARATA

COME DIVERSE CONDIZIONI D’ILLUMINAZIONE INFLUENZANO IL RITMO BRAC NEI TOPI

Valeria Carola, Francesca D’Olimpio

Dipartimento di Psicologia, Università di Roma "La Sapienza"

Introduzione

È noto che i ritmi comportamentali si manifestano con pattern correlati alle condizioni di illuminazione in cui vengono posti i soggetti: in condizione di buio continuo (BB) il periodo del ritmo circadiano d’attività motoria di roditori subisce un accorciamento (Possidente e Stephan, 1987) rispetto alla condizione di luce/buio (LB) mentre in condizioni di luce continua (LL) si ha un allungamento dello stesso (Hofstetter e al., 1995)

Lo stesso pattern è stato osservato relativamente ai ritmi ultradiani lenti, con periodi di circa di 200 minuti in LB, di circa 330 minuti in LL e di circa 120 minuti in BB sia nei ratti (Deprés-Brummer et al., 1995) che nei topi (D’Olimpio et al., 1996). Il ritmo ultradiano più importante da un punto di vista adattivo è il ritmo brac, che sembrerebbe essere addetto ad attività di recupero delle energie ed è presente, almeno nei roditori, sin dalle prime fasi di vita (D’Olimpio et al, 1998). Uno dei problemi maggiori relativi la manifestazione del brac consiste nella individuazione delle strutture anatomiche addette alla regolazione di questo ritmo. Gerkema (1993) ha indicato come possibili regolatori dei ritmi ultradiani l’area retrochiasmatica e il nucleo arcuato. Sulla base dei precedenti lavori lo scopo del presente lavoro consiste nel valutare la possibile influenza delle condizioni di illuminazione sul periodo del ritmo brac di topi dba/2 (il cui periodo, in condizioni di LB, è di circa 15 minuti), al fine di evidenziare un ruolo delle strutture nervose addette alla ricezione ed elaborazione degli stimoli luminosi nella generazione e modulazione del ritmo brac.

Metodo

A questo scopo sono stati utilizzati 48 topi maschi del ceppo dba, assegnati a tre gruppi, ognuno dei quali è stato sottoposto a tre diverse condizioni di illuminazione (LB 12-12, LL, BB). Ogni animale ha svolto sessioni di 130 prove (65 minuti) di shuttle box. In seguito al raggiungimento del criterio (il 98% di risposte corrette, 127 evitamenti) gli animali sono stati sottoposti a sessioni di 400 prove (200 minuti). Nel compito di shuttle box nelle condizioni di LL e LB è stato utilizzato come segnale di preavviso una luce (10W) e come stimolo avversivo uno shock elettrico, mentre nella condizione di BB la luce veniva sostituita da un suono (3000hz). Dai tempi di reazione forniti da ogni singolo topo alle prove successive al raggiungimento del criterio sono state analizzate le sequenze temporali tramite Discrete Fourier Transform.

Risultati

I risultati mostrano la presenza sia di un ritmo dominante con un periodo compreso tra gli 8 e i 28 minuti (LB 8-22 minuti, BB 8-28 minuti) che di un ritmo con periodo tra i 66 e i 100 minuti sia nelle condizioni di LB che di BB, mentre in condizioni di LL si presenta un solo ritmo con un periodo variabile tra i 27 e i 54 minuti.

Conclusioni

L’allungamento del periodo brac in LL sembrerebbe confermare l’ipotesi dell’influenza dei fattori d’illuminazione sulla modulazione di tale ritmo. La similarità di periodo osservata in condizioni di LB e di BB, potrebbe essere spiegata ipotizzando che i soggetti siano in entrambi i casi sincronizzati a fattori ambientali: nella condizione di LB l’alternanza di luce-buio svolge il ruolo di sincronizzatore, mentre in BB il compito d’attività nella shuttle box potrebbe assumere tale ruolo (D’Olimpio e al., 1997). Questo dato sembrerebbe confermato anche dalla presenza della componente di 100 minuti in entrambe le condizioni. I dati dell’influenza della luce (LL) e dell’attività motoria (BB) sul ritmo brac fanno ipotizzare l’implicazione del tratto genicolo-ipotalamico nella modulazione dei ritmi brevi per la peculiarità della funzione di tale tratto che sembra mediare non solo la trasmissione d’informazioni luminose, ma anche quella di informazione sull’attività motoria svolta dall’animale, al pacemaker circadiano.

Riferimenti bibliografici

D’Olimpio, F., Carola, V., Rubeis, N. & Renzi, P. (1998). L’attività come modificatore dell’espressione dei ritmi circadiani del topo. Atti Congresso Nazionale della Sezione di Psicologia Sperimentale. Firenze.

D’Olimpio, F., Conte, S. & Renzi, P. (1996). Ritmi ultradiani di attività motoria in topi tenuti in condizioni di luce alternata e luce continua. Atti Congresso Nazionale della Sezione di Psicologia Sperimentale. Capri.

D’Olimpio, F. & Renzi, P. (1998). Ultradian rhythms in young and adult mice:further support for the basic rest-activity cycle. Physiology & Behavior Vol.64, No5, pp697-701.

Deprés-Brummer, P., Levi, F., Metzger, G. & Touitou, Y. (1995). Light-induced suppression of the rat circadian system. American Journal Physiology, 268: R1111-R1116.

Gerkema, M. P., Gross, G. A. & Daan, S. (1990). Differential elimination of circadian and ultradian rhythmicity by hypothalamic lesions in the common vole, Microtus arvalis. Journal of Biological Rhythms, Vol. 5, No 2,,pp 81-95.

Hofstetter, J. R., Mayeda, A. R., Possidente, B. & Nurnberger J. (1995). Quantitative trait loci (QTL) for circadian rhythms of activity in mice. Behavior genetics, Vol.25, No. 6.

Possidente, B & Stephan, F. K. (1988). Circadian period in mice: analysis of genetic and maternal contributions to inbred strain diffeences. Behavior genetics, Vol 18 N1.


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