La cognizione numerica nelle specie animali: abilità protomatematiche nell'anfibio anuro Bombina orientalis

Ricerche nell'ambito della psicologia comparata hanno rilevato soprattutto nell'ultimo decennio la presenza di abilità  proto-matematiche in specie animali filogeneticamente molto distanti e nei bambini in età  preverbale, abilità  che comprendono la possibilità  di rappresentare le quantità  del mondo esterno e di manipolarle in forma di confronto, di addizioni o sottrazioni, il tutto in assenza delle facoltà  linguistiche. Una delle forme pi๠semplici di rappresentazione delle quantità  à¨ legata alla discriminazione numerica, la capacità  ovvero di emettere giudizi di non eguaglianza tra gruppi di oggetti (Vallortigara et al., 2010). Tale prestazione puಠessere realizzata nel contesto di una selezione tra stimoli alimentari visibili o non visibili al momento della scelta, oppure ancora nel contesto del cosiddetto †œparadigma della violazione dell'aspettativa†� (Wynn, 1992). Nonostante le diversità  nelle procedure utilizzate, sono emersi degli evidenti parallelismi tra specie diverse †" parallelismi che includono la presenza di simili limiti nelle prestazioni (Feigenson et al., 2002) †" e che fanno propendere per un'origine ancestrale comune delle abilità  proto-matematiche (Piazza et al., 2004; Vallortigara et al., 2010). Lo studio parallelo dei substrati cerebrali che sottendono le diverse forme di valutazioni ha evidenziato nell'essere umano la presenza di una fondamentale indipendenza delle valutazioni proto-matematiche rispetto a quelle forme che richiedono l'accesso a facoltà  linguistiche (come l'atto del contare) ed individuato nel Solco intraparietale bilaterale l'area a livello della quale viene costruita una rappresentazione semantica non verbale delle quantità  numeriche (ovvero delle grandezze numeriche e delle relazioni tra numeri) (Dehaene et al., 2003; Piazza & Izard, 2009). A livello di questa regione e nella corteccia prefrontale sono stati individuati i cosiddetti number neurons, popolazioni di neuroni che rispondono selettivamente a specifiche numerosità  (Nieder et al., 2002). Tuttavia, al fine di poter concludere che una specie animale ਠin grado di rappresentare l'informazione numerica estratta dall'ambiente esterno, ਠnecessario escludere che la scelta, per esempio nel contesto della semplice discriminazione numerica, sia stata guidata da una qualsiasi delle variabili che tendono a co-variare con il numero, e che sono dette variabili continue. Questa operazione ਠchiaramente necessaria al fine di poter concludere che si tratta di una discriminazione propriamente numerica, piuttosto che di una discriminazione di quantità  (Vallortigara et al., 2010). Il presente lavoro si ਠposto come principale finalità  quella di sottoporre ad indagine sperimentale la presenza, nell'anfibio anuro Bombina orientalis, di una tendenza a discriminare tra gruppi contenenti differenti numerosità  di uno stimolo alimentare. Ciಠha compreso obiettivi come individuare eventuali limiti nelle capacità  discriminative dei soggetti (in particolare in relazione alla grandezza delle quantità  confrontate e al loro rapporto numerico), confrontare le prestazioni osservate con quelle note in altre specie animali al fine di individuare un terreno comune per le facoltà  cognitive in ambito proto-numerico e, infine, verificare il ruolo della variabile numerica e/o di eventuali altre variabili †œcontinue†� nel guidare la scelta dei soggetti. Un totale di 14 soggetti adulti appartenenti alla specie Bombina orientalis sono stati sottoposti a test ripetuti che li vedevano impegnati in un compito di scelta libera in un contesto di discriminazione numerica tra due gruppi di stimoli alimentari di differente numerosità . I soggetti compivano la scelta partendo da una posizione neutrale nei confronti dei due gruppi e in nessun caso venivano rinforzati. I risultati mostrano che i soggetti hanno espresso scelte statisticamente significative per il gruppo pi๠numeroso †" ciಠin linea con le previsioni dettate dalla teoria del foraggiamento ottimale †"nel caso dei confronti 1 vs. 2 (p=0.0009), 2 vs. 3 (p= 0.0489) ma non 3 vs. 4 (p= 0.4816), dimostrando quindi di essere in grado solo nei primi due casi di discriminare tra le due quantità  proposte. D'altra parte, aumentando la distanza tra le quantità  confrontate, ma mantenendone constante il rapporto, Bombina orientalis dimostra di riuscire a superare il limite precedentemente individuato di 3 unità , riuscendo dunque nelle discriminazioni 3 vs. 6 (p= 0.0046) e 4 vs. 8 (p= 0.0059) con rapporto pari ad ½, ma non 4 vs. 6 (p= 0.2241) con rapporto pari a 2/3. Questi risultati sono coerenti con quelli ottenuti in altre specie animali ed anche nei bambini in età  pre-verbale, con particolare riferimento alla presenza di un limite assoluto per la discriminazione di piccole numerosità  e un limite dipendente dal rapporto (che quindi segue la legge di Weber) per la discriminazione di †œgrandi†� quantità  (Feigenson & Carey, 2005; Feigenson et al., 2002). Gli esperimenti volti ad indagare la natura della rappresentazione numerica alla base delle prestazioni osservate si sono concentrati sull'esclusione delle variabili continue maggiormente sospettate di guidare la scelta degli anfibi anuri in un contesto alimentare. Tra queste hanno ricevuto particolari attenzioni il peso, il volume e l'area complessiva degli stimoli, la densità  degli stessi e il loro movimento. Si ਠtentato in particolare di pareggiare le suddette variabili continue tra i due gruppi nel caso di peso, densità  e movimento, mentre nel caso di volume e perimetro queste due variabili sono state poste contro il numero. I risultati ottenuti dimostrano che i soggetti conservano una preferenza statisticamente significativa per il gruppo pi๠numeroso quando peso, densità  e movimento sono equiparati tra i due gruppi. Anche quando volume e perimetro sono posti contro il numero (cioਠmaggiori nel gruppo meno numeroso), i soggetti continuano a preferire il gruppo numericamente maggiore. I risultati ottenuti, anche se necessitano di ulteriori approfondimenti, fanno propendere verso l'ipotesi che Bombina orientalis sia in grado di utilizzare l'informazione numerica estraendola dall'ambiente circostante nel contesto della risposta di predazione, ciಠche costituisce un ulteriore elemento a favore dell'esistenza di un †œcore knowledge system†� relativo all'ambito matematico condiviso tra le specie animali e quindi tra esse omologo.