Trial-History and Spatial Biases Shape Perceptual Decision-Making in Archerfish
Questo studio dimostra che il pesce arciere, nonostante la mancanza di una corteccia laminata, esibisce principi decisionali conservati come i bias della storia dei tentativi e spaziali simili a quelli di mammiferi e uccelli, mostrando al contempo adattamenti unici alla mancanza di ricompensa.
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Le decisioni vengono raramente prese nel vuoto. Quando un animale sceglie tra due opzioni, quella scelta è spesso plasmata non solo da ciò che vede in quel momento, ma anche da ciò che è accaduto poco prima. Gli scienziati chiamano queste influenze "storia del tentativo" (trial-history) e "bias spaziale". La storia del tentativo è la tendenza a ripetere un'azione precedente o a cambiarla in base al fatto che il tentativo precedente sia stato premiato o meno. Il bias spaziale è una preferenza sottile, spesso inconscia, per una posizione specifica, anche quando tale posizione non offre alcun vantaggio rispetto ad altre. Per decenni, i ricercatori hanno studiato questi modelli nei mammiferi e negli uccelli, scoprendo che i nostri cervelli pesano costantemente le esperienze passate rispetto ai segnali attuali per guidare il comportamento. Ma rimaneva una lacuna importante in questa comprensione: sapevamo molto poco su come queste regole si applichino ai pesci, in particolare a quelli con cervelli costruiti in modo molto diverso dal nostro. I pesci mancano della struttura cerebrale esterna stratificata tipica dei mammiferi, portando a una domanda di lunga data nella scienza: le regole del processo decisionale sono universali tra i vertebrati, o cambiano a seconda di come il cervello di un animale è cablato?
Per rispondere a questo, un team di ricercatori si è rivolto al pesce arcere, un pesce tropicale famoso per la sua capacità di sparare getti d'acqua per far cadere gli insetti dai rami sospesi. In natura, questi pesci sono maestri cacciatori, ma in laboratorio sono diventati soggetti per una serie di esperimenti di scelta. I ricercatori hanno allestito una vasca con un monitor sopra l'acqua, che mostrava due immagini affiancate. Nella prima serie di esperimenti, le immagini erano un ragno e una formica. I pesci sono stati addestrati a colpire un'immagine specifica per ricevere una pastiglia di cibo, mentre colpire l'altra non produceva nulla. Occasionalmente, i ricercatori eseguivano dei tentativi di "saggio" (probe trials) in cui non veniva fornito alcun cibo, indipendentemente da quale immagine il pesce scegliesse, per vedere se il pesce avrebbe cambiato il proprio comportamento quando la ricompensa scompariva.
I risultati hanno rivelato un modello di processo decisionale complesso e sorprendentemente simile a quello umano. Il pesce arcere non ha semplicemente imparato a scegliere l'immagine corretta e a mantenere la scelta. Al contrario, le sue scelte erano fortemente influenzate dalla storia dei suoi tentativi recenti. Se un pesce aveva appena scelto una determinata forma, era più propenso a scegliere nuovamente quella stessa forma nel tentativo successivo, anche se era quella sbagliata. Questo bias di "storia dello stimolo" significava che molti degli errori dei pesci non erano dovuti a un'incapacità di distinguere tra il ragno e la formica, ma piuttosto all'abitudine di ripetere la scelta precedente. Inoltre, i pesci mostravano comportamenti di tipo "rimani/cambia" (stay/switch) basati sulle ricompense. Alcuni pesci tendevano a mantenere una posizione dopo una vittoria, mentre altri cambiavano posizione dopo una perdita, o addirittura evitavano una posizione che li aveva appena premiati. Questi modelli cambiavano lentamente nel tempo, spostandosi come un sistema meteorologico piuttosto che rimanere fissi.
Forse la cosa più sorprendente era la reazione del pesce all'assenza di cibo. In molti altri animali, come i roditori, l'interruzione improvvisa della ricompensa causa un calo immediato e visibile delle prestazioni o una ricerca frenetica di una nuova soluzione. Il pesce arcere, tuttavia, rimaneva straordinariamente costante. Quando il cibo veniva trattenuto durante i tentativi di saggio, il pesce continuava a colpire con la stessa precisione e lo stesso impegno di quando veniva nutrito. Non andava nel panico né cambiava strategia; continuava semplicemente a fare ciò che stava facendo. Ciò suggerisce che, sebbene i pesci condividano gli stessi fondamentali bias decisionali dei mammiferi — affidandosi ai risultati passati e alle preferenze di posizione — essi gestiscono i cambiamenti nel loro ambiente con un tipo diverso di stabilità.
Lo studio ha anche esplorato se questi abitudini fossero specifiche delle immagini del ragno e della formica o se fossero una caratteristica generale del modo in cui i pesci pensano. Quando i ricercatori hanno sostituito gli insetti con semplici forme astratte, come un cerchio rosso e un triangolo, sono emersi gli stessi modelli. I pesci mostravano ancora bias verso posizioni specifiche e ripetevano le loro scelte precedenti, dimostrando che queste regole decisionali sono una parte centrale del toolkit cognitivo del pesce arcere, non solo una reazione a un tipo specifico di immagine.
Colmando il divario tra pesci e mammiferi, questa ricerca suggerisce che i mattoni fondamentali del processo decisionale sono antichi e conservati attraverso l'evoluzione dei vertebrati. Anche con cervelli che non si somigliano affatto, sia i pesci arcieri che gli esseri umani si affidano agli stessi principi di base: siamo tutti influenzati da dove siamo stati, da ciò che abbiamo appena fatto e dal fatto che siamo stati ricompensati o meno. Il pesce arcere, con il suo sguardo fermo e il suo tiro costante, ci mostra che queste abitudini mentali non sono un prodotto di una complessa corteccia mammaliana, ma una parte fondamentale dell'essere un vertebrato. Lo studio non pretende di aver risolto il mistero del cervello del pesce, ma ha mappato con successo il terreno, mostrando che le regole della scelta sono molto più universali di quanto precedentemente pensato, persistendo anche in creature che si sono separate dalla nostra linea evolutiva centinaia di milioni di anni fa.
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