L’olfatto del cane: un universo straordinario che la scienza sta esplorando

1. Come è nato il laboratorio di Teramo

A Teramo, il professor Andrea Mazzatenta ha dato vita al primo laboratorio in Europa dedicato allo studio dell’olfatto del cane.

Appassionato cinofilo, Andrea Mazzatenta, docente di psicobiologia e psicologia animale, da sempre si è occupato di olfatto, prima all'Università di Pisa e, oggi in Abruzzo, all'Università di Chieti-Pescara e a quella di Teramo.

«Lavorando in Abruzzo, anche a seguito degli eventi sismici, è apparso evidente come l’uso dei cani da ricerca fosse fondamentale per salvare vite», racconta il professore.

«Ormai è assodato che il cane è un modello per l’uomo perché, pur essendoci differenze nella fisiologia, condivide con noi la vita. È una particolarità importante. Vive con noi, nelle nostre case, spesso ci segue al lavoro, mangia anche quello che mangiamo noi e quindi è diventato un modello per una serie di studi. In particolare per l’olfatto».

Da qui l’idea di creare un laboratorio che si dedicasse esclusivamente allo studio dell’olfatto canino: «All’epoca non esisteva nulla di simile al mondo. Pochi anni fa la professoressa Alexandra Horowitz mi ha anticipato, creando un laboratorio dedicato all'olfatto del cane alla Columbia University. Noi siamo i secondi al mondo, i primi in Europa, siamo nati per trasferire le conoscenze biologiche, fisiologiche e psicobiologiche sull’olfatto del cane anche alla pratica».

Sì, perché il progetto dell’Università di Teramo non ha solo finalità accademiche. L’obiettivo è collaborare con enti e istituzioni, tra cui la Protezione civile, i Carabinieri, i Vigili del Fuoco e così via, per formare e certificare cani e operatori per le specialità basate sulle capacità olfattive del cane: ricerca in superficie e su macerie, antidroga, antitumore, antidiabete, ricerca cadaveri, attività forensi eccetera.

Conoscere come funziona il naso del cane, saper leggere i segnali che il cane invia permette di ottenere risultati migliori nel lavoro, nel pieno rispetto del suo benessere.

2. Il naso e... il GPS

Il dottor Mazzatenta e il suo laboratorio collaborano, dunque, con le Forze dell'ordine, la Guardia di Finanza, la Protezione civile e così via per informare i conduttori cinofili su come funzioni la fisiologia del naso del cane.

«Apprendendo alcune regole della fisiologia del cane, i conduttori si rendono conto quando devono fare una pausa e quando possono continuare, imparano a leggere alcuni segnali particolari che il cane invia.
Abbiamo fatto una serie di tesi, per esempio con i Vigili del Fuoco sui cani che lavorano per la ricerca dispersi su macerie, e con la Guardia di Finanza per capire come opera il cane antidroga in situazioni pseudo-reali, in particolare quali sono i segnali anticipatori che il cane invia prima dell’identificazione della sostanza.
Con i Carabinieri abbiamo fatto un lavoro dedicato al benessere del cane: perché se i cani stanno bene, lavorano meglio».

Una tesi molto interessante è stata realizzata dalla tesista Sara Ussoli, commissario della Regione Emilia Romagna che lavora con i cani da ricerca in superficie:
«Abbiamo installato un GPS nella pettorina di un cane da ricerca in superficie. Altri GPS sono stati dati a un figurante che fa il disperso e ad altri figuranti che fanno i “confondenti”, si aggirano nell’area delle ricerche, “sporcando” la pista.
Con il GPS riusciamo a seguire il percorso del cane e del disperso, oltre a registrare parametri ambientali quali la temperatura e la direzione del vento. Abbiamo, così, notato come il cane sia preciso nel seguire esattamente la scia odorosa lasciata dalla persona, ossia il “volaboloma”.
Siamo in grado di dire se il cane sta lavorando bene, se ha bisogno di fare una pausa, e di comparare le varie tecniche di ricerca, per capire quale sia la più idonea sia alla risoluzione del problema, cioè trovare il disperso, sia ad assicurare il benessere del cane. Alcune tecniche, infatti, prevedono uno stress fisico importante.
Per esempio, nella tecnica chiamata “scovo con l’invio”, il conduttore dice al cane dove andare: questa tecnica fa stancare molto il cane, perché lavora molto più a lungo e copre un percorso molto più ampio. Invece, con la tecnica di “selezione olfattiva”, il cane va a caccia del disperso utilizzando solo l’olfatto.
Si stanca di meno, fa meno strada, addirittura fa meno strada del disperso, perché se può taglia la pista. Si tratta di una tecnica non stressante per il cane, lo rende utile per più prove durante il giorno e il successo è quasi garantito».

3. Un super olfatto!

Perché il cane vanta un super olfatto? Quali sono le differenze tra il nostro sistema olfattivo e il suo?

A risponderci è ancora il professor Mazzatenta: «Le differenze più importanti sono due.
- La prima è anatomica: nel naso del cane e dell’uomo c’è l’epitelio sensoriale, formato da neuroni olfattivi. Questi neuroni terminano sulla superficie dell’epitelio esposta all’aria con delle ciglia. Il numero di ciglia nei neuroni olfattivi dell’uomo è circa dieci, nei cani circa cento.
Nella membrana delle ciglia sono espressi i recettori che legano gli odoranti: il cane, quindi, ha un fattore dieci volte più numeroso di quello umano. Immaginiamo la potenza del suo naso!
Se il cane annusa una molecola su “N” milioni, noi dobbiamo spostare molto in su l’asticella: per noi quegli odori non esistono, non abbiamo la “strumentazione” per sentirli.
- La seconda differenza riguarda i recettori: nel cane troviamo circa 900 molecole nei recettori, mentre nell’uomo sono circa 400. Anche qui il cane ha una potenza nel “leggere” il mondo più che doppia rispetto a noi.
Il naso del cane, dunque, non solo è più sensibile perché ha più ciglia, ma nelle ciglia ci sono recettori che noi non abbiamo. Il cane riesce a leggere e combinare gli odori in modo assolutamente peculiare, noi non possiamo nemmeno immaginare quello che un segnale olfattivo può generare nel suo cervello.
Riesce a leggere sfumature per noi assolutamente irraggiungibili. Ecco perché in un supermercato affollato il cane può seguire la traccia del proprietario pur essendoci centinaia di altre tracce umane».

4. Una “macchina” perfetta

Come funziona il sistema olfattivo? "In natura, noi annusiamo profumi, non odori. Prendiamo, per esempio, il caffè», ci spiega Mazzatenta. 
«Il caffè è una delle percezioni più complesse perché ci sono migliaia di odoranti rilasciati nel vapore del caffè caldo.
Queste migliaia di odoranti, una volta che entrano nel naso, vanno a stimolare i recettori e ognuno di questi odoranti è letto come odore. Si passa, quindi, dalla molecola chimica, l’odorante, alla sua percezione psicologica, l’odore.
Tutti questi odori messi insieme danno il profumo del caffè. In natura, qualsiasi cosa annusiamo è sempre una mescola di odoranti a varie concentrazioni.
Annusiamo sempre profumi piacevoli o spiacevoli, e ciò richiede uno sforzo importante da parte del sistema nervoso.
Quando queste mescole arrivano nel naso, il sistema scompone il segnale in singoli elementi, quindi il cervello, partendo dal bulbo olfattivo, li ricombina associandoli con l’area della memoria e delle emozioni per “dare” un nome a quel profumo, per esempio il profumo di caffè.
Tutto questo è legato anche alle emozioni: annusare il caffè mi genera un’emozione positiva, negativa o neutra?».

Tra tutti i sensi, l’olfatto è il più antico, precedente alla comparsa del talamo, struttura coinvolta in tutti gli altri sistemi sensoriali. Al contrario, il sistema olfattivo invia i segnali in diverse parti del cervello ma non nel talamo. Ecco perché gli scienziati non sono ancora riusciti a capire esattamente come si costruisca il segnale olfattivo.

Sappiamo quali sono le vie interessate ma la loro integrazione non è facile. Nel cane, poi, sono presenti sette sistemi chemiosensoriali, quindi le cose si fanno più complesse.

Oltre all’olfatto e al gusto, c’è l’organo di Jacobson, deputato alla percezione dei feromoni. I feromoni coinvolgono una zona antica del cervello, il sistema limbico, stimolando l’ipotalamo, la struttura che determina la secrezione degli ormoni.

Ecco perché la sessualità è legata ai feromoni: l’ipotalamo, infatti, produrrà gli ormoni necessari ai vari compiti, dal corteggiamento alla riproduzione. Così per la territorialità, l’aggressività... Il tutto associato all’amigdala che è legata alle emozioni.

Poi abbiamo il sistema del Masera, un piccolo organo che si trova nel naso, il nervo terminale (o nervo zero), il nervo trigemino e il sistema dei gangli nasali che si trova sulla punta del naso e ha la funzione di farci fare lo sniffing, ossia di inspirare rumorosamente.

Quando i cani fanno questo gesto, attivano i gangli nasali che servono a portare più molecole chimiche possibili al sistema olfattivo perché siano valutate». Insomma, un universo complesso e davvero affascinante.

5. Gli utilizzi dell’olfatto canino sono molti e in crescita

Il laboratorio di Teramo non studia solo le potenzialità dell’olfatto del cane ma vuole dare un aiuto concreto a tutte le persone che operano con i cani nel tentativo di creare pratiche condivise che garantiscano risultati efficaci e, non meno importante, assicurino il pieno benessere del cane che lavora.

Le applicazioni del naso del cane sono infinite, dai cani antidroga e antivaluta a quelli che fanno ricerca su macerie e in superficie, da quelli in grado di individuare gli acceleranti per gli incendi o gli apparati elettronici ai cani impiegati dai Carabinieri Forestali.

Ci sono cani addestrati a fiutare i tumori e i cadaver dog, in grado di segnalare cadaveri sommersi.

«Stiamo formando i cani per allerta diabete che possono segnalare l’arrivo di una crisi ipoglicemica: è un ambito delicato e complesso.
E poi ci sono le applicazioni nell’odorologia forense, tecnica criminalistica che permette di raccogliere le impronte olfattive lasciate sulla scena del crimine.
Come si collezionano le impronte digitali, che possono essere indizi importanti in un reato, così si possono collezionare anche le tracce olfattive: magari un criminale si è coperto per non lasciare impronte ma disperde comunque il volaboloma, cioè l’insieme delle molecole odorose che ogni essere umano lascia dietro di sé e che il cane è perfettamente in grado di individuare».

Sapere come funziona il naso dei nostri amici, dunque, non solo può aiutare a salvare vite umane ma fa sì che il benessere dei cani sia assicurato in ogni momento.

Non dimentichiamoci che queste creature meravigliose non sono macchine, strumenti da sfruttare, ma amici che mettono a nostra disposizione le loro capacità e ci regalano il loro aiuto senza chiedere nulla in cambio, felici di farlo.