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Os cérebros das formigas são órgãos incrivelmente sofisticados que lhes permitem coordenar padrões complexos de comportamento, como a organização de colônias. Agora, um grupo de pesquisadores liderados por Christian Gruber, do Instituto de Farmacologia da MedUni Vienna, desenvolveu um método que permite estudar a química do cérebro das formigas e obter informações sobre os processos neurobiológicos dos insetos. As descobertas podem ajudar a explicar a evolução do comportamento social no reino animal e esclarecer a bioquímica de certos sistemas hormonais que se desenvolveram de maneira semelhante em formigas e humanos. Para o estudo, os pesquisadores usaram uma combinação de imagem de espectrometria de massa de alta resolução (MSI) e microtomografia computadorizada (µCT) para mapear a distribuição tridimensional de neuropeptídeos no cérebro de duas espécies de formigas: a formiga cortadeira (Atta sexdens ) e a formiga preta de jardim (Lasius niger).
Pesquisadores do MedUni Vienna, do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha em Bremen e da Universidade de Bremen desenvolveram um novo método para estudar os cérebros de insetos sociais, que medem apenas alguns milímetros de tamanho. No futuro, sua abordagem pode desempenhar um papel decisivo na pesquisa de processos neurobiológicos fundamentais. O método integra dados químicos tridimensionais em um modelo anatômico de alta definição, permitindo a visualização imparcial da neuroquímica 3D em seu ambiente anatômico específico. Publicado na revista PNAS Nexus, o estudo mostrou que alguns peptídeos de formigas, como os peptídeos relacionados à taquiquinina TK1 e TK4, são amplamente distribuídos em muitas áreas do cérebro de ambas as espécies, enquanto outros peptídeos, incluindo a miossupressina, são encontrados apenas em regiões específicas. Os pesquisadores também notaram diferenças entre as duas espécies – um grande número de peptídeos foi encontrado no lobo óptico de L. niger, mas apenas um (um peptídeo semelhante ao ITG) foi identificado na mesma região em A. sexdens.
A principal característica do novo método é que uma abordagem correlativa é usada para analisar os dados. Isso significa que mapas 3D da distribuição de neuropeptídeos e modelos anatômicos 3D são agrupados com precisão, gerando dois mapas que ajudam a navegar no cérebro das formigas. Cada mapa contém informações diferentes, o que é fundamental para estudar órgãos com alta plasticidade, como os cérebros de insetos sociais, que são particularmente difíceis de analisar devido à complexa divisão do trabalho e sistema de castas nas colônias de formigas. Com base em estudos anteriores de imagens MS de neuropeptídeos em sistemas de modelo de invertebrados, esta abordagem representa um método promissor para estudar processos neurobiológicos fundamentais, visualizando a neuroquímica 3D sem distorção em seu próprio ambiente anatômico complexo.
“Essas descobertas têm o potencial de alterar fundamentalmente a maneira como estudamos processos neurobiológicos complexos. Nosso método abre novas perspectivas quando se trata de observar os cérebros de insetos sociais mais de perto e entender melhor o funcionamento dos sistemas nervosos, onde a química e a anatomia estão totalmente sintonizadas”, comentou o principal autor Benedikt Geier, que trabalhou ao lado da co-autora Esther Gil Mansilla. “Em termos de neurobiologia, as formigas são uma espécie modelo. Devido às estruturas extremamente complexas das colônias de formigas, esse método poderá ser aplicado no futuro para entender vários fatores, incluindo a evolução do comportamento social no reino animal ou a bioquímica de certos sistemas hormonais que se desenvolveram de maneira semelhante. tanto em formigas quanto em humanos”, relatou Christian Gruber.
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