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Conscientes disso ou não, ao entrar em um novo espaço, usamos nosso olfato para avaliar se é seguro ou uma ameaça. Na verdade, para grande parte do reino animal, essa habilidade é necessária para sobrevivência e reprodução. Pesquisadores do Instituto Del Monte de Neurociência da Universidade de Rochester estão encontrando novas pistas de como o sistema sensorial olfativo auxilia na avaliação de ameaças e encontraram neurônios que “aprendem” se um cheiro é uma ameaça.
“Estamos tentando entender como os animais interagem com o olfato e como isso influencia seu comportamento em contextos sociais e não sociais ameaçadores”, disse Julian Meeks, PhD, pesquisador principal do Chemosensation and Social Learning Laboratory. “Nossa pesquisa recente nos dá ferramentas valiosas para usar em nosso trabalho futuro e conecta conjuntos específicos de neurônios em nosso sistema olfativo à memória de cheiros ameaçadores”.
Aprendendo a cheirar uma ameaça
Como o cérebro responde a uma ameaça social pode ser guiado pelo cheiro. Em ratos, os pesquisadores identificaram um conjunto específico de neurônios no sistema olfativo acessório que pode aprender o cheiro de outro rato que é uma ameaça potencial. Essas descobertas são descritas em um artigo publicado recentemente na O Jornal da Neurociência.
“Sabíamos que a agressão territorial aumenta em um camundongo macho residente quando é repetidamente apresentado ao mesmo macho”, disse Kelsey Zuk, PhD, que foi o primeiro autor desta pesquisa. “Pesquisas anteriores mostraram que esse comportamento é guiado por cheiros sociais – nossa pesquisa leva o que sabemos um passo adiante. Ela identifica onde no sistema olfativo isso está acontecendo. Agora sabemos que a plasticidade está acontecendo entre os neurônios e a agressão entre os camundongos machos podem ser guiados pela memória formada pelo olfato.”
Os pesquisadores descobriram que os neurônios “inibitórios” (células nervosas que agem silenciando seus parceiros sinápticos) em uma área do cérebro responsável por interpretar cheiros sociais tornam-se altamente ativos e mudam de função quando os machos se encontram repetidamente e aumentam sua agressão territorial. Ao interromper os neurônios associados à neuroplasticidade – aprendizado – no bulbo olfativo acessório, os pesquisadores revelaram que a agressão territorial diminuiu, ligando mudanças na função celular no circuito de detecção de feromônios do cérebro a mudanças nas respostas comportamentais a ameaças sociais.
“Ele aboliu a agressividade crescente que normalmente é exibida”, disse Zuk. “Isso indica que essa população de neurônios inibitórios sensoriais precoces desempenha um papel crítico na regulação da resposta comportamental aos cheiros sociais”.
Meeks foi o autor sênior deste artigo. Autores adicionais incluem Jinxin Wang, PhD, do University of Rochester Medical Center e Hillary Cansler, PhD, University of Florida College of Medicine. A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde.
Um novo cheiro de uma ameaça
A avaliação da ameaça também ocorre quando um animal navega por cheiros desconhecidos. Por exemplo, o cheiro de um predador que nunca encontrou. Pesquisadores do Laboratório de Quimiossensação e Aprendizagem Social descobriram que um novo cheiro de predador, ou seja, o cheiro de uma cobra para um rato, fez com que o animal se envolvesse em um comportamento de avaliação de ameaça – nem agindo com “medo” nem “seguro”.
“Isso oferece pistas sobre como os odores químicos emitidos por predadores estimulam a avaliação de ameaças no cérebro”, disse Jinxin Wang, PhD, primeiro autor de um artigo publicado em eNeuro. “Identificar mudanças nos padrões de comportamento animal nos ajuda a entender melhor como os cheiros ameaçadores são processados no cérebro”.
Os pesquisadores usaram rastreamento de vídeo para observar o movimento e a postura de camundongos explorando ambientes familiares com diferentes odores – como outros camundongos e cobras. Wang e seus colegas desenvolveram uma abordagem híbrida de aprendizado de máquina que os ajudou a descobrir que os camundongos respondem a novos odores de predadores de maneiras únicas e distinguíveis de como os camundongos reagem a odores não predadores. Esses comportamentos não eram de medo nem seguros, mas sim um estado de avaliação.
“Essas descobertas oferecem novas pistas sobre como os cheiros afetam o comportamento social e o que isso pode significar para a sobrevivência, mas este estudo também oferece novas ferramentas que impulsionarão essa ciência”, disse Meeks, autor sênior deste estudo. “Combinamos métodos que tinham limitações conhecidas para melhorar a precisão, a profundidade da informação e a capacidade de interpretação humana dos dados coletados. Achamos que essa abordagem será valiosa para pesquisas futuras sobre como as misturas de odores químicos emitidos por predadores estimulam a avaliação de ameaças em o cérebro.”
Autores adicionais incluem Paniz Karbasi, PhD, e Liqiang Wang, PhD, da University of Texas Southwestern Medical Center. A pesquisa foi apoiada pelo Instituto Nacional de Surdez e Outros Distúrbios da Comunicação.
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