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As canções de amor são pelo menos tão populares no reino animal quanto no rádio. A importância de fazer uma serenata musical para o seu verdadeiro amor impulsionou os enredos da Décima Segunda Noite à Trombeta do Cisne e aos Pés Felizes.
A mais recente exploração da música no mundo natural está ocorrendo no laboratório de Mala Murthy no Instituto de Neurociências de Princeton, onde Murthy e seu grupo de pesquisa usaram imagens neurais, optogenética, captura de movimento, modelagem e inteligência artificial para identificar precisamente onde e como uma fruta o cérebro de fly alterna entre seu solo padrão e sua serenata de acasalamento. Sua pesquisa aparece na edição atual da revista Natureza.
“Para mim é muito gratificante que, numa equipa de cientistas excepcionais vindos de diferentes formações, tenhamos unido forças e metodologias para descobrir as principais características de um circuito neural que pode explicar um comportamento complexo – o padrão da canção de cortejo,” disse Frederic Römschied, primeiro autor deste artigo e ex-bolsista de pós-doutorado no laboratório de Murthy. Ele é agora líder de grupo no Instituto Europeu de Neurociências em Göttingen, Alemanha.
“Pode ser uma surpresa descobrir que as moscas da fruta que voam à volta da sua banana podem cantar, mas é mais do que música, é comunicação”, disse Murthy, professor de Karol e Marnie Marcin ’96 e diretor do Instituto de Neurociências de Princeton. “É uma conversa, com idas e vindas. Ele canta, e ela diminui a velocidade, e ela se vira, e então ele canta mais. Ele está constantemente avaliando o comportamento dela para decidir exatamente como cantar. Eles estão trocando informações desta forma. Ao contrário de um pássaro canoro, que canta sua canção do poleiro, ele sintoniza tudo com o que ela está fazendo. É um diálogo.”
Ao estudar como funcionam esses minúsculos cérebros, os pesquisadores esperam desenvolver insights que serão úteis em cérebros maiores e mais complexos, que são milhões de vezes mais difíceis de estudar. Em particular, a equipe de Murthy está tentando determinar como o cérebro decide qual comportamento é apropriado em qual contexto.
“Uma das capacidades mais impressionantes do cérebro é a sua capacidade de gerar padrões de comportamento que são apropriados em contextos específicos”, disse Max Aragon, um estudante do quinto ano de pós-graduação no laboratório de Murthy. “Por exemplo, a maneira como você fala com um grupo de amigos próximos em uma cafeteria é provavelmente muito diferente da maneira como você fala com parentes durante um jantar. O que está acontecendo no cérebro que nos permite gerar essa flexibilidade comportamental?”
Um namoro de mosca-das-frutas em música
Semelhante aos grilos e aos gafanhotos, as moscas-das-frutas também usam as asas para cantar, mas estendem-se e vibram uma asa de cada vez. Para Drosophila melanogaster, apenas os machos das moscas da fruta cantam. As fêmeas respondem afastando-se ou diminuindo a velocidade para permitir que o macho se aproxime. As moscas-das-frutas machos não podem forçar o acasalamento; ele tem que cortejá-la.
“Ele a persegue e canta para ela, e ela escolhe se vai ou não diminuir a velocidade para ele”, disse Murthy. “Eles farão essa dança por cerca de 20 minutos, até que ela diminua o ritmo o suficiente para acasalar. Ele cantará centenas de ‘canções musicais’ para ela durante o namoro.”
As lutas musicais mais simples duram apenas uma fração de segundo, e as lutas complexas podem durar vários segundos.
Murthy tocou um clipe da serenata da mosca da fruta, amplificado milhares de vezes: uma série de pulsações misturadas com tons mais musicais.
“Essa é a verdadeira música. Não é desacelerada ou acelerada”, disse Murthy. “É tão silencioso que, mesmo que a mosca da fruta pouse no seu ouvido, você não ouvirá. Você precisa amplificá-la, porque as moscas da fruta têm asas minúsculas, mas é isso. Na verdade, é isso que ele está cantando para ela.”
Os “pulsos” são os sons que o macho emite quando está mais longe, para chamar a atenção da fêmea, e a serenata mais melodiosa que ele faz de perto é a canção “sine”. Há um terceiro modo, “complexo”, que alterna entre músicas pulsadas e senoidais.
Enquanto ele persegue e ela evita ou incentiva sua abordagem, a música oscila entre canções simples de pulso e serenatas complexas de pulso e seno. Ela parece gostar do padrão alternado também. Na linguagem clínica da academia, o artigo diz: “A complexidade do Songbout pode ser desejável para a mulher, já que a maioria dos episódios imediatamente anteriores à cópula são complexos”.
Apostas ousadas em Princeton em pesquisas movidas pela curiosidade
Vários recursos de Princeton contribuíram para responder à pergunta. A equipe usou LEAP (LEAP Estimates Animal Pose) e sua próxima geração SLEAP (Social LEAP Estimates Animal Poses), ambas ferramentas de captura de movimento baseadas em aprendizagem profunda desenvolvidas por uma colaboração anterior de Princeton, que quantificou exatamente como as moscas estão se movendo e onde eles estão em relação um ao outro. Além disso, a imagem neural das moscas foi realizada no Bezos Center for Neural Circuit Dynamics, financiado por doações.
“Princeton é um lugar especial que incentiva a colaboração entre cientistas com conhecimentos diversos, da neurociência computacional à física e muito mais”, disse Aragon. “O PNI, em particular, é um instituto relativamente pequeno, então há uma boa chance de encontrar alguém com uma ótima ideia que resolva exatamente um problema que você está enfrentando em seu trabalho.”
“Estar em Princeton e trabalhar com Mala Murthy criou uma atmosfera extremamente favorável, onde ideias novas eram sempre encorajadas e o caminho da ideia à experiência era livre de obstáculos burocráticos”, concordou Römschied.
Usando o SLEAP, os pesquisadores mostraram que a principal causa para a mudança entre o modo solo e o modo serenata era a proximidade – o quão próximos os machos e as fêmeas das moscas da fruta estavam.
“Nosso trabalho descobriu uma chave seletora em seu cérebro”, disse Murthy. “Quando o interruptor está acionado, ele pode cantar uma música longa e bonita e, imediatamente, quando ele se separa dela um pouquinho, o interruptor é desativado e ele está apenas cantando uma música simples. Mostramos que esse circuito neural opera em dois regimes através do switch. Você não precisa de um circuito separado para gerar uma música diferente. Isso não havia sido mostrado antes.
“Adoro a ideia de um circuito que alterna entre regimes”, continuou ela. “É tão simples. Você não precisa ficar criando novos circuitos para cada novo comportamento. É uma solução tão boa e elegante.”
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