Ya sea consciente de ello o no, cuando ingresamos a un nuevo espacio, usamos nuestro sentido del olfato para evaluar si es seguro o una amenaza. De hecho, para gran parte del reino animal, esta capacidad es necesaria para la supervivencia y la reproducción. Investigadores del Instituto Del Monte para la Neurociencia de la Universidad de Rochester están encontrando nuevas pistas sobre cómo el sistema sensorial olfativo ayuda en la evaluación de amenazas y han encontrado neuronas que “aprenden” si un olor es una amenaza.
“Estamos tratando de comprender cómo los animales interactúan con el olfato y cómo eso influye en su comportamiento en contextos sociales y no sociales amenazantes”, dijo Julian Meeks, Ph.D., investigador principal del Laboratorio de quimiosensación y aprendizaje social. “Nuestra investigación reciente nos brinda herramientas valiosas para usar en nuestro trabajo futuro y conecta conjuntos específicos de neuronas en nuestro sistema olfativo con la memoria de olores amenazantes”.
Aprendiendo a oler una amenaza
La forma en que el cerebro responde a una amenaza social puede estar guiada por el olfato. En ratones, los investigadores han identificado un conjunto específico de neuronas en el sistema olfativo accesorio que puede aprender el olor de otro ratón que es una amenaza potencial. Estos hallazgos se describen en un artículo publicado recientemente en The Journal of Neuroscience.
“Sabíamos que la agresión territorial aumenta en un ratón macho residente cuando se le presenta repetidamente al mismo macho”, dijo Kelsey Zuk, Ph.D., quien fue la primera autora de esta investigación. “Investigaciones anteriores han demostrado que este comportamiento está guiado por los olores sociales; nuestra investigación lleva lo que sabemos un paso más allá. Identifica en qué parte del sistema olfativo está sucediendo esto. Ahora sabemos que la plasticidad está ocurriendo entre las neuronas y la agresión entre el macho los ratones pueden ser impulsados por la memoria formada por el olfato”.
Los investigadores descubrieron que las neuronas “inhibitorias” (células nerviosas que actúan silenciando a sus parejas sinápticas) en un área del cerebro responsable de interpretar los olores sociales se vuelven muy activas y cambian su función cuando los machos se encuentran repetidamente y aumentan su agresión territorial. Al interrumpir las neuronas asociadas con la neuroplasticidad (aprendizaje) en el bulbo olfativo accesorio, los investigadores revelaron que la agresión territorial disminuyó, vinculando los cambios en la función celular en el circuito de detección de feromonas del cerebro con cambios en las respuestas conductuales a las amenazas sociales.
“Abolió la agresión rampante que normalmente se exhibe”, dijo Zuk. “Esto indica que esta población temprana de neuronas inhibitorias sensoriales juega un papel fundamental en la regulación de la respuesta conductual a los olores sociales”.
Meeks fue el autor principal de este artículo. Otros autores incluyen a Jinxin Wang, Ph.D., del Centro Médico de la Universidad de Rochester y Hillary Cansler, Ph.D., de la Facultad de Medicina de la Universidad de Florida. La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud.
Un olor novedoso a una amenaza
La evaluación de amenazas también se produce cuando un animal navega por olores desconocidos, por ejemplo, el olor de un depredador que nunca ha encontrado. Los investigadores del laboratorio de quimiosensación y aprendizaje social han descubierto que un olor novedoso de depredador, es decir, el olor de una serpiente a un ratón, hizo que el animal se involucrara en un comportamiento de evaluación de amenazas, sin actuar “temeroso” ni “seguro”.
“Esto ofrece pistas sobre cómo los olores químicos emitidos por los depredadores estimulan la evaluación de amenazas en el cerebro”, dijo Jinxin Wang, Ph.D., primer autor de un artículo publicado en eNeuro. “Identificar cambios en los patrones de comportamiento animal nos ayuda a comprender mejor cómo se procesan los olores amenazantes en el cerebro”.
Los investigadores utilizaron el seguimiento de video para observar el movimiento y la postura de los ratones que exploraban entornos familiares con diferentes olores, como otros ratones y serpientes. Wang y sus colegas desarrollaron un enfoque de aprendizaje automático híbrido que les ayudó a descubrir que los ratones responden a los olores de los nuevos depredadores de formas únicas y distinguibles de cómo reaccionan los ratones a los olores de los no depredadores. Estos comportamientos no eran temerosos ni seguros, sino más bien un estado de evaluación.
“Estos hallazgos ofrecen nuevas pistas sobre cómo los olores afectan el comportamiento social y lo que pueden significar para la supervivencia, pero este estudio también ofrece nuevas herramientas que impulsarán esta ciencia”, dijo Meeks, autor principal de este estudio. “Combinamos métodos que tenían limitaciones conocidas para mejorar la precisión, la profundidad de la información y la interpretación humana de los datos recopilados. Creemos que este enfoque será valioso para futuras investigaciones sobre cómo las mezclas de olores químicos emitidos por los depredadores estimulan la evaluación de amenazas en el cerebro.”
Otros autores incluyen a Paniz Karbasi, Ph.D., y Liqiang Wang, Ph.D., del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas.
Fuente: Medical Xpress.
