
Un equipo interdisciplinar de investigadores del Instituto Del Monte para la Neurociencia de la Universidad de Rochester, en Nueva York (EE UU), desvela cómo el sistema sensorial del olfato es una gran ayuda para evaluar amenazas. Han identificado en roedores las neuronas del sistema olfativo que detectan si al entrar en un nuevo entorno hay una posible amenaza.
Julian Meeks, principal autor del estudio que aparece en las páginas de The Journal of Neuroscience, destaca que tratan de entender cómo los animales interactúan con el olfato y cómo eso influye en su comportamiento en contextos sociales y no sociales amenazantes. “Nuestra investigación ofrece herramientas valiosas para usar en nuestro trabajo futuro y conecta conjuntos específicos de neuronas en nuestro sistema olfativo con la memoria de olores amenazantes”.
En este trabajo se dice, entre otras cosas, que el sistema olfativo accesorio (AOS) juega un papel vital en el comportamiento social quimiosensorial de los roedores. Estos neurocientíficos estudiaron la plasticidad dependiente de la experiencia en el bulbo olfativo accesorio (AOB) y descubrieron que las células granulares internas (IGC) expresan el gen inmediato-temprano Arc, después del paradigma residente-intruso, y aumentan su excitabilidad durante varios días.
Investigaron los objetivos de estos IGC que expresan Arc en el comportamiento social quimiosensorial mediante la manipulación quimiogenética de su excitabilidad durante interacciones sociales repetidas. Así, descubrieron que la inhibición de estas células eliminó el comportamiento de rampa agresiva entre machos.
En este trabajo se ha identificado una población de interneuronas plásticas, en un circuito quimiosensorial temprano, que muestra características fisiológicas consistentes con la formación de memoria simple, “aumentando -añaden- nuestra comprensión del procesamiento quimiosensorial central y el comportamiento social de los mamíferos”.
Plasticidad neuronal
Como destaca Kelsey Zuk, miembro de este equipo, «sabíamos que la agresión territorial aumenta en un ratón macho residente cuando se le presenta repetidamente al mismo macho. Investigaciones anteriores han demostrado que este comportamiento se dirige por olores sociales: nuestra investigación lleva lo que sabemos un paso más allá. Identifica en qué parte del sistema olfativo sucede esto. Ahora sabemos que la plasticidad ocurre entre las neuronas y que la agresión entre los ratones macho puede estar impulsada por la memoria formada por el olfato”.
Este equipo de Rochester descubrió 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, encontraron que la agresión territorial disminuyó, vinculando los cambios en la función celular en el circuito de detección de feromonas del cerebro, con alteraciones en las respuestas conductuales a las amenazas sociales.
Zuk es tajante: “abolió la agresión rampante que normalmente se exhibe. Esto indica que esta población de neuronas inhibitorias sensoriales tempranas juega un papel fundamental en la regulación de la respuesta conductual a los olores sociales«.
La evaluación de amenazas también se produce cuando un animal se envuelve de olores desconocidos. Por ejemplo, el olor de un depredador con el que nunca se ha encontrado. Estos investigadores han descubierto que un nuevo olor de depredador, por ejemplo, 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.
Olfato y comportamiento social
Jinxin Wang, de Rochester y miembro del equipo, subraya que «esto ofrece pistas sobre cómo los olores químicos emitidos por los depredadores estimulan la evaluación de amenazas en el cerebro. Identificar cambios en los patrones de comportamiento animal ayuda a comprender mejor cómo se procesan los olores amenazantes en el cerebro”.
Wang fue el primer autor de un artículo publicado en eNeuro, en el que también participó Meeks. Utilizaron video para observar el movimiento y la postura de los ratones que exploraban entornos familiares con diferentes olores, como otros roedores y serpientes.
Wang y su equipo 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 a los olores de los no depredadores. Estos comportamientos no eran temerosos ni seguros, sino más bien un estado de evaluación.
En este punto, Julian Meeks hace hincapié en que estos hallazgos ofrecen nuevas pistas sobre cómo los olores afectan el comportamiento social y lo que pueden significar para la supervivencia.
“Combinamos métodos -asegura- que tenían limitaciones conocidas para mejorar la precisión, la profundidad de la información y la interpretabilidad 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”.