Moscas com “neurônios Jedi”

Estudo recentemente publicado na revista Nature aponta que neurônios vizinhos em uma antena de mosca das frutas podem parar (ou “bloquear”) um ao outro mesmo quando não compartilham uma conexão direta. Isso ajuda o inseto a processar cheiros. Esse tipo de comunicação, chamada acoplamento efáptico, acontece quando o campo elétrico produzido por um neurônio silencia o seu vizinho, em vez de enviar um neurotransmissor por uma sinapse. “O acoplamento efáptico já está na literatura científica há um bom tempo, mas existem poucos casos nos quais estas interações afetam o comportamento de um organismo”, aponta John Carlson, biólogo da Universidade de Yale (Connecticut, Estados Unidos), primeiro autor do estudo. A presença dessas interações em órgãos de sentido foi prevista em 2004, mas conseguir demonstrar que elas realmente aconteciam exigia um experimento difícil, engenhoso e completo.

Nas antenas da Drosophila melanogaster, os neurônios olfativos estão agrupados em pelos preenchidos por fluidos, chamados sensilas. Cada um contém dois a quatro neurônios, que estão todos sintonizados em diferentes cheiros e agrupados de formas específicas. “Um neurônio para o morango é sempre pareado com um neurônio para a pera, por exemplo”, explica Carlson. “Todos esses neurônios já foram bem caracterizados, então sabemos como são organizados.”

O estudo focalizou uma sensila chamada ab3, que contém dois neurônios: o ab3A, sensível ao metil-hexanoato das frutas, e o ab3B, que detecta o 2-heptano do cheiro da banana. Quando os pesquisadores expuseram as moscas a um fluxo constante de metil-hexanoato, o neurônio A disparou continuamente. Se as moscas eram expostas a uma breve explosão de 2-heptanona, o neurônio B entrava em ação, e o A de repente desligava. O contrário também aconteceu: uma breve explosão de atividade em A silenciou a atividade constante de B.

As mesmas interações foram vistas em quatro outros tipos de sensilas na mosca da fruta, bem como no mosquito da malária Anopheles gambiae. Apesar dessas interações claras, os neurônios em uma sensila não compartilhavam nenhuma sinapse. O comportamento se repetiu mesmo que fosse usado um químico bloqueador de sinapse, mesmo quando os padrões de disparo não se coordenavam, e mesmo se as antenas fossem decepadas, separando-as do contato com qualquer neurônio central.

A conclusão é de que, em vez de sinapses, os neurônios provavelmente se comuniquem através do fluido que os cerca. Quando um deles dispara, cria um campo elétrico que muda o fluxo dos íons até o outro e desliga a sua atividade elétrica.

O experimento ainda mostrou que essa atividade é forte o suficiente para alterar o comportamento da mosca. Para tanto, os cientistas usaram uma sensila com dois neurônios: um que leva à atração de uma mosca por vinagre de maçã, e outro que a faz evitar dióxido de carbono. Em seguida, a equipe bloqueou o neurônio da atração por vinagre, mantendo o da repulsão por dióxido de carbono. As moscas foram colocadas em um labirinto com duas vias que cheiravam a dióxido de carbono, mas somente uma que também cheirava a vinagre. As moscas escolheram o lado aromatizado com vinagre. Porém, não escolheram o cheiro de vinagre na ausência do cheiro de dióxido de carbono.

Isso sugere que o neurônio da atração ao vinagre, mesmo bloqueado no cérebro, podia ainda inibir o neurônio de dióxido de carbono vizinho. Quando ambos os produtos químicos estavam no ar, as moscas não se sentiam mais repelidas pelo dióxido de carbono.

Segundo os cientistas, esse tipo de interação neuronal é importante para a mosca, que pode estar com o olfato inundado com um cheiro forte, mas ainda assim precisar perceber um odor de comida, por mais fraco que seja.

Outra coisa que o experimento mostrou é que o cérebro não é o único responsável pelo sentido do olfato: os neurônios que fazem sua detecção também têm papel importante. Isso, possivelmente, também acontece com os seres humanos – mas tal implicação ainda não foi investigada.

(Hypescience)

Nota: Um mecanismo com tamanha complexidade e tão necessário seria fruto de mutações casuais filtradas pela seleção natural?[MB]