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, Ph.D., investigador 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”.

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 no The Journal of Neuroscience .

"Sabíamos que a agressão territorial aumenta em um camundongo macho residente quando é repetidamente apresentado ao mesmo macho", disse Kelsey Zuk, Ph.D., 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 machos camundongos 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, Ph.D., da University of Rochester Medical Center e Hillary Cansler, Ph.D., University of Florida College of Medicine. A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde.

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 Chemosensation e Aprendizagem Social descobriram que um novo cheiro de predador, ou seja, o cheiro de uma cobra para um camundongo, 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, Ph.D., primeiro autor de um artigo publicado na 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 temerosos 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, Ph.D., e Liqiang Wang, Ph.D., da Universidade do Texas Southwestern Medical Center.