Em um avanço significativo para a neurociência dos comportamentos inatos, pesquisadores liderados por James R. Howe, Chung Lung Chan e Cory M. Root, da University of California, San Diego, descreveram com precisão como o cérebro transforma odores em respostas automáticas de atração ou aversão. Publicado hoje, na revista eLife, o estudo revela que essa valência emocional não está codificada diretamente nos neurônios individuais, mas emerge de circuitos organizados espacialmente na amígdala cortical posterolateral (plCoA).

A descoberta desafia modelos simplificados de “linhas rotuladas” — nos quais estímulos sensoriais específicos seriam diretamente ligados a respostas comportamentais — e propõe um sistema híbrido, no qual identidade do odor e valor emocional são processados por mecanismos distintos, porém interligados.

Animais respondem a odores críticos — como o cheiro de predadores ou de alimento — mesmo sem experiência prévia. Essa capacidade sugere circuitos neurais geneticamente programados. No entanto, como exatamente o cérebro transforma sinais químicos em ações como aproximação ou fuga permanecia pouco claro.

Para investigar, a equipe utilizou imagem de cálcio por microscopia de dois fótons em camundongos, registrando a atividade de 345 neurônios em 13 animais expostos a seis odores de valências distintas: atrativos (como óleo de amendoim), neutros e aversivos (como TMT, derivado de predador) .

Os resultados foram surpreendentes. A maioria dos neurônios mostrou codificação esparsa da identidade do odor, e não de sua valência. Apenas 34,5% dos neurônios responderam a um único odor, e uma fração ainda menor respondeu a múltiplos estímulos . Além disso, análises estatísticas não encontraram correlação significativa entre atividade neural individual e valor emocional.

“Esperávamos encontrar neurônios especializados em ‘gostar’ ou ‘não gostar’, mas o que vimos foi uma representação distribuída da identidade do odor”, afirmam os autores.

Se a valência não está nos neurônios individuais, onde ela emerge? A resposta veio de experimentos de optogenética, nos quais os pesquisadores ativaram seletivamente regiões da plCoA ao longo do eixo anteroposterior.

O resultado foi claro: estimulação da região anterior induziu comportamento de evitação; estimulação da região posterior provocou comportamento de aproximação.

Essa relação foi quantitativa: quanto mais anterior o ponto estimulado, mais aversiva a resposta; quanto mais posterior, mais atrativa. Esse gradiente funcional define um verdadeiro “mapa emocional” dentro da amígdala.

Crucialmente, o efeito persistiu mesmo quando apenas pequenos subconjuntos de neurônios (centenas) foram ativados, indicando que não se trata de um artefato de estimulação massiva, mas de uma propriedade fundamental da organização neural .

Para entender a base celular desse eixo, os pesquisadores aplicaram sequenciamento de RNA de núcleo único (snRNA-seq) em mais de 47 mil células da plCoA. Eles descobriram dois grandes grupos de neurônios glutamatérgicos:

- VGluT2+: predominantes na região anterior

- VGluT1+: predominantes na região posterior

Essa distribuição forma um gradiente molecular ao longo do eixo anteroposterior. Experimentos adicionais mostraram que ativação de neurônios VGluT2+ induz aversão e ativação de neurônios VGluT1+ induz atração

Curiosamente, apenas os neurônios VGluT1+ mostraram ser necessários para comportamentos de atração, enquanto os VGluT2+ eram suficientes, mas não indispensáveis para aversão — sugerindo redundância funcional em circuitos negativos.

O estudo também mapeou as projeções da plCoA usando traçadores neurais. Dois destinos se destacaram:

- Amígdala medial (MeA) — associada a respostas aversivas

- Núcleo accumbens (NAc) — ligado a recompensa e motivação

Os dados revelaram uma organização precisa:neurônios anteriores projetam preferencialmente para a MeA e neurônios posteriores projetam para o NAc

Essa segregação de vias reforça a ideia de que a valência é gerada não na entrada sensorial, mas na divergência de saídas do circuito.

Integrando os resultados, os autores propõem um modelo em três níveis:

1. Identidade do odor codificada por populações neuronais distribuídas

2. Valência emergente de organização topográfica (anterior vs. posterior)

3. Execução comportamental mediada por projeções para circuitos de recompensa ou aversão

Esse modelo combina elementos de diferentes teorias clássicas — linhas rotuladas, codificação populacional e circuitos divergentes — em uma arquitetura unificada.

Além de elucidar um dos sistemas sensoriais mais primitivos, o trabalho tem implicações para compreender transtornos neuropsiquiátricos. Alterações em circuitos de valência estão associadas a condições como ansiedade, depressão e dependência.

Ao demonstrar que a valência pode ser dissociada da percepção sensorial primária, o estudo sugere novos alvos para intervenções terapêuticas — potencialmente permitindo modular respostas emocionais sem alterar a percepção do estímulo.

Em última análise, o estudo revela que, mesmo em respostas aparentemente simples e instintivas, o cérebro opera com uma sofisticação notável — organizando emoções não como propriedades fixas, mas como resultados dinâmicos de redes neurais espacialmente distribuídas.