Um cheiro de predador pode provocar fuga imediata; o aroma de alimento, aproximação quase automática. Essas reações, chamadas de respostas inatas, sempre intrigaram neurocientistas: como o cérebro decide, sem aprendizado prévio, se deve se aproximar ou evitar um estímulo?

Um estudo publicado nesta segunda-feira (16), na revista eLife, por pesquisadores da University of California, San Diego e do Salk Institute for Biological Sciences mapeou, com precisão celular e molecular, os circuitos responsáveis por essa decisão na amígdala cortical posterolateral (plCoA), uma área ligada ao processamento olfativo. A conclusão: a atração e a aversão a odores não são codificadas por neurônios individuais “especializados”, mas por populações distintas organizadas ao longo de um eixo anatômico.

Na primeira etapa do trabalho, os cientistas registraram a atividade de 345 neurônios em 13 camundongos usando microscopia de dois fótons e sensores de cálcio. Foram testados seis odores: dois atrativos (como 2-feniletanol), dois neutros e dois aversivos, incluindo o TMT — composto presente em fezes de predadores.

Os resultados mostraram que a maioria dos neurônios da plCoA responde de forma esparsa: 34,5% reagiram a apenas um dos seis odores; 10% responderam a dois; uma fração ainda menor respondeu a três ou mais.

Não houve diferença significativa na proporção de neurônios ativados por odores agradáveis ou desagradáveis. Modelos estatísticos indicaram que neurônios isolados quase não conseguiam prever qual odor estava sendo apresentado — desempenho apenas marginalmente superior ao acaso. Já quando considerados em conjunto, os neurônios permitiam classificar corretamente os odores, revelando um código populacional de identidade, mas não de valência (isto é, não indicavam diretamente se o cheiro era “bom” ou “ruim”).

A segunda parte do estudo trouxe a principal virada. Utilizando optogenética — técnica que ativa neurônios com luz — os pesquisadores estimularam regiões anteriores e posteriores da plCoA em animais livres para se mover.

O efeito foi linear ao longo do eixo anteroposterior: estímulos na porção anterior induziram comportamento de evitação; estímulos na porção posterior provocaram aproximação.

O tempo gasto na área estimulada e a distância média do ponto de luz variaram de forma consistente com esse gradiente. Mesmo quando apenas algumas centenas de neurônios foram ativados, o padrão comportamental se manteve.

Segundo os autores, o achado indica a existência de um eixo funcional organizado espacialmente, capaz de transformar uma representação neutra de identidade em comportamento com carga emocional oposta.

Para entender a base biológica dessa organização, a equipe realizou sequenciamento de RNA de núcleo único em mais de 47 mil células da plCoA.

Os dados revelaram que cerca de 80% dos neurônios são glutamatérgicos; 20% são GABAérgicos; subtipos glutamatérgicos apresentam forte segregação espacial.

Neurônios da região anterior expressam predominantemente o gene Slc17a6 (VGluT2), enquanto a região posterior é dominada por células com Slc17a7 (VGluT1). Em experimentos de hibridização in situ, 88% das células anteriores expressavam VGluT2, contra 97% de VGluT1 na porção posterior.

“Observamos um gradiente molecular consistente com o eixo comportamental”, afirmam os pesquisadores. “Os subtipos celulares não estão distribuídos aleatoriamente.”

O estudo ainda identificou projeções específicas dessas populações neuronais: a região anterior projeta preferencialmente para a amígdala medial; a posterior envia fibras ao núcleo accumbens, estrutura associada à recompensa.

A manipulação dessas conexões foi suficiente — e parcialmente necessária — para controlar respostas inatas de atração ou aversão.

O modelo proposto combina dois princípios clássicos da neurociência:

1. Linhas rotuladas (vias específicas para determinados estímulos).

Desde os anos 2000, pesquisas demonstram que o bulbo olfatório projeta de forma organizada para regiões superiores do cérebro. No entanto, havia controvérsia sobre se a plCoA codificaria diretamente a valência emocional ou apenas a identidade química dos odores.

O novo trabalho reconcilia achados contraditórios da literatura ao mostrar que a atividade elétrica isolada não revela valência; a organização anatômica e molecular é que determina o resultado comportamental.

O estudo ajuda a explicar como o cérebro transforma sinais sensoriais primários em decisões automáticas cruciais à sobrevivência — como fugir de predadores ou buscar alimento.

Além de aprofundar a compreensão sobre comportamentos inatos, os resultados podem ter implicações para transtornos psiquiátricos nos quais a atribuição de valência a estímulos está alterada, como ansiedade e depressão.

Ao mapear com precisão genética, anatômica e funcional um circuito emocional, o trabalho reforça a ideia de que emoções básicas não emergem de um “centro único”, mas de redes organizadas em múltiplos níveis — da molécula ao comportamento.