Los buenos y malos olores están en el cerebro de los insectos

Los saltamontes tienen patrones neuronales que determinan sus olores favoritos: les atraen los que desprenden la hierba y el plátano y rechazan los de almendras y cítricos. Una pista sobre el esquema cerebral humano de los olores que percibimos.

¿Qué hace que algunos olores nos gusten y otros no? Esta es una pregunta que se han planteado muchos científicos, especialmente los que estudian el sentido del olfato en los insectos.

Los insectos usan el olfato para detectar e identificar compuestos volátiles que les sirven para buscar alimento, evitar depredadores, encontrar parejas sexuales y localizar hábitats adecuados para la puesta de huevos. El olfato es, por tanto, el sentido más importante para los insectos.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis, liderado por el profesor de ingeniería biomédica Barani Raman, ha realizado un estudio sobre el comportamiento de los saltamontes y cómo las neuronas de sus cerebros responden a los olores que les resultan atractivos o repulsivos.

El objetivo era aprender más sobre cómo el cerebro codifica las preferencias olfativas y cómo aprende de los olores que percibe, según se informa en un comunicado.

Respuesta neuronal

Los investigadores midieron la respuesta neural de los saltamontes ante cada olor durante cuatro segundos y observaron que se producían patrones distintos de actividad eléctrica en las neuronas receptoras del olfato. Estas neuronas se encuentran en los órganos olfativos de los insectos, como las antenas y las palpas maxilares.

Según explican en un artículo publicado al respecto en Nature Communications, los investigadores utilizaron microelectrodos para medir la actividad eléctrica de las neuronas receptoras del olfato de los saltamontes.

Los microelectrodos son pequeñas agujas que se insertan en el tejido cerebral y que permiten registrar los potenciales de acción de las neuronas individuales o grupos pequeños de neuronas.

Los microelectrodos tienen una excelente resolución espacial y temporal, pero son invasivos y requieren anestesia o cirugía. Se usan principalmente para estudiar los mecanismos celulares y moleculares de la comunicación neuronal.

Preferencias olfativas

Los investigadores utilizaron 22 olores diferentes para entender cuáles eran los preferidos y los rechazados por los saltamontes. Descubrieron que sus favoritos eran los que olían a hierba y a plátano, y sus menos favoritos los que olían a almendra y a cítricos.

Los investigadores descubrieron asimismo que los saltamontes podían aprender a asociar un olor neutro con una recompensa o un castigo, modificando así su preferencia inicial.

Por ejemplo, si un saltamontes recibía una gota de agua azucarada después de oler un aroma de almendra, aumentaba su atracción por ese olor. Pero si recibía una gota de agua amarga, disminuía su interés.

El tiempo importa

El estudio también reveló que el aprendizaje dependía del momento en que se daba la recompensa o el castigo. Si había un retraso entre el olor y la consecuencia, el saltamontes no modificaba su preferencia. Esto sugiere que el cerebro necesita una señal temporal precisa para establecer una asociación entre el estímulo y la respuesta.

Los investigadores esperan que su trabajo ayude a comprender mejor cómo funciona el sentido del olfato en los insectos y en otros animales, incluidos los humanos.

También creen que podría tener aplicaciones prácticas, como el desarrollo de métodos para controlar plagas o atraer polinizadores.

Referencia

Neural manifolds for odor-driven innate and acquired appetitive preferences. Rishabh Chandak & Baranidharan Raman. Nature Communications volume 14, Article 4719 (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-023-40443-2