Como a fome influencia a aprendizagem aversiva em moscas-das-frutas

Estados internos que os animais vivenciam enquanto estão com sede, fome, sono ou agressivos foram encontrados como ligados à atividade combinada de vários neuromoduladores e neurotransmissores. Esses mensageiros químicos podem mudar drasticamente a excitabilidade e a conectividade funcional dos neurônios, o que, por sua vez, desempenha um papel na formação do comportamento dos animais.

Estudos anteriores sobre Drosophila (pequenas moscas-das-frutas) mostraram que a homeostase energética nesses insetos é regulada por vários neuro-hormônios/moduladores, que impactam sua fisiologia e comportamento de diferentes maneiras. Isso inclui peptídeos semelhantes à insulina (dILPs) e hormônio adipocinético (AKH), ​​hormônios com as mesmas funções da insulina e do glucagon em mamíferos, respectivamente.

Pesquisadores do Centro de Circuitos Neurais e Comportamento da Universidade de Oxford realizaram recentemente um estudo investigando como esses neuro-hormônios associados à fome influenciam o aprendizado de associações entre estímulos e resultados desagradáveis ​​ou negativos (ou seja, aprendizado aversivo) em moscas-das-frutas. Seu artigo, publicado em Neurôniomostra que o hormônio AKH desempenha um papel fundamental na modulação do aprendizado por reforço aversivo.

“Animais famintos precisam de mecanismos compensatórios para manter a função cerebral flexível, enquanto a modulação reconfigura circuitos para priorizar a busca por recursos”, Eleonora Meschi, Lucille Duquenoy e seus colegas escreveram em seu artigo. “Em Drosophila, a fome inibe neurônios dopaminérgicos de reforço aversivo (DANs) para permitir a expressão de memórias de busca por comida. A multitarefa do sistema de reforço para motivação potencialmente prejudica o aprendizado aversivo.”

Aprendizagem aversiva é um processo evolutivo por meio do qual os animais começam a associar estímulos específicos a resultados desagradáveis, após experiências negativas repetidas após a exposição a esses estímulos. Isso geralmente resulta em comportamentos voltados para tentar evitar o estímulo e as experiências associadas a ele.

Moscas de fruta, por exemplo, podem ser treinadas para associar odores específicos a choques elétricos ou, alternativamente, a recompensas positivas (por exemplo, a ingestão de açúcar ou outros nutrientes). Os pesquisadores se propuseram a investigar se a fome modulava o estabelecimento de conexões entre um odor e choques elétricos em moscas.

Para fazer isso, eles privaram moscas de comida por um período de 24 horas e exploraram como isso afetava seu aprendizado aversivo. A equipe então usou várias técnicas optogenéticas e ferramentas de imagem in vivo para entender melhor o papel que os neuro-hormônios desempenhavam nos efeitos que eles observaram.

“Descobrimos que a fome crônica aumenta levemente o aprendizado aversivo e que o aprendizado de base saciada e o aprendizado aprimorado pela fome requerem sinalização do hormônio adipocinético endócrino (AKH)”, escreveram Meschi, Duquenoy e seus colegas. “O AKH circulante influencia o aprendizado aversivo por meio de seu receptor em quatro neurônios no cérebro ventral, dois dos quais são octopaminérgicos.”

Os experimentos dos pesquisadores revelaram que o AKH, o equivalente da mosca ao glucagon, define níveis de base e de fome aprimorados de aprendizagem aversiva, agindo por meio de neurônios específicos que liberam o neurotransmissor octopamina. Este neurotransmissor modula as entradas enviadas aos neurônios dopaminérgicos envolvidos na aprendizagem aversiva por reforço.

“A conectômica revelou que os neurônios que expressam o receptor AKH estão a montante de várias classes de neurônios ascendentes, muitos dos quais são pré-sinápticos para DANs de reforço aversivo”, escreveram Meschi, Duquenov e seus colegas.

“A modulação octopaminérgica e a saída de pelo menos uma dessas vias ascendentes são necessárias para o aprendizado aversivo reforçado por choque e gosto amargo. Propomos que o aprimoramento coordenado da entrada compensa a inibição direcionada à fome de DANs aversivos para preservar o reforço quando necessário.”

As descobertas deste estudo recente contribuem para a compreensão de como a fome afeta o aprendizado aversivo em Drosophila, destacando especificamente o papel fundamental do neuro-hormônio AKH. No futuro, ele pode inspirar mais pesquisas voltadas para a validação dos padrões observados pelos pesquisadores em outros modelos animais.

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