Uma equipe internacional de pesquisadores de abelhas envolvendo a Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU) integrou um sensor de cálcio em abelhas para permitir o estudo do processamento de informações neurais, incluindo a resposta a odores. Isso também fornece informações sobre como o comportamento social está localizado no cérebro, como os pesquisadores agora relatam na revista científica. PLOS Biologia.
Os insetos são importantes organismos chamados de modelos para pesquisa. Apesar de mais de 600 milhões de anos de evolução independente, os insetos compartilham mais de 60% de seu DNA com os humanos. Por várias décadas, era principalmente a mosca da fruta cujo código genético poderia ser usado para estudar processos biológicos. Mais tarde, essa pesquisa foi expandida para outros insetos, com resultados particularmente promissores vindos da abelha. As abelhas exibem um comportamento social complexo – elas realizam comportamentos sofisticados enquanto empregam habilidades de orientação, comunicação, aprendizado e memória, o que as torna objetos interessantes para pesquisas sobre a função do cérebro e o processamento neural.
Uma equipa de investigadores das Universidades de Düsseldorf, Frankfurt am Main, Paris-Saclay e Trento desenvolveu agora um método que permite a observação direta de cérebros de abelhas, um trabalho que acaba de ser publicado na PLOS Biologia.
Um sensor de cálcio foi integrado aos neurônios. O cálcio desempenha um papel importante na atividade das células nervosas. “Modificamos o código genético das abelhas para fazer com que suas células cerebrais produzam uma proteína fluorescente, uma espécie de sensor que permite monitorar as áreas que são ativadas em resposta a estímulos ambientais. A intensidade da luz emitida varia de acordo com a atividade neural ”, explica Albrecht Haase, professor de neurofísica na Universidade de Trento.
O professor Beye indica que “a realização dessa ‘abelha sensora’ foi particularmente desafiadora porque tivemos que trabalhar no DNA das abelhas rainhas. Ao contrário das moscas da fruta, a abelha rainha não pode ser facilmente mantida em laboratório, porque cada uma precisa de sua própria colônia .”
A pesquisa começou com a inoculação de uma sequência genética específica em mais de 4.000 ovos de abelha. O prolongado processo de reprodução, teste e seleção resultou em sete rainhas carregando o sensor genético. Quando se reproduziam em sua própria colônia, as rainhas transmitiam o gene a alguns de seus descendentes.
O sensor desenvolvido pela equipe de pesquisadores foi então usado para estudar o olfato das abelhas e como a percepção do olfato é codificada nos neurônios. A Dra. Julie Carcaud, Professora Assistente da Universidade de Paris-Saclay e o Dr. Jean-Christophe Sandoz, Diretor de Pesquisa do CNRS em Paris, explicam: “Os insetos foram estimulados com vários odores e observados com um microscópio de alta resolução. Isso tornou possível para detectar quais células cerebrais são ativadas por esses cheiros e como essa informação é distribuída no cérebro.”
Dra. Marianne Otte, co-autora do estudo de Düsseldorf: “As gravações foram realizadas in vivo usando técnicas que nos permitiram olhar para o cérebro das abelhas. Os insetos foram fixados em um suporte de medição e depois apresentados a vários estímulos olfativos. “
O professor Bernd Grünewald da Goethe University Frankfurt am Main e diretor do Honeybee Research Center em Oberursel: “A nova “abelha sensora” permite estudar como a comunicação funciona dentro das colônias e, de forma mais geral, como a sociabilidade afeta os cérebros dos animais. “