Lo que aprenden las abejas

El equipo de Fernando Locatelli estudia en abejas de qué manera los animales perciben y diferencian los olores. Los investigadores sostienen que la mayor parte de los aromas conocidos son aprendidos a lo largo de su vida. Para probarlo, los científicos les enseñan a las abejas a reconocer nuevos olores en el laboratorio.

¿Cómo incide la experiencia a lo largo de la vida de un animal en la forma en que moldea su comportamiento? ¿Hay aprendizaje adquirido a través de la experiencia? Estas y otras preguntas se hacen los investigadores del Grupo de Plasticidad Perceptual que dirige Fernando Locatelli. “Nos centramos en cómo la experiencia modifica la capacidad de percibir el mundo y de representarlo internamente. Para ello nos basamos más que nada en el sistema olfativo”, dice Locatelli.

Los investigadores creen que, si bien al nacer el animal ya tiene una predisposición genética bastante marcada en cuanto a las cosas que va a poder percibir y discriminar, ese sistema es bastante virgen y que, al final de su desarrollo, lo que el animal está preparado para reconocer y utilizar estará determinado por las cosas que realmente se presenten ante él.

“Trabajamos con insectos porque son experimentalmente más abordables y tienen, además, una habilidad olfativa enorme ya que muchos de sus comportamientos están guiado por olores”, explica Locatelli, que ha elegido trabajar con abejas. “Hay animales que están muy condicionados para reconocer un olor en particular, pero hay otros que nacen con la potencialidad de percibir millones de olores. Es en esos animales donde encontramos más plasticidad dependiente de la experiencia”, comenta. La explicación es razonable, si una especie sólo se alimenta de una planta, por lo general nace con una eficiencia muy grande para encontrarla. En cambio, uno que tiene un comportamiento más flexible, nace siendo mucho más permeable a la cantidad y tipos de estímulos que puede percibir. Luego, a lo largo de su vida, la experiencia irá determinando qué cosas son importantes percibir y sintonizará el sistema nervioso para encontrar y percibir esas cosas.

“Una abeja vive entre un mes y 40 días. Si le toca nacer en primavera encontrará algunas flores que le van a resultar apetitivas y otras que no, y con una cantidad de olores que significan algo. Meses más tarde, otra abeja de la misma colmena nacerá y se encontrará con otras flores y otros olores. En estos animales generalistas se da la posibilidad de adaptarse a muchos contextos distintos. Sin embargo, a esa habilidad de determinar cuáles son las cosas importantes que se le presentan en el lugar y el momento en el que nació y poder interpretar qué significan cada una de ellas, la adquiere cada animal en su vida”.

Para realizar su trabajo, los investigadores utilizan abejas que se encuentran en colmenas ubicadas en Ciudad Universitaria a las que, aunque resulte sorprendente, en el laboratorio les enseñarán a diferenciar olores. “Las abejas aprenden muy bien una cantidad de cosas enorme: estímulos visuales, olfativos, mapas. Tienen una enorme habilidad cognitiva”, afirma Locatelli, que confiesa tener una fascinación especial por estos insectos.

“Las abejas con las que trabajamos vienen de una experiencia libre, luego en el laboratorio les enseñamos que algún olor es relevante. Eso se hace con un condicionamiento pavloviano clásico: se presenta al animal un olor que originalmente es neutro para él y, después de que lo percibe, lo censa y lo reconoce, se lo recompensa con azúcar. Después de un par de presentaciones, el animal ya sabe que ese olor predice una recompensa. En muchos casos, le enseñamos que ese estímulo predice algo, en otros simplemente se lo presentamos para que lo reconozca como tal”, relata Locatelli.

Con todo esto, los investigadores no sólo estudian si las abejas ganan sensibilidad para percibir y reconocer determinado olor sino también estudian lo que sucede en su sistema nervioso donde se codifican esos olores y donde la presencia del olor activa distintas combinaciones de neuronas.

Para ello, con técnicas de microscopía funcional, ven cómo va cambiando esa codificación de neuronas a medida que el olor va teniendo algún significado para el animal y cuáles son los neurotransmisores que permiten esa plasticidad del sistema nervioso. El procedimiento consiste en teñir las neuronas con colorantes que tiene la propiedad de cambiar su patrón de fluorescencia cuando una neurona se activa. De este modo pueden observar qué áreas están activándose en presencia de un estímulo determinado y cómo eso va cambiando a medida que el olor va teniendo algún significado para el animal.

“Buscamos determinar cuáles son los receptores que intervienen para detectar la presencia de una molécula; cómo su presencia se convierte en una señal eléctrica al llegar a una neurona receptora,  dónde va esa información dependiendo de los distintos olores, cómo ese olor es percibido como una sensación y, por último, dónde ese olor pasa a tener un significado”, resume el investigador.

El sistema olfatorio tiene prácticamente el mismo diseño en todos los animales. “Cuando digo diseño me refiero a cuál es la arquitectura, cuáles son las neuronas que intervienen, cómo se interconectan y cómo se organiza eso tridimensionalmente en el cerebro. En una hormiga, una mosca, una abeja, roedores o humanos, el sistema está replicado básicamente con la misma estructura. Poder entender cómo funciona el sistema en estos organismos que son experimentalmente más accesibles, nos permite también entender cómo funciona el olfato en nosotros mismos”, remarca.

Agustin Lara ,Ayelen Nally,Nicolas Pírez,Fernando Locatelli,Milagros Azcueta,   Martin Klappenbach, Nicolas Gascue ,

Grupo de Plasticidad perceptual

(Departamento FBMC- IFIByNE, UBA – CONICET).

Pabellón 2, 2do. Piso. Teléfono: 5285-8429  http://www.ifibyne.fcen.uba.ar/new/temas-de-investigacion/laboratorio-de-neurobiologia-de-la-memoria-lnm/fisiologia-sensorial/dr-fernando-locatelli/

Dirección: Fernando Locatelli

Integrantes: Nicolás Pírez (investigador), Martín Klappenbach (posdoc), Emiliano Marachlián (posdoc). Tesista de doctorado: Ayelén Nally
Tesistas de grado: Federico Gascue, Agustín Lara, Milagros Azcueta