A Drosophila melanogaster, mais conhecida como mosca-da-fruta. Foto: Shutterstock
Neurotransmissor, muito relacionado a regulação de emoções, parece atuar para que possamos avaliar situação perigosa antes de responder a ela
Um novo estudo da Universidade de Columbia, nos Estados Unidos, identificou a serotonina como a substância química responsável por desencadear a resposta de susto do corpo, caracterizada pelo reflexo automático que “congela” o corpo momentaneamente em reação a uma potencial ameaça. A pesquisa revelou que, quando uma mosca-da-fruta experimenta uma mudança inesperada no ambiente, como uma vibração repentina, a liberação de serotonina ajuda a paralisar temporariamente o inseto.
Essas descobertas, publicadas na revista Current Biology, oferecem uma visão abrangente sobre a biologia por trás da resposta de surpresa, um fenômeno onipresente, mas misterioso, que foi observado em praticamente todos os animais estudados até hoje, incluindo moscas, peixes e humanos.
“Imagine-se sentado em sua sala de estar com sua família e, de repente, as luzes se apagam ou o chão começa a tremer”, diz Richard Mann, pesquisador do Instituto de Comportamento Cerebral da Universidade Columbia e autor sênior do artigo. “Sua resposta e a de sua família serão as mesmas: você irá parar, congelar por um instante e depois se mover para a segurança. Com este estudo, mostramos em moscas que uma rápida liberação da substância neurotransmissora serotonina no sistema nervoso leva ao congelamento inicial. E, como a serotonina também existe em pessoas, essas descobertas indicam também o que pode acontecer em nossos cérebros quando nos assustamos.”
No cérebro, a serotonina está mais intimamente associada à regulação do humor e das emoções. Mas pesquisas anteriores sobre moscas e vertebrados mostraram que ela também pode afetar a velocidade do movimento de um animal. O objetivo inicial dos pesquisadores do novo estudo era entender melhor como o produto químico faz isso.
A equipe analisou as moscas usando um aparelho chamado FlyWalker, desenvolvido por Mann e pelo físico de Columbia Szabolcs Marka, que rastreia o caminho de um inseto em um tipo especial de vidro. Depois de monitorar como as moscas se moviam, os cientistas manipularam os níveis de serotonina — e outra substância química chamada dopamina — no cordão nervoso ventral da mosca (CNV), que é análogo à medula espinhal dos vertebrados.
Os resultados iniciais revelaram que a ativação de neurônios que produzem serotonina no CNV diminui a velocidade da mosca, enquanto silenciar esses mesmos neurônios causa aceleração. Experimentos adicionais mostraram que os níveis de serotonina podem afetar a velocidade de caminhada dos insetos sob uma ampla variedade de condições, incluindo em temperaturas diferentes, quando as moscas estavam com fome ou enquanto andavam de cabeça para baixo — todas situações que normalmente afetam a velocidade de caminhada.
“Observamos maiores efeitos da serotonina quando as moscas passaram por rápidas mudanças ambientais”, explica Clare Howard, primeira autora do artigo. “Em outras palavras, quando elas se assustaram.”
Para investigar mais a fundo, a equipe de pesquisa desenvolveu dois cenários para obter uma resposta de surpresa da mosca. No primeiro, eles apagaram as luzes. No segundo, eles simularam um terremoto.
Para isso, os cientistas trabalharam em conjunto com Tanya Tabachnik, diretora de instrumentação avançada do Instituto Zuckerman de Columbia. A equipe de maquinistas e engenheiros de Tabachnik trabalha com cientistas para projetar e construir sistemas personalizados para suas pesquisas. Para este estudo, eles criaram uma arena em miniatura, com o tamanho adaptado para uma mosca, no topo de motores vibratórios especializados. Ao ajustar a força dos motores, eles produziam o efeito de terremoto desejado. Quando os pesquisadores expuseram as moscas aos cenários de blecaute ou terremoto, eles também manipularam a capacidade da mosca de produzir serotonina.
“Descobrimos que, quando uma mosca se assusta nesses cenários, a serotonina age como um freio de emergência; sua liberação é necessária para que elas congelem, e parte dessa resposta pode ser resultado do enrijecimento dos dois lados das articulações das pernas do animal”, explica Mann, que também é professor de Bioquímica e Biofísica Molecular em Columbia. “Essa co-contração pode causar uma breve pausa no movimento, após a qual o inseto começa a se mover.”
“Acreditamos que essa pausa é importante”, acrescenta Howard. “Ela permite que o sistema nervoso da mosca colete informações sobre essa mudança repentina e assim decida como deve responder”.
Curiosamente, mesmo que a resposta da mosca em ambos os cenários fosse de uma pausa imediata, as velocidades de caminhada que vieram depois do susto diferiram significativamente.
“Depois do susto no cenário de apagão, a caminhada da mosca foi lenta e deliberada”, diz Howard. “Mas o terremoto fez com que as moscas andassem mais rápido após a pausa inicial”.
Embora essas descobertas sejam específicas para moscas-da-fruta, a presença da serotonina e a resposta de susto fornecem pistas sobre os processos químicos e moleculares que ocorrem quando animais mais complexos, incluindo humanos, se assustam.
No futuro, os pesquisadores esperam investigar melhor o papel da serotonina no movimento, bem como quais outros fatores podem estar em jogo.
“Nossos resultados indicam que a serotonina tem o potencial de interagir com muitos tipos diferentes de células no sistema nervoso da mosca, como aquelas que orientam o movimento e processam informações sensoriais”, diz Mann. “Enquanto nós e outros continuamos investigando, esperamos desenvolver um projeto de pesquisa molecular detalhado sobre a locomoção que possa ser aplicado amplamente em outros animais, talvez até em pessoas”.
FONTE: Scientific American Brasil
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