¿Qué puede enseñar una langosta sobre el efecto de la dopamina y la octopamina en el olfato?

Un estudio de la Universidad de Washington en San Luis reveló cómo la dopamina modifica la forma en que el cerebro procesa los olores. La investigación comprobó que dos sustancias químicas opuestas regulan la intensidad con la que los animales responden a las señales olfativas, un hallazgo que explica la atracción por la comida.

El equipo liderado por el docente Barani Raman analizó el comportamiento de la langosta (Schistocerca americana), un modelo biológico utilizado en neurociencia por la simplicidad de sus circuitos sensoriales. Las conclusiones, difundidas en la revista Journal of Neuroscience, mostraron que la dopamina y la octopamina alteran la actividad neuronal y redefinen la respuesta física ante aromas a hierba, limón, rosa y almendra.

Durante los experimentos, la exposición a la dopamina volvió las redes neuronales olfativas más sensibles. Frente a este estímulo, los insectos abrieron con mayor frecuencia los palpos sensoriales, apéndices bucales que utilizan para tocar y sujetar el alimento. Esta reacción física confirma un incremento del apetito provocado por la modulación química interna, sin que cambie la identidad del olor percibido.

Raman detalló que el aroma conserva su naturaleza, aunque el cerebro responda con distinta fuerza según su estado. Una persona puede sentir atracción por el olor a pan recién horneado antes de almorzar, pero pierde ese interés al estar satisfecha. En la langosta ocurre un proceso similar: el estímulo permanece idéntico, mientras la interpretación biológica varía.

En contraste, la aplicación de octopamina, un compuesto vinculado a las respuestas de defensa y huida en los insectos, produjo el efecto opuesto. La actividad en las áreas olfativas disminuyó y la apertura de los apéndices bucales registró un descenso drástico. La comparación permitió identificar cómo dos mensajeros químicos generan comportamientos contrapuestos sobre una misma estructura sensorial.

Según explicó Raman, las langostas seguían reconociendo cada aroma como el mismo, aunque la intensidad de su reacción cambiara. “La galleta sigue oliendo a galleta, pero la respuesta puede ser más intensa o más débil, dependiendo del neuromodulador que se libere”, afirmó el investigador.

Los científicos determinaron que estas variaciones no obedecieron a factores externos como la abundancia de alimento. El entorno permaneció estable, por lo que la clave residió en la regulación ejercida por la dopamina al desactivar ciertos frenos neuronales del sistema olfativo.

El hallazgo aporta datos sobre los mecanismos biológicos que permiten a los organismos ajustar sus decisiones sensoriales según sus necesidades inmediatas.

Por su parte, para entender qué ocurre dentro del cerebro de las langostas, los investigadores estudiaron las neuronas locales GABAérgicas del lóbulo antenal, la zona que recibe las señales de olor captadas por las antenas.

Estas células liberan GABA, un mensajero químico que actúa como un freno sobre otras neuronas y permite regular la intensidad de la actividad de toda la red olfativa.

El mecanismo apunta a dos grupos de neuronas

El análisis mostró que la octopamina no modificó la actividad de las interneuronas estudiadas. “En cambio, la dopamina suprimía una subpoblación de neuronas locales. Liberaba el circuito de la inhibición para obtener ese aumento en la actividad de la red neuronal”, dijo Raman.

Los autores relacionaron sus hallazgos con trabajos anteriores sobre la serotonina, otro neuromodulador. Estos animales pueden vivir solos o adoptar una conducta gregaria, es decir, agruparse con otros hasta formar enjambres. Se considera que este compuesto ayuda a activar ese cambio de comportamiento.

Según el profesor, “las langostas gregarias son mucho más activas que las solitarias”, por lo que las variaciones conductuales deben sostenerse con el tiempo.

Las investigaciones previas citadas por el equipo indican que la serotonina puede aumentar o reducir la apertura de los palpos según si un olor se relaciona con comida.

El modelo de red neuronal más simple que reunió los resultados requirió dos grupos de células nerviosas: uno capaz de aumentar la respuesta conductual y otro que la reduce o la suprime.

Los investigadores consideran que la dopamina influye en la inhibición de neuronas locales, mientras que la serotonina y la octopamina probablemente alteran la excitabilidad de las neuronas de proyección. El equipo prevé estudiar ese efecto en próximos trabajos.