Os neurobiólogos descobriram que as moscas da fruta são pré-programadas para tirar uma soneca no meio do dia. O novo artigo explora um circuito de ‘termômetro’ para temperaturas quentes.
Por Northwestern University com informações de Science Daily.
Nos dias mais quentes de verão, você pode acabar cochilando no meio do dia. Em algumas partes do mundo, é uma norma cultural agendar “sestas” e fechar negócios durante as horas mais quentes do dia. Como se vê, a biologia, não apenas a cultura, pode estar por trás disso.
A temperatura afeta a extensão do comportamento humano, desde os níveis de alimentação e atividade até os ciclos de sono-vigília. Podemos ter mais dificuldade para dormir no verão e ser lentos para sair da cama nas manhãs mais frias. Mas a ligação entre os neurônios sensoriais e os neurônios que controlam esse ciclo não é completamente compreendida.
Os neurobiólogos da Northwestern University encontraram algumas pistas sobre o que está acontecendo. Em um novo estudo, publicado em 17 de agosto na revista Current Biology, os pesquisadores descobriram que as moscas da fruta são pré-programadas para tirar uma soneca no meio do dia. Uma continuação do artigo de Biologia de 2020 que identificou um termômetro cerebral ativo apenas em clima frio, o novo artigo explora um circuito de “termômetro” semelhante para temperaturas quentes.
“Mudanças de temperatura têm um forte efeito no comportamento de humanos e animais, e oferecem aos animais uma dica de que é hora de se adaptar às mudanças das estações”, disse Marco Gallio, professor associado de neurobiologia na Weinberg College of Arts and Sciences. “O efeito da temperatura no sono pode ser bastante extremo, com alguns animais decidindo dormir uma temporada inteira – pense em um urso hibernando – mas os circuitos cerebrais específicos que mediam a interação entre a temperatura e os centros do sono permanecem em grande parte não mapeados”.
Gallio liderou o estudo e disse que as moscas-das-frutas são um modelo particularmente bom para estudar grandes questões como “por que dormimos” e “o que o sono faz pelo cérebro” porque não tentam perturbar o instinto da mesma forma que os humanos. quando passamos a noite toda, por exemplo. Eles também permitem que os pesquisadores estudem a influência de sinais externos, como luz e temperatura, nas vias celulares.
Células que permanecem por mais tempo
O artigo é o primeiro a identificar receptores de “calor absoluto” na cabeça da mosca, que respondem a temperaturas acima de cerca de 77 graus Fahrenheit – a temperatura favorita da mosca. Como se vê, a mosca-das-frutas comum de laboratório (Drosophila) colonizou quase todo o planeta, formando uma estreita associação com os humanos. Não surpreendentemente, sua temperatura favorita também corresponde à de muitos humanos.
Assim como eles esperavam com base nos resultados de seu artigo anterior sobre temperatura fria, os pesquisadores descobriram que os neurônios cerebrais que recebem informações sobre o calor fazem parte do sistema mais amplo que regula o sono. Quando o circuito quente, que funciona paralelamente ao circuito frio, está ativo, as células-alvo que promovem o sono do meio-dia permanecem por mais tempo. Isso resulta em um aumento no sono do meio-dia que mantém as moscas longe da parte mais quente do dia.
O estudo foi viabilizado por uma iniciativa de 10 anos que produziu o primeiro mapa completo de conexões neurais em um animal (uma mosca), chamado conectoma. Com o conectoma, os pesquisadores têm acesso a um sistema de computador que informa todas as possíveis conexões cerebrais para cada uma das cerca de 100.000 células cerebrais da mosca. No entanto, mesmo com esse roteiro extremamente detalhado, os pesquisadores ainda precisam descobrir como a informação no cérebro vai do ponto A ao B. Este artigo ajuda a preencher essa lacuna.
Os diferentes circuitos para temperaturas quentes e frias fazem sentido para Gallio porque “temperaturas quentes e frias podem ter efeitos bastante diferentes na fisiologia e no comportamento”, disse ele. Essa separação também pode refletir processos evolutivos baseados nos ciclos de calor e frio da Terra. Por exemplo, a possibilidade de que centros cerebrais para o sono possam ser direcionados diretamente em humanos por um circuito sensorial específico está agora aberta para ser investigada com base neste trabalho.
Próximos passos
Em seguida, a equipe de Gallio espera descobrir os alvos comuns do circuito frio e quente, para descobrir como cada um pode influenciar o sono.
“Identificamos um neurônio que poderia ser um local de integração para os efeitos das temperaturas quentes e frias no sono e na atividade em Drosophila”, disse Michael Alpert, primeiro autor do artigo e pesquisador de pós-doutorado no laboratório Gallio. “Este seria o início de estudos de acompanhamento interessantes.”
Gallio acrescentou que a equipe está interessada em analisar os efeitos a longo prazo da temperatura no comportamento e na fisiologia para entender o impacto do aquecimento global, observando como as espécies adaptáveis devem mudar.
“As pessoas podem escolher tirar uma soneca à tarde em um dia quente, e em algumas partes do mundo isso é uma norma cultural, mas o que você escolhe e o que está programado em você?” disse Gálio. “Claro, não é cultura em moscas, então pode haver um mecanismo biológico subjacente muito forte que é negligenciado em humanos”.
O artigo é intitulado “Um circuito de termômetro para temperatura quente ajusta o comportamento da Drosophila ao calor persistente”. O trabalho no laboratório Gallio é apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (subsídios R01NS086859 e R21EY031849), um Pew Scholars Program in the Biomedical Sciences e um McKnight Technological Innovations in Neuroscience Awards. A equipe do Noroeste inclui Gallio, Alpert, Hamin Gil e Alessia Para.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Northwestern University . Original escrito por Win Reynolds.
Referência do jornal : Michael H. Alpert, Hamin Gil, Alessia Pará, Marco Gallio. A thermometer circuit for hot temperature adjusts Drosophila behavior to persistent heat. Current Biology, 2022; DOI: 10.1016/j.cub.2022.07.060
