Amor e Ódio no Cérebro




A atividade na área preóptica medial inclina o cérebro em direção ao amor e à afeição, enquanto a atividade no hipotálamo ventromedial está associada a atos mais agressivos ou odiosos.

O comportamento de montagem, que cães de movimento desajeitados às vezes fazem contra sua perna, geralmente está associado com excitação sexual em animais, mas nem sempre é o caso. Uma nova pesquisa de neurocientistas da Caltech que explora as motivações por trás do comportamento crescente em camundongos descobre que às vezes há uma linha tênue entre o amor e o ódio (ou raiva) no cérebro do camundongo.

A pesquisa, que aparece na revista Nature,foi conduzida no laboratório de David Anderson, o Seymour Benzer Professor de Biologia, Tianqiao e Chrissy Chen Institute for Neuroscience Leadership Chair, pesquisador do Howard Hughes Medical Institute, e diretor do Instituto Tianqiao e Chrissy Chen para Neurociência.

"Nosso laboratório está interessado em entender como os comportamentos sociais e os estados emocionais subjacentes são controlados pelo cérebro", explica o autor principal Tomomi Karigo, pós-doutorando na Caltech. "Enquanto estudamos comportamentos sociais em camundongos, às vezes notamos que ratos machos montavam outros machos, de forma semelhante à forma como montavam fêmeas", diz Karigo.

Não estava claro se esses ratos machos tentaram acasalar com um macho porque eles simplesmente confundiram com uma fêmea ou se sabiam que era um macho, mas pretendiam estabelecer o domínio sobre ele. Os pesquisadores esperavam entender se um rato macho montando outro rato macho reflete uma intenção diferente do que um rato montando um rato fêmea, e como o comportamento de montagem é regulado no cérebro.


Para descobrir, os pesquisadores gravaram pela primeira vez vídeos de machos montando camundongos machos e fêmeas. Usando aprendizado de máquina, um tipo de software que aprende e se adapta através da experiência, eles analisaram os vídeos para ver se havia algo diferente no comportamento de montagem que foi exibido em direção a um macho versus aquele em direção a um rato feminino. A análise de aprendizagem de máquina não revelou diferença óbvia na mecânica do comportamento de montagem.

Os pesquisadores então procuraram outras pistas no comportamento dos machos que poderiam diferenciar a montagem focada em mulheres versus masculinas.

Uma pista era que ratos machos parecem "cantar" para fêmeas enquanto acasalam com elas. Essas canções, conhecidas como vocalizações ultrassônicas, são muito aguadas para os humanos ouvirem, mas podem ser captadas com um microfone especial. Karigo e a equipe descobriram que os ratos de montagem cantam apenas para ratos fêmeas, não para machos. Além disso, quando um macho está montando outro macho, os dois animais geralmente acabam lutando após um curto período de montagem. Isso não acontece no caso de uma parceira de montagem feminina.

Esses resultados sugeriram que o comportamento crescente em relação a uma fêmea tem um significado diferente do comportamento de montagem em relação a um macho. Especificamente, a montagem em direção a um macho é provavelmente a expressão de dominação ou raiva leve (montagem agressiva) e não um comportamento reprodutivo (ou chamado de afiliado).

Em seguida, os pesquisadores exploraram quais regiões cerebrais são responsáveis por cada tipo de comportamento de montagem.

Quando um rato macho montava camundongos machos ou fêmeas, os pesquisadores observaram atividade neural em uma área de seu cérebro chamada hipotálamo, que controla, entre outras coisas, fome, sede, metabolismo e comportamentos defensivos. Em particular, duas regiões do hipotálamo pareciam estar envolvidas: a área prepótica medial (MPOA) e a subdivisão ventrolateral do hipotálamo ventromedial (VMHvl). O MPOA mostrou altos níveis de atividade quando o rato macho estava montando, e cantando para uma fêmea; por outro lado, o VMHvl mostrou altos níveis de atividade quando o rato macho estava montando, mas não cantando para um macho.

A equipe então deu uma olhada mais de perto na atividade de neurônios individuais no MPOA e VMHvl. Eles descobriram que grupos distintos de neurônios foram ativados durante a montagem reprodutiva e a montagem agressiva, em cada região cerebral. Além disso, os pesquisadores descobriram que poderiam treinar um computador para prever corretamente se a montagem era sexual ou agressiva, baseada puramente no padrão de atividade neuronal nessas duas regiões.


Os pesquisadores então testaram para ver se essas regiões cerebrais realmente controlavam os dois comportamentos de montagem, ou se a atividade nas regiões estava simplesmente correlacionada com os comportamentos. Eles fizeram isso usando uma técnica chamada estimulação optogenética, na qual a luz é usada para desencadear o disparo de neurônios. Direcionando a luz para áreas específicas do cérebro, os pesquisadores podem induzir a atividade neuronal lá e, assim, induzir comportamentos.


Quando os pesquisadores apresentaram um rato fêmea a um rato macho, o rato macho começou a cantar e acasalar com uma fêmea. Mas quando os pesquisadores estimularam o VMHvl do macho, o macho parou de cantar e começou a mostrar um comportamento agressivo de montagem em relação à fêmea. Por outro lado, se um rato macho estava se envolvendo em comportamentos agressivos em relação a outro macho e os pesquisadores estimulavam seu MPOA, o rato agressivo pararia de lutar, começaria a cantar e tentaria acasalar com o outro macho.

Karigo e Anderson comparam isso a uma gangorra de amor e ódio. A atividade no MPOA inclina a gangorra em direção ao amor, enquanto a atividade no VMHvl inclina-a em direção ao ódio (ou agressão).

"Neste estudo, usamos o comportamento crescente como um ponto de entrada para entender os mecanismos neurais subjacentes que controlam estados emocionais ou motivacionais", diz Karigo. Ela diz que suas descobertas avançam em nossa compreensão de como o cérebro do rato, e mais amplamente o cérebro dos mamíferos, trabalha para controlar as emoções, e ela acrescenta que eles podem um dia nos ajudar a entender melhor os comportamentos humanos.

ele escreveu descrevendo suas descobertas, intituladas, "Controle hipotalâmico distinto do comportamento de montagem do mesmo e do sexo oposto em camundongos", foi publicado online pela Nature em 2 de dezembro. Os coautores são Ann Kennedy, ex-Caltech e agora na Feinberg School of Medicine da Northwestern University; estudantes de pós-graduação em neurobiologia Bin Yang e Mengyu Liu da Caltech; Derek Tai, ex-assistente de pesquisa na Caltech e agora na Touro University Nevada College of Osteopathic Medicine; Iman A. Wahle (BS '20), um estudioso de Schmidt na Caltech; e David J. Anderson.


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