Método indica como mosca-das-frutas usa memória para escolher odores

Pesquisadores da Universidade Brown, nos Estados Unidos, desenvolveram um método para acompanhar, de forma contínua, como a mosca-das-frutas Drosophila melanogaster utiliza a memória na escolha entre dois odores. O experimento mostrou preferência por estímulos associados à sacarose e rejeição daqueles vinculados a choques elétricos. As respostas surgiram cerca de 30 segundos após o início da exposição.

A técnica permite observar o processo de decisão, em vez de registrar apenas a posição final dos insetos. Ensaios tradicionais de memória olfativa, como os realizados em labirintos em T, costumam avaliar a distribuição das moscas em um momento específico. O novo sistema registra trajetórias individuais dentro de grupos e identifica comportamentos associados à aproximação ou à rejeição dos estímulos.

Quatro arenas circulares

O equipamento reúne quatro arenas circulares. Cada uma recebe dez moscas e dois fluxos de ar com odores distintos, liberados por entradas opostas. O sistema controla a circulação dos estímulos e permite acompanhar diversos grupos ao mesmo tempo. Uma câmera equipada com filtro infravermelho registra 30 quadros por segundo. Programas de rastreamento calculam a posição, a distância percorrida, o tempo de permanência e as mudanças de direção de cada inseto.

Os pesquisadores utilizaram machos adultos de Drosophila melanogaster. Antes dos testes, as moscas passaram por 24 horas de privação de alimento, com acesso à água. No treinamento, um dos odores foi apresentado junto a papel-filtro impregnado com sacarose. Em outro grupo, um odor acompanhou choques elétricos. Cada protocolo incluiu três repetições de exposições alternadas de dois minutos. Os compostos avaliados foram acetato de etila e acetato de isoamila, presentes em diferentes frutas.

Dois minutos após o treinamento, as moscas ingressaram nas arenas. Cada avaliação durou 135 segundos. Nos primeiros 15 segundos, os animais receberam apenas ar. Em seguida, os pesquisadores liberaram simultaneamente os dois odores durante 120 segundos. O trabalho identificou uma etapa inicial de exploração, em que as travessias entre os lados da arena diminuíram, e uma fase posterior de escolha, em que esse número se estabilizou.

Respostas dos grupos

Nos grupos treinados com sacarose, os insetos passaram a ocupar por mais tempo o lado com o odor associado à recompensa. Também percorreram maiores distâncias nessa região, aproximaram-se da entrada do odor e fizeram mais paradas nas suas proximidades. Nos grupos submetidos ao condicionamento aversivo, as moscas evitaram o cheiro associado ao choque. Elas permaneceram mais distantes de sua fonte e concentraram o deslocamento no lado oposto.

Exploração mantida

A escolha não eliminou a exploração. Mesmo após a formação de uma preferência coletiva, as moscas continuaram a passar de um lado para outro. Entretanto, prolongaram a permanência na região preferida e reduziram o tempo no lado menos favorável. Os pesquisadores também contabilizaram meias-voltas próximas à linha central da arena. Esses movimentos sugerem rejeição ativa à alternativa e ajudaram a descrever a manutenção da preferência. A exceção foram as moscas w1118 treinadas com choque, nas quais as meias-voltas não diferiram entre os lados.

Os resultados apareceram em duas linhagens utilizadas em pesquisas de memória, Canton-S e w1118. Moscas sem condicionamento anterior não demonstraram preferência consistente entre os lados. Ensaios de controle, com exposição isolada aos odores, à sacarose ou aos choques, também não produziram o mesmo padrão de escolha. A equipe buscou, assim, distinguir aprendizagem associativa de reações provocadas pelos estímulos isolados.

Análise estatística

Uma análise estatística combinou o índice de preferência com medidas de locomoção, mudanças de lado, distância até a fonte de odor e frequência de paradas. Dois componentes principais explicaram aproximadamente 71% da variação do comportamento nas linhagens examinadas. O resultado destacou a preferência olfativa e a proximidade das fontes como indicadores da resposta aprendida.

Mutação dunce

A equipe também avaliou moscas portadoras da mutação dunce, conhecida por comprometer processos de aprendizagem e memória. A alteração afeta uma fosfodiesterase envolvida na regulação do AMP cíclico e da plasticidade sináptica. Em comparação com a linhagem de referência Canton-S, os mutantes apresentaram menor rejeição ao odor associado ao choque e não demonstraram preferência estatisticamente significativa pelo odor associado à sacarose. A memória aversiva, porém, permaneceu detectável, embora reduzida.

O estudo utilizou apenas machos, em condições controladas de laboratório. A resposta também variou conforme a combinação entre odor, recompensa e linhagem genética. Os pesquisadores apontam a necessidade de investigar diferenças entre machos e fêmeas, possíveis efeitos das interações entre moscas e o comportamento durante a própria etapa de treinamento (doi 10.1242/jeb.253164).