Langostas revelan cómo dopamina y octopamina modulan la percepción del olfato

En el laboratorio de la Universidad de Washington en San Luis, los investigadores descubrieron algo que desafía una suposición común: que nuestro sentido del olfato funciona como un sistema fijo, que percibe los aromas siempre de la misma manera. Lo que encontraron fue más complejo y más revelador. Dos sustancias químicas del cerebro —la dopamina y la octopamina— actúan como reguladores que cambian la intensidad con la que experimentamos los olores, sin alterar lo que realmente estamos oliendo.

El equipo dirigido por Barani Raman eligió estudiar a la langosta americana, un insecto cuyo sistema nervioso es lo suficientemente simple como para permitir observaciones precisas pero lo suficientemente sofisticado como para revelar principios que aplican a organismos más complejos. Durante los experimentos, expusieron a estos animales a aromas variados —hierba, limón, rosa, almendra— mientras manipulaban químicamente sus cerebros. Lo que observaron fue un patrón claro: cuando la dopamina se liberaba en el sistema olfativo, las langostas respondían con mayor vigor, abriendo más frecuentemente sus palpos sensoriales, los apéndices bucales que utilizan para manipular el alimento. Era como si el mismo olor se hubiera vuelto más atractivo, más urgente. Pero el olor en sí no había cambiado.

Raman explicó el fenómeno con una analogía que cualquiera puede reconocer: el pan recién horneado huele diferente antes de almorzar que después de una comida abundante. No es que el pan haya cambiado. Es que el cerebro, en estados internos distintos, interpreta la misma señal sensorial con diferente peso. La langosta experimenta algo equivalente. El olor permanece idéntico, pero la respuesta biológica varía según qué neuromodulador esté activo en ese momento.

La octopamina, por su parte, produjo el efecto inverso. Esta sustancia química, asociada en los insectos con respuestas de defensa y huida, suprimió la actividad en las áreas olfativas y redujo drásticamente la apertura de los palpos. Donde la dopamina amplificaba la respuesta, la octopamina la atenuaba. Los dos compuestos operaban como controles opuestos sobre el mismo circuito sensorial, permitiendo al animal modular su comportamiento según sus necesidades inmediatas sin necesidad de que el entorno cambiara.

Para entender qué ocurría dentro del cerebro, los investigadores se enfocaron en el lóbulo antenal, la región que recibe las señales de olor capturadas por las antenas. Allí encontraron neuronas locales que liberan GABA, un mensajero químico que actúa como un freno, inhibiendo la actividad de otras células nerviosas. La dopamina, descubrieron, suprimía selectivamente una subpoblación de estas neuronas inhibitorias, liberando el circuito de su restricción y permitiendo que la red olfativa se volviera más activa. La octopamina, en cambio, no alteraba directamente estas células, pero producía un efecto supresor en otras partes del sistema.

El hallazgo conecta con investigaciones previas sobre la serotonina, otro neuromodulador que también modula respuestas olfativas en langostas. Estos insectos pueden vivir de forma solitaria o gregaria, agrupándose en enjambres masivos, y la serotonina parece facilitar ese cambio de comportamiento. Las langostas gregarias son significativamente más activas que sus contrapartes solitarias, lo que sugiere que los cambios conductuales sostenidos requieren de modulación química continua. La serotonina puede aumentar o reducir la apertura de los palpos dependiendo de si un olor está asociado con alimento, añadiendo otra capa de complejidad al sistema.

Los investigadores proponen que el cerebro de la langosta utiliza al menos dos grupos de neuronas para regular respuestas sensoriales: uno que amplifica la conducta y otro que la reduce o suprime. Sugieren que la dopamina influye principalmente en la inhibición de neuronas locales, mientras que la serotonina y la octopamina probablemente alteran la excitabilidad de neuronas de proyección, células que transmiten información a otras regiones del cerebro. Este modelo, aunque derivado del estudio de un insecto, apunta a mecanismos fundamentales que podrían estar conservados en vertebrados, incluyendo humanos. Los próximos pasos del equipo serán investigar precisamente cómo estos otros neuromoduladores afectan esas neuronas de proyección, un trabajo que podría revelar cómo el cerebro, en general, ajusta sus decisiones sensoriales según el estado interno del organismo.