Quando si tratta di accoppiamento, i topi femmine devono seguire il loro naso. Per la prima volta, gli scienziati hanno dimostrato che gli ormoni nei topi dirottano l'odore dei recettori nel naso per guidare il comportamento, lasciando il cervello completamente fuori dal giro.
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Secondo lo studio, comparso questa settimana su Cell, le topi femmine possono sentire l'odore di feromoni maschili attraenti durante i loro periodi riproduttivi. Ma durante i periodi di diestro, quando gli animali non sono in grado di riprodursi, l'ormone progesterone richiede alle cellule sensoriali nasali di bloccare i segnali dei feromoni maschili in modo che non raggiungano il cervello di una femmina. Durante questo periodo, i topi femmine mostrano indifferenza o addirittura ostilità nei confronti dei maschi. Gli stessi sensori hanno funzionato normalmente rispetto ad altri odori, come l'urina di gatto, mostrando che sono selettivi per i feromoni maschili.
Quando inizia l'ovulazione, i livelli di progesterone diminuiscono, consentendo alle femmine di odorare ancora una volta i feromoni maschili. In breve, il sistema "acceca" topi femmine a potenziali compagni quando gli animali non sono in estro.
La scoperta che il sistema olfattivo ha usurpato il ruolo del cervello ha scioccato il team di ricerca, afferma l'autore principale Lisa Stowers dello Scripps Research Institute. “Si suppone che i sistemi sensoriali assorbano tutto ciò che possono nell'ambiente e lo trasmettono al cervello. Il risultato ci sembra stravagante ”, afferma Stowers.
"Immagina che ciò accada nel tuo sistema visivo", aggiunge. "Se hai appena mangiato un grande hamburger e poi hai visto un buffet, potresti vedere cose come il tavolo e alcune persone e forse un po 'di frutta, ma semplicemente non vedresti più hamburger. È un po 'quello che succede qui. Sulla base del cambiamento di stato interno di questa femmina, le manca un intero sottoinsieme degli spunti trasmessi al suo cervello. "
Gli scienziati hanno raccolto topi femmine di età compresa tra le 8 e le 10 settimane e li hanno testati in diverse fasi del loro ciclo riproduttivo. I topi in gabbia potevano investigare quadrati di carta assorbente da un pollice per pollice imbevuti di urina di topo maschio o di un controllo. Il loro comportamento è stato registrato e i topi sono stati valutati per la frequenza e la durata delle loro visite a entrambe le sostanze.
Il team ha anche utilizzato l'imaging del calcio per esaminare l'organo vomeronasale, la struttura sensoriale nei nasi di topo e vedere cosa stava facendo quando le femmine catturavano soffi di feromoni. Hanno scoperto che l'organo ha un sottoinsieme speciale di neuroni con recettori per rilevare il progesterone e un meccanismo di "gating" che si chiude quando l'ormone è presente in modo che gli odori maschili non vengano trasmessi al cervello. I neuroni rispondevano normalmente ad altri profumi anche quando era presente il progesterone.
I risultati hanno dimostrato che il sistema olfattivo del topo è sintonizzato su segnali chimici interni e su fattori esterni ed è terribilmente efficace nel suo ruolo di gatekeeper. Ma non è affatto chiaro perché il naso funzioni in questo modo. Un'idea è che il sistema si è evoluto per evitare che le femmine vengano distratte durante l'estro. Ma i cervelli dei topi, come quelli della maggior parte degli animali, sono costantemente bombardati da informazioni come odori e scorci e non hanno problemi a sistemarli tutti.
“E il cervello femminile ha già dei modi per decidere se dovrebbe essere attratta o meno da una compagna. Il suo cervello sa quando non dovrebbe accoppiarsi, quindi non lo farà, anche se sente i feromoni maschili ”, osserva Stowers.
Il team sospetta invece che ci siano alcune ragioni fisiologiche alla base del perché i topi femmine non dovrebbero rilevare i feromoni maschili quando hanno alti livelli di progesterone. Una possibile risposta è che in qualche modo protegge un feto di topo, in particolare i livelli di progesterone sono robusti anche durante la gravidanza.
Più in generale, la scoperta suggerisce che non tutte le grandi decisioni vengono prese nel cervello e che districare ciò che accade nel naso da ciò che accade nel cervello potrebbe non essere semplice, osserva Stowers. Stati interni come lo stress o la fame incidono fortemente sul modo in cui gli animali interagiscono con l'ambiente, ma gli scienziati non comprendono appieno come vengono prese le decisioni basate su questi stati nel cervello. Ciò fa meravigliare Stowers se questa scoperta del topo rappresenti la punta dell'iceberg per quanto riguarda i diversi ruoli del sistema olfattivo nei topi e in altre specie, compresi gli umani, che possono distinguere tra un trilione di odori diversi.
"È pura speculazione a questo punto, ma pensiamo che questo si applicherà ampiamente, e non vediamo perché qualcosa di simile non potrebbe accadere negli esseri umani", afferma. Mentre gli umani non percepiscono i feromoni allo stesso modo dei topi, il team ha trovato le stesse molecole nel naso umano che i topi usano per rilevare il progesterone e innescare il processo di blocco dell'olfatto. "Quindi è lì ed è possibile", osserva Stowers.
"È un trucco così bello che sembra che sarebbe un vantaggio preservarlo attraverso l'evoluzione e non scartarlo."
