Descubrir lo que sucede en el cerebro de un mosquito no es una tarea sencilla. Y mucho menos si de lo que se trata es de saber qué procesos se disparan en su diminuto encéfalo antes de lanzarse hacia una posible víctima. Pero el equipo de Jeffrey Riffell ha diseñado una serie de delicados experimentos que le han permitido analizar qué zonas neuronales se activan y qué estímulos disparan estas señales antes de picarnos.
En un trabajo publicado en la revista Current Biology, el equipo de Riffel revela que cuando el sistema olfativo de la mosquito hembra (que son las que pican) detecta determinadas pruebas químicas, como la presencia del CO2 de nuestras respiraciones, el insecto empieza a escanear sus alrededores en busca de formas y señales visuales concretas que le incitan a levantar el vuelo y a dirigirse hacia ellas. Para averiguarlo, los investigadores recogieron datos de unos 250 mosquitos a los que introdujeron en un cilindro especial de unos 15 cm de diámetro iluminado por luces LED y con un cable de tunsgeteno en el centro para sujetar a cada mosquito. Un sensor óptico en la parte inferior detectaba la frecuencia del aleteo de sus alas, una salida de aire insertaba diferentes olores en el cilindro y las luces proyectaban estímulos visuales con diferentes formas.
En una primera fase de los experimentos los autores comprobaron cómo respondían los mosquitos, de la especie Aedes aegypti, a los estímulos visuales y a diferentes cantidades de aire con CO2 añadido. Así, por ejemplo, comprobaron que un soplido de aire con un 5% de CO2 (un poco por encima del aire emitido por los humanos, que contiene un 5,4%) hacía que los mosquitos empezaran a batir sus alas más rápido. En cuanto a los elementos visuales, resultó que permanecían indiferentes a algunos patrones de parpadeo, pero si las luces se movían en sentido horizontal, el insecto agitaba las alas y tratar de colocarse en la misma dirección que el estímulo. Y si los investigadores ponían primero el CO2 y después la barra horizontal, la repuesta era todavía más intensa.
“El CO2 hace que el mosquito se gire hacia un objeto que no está directamente en su trayectoria de vuelo”
“Hemos descubierto que el CO2 hace que el mosquito se gire hacia un objeto que no está directamente en su trayectoria de vuelo”, explica Riffell. “Cuando huelen el CO2 se giran hacia el objeto más directamente y más rápido que cuando lo hacen sin CO2”. Para asegurarse, él y su equipo repitieron los experimentos, pero esta vez con un grupo de mosquitos de la misma especie modificados genéticamente para que sus células emitieran un color verde fluorescente ante la presencia de iones de calcio - incluidas las neuronas del sistema nervioso central que se activan por este proceso. Y lo que es más impresionante: retiraron una parte del cráneo del mosquito para poder observar al microscopio las activaciones de las neuronas en su cerebro mientras les sometían a diferentes estímulos.
Los científicos centraron su interés en 59 regiones del cerebro en las que aparecieron niveles altos de activación, especialmente en la zona del lóbulo visual. Cuando les mostraban una barra horizontal, señalan los autores, dos tercios de esta región se iluminaban, lo que indica una mayor actividad neuronal asociada al estímulo. Cuando añadían además el soplido de CO2, esta actividad aumentaba otro 23% extra, lo que indicaba que es la combinación de estas dos señales la que hace que el mosquito se dirija a por su alimento. Cuando se repetía el experimento al revés, sin embargo, los estímulos visuales no aumentaban la actividad de las tareas que controlan el olfato. “El olfato dispara la visión, pero la visión no dispar la sensación del olfato”, explica Riffell.
Pueden detectar nuestra presencia - debido a la respiración - a una distancia de hasta 30 metros
En trabajos anteriores, este mismo equipo había desmotado que el CO2 activa el sistema visual para poner en marcha a estos insectos en busca de alimento, pero es la primera vez que se caracteriza con precisión cómo reacciona su cerebro ante una combinación de estímulos visuales y químicos. Según los autores, estos resultados pueden ser útiles para diseñar estrategias de control de mosquitos, especialmente en zonas donde siguen siendo las principales vías de contagio de enfermedades a seres humanos. Gracias a este experimento, ahora sabemos que estas pequeñas criaturas pueden detectar nuestra presencia - debido a la respiración - a una distancia de hasta 30 metros. Y que si previamente han divisado algo que les haga sospechar que estamos ahí, emprenderán el vuelo hacia nuestra piel como si alguien les hubiera anunciado que la cena está lista.
Referencia: Visual-olfactory integration in the human disease vector mosquito, Aedes aegypti (Current Biology) https://doi.org/10.1101/512996
