In vivo honeybee brain imaging to study the olfactory system’s role in the processing of mechanosensory information

Le api,con un network di soli 960,000 neuroni sono un eccellente modello nelle neuroscienze per studiare come il sistema olfattivo riceve, elabora e memorizza i segnali. Il centro primario di elaborazione delle informazioni è rappresentato dai lobi delle antenne che hanno un ruolo chiave nella codifica e discriminazione degli odori. Recentemente, nei mammiferi è stata scoperta una correlazione tra il sistema olfattivo e la meccano-sensazione. Appare quindi interessante verificare se questo si osserva anche nelle api. In questo elaborato è stata investigata l’elaborazione parallela di informazioni olfattive e meccano-sensoriali nel sistema olfattivo delle api e il suo potenziale ruolo durante la waggle dance communication, una particolare danza che l’ape svolge mentre è in volo per comunicare con le altri api la presenza di una fonte di cibo. Attraverso tecniche di calcium imaging e facendo uso del microscopio ottico a due fotoni è stato possibile analizzare in vivo la risposta di 7 api a differenti protocolli di stimolazione che presentano segnali chimici e meccanici attivi singolarmente o in combinazione. I lobi antennali delle api generano un pattern complesso di attivazione in risposta alla stimolazione meccanica. Nello specifico, le mappe di risposta glomerulare forniscono un codice di risposta agli stimoli meccanici stereotipato in l'intensità e dinamica che si sovrappone al codice olfattivo. Questi risultati dimostrano che il sistema olfattivo fa molto di più della semplice identificazione degli odori, suggerendo che la combinazione di olfatto e meccano-sensazione potrebbe fornire informazioni sull'intensità, la direzione e la dinamica del flusso d'aria durante il volo e durante la waggle dance communication. Questo conferma come l'ape possa essere un importante modello per lo studio del sistema olfattivo e mette in evidenza come una rete di poche migliaia di neuroni contribuisca in modo significativo alla comprensione dei meccanismi sottostanti.