[:fr]La mémoire chez les abeilles. Recherches franco-argentines[:pt]Memória das abelhas. Pesquisas franco-argentinas[:es]La memoria en las abejas. La investigación franco-argentina.[:]

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Cet article présente les travaux de chercheurs français du Laboratoire CRCA (Centre de Recherche sur la Cognition Animale) – UMR CNRS 5169 – réalisés en collaboration avec des chercheurs argentins du laboratoire de Neurobiologie de la Mémoire (Faculté de Médecine, Université de Buenos Aires). Les recherches, présentées dans cet article, ont donné lieu à une publication dans la prestigieuse revue The Scientist (“Editor’s Choice in Neurosciences”).

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Avec leur cerveau minuscule et leur capacité reconnue à mémoriser les emplacements du nectar, les abeilles sont devenues un modèle pour l’étude de l’apprentissage et de la mémoire. Les recherches sur ce sujet ont montré que, pour former une mémoire à long terme – une mémoire qui dure un jour ou plus chez les abeilles – les insectes doivent répéter une expérience au moins trois fois. En revanche, les mémoires 1) à court et 2) moyen terme, qui durent respectivement 1) de quelques secondes à quelques minutes et 2) de quelques minutes à quelques heures, ne nécessitent qu’une seule expérience d’apprentissage.

Des exceptions à cette règle ont cependant été observées. Par exemple, dans certaines études, les abeilles ont formé des souvenirs durables après une seule expérience d’apprentissage. De tels résultats sont souvent considérés comme des anomalies circonstancielles, et on pense que les mémoires formées ne nécessitent pas de synthèse de protéines, une caractéristique moléculaire des mémoires à long terme codées par un apprentissage répété, expliquent Martin Giurfa de l’Université de Toulouse/CNRS – UMR 5169 et ses collaborateurs Maria Eugenia Villar (Post-Doc CNRS – UMR 5169), Paul Marchal (PhD CNRS – UMR 5169) et Haydee Viola (Universidad de Buenos Aires/CONICET).

Ces « résultats anormaux », ainsi que les recherches montrant que les mouches à fruits et les fourmis peuvent former des mémoires à long terme après des expériences uniques ont piqué la curiosité de des chercheurs qui se sont posés des questions suivantes : était-il possible que les abeilles domestiques puissent reproduire le même résultat fiable et quels mécanismes moléculaires entraient en jeu le cas échéant ?

Les abeilles butineuses sont exposées une fois à une odeur tout en recevant simultanément du saccharose via un bâtonnet de cocktail. Les insectes prolongent leurs proboscises pour boire la friandise sucrée (1). Une heure, quatre heures, 24 heures ou 72 heures après cette expérience, les abeilles sont exposées à la même odeur ou à une odeur de contrôle. Jusqu’à 24 heures, la plupart des abeilles prolongent correctement leurs proboscases en réponse à l’odeur de la paire (2) et non à celle du contrôle (3). Même après 72 heures, environ un tiers des abeilles maintiennent ce comportement. (Crédit : Kelly Finan)

Les chercheurs ont estimé que la capacité à former des souvenirs solides pouvait dépendre du type d’abeille et de l’expérience réalisée car, dans une colonie d’abeilles, il y a des infirmières, qui nettoient la ruche et nourrissent les jeunes, des gardiens, qui patrouillent et protègent la ruche, et des butineuses, qui recherchent du nectar.

Dans le cadre d’une collaboration internationale, l’équipe de Martin Giurfa et ses collègues du laboratoire de Neurobiologie de la Mémoire (Faculté de Médecine, Université de Buenos Aires) se sont concentrés uniquement sur les butineuses, en les chargeant de se souvenir d’une expérience en rapport avec leur fonction : une odeur associée à une récompense sucrée, contrairement aux études précédentes qui testaient les abeilles en masse.

Les chercheurs ont observé qu’une seule exposition à une odeur associée à une récompense suffisait à la plupart des abeilles butineuses pour se souvenir de cette odeur spécifique le lendemain : elles prolongeaient leurs proboscises lorsqu’elles étaient exposées à l’odeur, mais pas lorsqu’elles étaient exposées à une odeur quelconque. De nombreux butineuses pouvaient même se souvenir de l’odeur trois jours plus tard.

L’équipe de Martin Giurfa a ensuite examiné les besoins moléculaires des mémoires à court, moyen et long terme dans le cerveau des abeilles en inhibant la transcription des gènes, la synthèse des protéines ou les deux pendant la période d’apprentissage. Ils ont montré que la mémoire à court terme (une heure après la formation) ne nécessitait ni l’un ni l’autre, que la mémoire à moyen terme (quatre heures après la formation) nécessitait la capacité de fabriquer de nouvelles protéines mais pas une transcription complète, et que la mémoire à long terme (plus de 24 heures après la formation) nécessitait les deux.

Les chercheurs supposent que les abeilles nourricières et les abeilles gardiennes diffèrent dans leurs capacités d’apprentissage et leur composition moléculaire, et que cela explique les différences avec les études antérieures, mais cela n’a pas été testé.

Les résultats obtenus ne signifient pas que toutes les recherches antérieures étaient erronées, déclare André Fiala de l’université de Göttingen qui étudie la mémoire des mouches des fruits et qui n’a pas participé au projet. « Les gens ont fait les expériences d’une manière différente ». Cependant, les nouveaux résultats montrent que « la croyance populaire selon laquelle il faut plusieurs essais d’entraînement […] pour obtenir une mémoire à long terme n’est pas toujours vraie », dit-il, et cela « fait vraiment progresser la connaissance dans ce domaine ».

Article original : https://www.the-scientist.com/the-literature/once-is-enough-for-long-term-memory-formation-in-bees-67467

Voir également : M.E. Villar et al., “Redefining single-trial memories in the honeybee,” Cell Rep, 30:2603–13.e3, 2020.

Article publié dans Cell magasine

[:pt]

Este artigo apresenta o trabalho de pesquisadores franceses do Laboratório CRCA (Centro de Pesquisa em Cognição Animal) – UMR CNRS 5169 – realizado em colaboração com pesquisadores argentinos do Laboratório de Neurobiologia da Memória (Faculdade de Medicina da Universidade de Buenos Aires). A pesquisa, apresentada neste artigo, foi publicada na prestigiosa revista The Scientist (“Editor’s Choice in Neurosciences”).

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Com seus cérebros minúsculos e reconhecida capacidade de memorizar locais de néctar, as abelhas se tornaram um modelo para o estudo da aprendizagem e da memória. Pesquisas sobre este assunto mostraram que para formar uma memória de longo prazo – uma memória que dura um dia ou mais em abelhas – os insetos devem repetir um experimento pelo menos três vezes. Em contraste, as memórias de curto e médio prazo, que duram 1) de alguns segundos a alguns minutos, e 2) de alguns minutos a algumas horas, requerem apenas uma experiência de aprendizagem.

Entretanto, exceções a esta regra foram observadas. Por exemplo, em alguns estudos, as abelhas têm formado memórias duradouras após uma única experiência de aprendizagem. Tais resultados são freqüentemente considerados como anomalias circunstanciais, e pensa-se que as memórias formadas não requerem síntese protéica, característica molecular das memórias de longo prazo codificadas por aprendizado repetido, explica Martin Giurfa da Universidade de Toulouse/CNRS – UMR 5169 e seus colaboradores Maria Eugenia Villar (Pós-Doc CNRS – UMR 5169), Paul Marchal (PhD CNRS – UMR 5169) e Haydee Viola (Universidad de Buenos Aires/CONICET).

Esses “resultados anormais”, assim como as pesquisas que mostram que moscas da fruta e formigas podem formar memórias de longo prazo após experiências únicas, despertaram a curiosidade de pesquisadores que se fizeram as seguintes perguntas: era possível que as abelhas pudessem reproduzir o mesmo resultado confiável e que mecanismos moleculares entrariam em jogo se o fizessem?

As abelhas forrageiras são expostas uma vez a um odor enquanto recebem sacarose simultaneamente através de um coquetel. Os insetos estendem sua probóscide para beber a guloseima (1). Uma hora, quatro horas, 24 horas ou 72 horas após esta experiência, as abelhas são expostas ao mesmo odor ou a um odor de controle. Até 24 horas, a maioria das abelhas prolongam corretamente suas probóscopos em resposta ao cheiro do par (2) e não ao cheiro de controle (3). Mesmo após 72 horas, cerca de um terço das abelhas mantém esse comportamento. (Crédito: Kelly Finan)

Os pesquisadores sentiram que a capacidade de formar memórias fortes pode depender do tipo de abelha e do experimento realizado, pois em uma colônia de abelhas há enfermeiras, que limpam a colméia e alimentam os filhotes, tratadores, que patrulham e protegem a colméia, e forrageiros, que buscam o néctar.

Em uma colaboração internacional, a equipe de Martin Giurfa e seus colegas do Laboratório de Neurobiologia da Memória (Faculdade de Medicina da Universidade de Buenos Aires) se concentraram exclusivamente nos foragidos, encarregando-os de lembrar uma experiência relacionada à sua função: um cheiro associado a uma doce recompensa, ao contrário dos estudos anteriores que testaram em massa as abelhas.

Os pesquisadores descobriram que a maioria dos foragentes se lembrava deste odor específico no dia seguinte após uma única exposição a um odor de recompensa: eles prolongaram sua probóscide quando expostos ao odor, mas não quando expostos a qualquer odor. Muitos forasteiros puderam até se lembrar do cheiro três dias depois.

A equipe de Martin Giurfa examinou então as exigências moleculares da memória de curto, médio e longo prazo no cérebro da abelha, inibindo a transcrição gênica, a síntese protéica ou ambas durante o período de aprendizagem. Eles mostraram que a memória de curto prazo (uma hora após o treinamento) não exigia nenhuma delas, que a memória de médio prazo (quatro horas após o treinamento) exigia a capacidade de fazer novas proteínas, mas não a transcrição completa, e que a memória de longo prazo (mais de 24 horas após o treinamento) exigia ambas.

Les chercheurs supposent que les abeilles nourricières et les abeilles gardiennes diffèrent dans leurs capacités d’apprentissage et leur composition moléculaire, et que cela explique les différences avec les études antérieures, mais cela n’a pas été testé.

Os resultados não significam que todas as pesquisas anteriores estavam erradas, diz André Fiala, da Universidade de Göttingen, que estuda a memória das moscas da fruta e que não participou do projeto. “As pessoas fizeram os experimentos de uma maneira diferente. No entanto, os novos resultados mostram que “a crença popular de que são necessárias várias provas de treinamento … para obter a memória a longo prazo nem sempre é verdade”, diz ele, e que “realmente avança o conhecimento nesta área”.

Artigo original : https://www.the-scientist.com/the-literature/once-is-enough-for-long-term-memory-formation-in-bees-67467

Ver também : M.E. Villar et al., “Redefining single-trial memories in the honeybee,” Cell Rep, 30:2603–13.e3, 2020.

Artigo publicado em Cell

 [:es]

Este artículo presenta el trabajo de los investigadores franceses del Laboratorio CRCA (Centro de Investigación en Cognición Animal) – UMR CNRS 5169 – realizado en colaboración con los investigadores argentinos del Laboratorio de Neurobiología de la Memoria (Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires). La investigación, presentada en este artículo, fue publicada en la prestigiosa revista The Scientist (“Editor’s Choice in Neurosciences”).

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Con sus cerebros diminutos y su reconocida capacidad para memorizar las ubicaciones del néctar, las abejas se han convertido en un modelo para el estudio del aprendizaje y la memoria. Las investigaciones sobre este tema han demostrado que para formar la memoria a largo plazo – una memoria que dura un día o más en las abejas – los insectos deben repetir un experimento al menos tres veces. Por el contrario, los recuerdos a corto y medio plazo, que duran 1) de unos pocos segundos a unos pocos minutos, y 2) de unos pocos minutos a unas pocas horas, requieren sólo una experiencia de aprendizaje.

Sin embargo, se han observado excepciones a esta regla. Por ejemplo, en algunos estudios, las abejas han formado recuerdos duraderos después de una sola experiencia de aprendizaje. Tales resultados se consideran a menudo como anomalías circunstanciales, y se piensa que las memorias formadas no requieren síntesis de proteínas, una característica molecular de las memorias a largo plazo codificadas por el aprendizaje repetido, explican Martin Giurfa de la Universidad de Toulouse/CNRS – UMR 5169 y sus colaboradores María Eugenia Villar (Post-Doc CNRS – UMR 5169), Paul Marchal (PhD CNRS – UMR 5169) y Haydee Viola (Universidad de Buenos Aires/CONICET).

Estos “resultados anormales”, así como las investigaciones que demuestran que las moscas y las hormigas de la fruta pueden formar memorias a largo plazo después de experimentos únicos, despertaron la curiosidad de los investigadores que se hicieron las siguientes preguntas: ¿Era posible que las abejas de la miel pudieran reproducir el mismo resultado fiable y qué mecanismos moleculares entraban en juego si lo hacían?

Las abejas forrajeras se exponen una vez a un olor mientras reciben simultáneamente sacarosa a través de un palo de cóctel. Los insectos extienden su probóscide para beber la golosina (1). Una hora, cuatro horas, 24 horas o 72 horas después de este experimento, las abejas se exponen al mismo olor o a un olor de control. Hasta 24 horas, la mayoría de las abejas prolongan correctamente sus probóscide en respuesta al olor de pareja (2) y no al olor de control (3). Incluso después de 72 horas, alrededor de un tercio de las abejas mantienen este comportamiento. (Crédito: Kelly Finan)

Los investigadores consideraron que la capacidad de formar recuerdos fuertes puede depender del tipo de abeja y del experimento realizado porque en una colonia de abejas hay enfermeras, que limpian la colmena y alimentan a las crías, cuidadoras, que patrullan y protegen la colmena, y recolectoras, que buscan néctar.

En una colaboración internacional, el equipo de Martin Giurfa y sus colegas del Laboratorio de Neurobiología de la Memoria (Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires) se centraron únicamente en los recolectores, encargándoles la tarea de recordar una experiencia relacionada con su función: un olor asociado a una dulce recompensa, a diferencia de estudios anteriores que probaban abejas en masa.

Los investigadores encontraron que la mayoría de los buscadores recordaban este olor específico al día siguiente después de una única exposición a un olor de recompensa: prolongaban su probóscide cuando se exponían al olor, pero no cuando se exponían a cualquier olor. Muchos recolectores podían incluso recordar el olor tres días después.

El equipo de Martin Giurfa examinó entonces los requisitos moleculares de la memoria a corto, medio y largo plazo en el cerebro de las abejas, inhibiendo la transcripción de genes, la síntesis de proteínas o ambas durante el período de aprendizaje. Demostraron que la memoria a corto plazo (una hora después del entrenamiento) no requería ninguna de las dos, que la memoria a mediano plazo (cuatro horas después del entrenamiento) requería la capacidad de hacer nuevas proteínas pero no la transcripción completa, y que la memoria a largo plazo (más de 24 horas después del entrenamiento) requería ambas.

Los investigadores formularon la hipótesis de que las abejas enfermeras y las abejas guardianas difieren en su capacidad de aprendizaje y en su composición molecular, y que esto explica las diferencias con estudios anteriores, pero esto no ha sido probado.

Los resultados no significan que todas las investigaciones anteriores fueran erróneas, dice André Fiala de la Universidad de Göttingen, que estudia la memoria de las moscas de la fruta y que no participó en el proyecto. “La gente hizo los experimentos de una manera diferente. Sin embargo, los nuevos resultados muestran que “la creencia popular de que se necesitan varias pruebas de entrenamiento… para obtener la memoria a largo plazo no siempre es cierta”, dice, y que “realmente avanza el conocimiento en esta área”.

Artículo original: https://www.the-scientist.com/the-literature/once-is-enough-for-long-term-memory-formation-in-bees-67467

Ver también: M.E. Villar et al., “Redefining single-trial memories in the honeybee,” Cell Rep, 30:2603–13.e3, 2020.

Artículo publicado en Cell

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