Explorando el cerebro de la abeja melífera

¿Qué tienen en común los humanos y las abejas melíferas? Que bailan. Sin embargo, mientras que los humanos suelen bailar por diversión, el baile de la abeja melífera tiene una función importante: el animal comunica a sus compañeras información sobre la dirección y la distancia a una fuente de alimento lucrativa y para ello recurre a su memoria espacial.

El comportamiento de las abejas melíferas se ha estudiado a fondo en este sentido. Menos estudiados han sido los procesos que tienen lugar en el cerebro durante la danza.

Aquí es donde el Dr. Jerome Beetz, catedrático de Fisiología del Comportamiento y Sociobiología de la Universidad de Würzburg (JMU), trabaja en un proyecto: «Sabemos que la abeja emite señales acústicas durante la danza del abdomen, que sirven para descodificar información sobre las distancias.

Ya se han descrito algunas células nerviosas del cerebro que procesan estas señales», afirma el biólogo. Hiroyuki Ai, catedrático de la Universidad de Fukuoka (Japón) y socio colaborador en el proyecto de Beetz, apunta al respecto.

«Lo que resulta particularmente fascinante, es que la información espacial incluida en la danza del abdomen se comunica en condiciones de completa oscuridad, mientras que fuera de la colmena, las señales visuales en especial desempeñan un papel decisivo para la orientación», explica el científico de la JMU, «de modo que el flujo óptico -comparable a las vistas desde un tren en marcha- que la abeja percibe durante su vuelo sirve para medir la distancia recorrida.»

El objetivo del biólogo es averiguar dónde se integran ambas fuentes de medición de la distancia en el cerebro de la abeja melífera. « Sospechamos, por tanto, que hay células nerviosas que procesan tanto las señales visuales como las acústicas», afirma Beetz.

El científico de la JMU tendrá a su disposición un equipo a partir de mayo de 2025: El proyecto está financiado por el Programa Emmy Noether de la Fundación Alemana de Investigación (DFG) con casi dos millones de euros. 

Esto permitirá a Beetz crear un grupo de investigación junior durante los próximos seis años, formado por dos estudiantes de doctorado y un investigador de postgrado.

La abeja melífera en el simulador de vuelo

Para medir lo que ocurre en el cerebro cuando se evoca la memoria espacial, Beetz desarrolló su propia técnica de medición durante su postdoctorado en el grupo del profesor Basil el Jundi, antiguo jefe del grupo de investigación junior de la JMU: La derivación de tetrodos.

Con ayuda de unos tetrodos se registran las señales nerviosas mientras el insecto puede moverse libremente en un simulador de vuelo. Para ello, el investigador implanta cuatro electrodos ultrafinos en el cerebro del insecto, que miden la actividad de células nerviosas aisladas.

«Este método nos permite realizar mediciones neuronales mientras el animal se orienta activamente. Esta medición no sería posible en insectos que vuelan libremente, ya que no podrían soportar el peso de los electrodos y transmisores. 

Por eso nos centramos en crear un entorno lo más natural posible en el simulador de vuelo», explica el futuro jefe del grupo de investigación junior.

Pero, ¿cómo sabe la abeja obrera hacia dónde vuela si básicamente se mueve sobre el mismo sitio? Aquí es donde entra en juego la realidad virtual (RV).

El equipo utiliza un dron para tomar fotografías de los alrededores de la colmena. A partir de ahí, un programa informático crea un entorno tridimensional basado en el modelo real.

La abeja puede así moverse libremente por el espacio virtual. Este proyecto se lleva a cabo en colaboración con el profesor Tim Landgraf, del Instituto de Informática de la Freie Universität de Berlín, y la profesora Karin Nordström, catedrática de la Flinders University de Australia, que ya había desarrollado un sistema de RV para insectos voladores.