MADRID, 19 Jun. (EUROPA PRESS) -
Los científicos han descifrado cómo los cerebros de los mamíferos perciben los olores y distinguen un olor de miles de otros, según publican en la revista 'Science'.
En experimentos en ratones, los investigadores de la NYU Grossman School of Medicine han creado por primera vez una firma eléctrica que se percibe como un olor en el centro de procesamiento de olores del cerebro, el bulbo olfativo, a pesar de que el olor no existe.
Debido a que la señal de simulación de olores fue creada por el hombre, los investigadores pudieron manipular el tiempo y el orden de la señalización nerviosa relacionada e identificar qué cambios fueron más importantes para la capacidad de los ratones para identificar con precisión el "olor sintético".
"Decodificar cómo el cerebro distingue los olores es complicado, en parte porque a diferencia de otros sentidos como la visión, todavía no conocemos los aspectos más importantes de los olores individuales", dice el investigador principal del estudio Edmund Chong, estudiante de doctorado en NYU Langone Health.
"En el reconocimiento facial, por ejemplo, el cerebro puede reconocer a las personas basándose en señales visuales, como los ojos, incluso sin ver la nariz y los oídos de alguien --recuerda Chong--. Pero estas características distintivas, según lo registrado por el cerebro, aún no se han encontrado para cada olor".
El estudio se centra en el bulbo olfativo, que está detrás de la nariz en animales y humanos. Estudios anteriores han demostrado que las moléculas del aire vinculadas a los olores activan las células receptoras que recubren la nariz para enviar señales eléctricas a los paquetes que terminan en los nervios en el bulbo llamados glomérulos, y luego a las células cerebrales o neuronas.
Se sabe que el momento y el orden de activación de los glomérulos son únicos para cada olor, dicen los investigadores, con señales que luego se transmiten a la corteza cerebral, que controla cómo un animal percibe, reacciona y recuerda un olor. Pero debido a que los olores pueden variar con el tiempo y mezclarse con otros, los científicos han luchado hasta ahora para rastrear con precisión un solo signo de olor en varios tipos de neuronas.
Para el nuevo estudio, los investigadores diseñaron experimentos basados en la disponibilidad de ratones genéticamente modificados por otro laboratorio para que sus células cerebrales pudieran activarse al iluminarlos, una técnica llamada optogenética. Luego entrenaron a los ratones para reconocer una señal generada por la activación de la luz de seis glomérulos, que se asemejan a un patrón evocado por un olor, dándoles una recompensa de agua solo cuando percibieron el "olor" correcto y presionaron una palanca.
Si los ratones empujaron la palanca después de la activación de un conjunto diferente de glomérulos (simulación de un olor diferente), no recibieron agua. Usando este modelo, los investigadores cambiaron el tiempo y la combinación de los glomérulos activados, y observaron cómo cada cambio impactaba la percepción de un mouse como se reflejaba en un comportamiento: la precisión con la que actuaba sobre la señal de olor sintético para obtener la recompensa.
Específicamente, los investigadores encontraron que cambiar cuál de los glomérulos dentro de cada conjunto que define el olor se activó primero condujo a una caída de hasta un 30 por ciento en la capacidad de un mouse para detectar correctamente una señal de olor y obtener agua. Los cambios en los últimos glomérulos en cada conjunto se produjeron con tan solo una disminución del 5 por ciento en la detección precisa de olores.
El momento de las activaciones de los glomérulos funcionó en conjunto "como las notas en una melodía", dicen los investigadores, con demoras o interrupciones en las primeras "notas" que degradan la precisión. El control estricto en su modelo sobre cuándo, cuántos y qué receptores y glomérulos se activaron en los ratones, permitió al equipo examinar muchas variables e identificar qué características de olor destacaban.
"Ahora que tenemos un modelo para desglosar el tiempo y el orden de activación de los glomérulos, podemos examinar el número mínimo y el tipo de receptores que necesita el bulbo olfativo para identificar un olor particular", dice el investigador principal del estudio y neurobiólogo Dmitry Rinberg.
Rinberg, profesor asociado de NYU Langone y su Instituto de Neurociencia, dice que se sabe que la nariz humana tiene unos 350 tipos diferentes de receptores de olor, mientras que los ratones, cuyo sentido del olfato es mucho más especializado, tienen más de 1.200.
"Nuestros resultados identifican por primera vez un código de cómo el cerebro convierte la información sensorial en percepción de algo, en este caso un olor --agrega Rinberg--. Esto nos acerca a responder la larga pregunta en nuestro campo de cómo el cerebro extrae información sensorial para evocar el comportamiento".
