El sentido del olfato humano se parece al de los insectos
El sentido del olfato se desarrolló temprano en la historia de la evolución. Por eso hay grandes similitudes entre especies muy diferentes. Crédito: Shutterstock, NTB, Kolbjrn Skarpnes, NTNU
La profesora Bente Gunnveig Berg y sus colegas están trabajando para desentrañar algunas de las preguntas sin respuesta sobre cómo el cerebro procesa la información olfativa. Lo hacen en el Laboratorio Quimiosensorial del Departamento de Psicología de la NTNU.
«Al usar el cerebro de un gusano cogollero como modelo, podemos realizar experimentos en los que describimos la anatomía y la fisiología a nivel de una sola célula», explica Berg.
«Los patrones de ramificación y los mecanismos de codificación que detectamos en el cerebro modelo pequeño parecen ser relevantes no solo para los insectos, sino también para los mamíferos, que incluyen a las personas.
Los humanos a menudo carecen de conceptos lingüísticos para la experiencia del olfato, pero tienden a clasificar los olores como agradables o desagradables .
En una publicación en la revista científica eLife de principios de este año, los investigadores de la NTNU describen cómo las señales olfativas que atraen o repelen se interpretan en diferentes áreas del cerebro.
Sentido El olfato es el sentido más antiguo
«Encontramos sorprendentes similitudes en la estructura y función del sistema olfativo en diferentes organismos», dice Xi Chu, investigador del Departamento de Psicología de la NTNU y autor principal de la nueva publicación. .
Las similitudes probablemente estén relacionadas con la f De hecho, el sistema olfativo es evolutivamente el más antiguo de todos los sistemas sensoriales.
En los humanos, observamos esto por cómo la información del olor se procesa en gran medida en áreas del cerebro con desarrollo antiguo. Estos incluyen el hipocampo y la amígdala, que están involucrados en el establecimiento de la memoria y el procesamiento de las emociones.
Los investigadores examinaron el gusano cogollero del algodón, Helicoverpa armigera. Crédito: NTNU
«Vale la pena señalar que el centro olfativo primario en el cerebro de los mamíferos está ubicado a solo una sinapsis del mundo exterior», dice el Dr. Chu.
«Esto significa que la información entrante va directamente a la corteza olfativa primaria, a diferencia de todas las demás señales sensoriales, que viajan a través de una estructura cerebral diferente antes de dispersarse a sus respectivas áreas corticales.
Sorprendentes similitudes
«Hemos estudiado neuronas olfativas de segundo orden en los gusanos cogolleros machos», dice Chu.
Los machos transmiten señales desde el centro olfatorio primario a otras áreas del cerebro, donde las señales se interpretan para proporcionar las respuestas correctas.
«Son extrañamente similares a las neuronas, llamadas células mitrales, en humanos y otros mamíferos», dice Chu.
Aquí está el meollo del proceso olfativo para los no especialistas entre nosotros:
Cuando olemos algo, es porque ciertas moléculas que están dispersas en el aire primero activan los sentidos neuronas del epitelio olfatorio. Esta es un área en la nariz que captura las moléculas de olor y las lleva más adentro del centro olfativo principal del cerebro.
Aquí, las terminales sensoriales forman una especie de mapa, por lo que las neuronas que tienen el mismo tipo de receptor olfativo se acumulan dentro de estructuras esféricas llamadas glomérulos.
El sentido del olfato. La ilustración muestra cómo se procesan las señales de olor en humanos y polillas. Crédito: NTNU
Los insectos tienen un sistema similar de neuronas olfativas sensoriales que forman glomérulos en sus lóbulos antenales. La similitud también se aplica a las neuronas olfativas de segundo orden que envían señales desde el centro olfatorio primario a áreas de orden superior.
Los diversos olores se representan en forma de una colección de glomérulos no superpuestos en el centro primario. centro olfativo. Pero están dispuestas de manera bastante diferente en los centros de segundo orden subsiguientes.
Tanto en insectos como en humanos, las terminales de las neuronas olfativas de segundo orden cubren áreas relativamente grandes que se superponen parcialmente.
«También encontramos un patrón aquí utilizando datos de alta resolución de registros electrofisiológicos o tinción de neuronas individuales en el cerebro del insecto», dice Chu.
Las señales atractivas y aversivas se separaron principalmente en diferentes áreas.
El olor femenino se asocia tanto con la atracción como con el rechazo
En los gusanos cogolleros, las hembras pueden producir y secretar olores llamados feromonas. Estas feromonas constan de varios componentes y envían señales a otros enjambres nocturnos.
El grupo de investigación explica cómo las entradas de tres constituyentes de feromonas producidos por las hembras se tratan en los centros olfativos superiores de los machos.
El gusano cogollero macho es muy adecuado como modelo para explorar cómo se representan las señales químicas en el cerebro. Conocemos las señales de olor relevantes para el comportamiento reproductivo, y el sistema relativamente claro consta de solo unos pocos estímulos. Algunos de estos inician atracción, mientras que otros inician aversión.
Diferentes feromonas que afectan diferentes partes del cerebro. Crédito: NTNU
Trabajo a largo plazo
«Este artículo es el resultado de un trabajo prolongado y el uso de varios métodos experimentales», dice Elena Ian, otra investigadora del laboratorio.
El grupo se ha esforzado mucho en visualizar el patrón de proyección especial.
El primer autor, Jonas Hansen Kymre, defendió recientemente su disertación «Patrones de conexión en la vía olfativa central de la polilla macho». Su artículo de eLife se incluye como uno de los tres artículos.
Algunas personas pueden sorprenderse de que los investigadores estudien cerebros de insectos en el Departamento de Psicología.
«Es importante explorar la fisiología y la anatomía del propio sistema nervioso también para esta área temática», dice Kymre.
«Obtener información sobre algunas de las redes neuronales avanzadas que se esconden en el cerebro de un pequeño insecto podría contribuir a la reflexión tanto en términos de dónde venimos y nuestro lugar entre la diversidad de especies», dice el profesor Berg.
Explore más
Las unidades básicas del sistema olfativo en el cerebro de la mosca brindan referencias a su función y relevancia ecológica Más información: Jonas Hansen Kymre et al, Distinct protocerebral neuropils Associated with y odorantes aversivos producidos por hembras en el cerebro de la polilla macho, eLife (2021). DOI: 10.7554/eLife.65683 Información del diario: eLife
Proporcionado por la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología Cita: El sentido del olfato humano se parece al de los insectos (2021, 7 de octubre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-human-resembles-insects.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.