Los investigadores trazan un mapa de los glomérulos olfativos de ratón utilizando técnicas de vanguardia
El equipo identificó un mapa de dónde cada tipo diferente de neurona sensorial olfativa proyecta su información dentro del cerebro. Crédito: Wang et al. Adaptado de: Shannon DeMaria y John Ngai (2010) JCB.
Detectar olores y diferenciarlos es una habilidad esencial que ayuda a los animales a sobrevivir e interactuar de manera más efectiva con el entorno que los rodea. En los mamíferos, se sabe que los olores son procesados inicialmente por las neuronas sensoriales olfativas, una clase de neuronas que detectan y transmiten continuamente información relacionada con los olores.
Estas neuronas proyectan sus axones (es decir, partes filiformes largas de las células nerviosas que conducen impulsos) a una ubicación estereotipada en el bulbo olfativo (OB). Este proceso conduce a la formación de glomérulos (es decir, grupos de terminaciones nerviosas).
La posición fija de los glomérulos en el OB sugiere que su organización podría desempeñar un papel clave en la percepción de los olores por parte de los mamíferos. Esto ha alentado a algunos neurocientíficos a investigar más de cerca estos grupos de terminaciones nerviosas, con la esperanza de revelar más información sobre el sistema olfativo de los mamíferos.
Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, el Instituto Broad de Harvard y el MIT, y la Universidad de Stanford han llevado a cabo recientemente un estudio que investiga más de cerca la organización de los glomérulos olfativos de ratón, utilizando una serie de tecnologías y técnicas de última generación. Sus análisis, descritos en un artículo publicado en Nature Neuroscience, les permitieron generar un mapa detallado de las posiciones de los glomérulos olfativos en el OB del ratón.
«Estábamos tratando de abordar una pregunta fundamental no resuelta en neurobiología que creo que es fascinante», dijo Paul L. Greer, uno de los investigadores que llevó a cabo el estudio, a Medical Xpress. «Es decir, estábamos interesados en cómo los animales pueden detectar y discriminar entre literalmente millones de compuestos diferentes que pueden diferir entre sí en un solo átomo. El trabajo de muchos científicos extraordinarios ha arrojado mucha luz sobre esta cuestión, pero todavía no lo sabemos». saber exactamente cómo el cerebro realiza este cálculo».
Si bien otros equipos de investigación examinaron previamente la organización de los glomérulos en el OB, hasta ahora solo identificaron las posiciones de un subconjunto limitado de estos grupos. Como resultado, la relación entre la ubicación de los glomérulos y la discriminación de olores ha sido muy difícil de inferir.
En su estudio, Greer y sus colegas aprovecharon los avances técnicos recientes para producir un mapa más detallado de las ubicaciones glomerulares en el OB del ratón. Más específicamente, utilizaron una combinación de técnicas de secuenciación de ARN unicelular, transcriptómica espacial y aprendizaje automático.
La imagen muestra que el mapa identificado por los investigadores está estereotipado en todos los animales dentro de la misma especie, lo que sugiere que este mapa es importante. para ayudar al animal a decodificar qué olor está oliendo. Crédito: Wang et al. Adaptado de: Shannon DeMaria y John Ngai (2010) JCB.
La secuenciación del ARN de una sola célula permite a los investigadores crear perfiles transcripcionales de miles de células individuales, de modo que puedan comprender qué genes se expresan y en qué cantidades. En sus experimentos, Greer y sus colegas utilizaron esta tecnología para determinar qué genes expresa cada tipo de célula en la nariz de los ratones.
«Hay más de 1000 tipos diferentes de neuronas sensoriales olfativas, las células responsables para detectar olores en el ambiente, y cada uno de estos diferentes tipos de neuronas sensoriales es capaz de detectar la expresión de un conjunto único de sustancias químicas», explicó Greer. «Al realizar la secuenciación del ARN de una sola célula en estas células, descubrimos que cada uno de estos diferentes tipos de neuronas sensoriales expresa una combinación única de genes. Creemos que estos genes le indican a la neurona sensorial dónde enviar su información dentro del cerebro». /p>
Posteriormente, Greer y sus colegas usaron algoritmos de aprendizaje automático para analizar los datos que recopilaron mediante secuenciación de ARN unicelular. Esto les permitió crear un mapa que delineaba las regiones del cerebro donde la mayoría de las neuronas sensoriales en el OB del ratón enviaban información relacionada con el olor.
«Creemos que este estudio proporciona la mejor hoja de ruta hasta la fecha de cómo la información olfativa se transmite al cerebro, lo que creemos que será útil para la comunidad científica en general al tratar de descubrir los mecanismos que emplea el cerebro para decodificar la identidad del olor», dijo Greer.
«Si bien creemos que este es un importante avance, es solo un paso adelante y queda mucho por descubrir».
En el futuro, el mapa glomerular olfativo del ratón creado por este equipo de investigadores podría usarse para realizar estudios más precisos que exploren la relación entre las posiciones de los glomérulos en el OB del ratón y el procesamiento del olor. Este mapa proporciona información nueva y valiosa, pero aún está incompleto. En sus próximos estudios, Greer y sus colegas planean llenar los agujeros que faltan y luego validar colectivamente sus hallazgos experimentalmente.
«Además, las células que hemos estudiado en nuestro trabajo reciente representan solo las primeras conexiones en un circuito muy complicado», agregó Greer. «El trabajo futuro que identifique los mapas de las células más abajo en la red de señalización será fundamental para caracterizar cómo se decodifican los olores y cómo se generan las percepciones internas del entorno externo del animal.
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Los científicos decodifican cómo el cerebro percibe el olor Más información: I-Hao Wang et al, La reconstrucción transcriptómica espacial del mapa glomerular olfativo del ratón sugiere principios del procesamiento de olores, Nature Neuroscience (2022). DOI: 10.1038/s41593-022-01030-8 Información de la revista: Nature Neuroscience
2022 Science X Network
Cita: Los investigadores mapean los glomérulos olfativos de ratón utilizando técnicas de vanguardia ( 2022, 21 de abril) obtenido el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-04-mouse-olfactory-glomeruli-state-of-the-art-techniques.html Este documento está sujeto a derechos de autor. cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, ninguna parte puede ser reproducida sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.