Los científicos decodifican cómo el cerebro percibe el olor
Representación artística relacionada con la investigación. Crédito: Dancing Lemon Studio
Los científicos han descifrado aún más cómo los cerebros de los mamíferos perciben los olores y distinguen un olor de miles de otros.
En experimentos con ratones, los investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la NYU 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, aunque el olor no existe.
Debido a que la señal que simula el olor fue creada por el hombre, los investigadores pudieron manipular el tiempo y el orden de la señalización nerviosa relacionada e identificar qué cambios eran más importantes para la capacidad de los ratones de identificar con precisión el «olor sintético».
«Descifrar cómo el cerebro distingue los olores es complicado, en parte, porque a diferencia de otros sentidos como la vista, aún no conocemos los aspectos más importantes de los olores individuales», dice el investigador principal del estudio, Edmund Chong, MS, estudiante de doctorado en NYU Langone Health. «En el reconocimiento facial, por ejemplo, el cerebro puede reconocer a las personas en función de señales visuales, como los ojos, incluso sin ver la nariz y las orejas de alguien», dice Chong. «Pero estas características distintivas, registradas por el cerebro, aún no se han encontrado para cada olor».
Los resultados del estudio actual, publicados en línea en la revista Science el 18 de junio, se centran en el bulbo olfativo, que está detrás de la nariz en animales y humanos. Estudios anteriores han demostrado que las moléculas en el aire vinculadas a los olores activan las células receptoras que recubren la nariz para enviar señales eléctricas a los grupos de terminaciones nerviosas en el bulbo llamados glomérulos, y luego a las células cerebrales (neuronas).
El momento y Se sabe que el orden de activación de los glomérulos es único 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, hasta ahora los científicos se han esforzado por rastrear con precisión la firma de un solo olor en varios tipos de neuronas.
Crédito: Edmund Chong, Tom Bozza
Para el nuevo estudio, el Los investigadores diseñaron experimentos basados en la disponibilidad de ratones modificados genéticamente por otro laboratorio para que sus células cerebrales pudieran activarse al iluminar una técnica llamada optogenética. A continuación, entrenaron a los ratones para que reconocieran una señal generada por la activación de la luz de seis glomérulos conocidos por parecerse a un patrón evocado por un olor, dándoles una recompensa de agua solo cuando percibían el «olor» correcto y empujaban una palanca.
Si los ratones empujaban la palanca después de la activación de un conjunto diferente de glomérulos (simulación de un olor diferente), no recibían agua. Con este modelo, los investigadores cambiaron el momento y la mezcla de los glomérulos activados y notaron cómo cada cambio afectaba la percepción de un ratón reflejada en un comportamiento: la precisión con la que actuó 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 ratón para detectar correctamente una señal de olor y obtener agua. Los cambios en los últimos glomérulos en cada conjunto se produjeron con una disminución de tan solo un 5 por ciento en la detección precisa del olor.
La sincronización de las activaciones de los glomérulos funcionó en conjunto «como las notas de una melodía», dicen los investigadores, con retrasos o interrupciones en las primeras «notas» que degradan la precisión. El estricto control en su modelo sobre cuándo, cuántos y qué receptores y glomérulos se activaron en los ratones, permitió al equipo filtrar muchas variables e identificar qué características de olor se destacaron.
«Ahora que tenemos un modelo para desglosar el momento y el orden de la activación de los glomérulos, podemos examinar la cantidad mínima y el tipo de receptores que necesita el bulbo olfativo para identificar un olor en particular», dice el neurobiólogo e investigador principal del estudio, Dmitry Rinberg, Ph.D.
Rinberg, profesor asociado en NYU Langone y su Instituto de Neurociencia, dice que se sabe que la nariz humana tiene unos 350 tipos diferentes de receptores de olores, mientras que los ratones, cuyo sentido del olfato es mucho más especializado, tienen más de 1200 .
«Nuestros resultados identifican por primera vez un código sobre cómo el cerebro convierte la información sensorial en la percepción de algo, en este caso un olor», agrega Rinberg. «Esto nos acerca a responder la pregunta de larga data en nuestro campo de cómo el cerebro extrae la información sensorial para evocar el comportamiento».
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¿Qué es ese olor? La ventaja de olfatear Más información: E. Chong el al., «La manipulación de olores optogenéticos sintéticos revela la lógica de codificación de la percepción olfativa», Science (2020). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aba2357 Información de la revista: Science
Proporcionado por NYU Langone Health Cita: Los científicos decodifican cómo el cerebro percibe el olor (2020, 18 de junio) consultado el 31 de agosto 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-scientists-decode-brain.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.