Las neuronas en la corteza olfativa vinculan olores a lugares
Las neuronas en la corteza olfativa primaria crean un mapa espacial de olores. Crédito: Diogo Matias, Fundación Champalimaud
El olfato tiene el poder de transportarnos a través del tiempo y el espacio. Podría ser la dulce fragancia del jazmín o el olor a humedad de las algas. De repente, estás de vuelta en la casa de tu infancia, o bajo el sol abrasador de una costa lejana.
Esta asociación entre olores y lugares parece ser un aspecto profundamente arraigado en la cognición humana. Pero, ¿cómo se vinculan los dos en el cerebro? Un estudio publicado hoy (22 de diciembre) en la revista científica Nature presenta una posible explicación.
Un vínculo neuronal entre el olfato y el espacio
«Las moléculas de olor no llevan inherentemente información espacial. Sin embargo, , los animales en la naturaleza usan olores para la navegación espacial y la memoria, lo que les permite localizar recursos valiosos como la comida», dijo Cindy Poo, la primera autora del estudio. «Queríamos comprender la base neuronal de estos comportamientos, por lo que decidimos estudiar cómo el cerebro combina la información olfativa y espacial».
Los investigadores se centraron en la corteza olfativa primaria. «El sistema olfativo es único entre los sentidos», dijo el autor principal del estudio, Zachary Mainen, investigador principal del Centro Champalimaud para lo Desconocido en Portugal. «Solo el olfato tiene conexiones recíprocas directas con el sistema del hipocampo, que está involucrado en la memoria y la navegación».
Las neuronas del hipocampo son famosas por funcionar como «células de lugar». Esto se debe a que cada celda se activa en una ubicación específica dentro de un entorno. Juntas, estas neuronas codifican toda el área, creando efectivamente un mapa neuronal del espacio. Las células de lugar del hipocampo, cuyo descubrimiento en ratas llevó al Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2014, son tan confiables que los científicos pueden saber dónde está un animal simplemente observando su actividad.
«Sabemos que el sistema del hipocampo envía señales a la corteza olfativa primaria», dijo Poo. «Así que sospechábamos que esta región del cerebro podría hacer algo más que identificar diferentes olores».
Poniendo a prueba las neuronas olfativas
Para probar esta idea, los investigadores desarrollaron un rompecabezas para las ratas, que son muy expertas en el olfato. Las ratas probaron olores en los cuatro extremos de un laberinto en forma de cruz. Luego, dependiendo del olor, tenían que averiguar dónde estaba escondida la recompensa. «En esta tarea, las ratas tenían que aprender y recordar asociaciones exactas de olores y ubicaciones», explicó Poo.
Mientras los animales resolvían el rompecabezas, los investigadores monitorearon la actividad de las neuronas en una parte de la corteza olfativa primaria llamada corteza piriforme posterior. «Las neuronas se comunican entre sí mediante la emisión de impulsos eléctricos», explicó Mainen. «Al registrar las señales eléctricas emitidas por cientos de neuronas individuales en esta área del cerebro, pudimos decodificar qué les importaba a las neuronas específicas. Por ejemplo, si se activaban cuando el animal olía un olor específico o cuando estaba en un momento determinado». cierto lugar en el laberinto».
«Nuestros resultados superaron nuestras expectativas», dijo Poo. «Habíamos predicho que algunas neuronas aquí podrían preocuparse por la ubicación hasta cierto punto. Sin embargo, al estudiar cuidadosamente la actividad de las neuronas de la corteza olfativa mientras el animal navegaba en el laberinto, descubrimos que estas neuronas habían aprendido un mapa completo del entorno».
Las neuronas olfativas codifican mapas espaciales
Los investigadores descubrieron una gran población de neuronas que, de manera similar a las células de lugar del hipocampo, se activaron en un lugar específico del laberinto. Curiosamente, el mapa no cubría todo el entorno por igual. En su lugar, estaba restringido en gran medida a puntos significativos desde el punto de vista del comportamiento en el laberinto: donde los animales experimentaron los olores y recibieron recompensas.
«Parece que se aprendieron ubicaciones importantes a través de la experiencia y codificada en un mapa. Fue notable que estas células en el sistema olfativo comenzaran a responder en un lugar determinado cuando no había olores presentes, incluso cuando la rata estaba caminando sin hacer la tarea», agregó Mainen.
Un aroma de espacio
¿Es así como llegamos a formar recuerdos que vinculan ciertos olores con lugares específicos? «Descubrimos que algunas neuronas aquí respondían al olor, otras a la ubicación y otras a ambos tipos de información en diversos grados . Todas estas diferentes neuronas están mezcladas y probablemente están interconectadas. Por lo tanto, se puede especular que la activación de asociaciones olfativa-espaciales puede ocurrir a través de la actividad dentro de esta red», sugirió Poo.
«Este estudio también abre una nueva ventana para comprender cómo se utilizan los sentidos para la navegación y la memoria. «, agregó Mainen. «Los seres humanos dependen de los puntos de referencia visuales más que de los olores, pero es probable que los principios de cómo recordamos dónde hemos estado y lleguemos a donde vamos sean muy similares», concluyó.
Explorar más
Comprender cómo las neuronas dan forma a los recuerdos de los olores Más información: Cindy Poo, Mapas espaciales en la corteza piriforme durante la navegación olfativa, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-04242-3 www.nature.com/articles/s41586-021-04242-3 Información de la revista: Nature
Proporcionado por Champalimaud Center for the Unknown Cita: Neurons in the el enlace de la corteza olfativa huele a lugares (22 de diciembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-neurons-olfact ory-cortex-link.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.