Respire por la nariz, y es probable que sienta el aire entrando y también huela a algo cercano. Los investigadores dirigidos por Takeshi Imai en el Centro RIKEN de Biología del Desarrollo CDB han descubierto cómo estas sensaciones se mantienen separadas y por qué olfatearpuede ayudar a identificar olores, dos problemas que han intrigado a los científicos durante años. neurona el 6 de diciembre, el estudio usó un sistema en ratones que controla sistemáticamente el flujo de aire y el suministro de olores para mostrar que los olores están codificados por diferencias precisas en el momento, o fase, de la actividad cerebral durante cada inhalación, un fenómeno conocido como fasecodificación.
Imagine el olor mientras conduce por una fábrica de chocolate. Cada compuesto en el aroma activa neuronas muy específicas en su nariz, que convergen en el bulbo olfatorio del cerebro en estructuras llamadas glomérulos. De esta manera, el chocolate activará el "chocolate"glomérulos. Las neuronas en la nariz también responden cuando son empujadas por el aire, pero en este caso la activación no es tan específica. Por lo tanto, el olfato activará glomérulos "chocolate" y "no chocolate". Desde el punto de vista del cerebro, ¿cómo puede saber si las señales que recibe de los glomérulos contienen información del flujo de aire o del olor?
La respuesta, como explica Imai, tiene que ver con el tiempo ". Sorprendentemente, descubrimos que los patrones de activación temporal de las neuronas pueden distinguir entre las señales mecánicas impulsadas por el flujo de aire y las generadas por los olores. No solo eso, descubrimos que la mecanosensación realmente mejora el olfatoactuando como marcapasos para patrones temporales "
Para llegar a este descubrimiento, el equipo diseñó un sistema para controlar artificialmente el olfateo rítmico en ratones. Primero presentaron aire desodorizado a los ratones y registraron la actividad de las neuronas en los glomérulos del cerebro. Descubrieron que había una gran cantidad de glomérulosactivado por el flujo de aire, y que la actividad subía y bajaba en ciclos que coincidían con la tasa de inhalación artificial. Sin embargo, aunque la tasa era la misma, los glomérulos estaban desfasados entre sí. Por ejemplo, aunque un glomérulo podría estar200 milisegundos más activos en cada olfateo, otro podría ser más activo a 230 milisegundos y otro a 400 milisegundos. Este código de fase se entiende mejor al observar los mapas de fase de la actividad de los glomérulos creados con imágenes de calcio.
Luego, el equipo observó cómo el aumento del flujo de aire y la estimulación del olor afectaban la fase de actividad en los glomérulos. Descubrieron que aumentar la velocidad del flujo de aire aumentaba la cantidad de actividad de los glomérulos, pero no cambiaba mucho sus fases. En contraste, cuandopresentaron olores a los ratones, descubrieron que el momento de la actividad de los glomérulos cambió significativamente dentro del ciclo de olfateo. Pruebas posteriores mostraron que las fases cambiaron la misma cantidad sin importar la concentración de olores. Este descubrimiento muestra que la estimulación del olor y el flujo de aire pueden distinguirse pormirando la fase de actividad en los glomérulos, y que la fase indica la identidad del olor independientemente de la concentración.
¿Pero por qué las neuronas en la nariz son sensibles a la presión del aire? Para responder a esta pregunta, el equipo examinó las respuestas a los olores cuando el flujo de aire era artificialmente constante, sin ningún ritmo. Descubrieron que el flujo de aire continuo reducía la precisión del código de fase,especialmente a bajas concentraciones de olor, lo que haría más difícil distinguir un olor de otro.
"La codificación de fase no es exclusiva del sistema olfativo", señala Imai. "Aunque también se ha encontrado en el hipocampo en relación con la formación de la memoria, todavía no sabemos mucho al respecto. Con suerte, nuestro hallazgo facilitará unmejor comprensión de cómo las neuronas se comunican entre sí y cómo se puede derivar el significado de sus señales "
"Nuestro siguiente paso es comprender cómo se generan los patrones temporales precisos en el bulbo olfativo y por qué se ven afectados por los olores pero no por las señales de origen mecánico".
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Materiales proporcionados por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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