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 en ratones, los investigadores de la NYU Grossman School of Medicine crearon por primera vez una firma eléctrica que se percibe como un olor en el centro de procesamiento de olores del cerebro, el bulbo olfativo, a pesar de que el olor no existe.
Debido a que la señal de simulación de olores fue hecha por el hombre, los investigadores pudieron manipular el tiempo y el orden de la señalización nerviosa relacionada e identificar qué cambios fueron más importantes para la capacidad de los ratones para identificar con precisión el "olor sintético".
"Decodificar cómo el cerebro distingue los olores es complicado, en parte, porque a diferencia de otros sentidos como la visión, todavía no conocemos los aspectos más importantes de los olores individuales", dice el investigador principal del estudio Edmund Chong, MS, un doctoradoestudiante de 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 los oídos de alguien", dice Chong. "Pero estas características distintivas, según lo registrado porel cerebro, todavía no se ha encontrado para cada olor "
Los resultados del estudio actual, publicado en línea en la revista ciencia el 18 de junio, céntrese en el bulbo olfatorio, que está detrás de la nariz en animales y humanos. Estudios anteriores han demostrado que las moléculas transportadas por el aire unidas a los olores activan las células receptoras que recubren la nariz para enviar señales eléctricas a los haces que terminan en los nervios del bulbollamados glomérulos, y luego a las células cerebrales neuronas.
Se sabe que el momento y el orden de activación de los glomérulos son únicos 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 variarCon el tiempo y se mezclan con los demás, los científicos han luchado hasta ahora para rastrear con precisión una sola firma de olor en varios tipos de neuronas.
Para el nuevo estudio, los investigadores diseñaron experimentos basados en la disponibilidad de ratones genéticamente modificados por otro laboratorio para que sus células cerebrales pudieran activarse al iluminarlos, una técnica llamada optogenética. Luego, entrenaron a los ratones para reconocer unseñal generada por la activación de la luz de seis glomérulos, que se sabe que se asemejan a un patrón evocado por un olor, dándoles una recompensa de agua solo cuando percibieron el "olor" correcto y presionaron una palanca.
Si los ratones presionaron la palanca después de la activación de un conjunto diferente de glomérulos simulación de un olor diferente, no recibieron agua. Utilizando este modelo, los investigadores cambiaron el tiempo y la mezcla de los glomérulos activados, notando cómo cada cambio impactaba el mousepercepción como se refleja en un comportamiento: la precisión con la que actuó en la señal de olor sintético para obtener la recompensa.
Específicamente, los investigadores descubrieron 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 mouse para detectar correctamente una señal de olor y obtener agua.los glomérulos en cada conjunto llegaron con una disminución tan pequeña como 5 por ciento en la detección precisa de olores.
El momento de las activaciones de los glomérulos trabajó en conjunto "como las notas en una melodía", dicen los investigadores, con retrasos o interrupciones en las primeras "notas" que degradan la precisión. Control estricto en su modelo sobre cuándo, cuántos y qué receptoresy los glomérulos se activaron en los ratones, lo que permitió al equipo examinar muchas variables e identificar qué características de olor destacaban.
"Ahora que tenemos un modelo para desglosar el tiempo y el orden de activación de los glomérulos, podemos examinar el número mínimo y el tipo de receptores que necesita el bulbo olfativo para identificar un olor particular", dice el investigador principal del estudio y neurobiólogo Dmitry Rinberg, Doctor.
Rinberg, profesor asociado de NYU Langone y su Instituto de Neurociencia, dice que se sabe que la nariz humana tiene unos 350 tipos diferentes de receptores de olor, mientras que los ratones, cuyo sentido del olfato es mucho más especializado, tienen más de 1,200.
"Nuestros resultados identifican por primera vez un código de cómo el cerebro convierte la información sensorial en percepción de algo, en este caso un olor", agrega Rinberg. "Esto nos acerca a responder la pregunta de larga data en nuestro campo de cómoel cerebro extrae información sensorial para evocar el comportamiento "
El apoyo financiero para el estudio fue proporcionado por la subvención R01 NS109961 de los Institutos Nacionales de Salud.
Además de Chong y Rinberg, otros investigadores de la NYU involucrados en este estudio son Christopher Wilson, PhD; y Shy Shoham, PhD. Otros co-investigadores del estudio incluyen a Monica Moroni, PhD; y Stefano Panzeri, PhD, en el Instituto Italiano diTecnologia, en Rovereto, Italia.
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Materiales proporcionado por NYU Langone Health / NYU School of Medicine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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