El área del cerebro responsable del olfato está compuesta de una caótica maraña de neuronas aparentemente desorganizadas. ¿Cómo funciona?
Aunque ya sabíamos desde hace tiempo que el sentido del olfato reside en una zona del cerebro denominada corteza piriforme, su funcionamiento era hasta hace poco un enigma. Y es que esta región que compartimos mamíferos, anfibios y reptiles es, aparentemente, un tanto desorganizada, ya que se presenta como una maraña de neuronas que forman un amasijo revuelto.
Ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Salk (EEUU) acaba de arrojar luz en el asunto y nos revela que esa distribución aparentemente aleatoria de la corteza piriforme es clave para que el cerebro distinga correctamente los olores y, es más, lo consigue de una manera extremadamente precisa.
“El paradigma actual nos dice que la información que llega al cerebro es transmitida por neuronas que se activan al recibir un estímulo”, explica Charles Stevens, uno de los autores de este nuevo trabajo. Por ejemplo, en el caso de la visión, una parte de los ojos se activa y transmite la información a un parte específica de la corteza visual que a su vez lleva la información al cerebro. Sin embargo, parece que el sistema olfatorio no sigue esta secuencia: “Aquí lo que importa no es qué células están activas, sino cuántas células están activas y en qué grado lo están”, aclara Stevens.
El sistema olfatorio no funciona igual que otros como el visual, y hasta ahora era un misterio
Cuando las moléculas aromáticas se unen a los receptores de la nariz, la señal se transmite al bulbo olfatorio y de ahí a la corteza piriforme. “Hasta ahora no habíamos sido capaces de distinguir ningún orden en las conexiones de la corteza piriforme de ninguna especie estudiada”, explica Shyam Srinivasan, otro de los coautores.
Para estudiar cómo se codifica la información del olor y verificar si sus conexiones son realmente aleatorias, el equipo de científicos analizó la corteza piriforme de varios ratones usando varias técnicas de tinción y microscopía que les permitieron visualizar distintos tipos de células en esta región del cerebro. El primer objetivo era cuantificar el número y la densidad de neuronas, y los investigadores concluyeron que, en los ratones, la corteza piramidal contiene aproximadamente medio millón de células que se dividen en dos zonas: la corteza posterior, más grande y menos densa, y la corteza anterior, más pequeña y más densa.
Utilizando esta información y el conocimiento arrojado por estudios previos sobre las sinapsis –conexiones neuronales- del bulbo olfatorio con la corteza piriforme, los investigadores hicieron un hallazgo sorprendente: cada una de las neuronas del bulbo olfatorio está conectada a casi todas las neuronas de la corteza piriforme.
“Cada célula obtiene información de prácticamente todos los receptores de olor que hay”, explica Stevens. “No hay una neurona de ‘olor a café’ y otra de ‘olor a chocolate’, sino un montón de neuronas de café y de chocolate”. Es decir: en lugar de haber un único receptor que detecta un olor e ilumina un grupo de neuronas, cada olor tiene una especie de huella digital que se basa más en la fuerza de las conexiones. Mientras que el olor a café puede activar casi las mismas neuronas en la corteza piriforme que el olor a chocolate, cada neurona se activará en un grado diferente.
“Una ventaja de este sistema es que puede codificar información muy compleja”, explica Srinivasan. “Por otro lado, también tiene una mayor capacidad de responder a posibles interferencias: si una neurona envía una señal más ruidosa de la cuenta, este ruido se anula gracias a que otras muchas neuronas están enviando señales simultáneas más precisas”.
Los resultados de este trabajo se han publicado en la revista Journal of Neuroscience. Ahora, los científicos desean repetir el estudio en otros animales para buscar posibles similitudes o diferencias, e investigar otras áreas del cerebro regidas por conexiones aparentemente aleatorias para ver si están organizadas de la misma manera que la corteza piriforme.
Corteza piriforme y memoria a largo plazo
Este no es el único descubrimiento sorprendente relacionado con la corteza piriforme: hace algunos meses, un equipo de investigadoras alemanas revelaba que esta región del cerebro también está involucrada en el almacenamiento de recuerdos a largo plazo mediante un mecanismo mediado por la corteza orbitofrontal. Los resultados de su trabajo se publicaron en la revista Cerebral Cortex.
Referencias:
Srinivasan & Stevens. 2018. The distributed circuit within the piriform cortex makes odor discrimination robust. Journal of Neuroscience https://doi.org/10.1002/cne.24492
Strauch& Manahan-Vaughan. 2018. In the Piriform Cortex, the Primary Impetus for Information Encoding through Synaptic Plasticity Is Provided by Descending Rather than Ascending Olfactory Inputs. Cereb Cortex. 2018 Feb 1;28(2):764-776. doi: 10.1093/cercor/bhx315.
