Mundo

Cientistas decodificam como o cérebro sente o cheiro
Os pesquisadores da Universidade de Nova York criaram pela primeira vez uma assinatura elétrica que é percebida como um odor no centro de processamento de odores do cérebro , a lâmpada olfativa, mesmo que o odor não exista.
Por David March - 18/06/2020


Renderização artística relacionada à pesquisa. Crédito: Dancing Lemon Studio

Os cientistas decodificaram ainda mais como os cérebros dos mamíferos percebem os odores e distinguem um cheiro de milhares de outros.

Em experimentos com ratos , os pesquisadores da Escola de Medicina Grossman da Universidade de Nova York criaram pela primeira vez uma assinatura elétrica que é percebida como um odor no centro de processamento de odores do cérebro , a lâmpada olfativa, mesmo que o odor não exista.

Como o sinal de simulação de odor foi produzido pelo homem, os pesquisadores puderam manipular o tempo e a ordem da sinalização nervosa relacionada e identificar quais alterações eram mais importantes para a capacidade dos ratos de identificar com precisão o "cheiro sintético".

"Decodificar como o cérebro diferencia os odores é complicado, em parte porque, diferentemente de outros sentidos, como a visão, ainda não conhecemos os aspectos mais importantes dos cheiros individuais", diz o investigador principal do estudo Edmund Chong, MS, um estudante de doutorado da NYU Langone Health. "No reconhecimento facial , por exemplo, o cérebro pode reconhecer pessoas com base em pistas visuais, como os olhos, mesmo sem ver o nariz e os ouvidos de alguém", diz Chong. "Mas essas características distintivas, conforme registradas pelo cérebro, ainda precisam ser encontradas para cada cheiro".

"Nossos resultados identificam pela primeira vez um código de como o cérebro converte informações sensoriais em percepção de alguma coisa, neste caso um odor ", acrescenta Rinberg. "Isso nos coloca mais perto de responder à pergunta de longa data em nosso campo sobre como o cérebro extrai informações sensoriais para evocar o comportamento".


Os resultados do estudo atual, publicado on-line na revista Science em 18 de junho, centram-se no bulbo olfativo, que fica atrás do nariz em animais e humanos. Estudos anteriores mostraram que moléculas transportadas pelo ar ligadas a aromas acionam células receptoras que revestem o nariz para enviar sinais elétricos a feixes de terminações nervosas no bulbo chamado glomérulo e depois a células cerebrais (neurônios).

Sabe-se que o momento e a ordem da ativação dos glomérulos são únicos para cada cheiro, dizem os pesquisadores, com sinais transmitidos ao córtex cerebral, que controla como um animal percebe, reage e se lembra de um cheiro. Mas como os aromas podem variar ao longo do tempo e se misturar com outros, os cientistas até agora têm se esforçado para rastrear com precisão uma única assinatura de cheiro em vários tipos de neurônios.

Para o novo estudo, os pesquisadores projetaram experimentos com base na disponibilidade de camundongos geneticamente modificados por outro laboratório, para que suas células cerebrais pudessem ser ativadas com luz neles - uma técnica chamada optogenética. Em seguida, eles treinaram os camundongos para reconhecer um sinal gerado pela ativação da luz de seis glomérulos - conhecidos por se assemelhar a um padrão evocado por um odor - dando a eles uma recompensa pela água somente quando percebiam o "odor" correto e pressionavam uma alavanca.
 
Se os ratos pressionassem a alavanca após a ativação de um conjunto diferente de glomérulos (simulação de um odor diferente), eles não receberiam água. Usando esse modelo, os pesquisadores mudaram o tempo e a mistura dos glomérulos ativados, observando como cada mudança afetava a percepção de um mouse, refletida em um comportamento: a precisão com que agia no sinal de odor sintético para obter a recompensa.

Especificamente, os pesquisadores descobriram que a alteração de quais glomérulos dentro de cada conjunto de definição de odor foi ativada levou a uma queda de até 30% na capacidade de um mouse de detectar corretamente um sinal de odor e obter água. Alterações nos últimos glomérulos de cada série ocorreram com uma redução de apenas 5% na detecção precisa de odores.

O momento das ativações dos glomérulos trabalhou em conjunto "como as notas de uma melodia", dizem os pesquisadores, com atrasos ou interrupções nas precoces degradantes da precisão das "notas". O controle rigoroso em seu modelo sobre quando, quantos e quais receptores e glomérulos foram ativados nos camundongos permitiu à equipe vasculhar muitas variáveis ​​e identificar quais características de odor se destacavam.

"Agora que temos um modelo para quebrar o tempo e a ordem de ativação dos glomérulos, podemos examinar o número mínimo e o tipo de receptores necessários ao bulbo olfativo para identificar um cheiro específico", diz o pesquisador e neurobiólogo Dmitry Rinberg, Ph. .D.

Rinberg, professor associado da NYU Langone e do Instituto de Neurociências, diz que o nariz humano tem 350 tipos diferentes de receptores de odor, enquanto os ratos, cujo olfato é muito mais especializado, têm mais de 1.200.

"Nossos resultados identificam pela primeira vez um código de como o cérebro converte informações sensoriais em percepção de alguma coisa, neste caso um odor ", acrescenta Rinberg. "Isso nos coloca mais perto de responder à pergunta de longa data em nosso campo sobre como o cérebro extrai informações sensoriais para evocar o comportamento".

 

.
.

Leia mais a seguir