Tecnologia Científica

Sabor e seus dois caminhos para o cérebro
Hyder e sua equipe descobriram que, independentemente do odor, as respostas aos estímulos viajando pela via ortonasal foram muito mais fortes do que aquelas que fizeram pela via retronasal.
Por William Weir - 14/02/2021


(Crédito da foto: Dean Drobot / Shutterstock.com)

Existem algumas maneiras de perceber a comida e nem todas são particularmente bem compreendidas. Sabemos que grande parte disso acontece no bulbo olfatório, um pequeno pedaço de tecido entre os olhos e atrás do nariz, mas como os estímulos chegam a essa parte do cérebro ainda está sendo elaborado.

O modo como esses estímulos são processados ​​no cérebro desempenha um papel importante em nossa vida diária. Compreender plenamente como nossas percepções dos alimentos são formadas é fundamental, disse Fahmeed Hyder , mas obter uma imagem clara do que nossos cérebros fazem quando cheiramos tem sido complicado.

“ Saber quais caminhos exatos são afetados e ensinar nosso cérebro a apreciar e reconhecer os dois modos de percepção na compreensão do sabor é uma parte de nossa cultura que ainda não exploramos totalmente”, disse ele. Uma melhor compreensão de como os cheiros chegam ao nosso cérebro não só nos diria muito sobre nossos hábitos alimentares, disse ele, mas poderia até mesmo ajudar pacientes com certas doenças.

Hyder, professor de engenharia biomédica e radiologia e imagem biomédica, deu uma olhada detalhada na função do bulbo olfatório. Pode não ser uma das regiões mais comentadas do cérebro, mas nos ajuda a entender o mundo exterior ao absorver moléculas dos alimentos - conhecidas como voláteis dos alimentos - e enviar esses sinais ainda mais para o cérebro. Ele desempenha um papel fundamental como porta de entrada para estímulos químicos para o resto do cérebro - especificamente o córtex piriforme, amígdala e hipocampo. Para ver exatamente como isso acontece, Hyder e sua equipe mapearam a atividade em todo o bulbo olfativo. É a primeira vez que isso é feito para as duas vias independentes de liberação de odores - ou seja, as vias ortonasal e retronasal. Os resultados foram publicados na NeuroImage .

A rota ortonasal - uma via que os odores levam ao cérebro - é o que normalmente consideramos cheiroso, quando os alimentos voláteis ou moléculas de odor entram na cavidade nasal por meio da inalação. A outra - a via retronasal - está mais associada à alimentação, quando os alimentos voláteis são liberados na boca enquanto mastigamos e essas moléculas de odor passam para a cavidade nasal. Ambas as rotas, junto com os sabores que captamos com as papilas gustativas em nossas línguas, moldam nossa percepção da comida. Os professores Gordon Shepherd e Justus Verhagen, colaboradores de Yale neste estudo, já trabalharam comparando essas rotas de liberação de odores antes.

Entre outras descobertas em seu trabalho recente, Hyder e sua equipe descobriram que, independentemente do odor, as respostas aos estímulos viajando pela via ortonasal foram muito mais fortes do que aquelas que fizeram pela via retronasal. E embora as respostas cerebrais nas duas rotas fossem semelhantes em muitos aspectos, os mapas ortonasais eram dominantes em algumas partes do bulbo, enquanto os mapas retronasais eram dominantes em outras. Os cientistas não haviam observado essas diferenças antes, principalmente por causa das limitações das ferramentas de imagem padrão para esse tipo de pesquisa.

Receptores ortonasais no nariz e seios da face;  receptores retronasais mais para trás
na garganta. Existem duas vias que os odores podem levar ao cérebro: ortonasal
(o que normalmente pensamos como cheiros) e retronasal
(o que associamos com a alimentação).

Hyder estudou o bulbo olfatório por anos e trabalhou com os pesquisadores de Yale, Gordon Shepherd e Robert Shulman, em alguns dos primeiros estudos nessa região do cérebro. Para o estudo da NeuroImage, ele e sua equipe queriam aprender mais sobre as diferentes rotas que os cheiros levam para a lâmpada. É importante, disse Hyder, em parte porque nossa percepção da comida é a chave para uma vida saudável e recuperação de doenças. Certas doenças podem afetar o paladar e o olfato - a descoberta de que a perda temporária desses sentidos é um sintoma no COVID-19 é um exemplo recente.

“ Foi demonstrado que muitas doenças - especialmente entre aquelas com início mais tarde na vida - afetam o olfato muito mais do que o paladar”, disse ele. “Esse fato não foi muito valorizado no tratamento de doenças, principalmente porque o olfato não tinha sido considerado uma sensação importante na medicina praticada. Mas, assim como vemos e ouvimos, o paladar e o cheiro são aspectos críticos para o ser humano. ”

Obter uma visão detalhada de como esses sentidos são processados ​​pode ser crucial para ajudar certos pacientes. Por exemplo, um efeito colateral comum da quimioterapia é que ela diminui o paladar do paciente. Ao saber exatamente como o cérebro responde aos alimentos, os profissionais de saúde poderiam ajudar a treinar os pacientes para apreciar o sabor dos alimentos por outras vias. Por outro lado, a demência muitas vezes tira o olfato do paciente.

“ Nesses casos, pode-se reeducar como degustar um sabor com doses mais concentradas que passam pela via retronasal”, disse.

' Sabor' vs. 'sabor': Qual é a diferença?

“ Sabor” refere-se às papilas gustativas na língua para identificar sabores como doce, azedo, amargo, salgado e umami. “Sabor” é uma espécie de termo genérico que incorpora sabor, mas também o cheiro da comida e sua textura. Culturalmente, Hyder disse, o gosto tem recebido mais atenção entre os dois.

“ Se eu perguntar o que é sabor, a maioria das pessoas dirá 'gosto' - o sabor dos alimentos e a pirâmide dos alimentos que criamos no mundo ocidental são muito baseados no sabor, não no componente do cheiro”, disse ele. “Mas uma grande parte do sabor é na verdade a outra parte da quimiossensação - os componentes do cheiro. O cheiro acontece muito - não apenas em humanos, mas também em animais - quando mastigamos nossa comida. Quando mastigamos a comida, as moléculas são liberadas e ficam no ar. ”

Uma das razões pelas quais as vias retronasal e ortonasal não são totalmente compreendidas é devido às limitações da tecnologia. Obter uma imagem completa da atividade cerebral requer uma técnica que possa mapear as duas rotas simultaneamente. A maioria dos estudos do bulbo olfatório até agora se baseou em imagens ópticas, que só conseguem mapear as regiões dorsal e lateral do bulbo, e apenas as camadas superficiais. Hyder é diretor técnico de scanners pré-clínicos no Centro de Pesquisa de Ressonância Magnética de Yale. Sua equipe foi capaz de mapear todo o bulbo olfatório mapeando essas rotas com imagens de ressonância magnética funcional (fMRI), que mede a atividade cerebral detectando mudanças no oxigênio dentro dos glóbulos vermelhos.

MRI do cérebro, com destaque em porções para indicar a atividade olfativa.
Diferentes métodos de imagem por ressonância magnética revelam a estrutura e a
função únicas do bulbo olfatório.

Hyder conhece bem a fMRI. Cerca de 30 anos atrás, ele ajudou a ser pioneiro em seu uso em modelos animais para explorações neurocientíficas de alta resolução. Para este estudo, eles criaram os mapas contrastando imagens da atividade cerebral em ratos - alguns com odores e outros sem odores. Entre esses conjuntos de mapas, eles poderiam determinar como a quantidade de oxigênio fornecido foi alterada para suportar a atividade de várias sinapses no bulbo olfatório.

Hyder disse que o estudo é também um ponto de partida para encontrar novas maneiras de estudar o metabolismo - outro assunto de interesse em seu laboratório. Normalmente, sua pesquisa de metabolismo se concentra no cérebro, mas o trabalho no NeuroImageo estudo abriu um caminho para explorá-lo no bulbo olfatório. É uma via de estudo promissora porque o bulbo olfatório é uma região bem organizada com camadas que podem ser facilmente separadas, como uma cebola. Como a anatomia do olfato tem muitas camadas e cada composição neuroanatômica distinta pode ser facilmente detectada, a localização de eventos metabólicos específicos pode lançar luz sobre o que acontece quando e onde. “Devido à natureza dessas camadas separadas no bulbo olfatório, é muito mais simples de estudar”, disse ele. “Portanto, estamos combinando técnicas ópticas para observar tipos específicos de células e estamos usando técnicas de fMRI para observar sinais metabólicos específicos. Ao combiná-los, podemos entender a fisiologia e a química do código neural. ”

Este artigo foi publicado originalmente na Yale Engineering Magazine .

 

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