Knowing Neurons
Fundamentos del cerebroSensación y percepción

Cómo el sistema olfativo te hace correr hacia el café con especias de calabaza y huir de la carne podrida

Artículo original: How the Olfactory System Makes You Run Toward Pumpkin Spice Lattes, and Away From Rotting Flesh, Ayushe Sharma

Traducido por Emma Bartlett

Editado por Lisa Scherer, Amalie Sandhop, Clara Weber, Léa Désormière y Tamara Duric

~~~

Mientras caminas por la calle hacia tu cafetería favorita, experimentas innumerables olores. Basura. Papas fritas rancias. Perros mojados. Perfumes florales. Colonias fuertes. Olores corporales paralelos con desodorante leñoso. Loción de bebés. A medida que te acercas a tu destino, el aroma de los deliciosos pasteles y café recién hechos domina el aire. ¿Qué está pasando entre bastidores para que tu nariz y cerebro puedan experimentar estos olores? La respuesta a esta pregunta está en el sistema olfativo.

El viaje de una molécula de olor comienza con su liberación de una fuente. A medida que el camarero te entrega un café con leche de especias de calabaza recién preparado, su aroma tentador es transmitido por miles de moléculas pequeñas y volátiles conocidas como moléculas odoríficas. Una vez que estas moléculas se liberan del café, salen de la taza, se mueven por el aire y viajan a la nariz a través de las fosas nasales. Aquí se encuentran con las neuronas olfativas, células especializadas del sistema nervioso armadas con receptores que se unen a estas moléculas odoríficas (Mori, 2013). Las neuronas olfativas y las células que las nutren se pueden encontrar en pequeños pozos dentro de la zona especializada de tejido (epitelio olfativo) que recubre la cavidad nasal (Mori, 2013). A partir de ahí, estas señales se envían a la corteza olfativa primaria, donde se procesan e interpretan como el “olor” de tu café con leche (Zhou et al., 2019).

En última instancia, estas piezas se entrelazan para crear un tapiz complejo que sirve como nuestra representación mental de un olor.

La corteza olfativa primaria se compone de varias regiones cerebrales, cada una con su propia función única en la interpretación de los olores (Zhou et al., 2019). Cada una de estas regiones olfativas primarias identifica y procesa diferentes componentes de la señal entrante. En última instancia, estas piezas se entrelazan para crear un tapiz complejo que sirve como nuestra representación mental de un olor. La primera parada es el bulbo olfativo. Aquí, las señales entrantes de los receptores de neuronas olfativas se descomponen en sus partes componentes (Mori, 2013; Pinto, 2011). Cada receptor olfativo está sintonizado con una molécula odorante específica, y todas las células que expresan la misma proteína receptora están conectadas al mismo glomérulo, que es un paquete esférico de células, dentro del bulbo olfativo. El glomérulo es a la vez una estación de clasificación y un recipiente de mezcla para señales individuales del mismo tipo de célula receptora olfativa (Mori, 2013). Una vez que las señales llegan al glomérulo, chocan, se mezclan y se relacionan para darnos las combinaciones únicas de aromas que la nariz puede reconocer como diferentes “olores”. A partir de ahí, estas señales se dirigen a la corteza piriforme, que se encarga de identificar y distinguir los matices sutiles del olor (Bao et al., 2016; Bensafi, 2012).

La conexión NOA-hippocampal es esencial para vincular olores a recuerdos específicos…  

El bulbo olfativo también envía estas señales al núcleo olfativo anterior (NOA). El pequeño pero poderoso NOA es un navegador de olores que señala con precisión el origen de los olores mediante el uso de señales de referencia de ambas fosas nasales (Kikuta et al., 2010). El NOA envía señales al hipocampo, sirviendo como un puente entre los centros de olfato y memoria del cerebro (Aqrabawi y Kim, 2018; Oettl et al., 2016). Resulta que el NOA y el hipocampo comparten una historia evolutiva única, por lo que pueden colaborar para ayudarnos a formar recuerdos relacionados con el olor (Aqrabawi y Kim, 2018; Oettl et al., 2016). La conexión NOA-hippocampal es esencial para vincular olores a recuerdos específicos en el tiempo y el espacio. El NOA proporciona un contexto espacial para los olores, mientras que el hipocampo proporciona el contexto temporal.El hipocampo trabaja en tándem con la corteza orbitofrontal (COF), una región del lóbulo frontal, para ayudarte a atribuir el aroma de canela al café con leche (en lugar de la taza de papel que lo encierra), y planificar tus decisiones en consecuencia (Li et al., 2006). Así que, el NOA te ayuda a identificar dónde se originan los olores, el hipocampo te ayuda a recordar dónde se originan los olores en función de tus experiencias. Luego, la COF utiliza esta información para guiar tu proceso de toma de decisiones cuando te enfrentas a un olor nuevo o desconocido.

Ahora, adelanta a varias horas después, cuando visites la casa de un nuevo amigo por primera vez. Al entrar en la cocina, te encuentras inmediatamente con un olor pútrido que te hace retroceder. Este, no es un olor ordinario: es el inconfundible hedor de la muerte y la decadencia. Dado que ese es un olor potencialmente peligroso, tu cerebro desencadena una respuesta inmediata orquestada por la amígdala, el centro del miedo del cerebro y un componente clave del sistema olfativo primario (Krusemark y Li, 2012). La amígdala transmite estas señales al hipotálamo, activando el sistema nervioso autónomo para prepararte para luchar o huir. Puesto que tu hipocampo y cortezas orbitofrontales ya están familiarizados con este olor, intervienen y te recuerdan que conoces este olor muy bien (Gottfried et al., 2004; Li et al., 2006; Aqrabawi y Kim, 2018; Oettl et al., 2016). En una fracción de segundo, lo reconoces: el hedor de los camarones podridos. Puede que el olor no sea agradable, pero es mucho menos preocupante que si tuviera una causa más siniestra.

El proceso de oler algo, llamado “olfacción”, ya sea el agradable aroma de los lattes de especias de calabaza o el desagradable olor de la carne en descomposición, ocurre en cuestión de milisegundos. Esto se debe a que el olfato es el único sentido conferido por una conexión directa entre el sitio que recibe señales ambientales (la nariz) y su región cerebral objetivo, sin pasar primero por el tálamo, la estación de relé sensorial utilizada por nuestros otros sentidos primarios. Esta característica estructural nos permite detectar rápidamente advertencias de olores, como fruta podrida o humo. Sin embargo, la conexión directa entre el mundo exterior y nuestras neuronas olfativas, así como la oleada de invasores y enfermedades respiratorias que pueden obstruir la nariz, también hace que este sistema sea especialmente vulnerable a los daños. La anosmia, la incapacidad para percibir olores, ocurre cuando las neuronas olfativas se dañan o destruyen (Reichert y Schöpf, 2018).

Afortunadamente, a diferencia de las neuronas involucradas en nuestra capacidad de ver y escuchar, las neuronas olfativas están siendo reemplazadas constantemente a lo largo de nuestras vidas. Cada 5-8 semanas, las nuevas neuronas migran hacia el bulbo olfativo para reemplazar las neuronas viejas que han muerto. Esto significa que los pacientes con anosmia aguda pueden recuperar su sentido del olfato a medida que las nuevas neuronas toman el lugar de las viejas.

…tu sistema olfativo trabaja constantemente para ayudarte a disfrutar de la vida, mantener los recuerdos y mantenerte a salvo.

Entonces, la próxima vez que camines por la calle y respires profundamente, tómate un segundo para apreciar el poder de tu sistema olfativo. Ya sea que experimentes el agradable aroma de las flores frescas o el olor acre de la gasolina, tu sistema olfativo trabaja constantemente para ayudarte a disfrutar de la vida, mantener los recuerdos y mantenerte a salvo.

~~~

Escrito por Ayushe Sharma & Brandon Mitchell
Ilustrado por Melis Cakar
Traducido por Emma Bartlett
Editado por Anastasiia Gryshyna, Lauren Wagner, y John Zhou
Editado en español por Lisa Scherer, Amalie Sandhop, Clara Weber, Léa Désormière y Tamara Duric

~~~

¡Conviértete un patrocinador!

Referencias

Aqrabawi, A. J., & Kim, J. C. (2018). Hippocampal projections to the anterior olfactory nucleus differentially convey spatiotemporal information during episodic odour memory. Nature Communications9(1), 1-10. https://doi.org/10.1038/s41467-018-05131-6

Bao, X., Raguet, L.L.G., Cole, S.M., Howard, J.D., Gottfried, J. (2016). The role of piriform associative connections in odor categorization. eLife, 5. https://doi.org/10.7554/ELIFE.13732

Bensafi, M. (2012). The Role of the Piriform Cortex in Human Olfactory Perception: Insights from Functional Neuroimaging Studies. Chemosensory Perception, 5, 4-10.

Gottfried, J.A., Smith, A.P.R., Rugg, M.D., Dolan, R.J. (2004). Remembrance of Odors Past. Neuron, 42(4), 687–695. https://doi.org/10.1016/S0896-6273(04)00270-3

Kikuta, S., Sato, K., Kashiwadani, H., Tsunoda, K., Yamasoba, T., Mori, K. (2010). Neurons in the anterior olfactory nucleus pars externa detect right or left localization of odor sources. Proceedings of the National Academy of Sciencehttps://doi.org/10.1073/pnas.1003999107

Krusemark, E.A., Li, W. (2012). Enhanced Olfactory Sensory Perception of Threat in Anxiety: An Event-Related fMRI Study. Chemosensory Perception, 5(15), 37–45. https://doi.org/10.1007/S12078-011-9111-7

Li, W., Luxenberg, E., Parrish, T., Gottfried, J.A., (2006). Learning to Smell the Roses: Experience-Dependent Neural Plasticity in Human Piriform and Orbitofrontal Cortices. Neuron, 52, 1097–1108. https://doi.org/10.1016/J.NEURON.2006.10.026

Mori, I. (2013). Olfaction. Brenner’s Encyclopedia of Genetics: Second Edition, 161–163. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374984-0.01088-3

Oettl, L.L., Ravi, N., Schneider, M., Scheller, M.F., Schneider, P., Mitre, M., da Silva Gouveia, M., Froemke, R.C., Chao, M. V., Young, W.S., Meyer-Lindenberg, A., Grinevich, V., Shusterman, R., Kelsch, W., (2016). Oxytocin Enhances Social Recognition by Modulating Cortical Control of Early Olfactory Processing. Neuron, 90, 609–621. https://doi.org/10.1016/J.NEURON.2016.03.033

Pinto, J.M. (2011). Olfaction. Proceedings of the American Thoracic Society, 8, 46. https://doi.org/10.1513/PATS.201005-035RN

Reichert, J.L., Schöpf, V. (2018). Olfactory Loss and Regain: Lessons for Neuroplasticity. Neuroscientist, 24, 22–35. https://doi.org/10.1177/1073858417703910

Zhou, G., Lane, G., Cooper, S.L., Kahnt, T., Zelano, C. (2019). Characterizing functional pathways of the human olfactory system. Elife, 8. https://doi.org/10.7554/ELIFE.47177

Author