Otro avance hacia la decodificación del olfato halla que la corteza olfativa humana va mucho más allá de la mera percepción de olores

A menudo, nos damos cuenta de lo importante que es nuestro sentido del olfato cuando ya no lo tenemos: la comida no sabe bien o no reaccionamos ante peligros como el olor a humo o gas. Investigadores del Hospital Universitario de Bonn (Universitatsklinikum Bonn - UKB), la Universidad de Bonn y la Universidad de Aquisgrán han estudiado por primera vez los mecanismos neuronales de la percepción de los olores humanos.

Las neuronas individuales del cerebro reconocen olores y reaccionan de forma específica al olor, la imagen y la palabra escrita de un objeto, por ejemplo, un plátano o banana. Los resultados de este estudio cierran una brecha de conocimiento que existía desde hace mucho tiempo entre la investigación sobre olores en animales y humanos y ahora se han publicado en la revista Nature.

Las técnicas de imagen, como la resonancia magnética funcional (fMRI), ya han revelado qué regiones del cerebro humano intervienen en la percepción olfativa. Sin embargo, estos métodos no permiten investigar el sentido del olfato a nivel fundamental de las células nerviosas individuales. “Por tanto, nuestro conocimiento sobre el procesamiento de los olores a nivel celular se basa principalmente en estudios con animales y no está claro hasta qué punto estos resultados se pueden transferir a los seres humanos”, afirmó el coautor del estudio, profesor Florian Mormann, del Departamento de Epileptología de la UKB, que también es miembro del Área de Investigación Transdisciplinaria (TRA) “Vida y Salud” de la Universidad de Bonn.

Cómo identifican olores las células nerviosas del cerebro

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_El grupo de investigación del profesor Mormann consiguió registrar por primera vez la actividad de las células nerviosas individuales vinculadas al olfato. Esto fue posible gracias a que los investigadores trabajaron en colaboración con pacientes de la Clínica de Epileptología del UKB, uno de los centros de epilepsia más grandes de Europa, a los que se les implantaron electrodos en el cerebro con fines diagnósticos. Se les presentaron olores agradables y desagradables, como el de pescado viejo. “Hemos descubierto que las neuronas del cerebro humano reaccionan a los olores y, a partir de su actividad, podemos predecir con precisión qué olor se percibe”, explicó el autor principal Marcel Kehl, estudiante de doctorado de la Universidad de Bonn en el grupo de trabajo del profesor Mormann en el UKB. **Las mediciones mostraron que diferentes regiones cerebrales, como la corteza olfativa primaria, conocida anatómicamente como corteza piriforme, y también ciertas áreas del lóbulo temporal medial, específicamente la amígdala, el hipocampo y la corteza entorinal, están involucradas en tareas específicas. _Mientras que la actividad de las células nerviosas en la corteza olfativa predijo con mayor precisión qué olor se olía, la actividad neuronal en el hipocampo pudo predecir si los olores se identificaron correctamente. Sólo las células nerviosas de la amígdala, una región involucrada en el procesamiento emocional, reaccionaron de manera diferente dependiendo de si un olor era percibido como agradable o desagradable.

Las células nerviosas reaccionan al olor, la imagen y el nombre del plátano

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El grupo de investigación del profesor Mormann ha conseguido por primera vez registrar la actividad de las células nerviosas individuales durante el olfato. Esto fue posible gracias a que los investigadores trabajaron en colaboración con pacientes de la Clínica de Epileptología del UKB, uno de los centros de epilepsia más grandes de Europa, a los que se les implantaron electrodos en el cerebro con fines diagnósticos. Como se mencionó previamente, se presentó a los sujetos de estudio olores agradables y desagradables, como el de pescado viejo. “Descubrimos que las células nerviosas individuales del cerebro humano reaccionan a los olores. Basándonos en su actividad, pudimos predecir con precisión qué olor se estaba oliendo”, dijo el primer autor Marcel Kehl, estudiante de doctorado de la Universidad de Bonn en el grupo de trabajo del profesor Mormann en el UKB. Las mediciones mostraron que diferentes regiones cerebrales, como la corteza olfativa primaria, conocida anatómicamente como corteza piriforme, y también ciertas áreas del lóbulo temporal medial, específicamente la amígdala, el hipocampo y la corteza entorinal, están involucradas en tareas específicas. Mientras que la actividad de las neuronas de la corteza olfativa predijo con mayor precisión qué aroma se percibía, la actividad neuronal del hipocampo fue capaz de predecir si los aromas se habían identificado correctamente. Sólo las neuronas de la amígdala, una región implicada en el procesamiento emocional, reaccionaron de manera diferente según si un aroma se percibía como agradable o desagradable.

Las células nerviosas reaccionan al olor, la imagen y el nombre de la banana

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En el siguiente paso, los investigadores analizaron la relación entre la percepción de olores y las imágenes. Para ello, presentaron a los participantes del estudio de Bonn las imágenes correspondientes a cada olor, por ejemplo, el aroma y, posteriormente, una foto de una banana, y examinaron la reacción de las neuronas. Sorprendentemente, las células nerviosas de la corteza olfativa primaria no sólo respondían a los olores, sino también a las imágenes. “Esto sugiere que la tarea de la corteza olfativa humana va mucho más allá de la mera percepción de olores”, afirmó el coautor del estudio, profesor Marc Spehr, del Instituto de Biología II de la Universidad Técnica de Aquisgrán.

Hallan que la tarea de la corteza olfativa humana va mucho más allá de la mera percepción de olores

Los investigadores descubrieron células nerviosas individuales que reaccionaban de forma específica al olor, la imagen y la palabra escrita de, por ejemplo, un plátano. Este descubrimiento indica que la información semántica se procesa en las primeras fases del proceso olfativo humano. Los resultados no sólo confirman décadas de estudios realizados con animales, sino que también muestran cómo diferentes regiones cerebrales están implicadas en funciones específicas del procesamiento de olores humanos. “Se trata de una importante contribución en el camino hacia la decodificación del código olfativo humano”, afirmó el profesor Mormann. **“Son necesarias más investigaciones en este ámbito para desarrollar algún día ayudas olfativas que podamos utilizar en la vida cotidiana de forma tan natural como las gafas o los audífonos”****, concluyó.

Importante

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• El estudio obtuvo financiamiento de la Fundación Alemana de Investigación (DFG), el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) y el estado de Renania del Norte-Westfalia (NRW) como parte del proyecto iBehave.

• El artículo Another step towards decoding smell fue publicado en el sitio de la Universidad de Bonn