¿Olemos todos igual? Las conexiones olfatorias varían individualmente.

Imagen coronal del bulbo olfatorio de un ratón adulto.

Un  equipo de investigadores encabezados por Sulagna Ghosh, del Instituto de Investigación Scripps (Estados Unidos), ha desarrollado una técnica basada en un virus para resaltar las rutas que siguen los nervios individuales. Al aplicar la técnica a los sistemas olfatorios de ratones han encontrado que las neuronas olfatorias mandan sus señales a dos áreas cerebrales de formas que difieren significativamente de un ratón a otro; una variabilidad que es probable que también exista en los humanos. Este hallazgo pone de manifiesto una vez más cuánto nos queda por descubrir sobre el conectoma en general. Los resultados aparecen publicados en Nature.

Para los primeros pasos del proceso de percepción de un olor, las conexiones neuronales en mamíferos son algo bastante conocido. Cada neurona olfatoria primaria tiene unas a modo de raicillas incrustadas en los tejidos nasales, en las que hay receptores específicos para cada olor. Cuando estos receptores se activan por la molécula odorífera adecuada, la neurona que los alberga se activa y manda una señal a través de su axón a un centro de procesamiento inicial, el bulbo olfatorio. En éste la señal llega a unas agrupaciones esféricas de fibras llamadas glomérulos [capa azul en la imagen].

Estos glomérulos son específicos para cada olor y están ordenados de una forma tan consistente y homogénea que el patrón de activación espacial que provoca un olor concreto es prácticamente idéntico entre individuos. Tanto es así que, simplemente observando qué conjunto de glomérulos se activan en un ratón dado, se puede predecir qué olor está percibiendo.

Pero cuando estas señales van de los glomérulos a los centros de procesamiento superiores del córtex olfatorio, ¿se mantiene esta ordenación estereotípica? Se sabe que esto es así para la visión y el tacto; la misma regularidad se encuentra en el sistema olfatorio de las moscas pero, ¿y en los mamíferos?

Las señales de los glomérulos activados llegan a las regiones de procesamiento del córtex olfatorio a través de las llamadas neuronas mitrales y en penacho [MP, capa roja en la imagen]. Hasta ahora no se disponía de herramientas lo suficientemente precisas para seguir las conexiones en los mamíferos desde los glomérulos individuales a sus neuronas MP, y de éstas a sus terminaciones en el córtex olfatorio.

Para solventar esta carencia Ghosh et al. han desarrollado una técnica mediante la que pueden llevar a cada glomérulo un virus que expresa un trazador fluorescente. Los investigadores pueden asignar diferentes colores fluorescentes a las neuronas MP conectadas específicamente a un glomérulo y seguir después sus axones hasta el córtex.

La técnica Ghosh (llamémosla así) permitió a los científicos seguir los axones de cualquier neurona MP a dos centros corticales de procesamiento, la pars externa del núcleo olfatorio anterior y el córtex piriforme. Las localizaciones de las terminaciones de los axones de las neuronas MP en ambos centros ya no mostraban el patrón tan claro que aparecía en el bulbo olfatorio. La comparación de estos patrones en los distintos ratones se realizó en un cerebro tridimensional desarrollado por bioinformáticos de la Universidad de California en San Diego (un ejemplo a continuación).

De forma sorprendente, los investigadores pudieron constatar que las proyecciones del mismo glomérulo en dos ratones diferentes no se parecían más que las proyecciones de glomérulos diferentes. En otras palabras, la conexión existente desde el bulbo olfatorio y las regiones de procesamiento cortical son únicas para cada individuo, en este caso ratones, pero podría extrapolarse a los humanos.

Toda buena investigación plantea preguntas más interesantes que las que resuelve. En este caso se pueden plantear al menos dos que son, como mínimo, desconcertantes: primero, ¿por qué mecanismo durante el desarrollo fetal los axones de neuronas MP adyacentes y aparentemente idénticas llegan a sitios tan distintos del córtex olfatorio?; segundo, ¿perciben los animales el mismo olor de la misma manera si la estructura de conexiones varía de individuo a individuo? Esta última pregunta se refiere a lo que los filósofos llaman qualia , ¿es mi experiencia del olor de la rosa la misma que la tuya?

La clave a la segunda pregunta está probablemente en la amígdala. A este centro llegan también las señales del bulbo olfatorio, pero la técnica Ghosh no permite, de momento, recorrer distancias tan grandes.

Referencia:

Ghosh, S., Larson, S., Hefzi, H., Marnoy, Z., Cutforth, T., Dokka, K., & Baldwin, K. (2011). Sensory maps in the olfactory cortex defined by long-range viral tracing of single neurons Nature DOI: 10.1038/nature09945