El trabajo, que se describe esta semana en la revista Nature Neuroscience, tiene implicaciones para los futuros estudios del olor y de los sistemas de percepción compleja que no se prestan para estudiarse con los métodos tradicionales.

“Tiene sentido intuitivo el usar los olores para estudiar el olfato. Sin embargo, los olores son tan químicamente complejos que es muy difícil aislar los circuitos neurales que subyacen al olor de esa manera” dijeron los autores.

Los colegas de Harvard y de los Laboratorios de Cold Spring Harbor utilizaron como sustituto la luz aplicando el campo de la optogenética a la pregunta de cómo las células en el cerebro diferencian entre los olores.

Las técnicas optogeneticas integran las proteínas que reaccionan a la luz en sistemas que por lo general captan otros insumos diferentes de la luz. Los científicos integraron estas proteínas, llamadas Rodopsinas de canal, en los sistemas olfativo de los ratones creando animales en los que las vías del olor se activaron no por los olores, sino por la luz.

“Con el fin de dilucidar cómo el cerebro percibe las diferencias en los olores, parecía más razonable mirar los patrones de activación en el cerebro”. “Pero es difícil de rastrear estos patrones utilizando estímulos olfativos, ya que los olores son muy diversos y con frecuencias muy sutiles Así que se preguntaron. ¿Y si hacemos que la nariz como una retina”

Con los animal optogeneticamente modificados, los científicos fueron capaces de caracterizar los patrones de activación en el bulbo olfatorio y la región del cerebro que recibe la información directamente de la nariz. Debido a que la entrada de luz se puede controlar fácilmente, fueron capaces de diseñar una serie de experimentos de estimulación específica de las neuronas sensoriales en la nariz y miraron los patrones de activación rio abajo en el bulbo olfatorio.

“La primera pregunta fue cómo se organiza el proceso, y cómo los insumos similares son procesados por las células adyacentes en el cerebro”, dijeron los autores.

Pero resulta que la organización espacial de la información olfativa en el cerebro no explica nuestra capacidad para percibir olores. La organización temporal de la información olfativa arroja luz sobre la forma en que percibimos los olores. Además de caracterizar la organización espacial del bulbo olfatorio, el nuevo estudio muestra cómo el tiempo de “olfatear” juega un papel importante en cómo se perciben los olores.

El documento tiene implicaciones no sólo para el estudio futuro del sistema olfativo, sino más generales, para descifrar de los circuitos neurales subyacentes de otros sistemas.

Referencia

Ashesh K Dhawale, Akari Hagiwara, Upinder S Bhalla, Venkatesh N Murthy, Dinu F Albeanu. Non-redundant odor coding by sister mitral cells revealed by light addressable glomeruli in the mouse. Nature Neuroscience, 2010; DOI: 10.1038/nn.2673

En un gran número de especies animales, las personas sacan ventajas de la vida social mediante la observación de sus congéneres. En particular, son capaces de adaptar su comportamiento cuando se enfrentan a diversas situaciones, tales como la búsqueda del alimento o defenderse de los depredadores. Un equipo del Laboratoire de Neurobiologie (CNRS / ESPCI ParisTech) ha estudiado el comportamiento de Drosophila mediante pruebas de la memoria olfativa para investigar los posibles efectos de las interacciones entre los individuos.

Durante sus experimentos, los neurobiólogos expusieron a un grupo homogéneo de moscas Drosophila, a un olor asociado con una débil corriente eléctrica. Después de este condicionamiento, los científicos llevaron a cabo pruebas de la memoria olfativa de las moscas, ya sea individualmente o en grupos. De memoria, se evaluó a través de la capacidad para evitar el olor asociado previamente con un estímulo desagradable, por ejemplo, 24 o 48 horas después del acondicionamiento. Este estudio ha demostrado que las moscas probadas individualmente tenían una memoria más pobre que cuando se probaron en un grupo. Sin embargo, las moscas individuales no tenían menos memoria porque no recordaran, sino porque tenían dificultad en la extracción de la información.

Además, una mosca condicionada individualmente de antemano para “rehabilitarse” no solo tiene que ser colocado en un grupo para que su mejore su memoria sino también el grupo debe haber sido condicionado a ser capaz de producir las interacciones que están detrás de esta facilitación de la memoria.

La hipótesis de que se ha presentado es que, durante la prueba (en otras palabras, en presencia del olor que representa un peligro potencial), las moscas emiten una señal de alarma que suscita la atención de las moscas que rodean y aumenta la recuperación de la memoria . En ratas, varios centros nerviosos tales como la amígdala o determinadas hormonas de estrés como la adrenalina desempeñar el papel de los moduladores en la recuperación de la memoria. Este trabajo, llevado a cabo en Drosophila, ha abierto nuevas vías de investigación sobre la modulación de la memoria y la toma de decisiones en función de la percepción del entorno social, las emociones o el estrés.

Referencia

Chabaud et al. Social Facilitation of Long-Lasting Memory Retrieval in Drosophila. Current Biology, 2009; 19 (19): 1654 DOI: 10.1016/j.cub.2009.08.017