Il mosaico cerebrale che percepisce gli odori / The brain mosaic that perceives smells
Il mosaico cerebrale che percepisce gli odori / The brain mosaic that perceives smells
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Il bulbo olfattivo – dove avviene la prima elaborazione cerebrale degli stimoli odorosi – reagisce alle caratteristiche molecolari degli odori in modo poco prevedibile, soprattutto se sono mescolate.
La rappresentazione degli odori nel cervello somiglia molto più a un mosaico di tessere sparse che a una mappa ordinata. E' quanto emerge da un nuovo studio condotto sui topi e pubblicato sulla rivista “Nature Neuroscience” da Dino Albeanu del Cold Spring Harbor Laboratory, nello stato di New York, e colleghi, i cui risultati differiscono da quelli di altre ricerche dello stesso tipo perché le relazioni tra proprietà molecolari degli odori e attività del sistema olfattivo non sono così prevedibili come apparivano in passato.
La nostra capacità di percepire gli odori si deve a un sottile strato di cellule, l’epitelio olfattivo, situato nella parte alta della cavità nasale. Nell’epitelio olfattivo si trovano le cellule recettrici dell’olfatto, sulla cui superficie sono posti i recettori olfattivi, le strutture proteiche che si legano in modo alle sostanze odorose in modo specifico.
Le cellule recettrici dell’olfatto sono veri e propri neuroni che inviano le loro lunghe terminazioni, gli assoni, direttamente nel sistema nervoso centrale, per arrivare al bulbo olfattivo. Successivamente, il bulbo invia queste informazioni a diverse aree cerebrali di elaborazione superiore, compresa la corteccia cerebrale. Lì, i messaggi di output olfattivo vengono ulteriormente analizzati e poi ritrasmessi verso altre regioni cerebrali, prima di essere riportati al bulbo in un circuito di feedback. Questa complesso iter indica che la precisa identificazione di un odore è il frutto di una sofisticata elaborazione che procede per stadi successivi.
La nostra capacità di percepire gli odori si deve a un sottile strato di cellule, l’epitelio olfattivo, situato nella parte alta della cavità nasale. Nell’epitelio olfattivo si trovano le cellule recettrici dell’olfatto, sulla cui superficie sono posti i recettori olfattivi, le strutture proteiche che si legano in modo alle sostanze odorose in modo specifico.
Gli studi condotti in passato sui topi avevano mostrato che i collegamenti tra epitelio olfattivo e bulbo olfattivo sono così ordinati da realizzare nel bulbo una sorta di mappatura delle informazioni olfattive. Questo modello differisce da quello ora descritto da Albeanu e colleghi, che hanno analizzato l’attività del bulbo olfattivo di alcuni topi in risposta a una serie di odori, classificati con 1666 parametri chimico-fisici. Dall'analisi è emerso che le risposte neurali erano poco prevedibili, soprattutto quando venivano proposti odori a coppie o con parametri mescolati.
“Non sappiamo realmente quali caratteristiche chimico-fisiche il cervello estragga dagli odori”, ha commentato Albeanu. “L’esperienza olfattiva è molto soggettiva: la percezione degli odori dipende dal contesto e dall’esperienza precedente del soggetto; il modello che ne emerge è molto diverso, per esempio, da quello del sistema visivo.
“Non sappiamo realmente quali caratteristiche chimico-fisiche il cervello estragga dagli odori”, ha commentato Albeanu. “L’esperienza olfattiva è molto soggettiva: la percezione degli odori dipende dal contesto e dall’esperienza precedente del soggetto; il modello che ne emerge è molto diverso, per esempio, da quello del sistema visivo.
ENGLISH
The olfactory bulb - where the first cerebral processing of odorous stimuli takes place - reacts to the molecular characteristics of odors in an unpredictable way, especially if they are mixed.
The representation of smells in the brain is much more like a mosaic of scattered tiles than an ordered map. This is what emerges from a new study conducted on mice and published in the journal "Nature Neuroscience" by Dino Albeanu of Cold Spring Harbor Laboratory, New York, and colleagues, whose results differ from those of other research of the same type because the relationships between molecular properties of odors and the activity of the olfactory system are not as predictable as they appeared in the past.
Our ability to perceive odors is due to a thin layer of cells, the olfactory epithelium, located in the upper part of the nasal cavity. In the olfactory epithelium we find the olfactory receptor cells, on whose surface are placed the olfactory receptors, the protein structures that bind to odorous substances in a specific way.
The olfactory receptor cells are real neurons that send their long terminations, the axons, directly into the central nervous system, to reach the olfactory bulb. Subsequently, the bulb sends this information to different brain areas of upper processing, including the cerebral cortex. There, the olfactory output messages are further analyzed and then retransmitted to other brain regions, before being returned to the bulb in a feedback circuit. This complex process indicates that the precise identification of an odor is the result of a sophisticated elaboration that proceeds for successive stages.
Studies conducted in the past on mice had shown that the links between olfactory epithelium and olfactory bulb are so ordered as to create a sort of mapping of olfactory information in the bulb. This model differs from that now described by Albeanu and colleagues, who analyzed the activity of the olfactory bulb of some mice in response to a series of odors, classified with 1666 chemical-physical parameters. The analysis showed that the neural responses were not very predictable, especially when smells were proposed in pairs or with mixed parameters.
"We don't really know what chemical-physical characteristics the brain extracts from odors," Albeanu commented. "The olfactory experience is very subjective: the perception of odors depends on the context and previous experience of the subject; the model that emerges is very different, for example, from that of the visual system.
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