Os mistérios de cheirar desvendados
Nosso olfato ainda é relativamente misterioso. Recentemente, porém, os pesquisadores começaram a explorar como cheirar ajuda a identificar odores, bem como como nosso nariz conta a sensação de ar entrando no nariz e com o aroma separado.
O mundo é um lugar complicado, e é por isso que nossos crânios abrigam um equipamento particularmente complexo para dar sentido a ele.
Como nosso cérebro faz um trabalho maravilhoso de desvendar as informações de nossos sentidos e uni-las em uma narrativa contínua, é bastante fácil esquecer o trabalho incrível que está fazendo.
A partir de uma cacofonia de sinais, nossos sentidos são capazes de captar as informações importantes e trazê-las à nossa atenção.
De todos os sentidos, o olfato costuma receber menos atenção. Apesar de ser o nosso sentido mais antigo, contamos com muito menos do que a visão e a audição. No entanto, é uma área de estudo intrigante e pode oferecer informações sobre como nossos cérebros codificam e transmitem informações em geral.
Imagine, se quiser, entrando em uma loja de chocolates e cheirando o ar. Cada componente aromático do aroma achocolatado ativa neurônios específicos no nariz. Estes irão convergir para os glomérulos, que são estruturas no bulbo olfativo. Dessa maneira, eles criam um padrão específico de “chocolate”.
Ao mesmo tempo, enquanto cheiramos, a pressão mecânica causada pelo ar que entra no nosso nariz também desencadeia glomérulos. Mas o ar aciona receptores de chocolate e não chocolate. Até recentemente, não estava claro como o cérebro poderia diferenciar os dois sinais.
Quando os nervos disparam, eles essencialmente enviam uma mensagem idêntica a cada vez, denominada potencial de ação. Portanto, era difícil ver como o cérebro poderia determinar se o potencial de ação vinha do fluxo de ar ou do chocolate doce.
Pesquisadores do Centro RIKEN de Biologia do Desenvolvimento, liderado por Takeshi Imai, atacaram recentemente essa questão. Eles descobriram que a resposta está no tempo.
“Surpreendentemente, descobrimos que os padrões de disparo temporal dos neurônios podem distinguir entre sinais mecânicos conduzidos pelo fluxo de ar e aqueles gerados por odores. Além disso, descobrimos que a mecanossensibilidade realmente melhora a olfação, agindo como um marcapasso para o padrão temporal. ”
Takeshi Imai
Seus resultados foram publicados recentemente na revista Neuron.
Para obter essa nova visão, os pesquisadores criaram uma maneira de controlar o cheiro rítmico em ratos. Eles descobriram que quando os ratos receberam ar desodorizado (sem aroma), muitos glomérulos foram ativados apenas pelo fluxo de ar. A atividade diminuiu e fluiu em ciclos que correspondiam à taxa de cheirar.
Eles identificaram que, embora a taxa de atividade fosse a mesma, os glomérulos estavam todos fora de fase entre si. Portanto, um pode ser disparado 200 milissegundos após cada sniff, outro a 230 milissegundos e outro a 400 milissegundos. Os pulsos tinham a mesma duração, mas a ativação foi escalonada.
O vídeo a seguir ilustra a taxa de atividade dos glomérulos enquanto os ratos cheiravam:
À medida que os cientistas aumentavam a velocidade do ar, a atividade dos glomérulos também aumentava. No entanto, a chamada codificação de fase permaneceu semelhante, na medida em que os padrões de disparo eram mais intensos, mas ainda assim escalonados da mesma maneira.
Mas quando um odor foi apresentado aos camundongos, o momento da atividade do glomérulo mudou substancialmente dentro do ciclo do cheiro. E, curiosamente, independentemente da força do aroma, a fase foi alterada para a mesma quantidade.
O vídeo a seguir mostra o padrão de disparo glomerular com e sem aroma:
A próxima pergunta a responder foi por que os receptores no nariz são sensíveis ao fluxo de ar. Para investigar isso, a equipe manteve um fluxo de ar constante (sem ar pulsante, como você sentiria quando cheirava) e descobriu que a precisão do código de fase estava diminuída, especialmente se houvesse apenas traços do odor. Isso tornaria muito mais difícil distinguir os odores.
A codificação de fase é um fenômeno relativamente pouco compreendido no campo da codificação neural – isto é, como os neurônios respondem e convertem estímulos em sinais.
“Embora também tenha sido encontrado no hipocampo em relação à formação da memória”, diz Imai, “ainda não sabemos muito sobre isso.
“Esperançosamente”, continua ele, “nossa descoberta facilitará uma melhor compreensão de como os neurônios se comunicam e como o significado pode ser derivado de seus sinais”.
Ainda há muito a aprender sobre a codificação de fases. Em seguida, Imai quer “entender como os padrões temporais precisos são gerados no bulbo olfativo e por que são afetados por odores, mas não por sinais mecanicamente originários”.
O olfato ainda guarda muitos mistérios, mas este trabalho fornece uma pequena parte do quebra-cabeça. Também ajuda a levantar a tampa sobre como os neurônios transmitem informações detalhadas com uma linguagem tão simples.
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