La periferia sensorial actúa como una puerta de enlace entre el mundo exterior y el cerebro, dando forma a lo que un organismo puede aprender sobre su entorno. Pero este acceso tiene una capacidad limitada, por lo que la cantidad de información se puede procesar es restringida.

En tal sentido, y conforme a la hipótesis de codificación eficiente, una teoría normativa clave de la organización de circuitos neuronales, los resultados de una reciente investigación sugieren que nuestras narices pueden adaptarse para indicarle al cerebro, de la manera más eficiente posible, los olores más típicos del entorno.

Codificación de escenas olfativas

El epitelio olfativo en los mamíferos y las antenas en los insectos, son estructuras que están pobladas por un gran número de neuronas sensoriales olfativas, cada una de las cuales expresa un tipo único de receptor olfativo.

En los mamíferos la abundancia de receptores olfativos debe adaptarse continuamente a los olores más prevalentes.

Cada tipo de receptor se une a muchos odorantes diferentes, y cada odorante activa muchos receptores diferentes, lo que lleva a una. Esto significa que para comprender un olor, el cerebro necesita leer el patrón general de activación, o “codificación”, a través de los diferentes tipos de receptores.

Como explica el investigador Tiberiu Tesileanu, afiliado al Centro de Biología Computacional del Instituto Flatiron, y autor principal del estudio:

“Algunos tipos de neuronas receptoras en la nariz se usan con más frecuencia que otras, dependiendo de la especie del animal. Experimentos recientes han demostrado que la forma en que se usan los diferentes tipos de receptores puede cambiar cuando los animales están expuestos a olores diferentes”.

Con esto en mente, los investigadores se propusieron explicar estos hallazgos y construir un modelo que pueda predecir los sesgos observados en la forma en que se son utilizados esos receptores.

Adaptación óptima

El modelo asume que la nariz se puede adaptar para indicarle al cerebro los olores más comunes del entorno. Por ejemplo, los tipos de receptores activados por olores variables son importantes porque transmiten mucha información al cerebro sobre esta variabilidad, y son más abundantes en la nariz debido a esta versatilidad.

Para comprender un olor, el cerebro necesita leer el patrón general de activación a través de los diferentes tipos de receptores olfativos.

De mismo modo, el modelo predice que en los mamíferos, donde las neuronas sensoriales olfativas se reemplazan regularmente, la abundancia de receptores debe adaptarse continuamente a los olores más prevalentes.

De hecho, los experimentos han encontrado tales cambios en respuesta a la experiencia olfativa. Estos cambios son misteriosamente dependientes del contexto, con una mayor exposición a los odorantes que conducen de manera diversa a una mayor, disminuida o invariable abundancia de receptores activados.

Los autores del estudio señalan que estos hallazgos contribuyen a profundizar en la comprensión de cómo y por qué la nariz de los mamíferos se adapta a los olores.

Adicionalmente, estos resultados podrían mejorar el entendimiento de cómo la disminución en el número de neuronas en la nariz afecta el sentido del olfato a medida que se envejece.

Referencia: Adaptation of olfactory receptor abundances for efficient coding. eLife, 2019. https://doi.org/10.7554/eLife.39279