Ci vuole meno di un decimo di secondo, una frazione del tempo che si pensava in precedenza, perché l'olfatto distingua tra un odore e l'altro, nuovi esperimenti sui topi mostrano.

In uno studio da pubblicare sulla rivista Comunicazioni sulla natura online 14 novembre i ricercatori della NYU School of Medicine hanno scoperto che gli odoranti, particelle chimiche che attivano il senso dell'olfatto, devono raggiungere solo poche proteine ​​di segnalazione sul rivestimento interno del naso affinché i topi possano identificare un aroma familiare. Altrettanto significativo, i ricercatori affermano di aver anche scoperto che la capacità degli animali di distinguere gli odori era la stessa, indipendentemente dall'intensità dell'odore (indipendentemente dalla concentrazione dell'odore).

"Il nostro studio pone le basi per una nuova teoria su come i mammiferi, compresi gli umani, odore:più snello di quanto si pensasse, ", afferma il ricercatore senior dello studio e neurobiologo Dmitry Rinberg, dottorato di ricerca. Il suo team sta pianificando ulteriori esperimenti sugli animali per cercare modelli di attivazione delle cellule cerebrali collegati al rilevamento e all'interpretazione degli odori che potrebbero applicarsi anche alle persone.

"Proprio come il cervello umano ha bisogno solo di poche note musicali per nominare una particolare canzone una volta che se ne è formato un ricordo, i nostri risultati dimostrano che l'olfatto di un topo ha bisogno solo di pochi segnali nervosi per determinare il tipo di profumo, "dice Rinberg, professore associato presso la NYU Langone Health e il suo Neuroscience Institute.

Quando un odorizzante si aggancia inizialmente alla sua proteina recettore olfattiva su una cellula nervosa nel naso, la cellula invia un segnale alla parte del cervello che assegna l'odore, identificare l'odore, dice Rinberg.

La chiave tra le ultime scoperte del suo team è stata che i topi riconoscono un profumo subito dopo l'attivazione dei primi recettori olfattivi del cervello, e tipicamente entro i primi 100 millisecondi dall'inalazione di qualsiasi odorizzante.

Precedenti ricerche sugli animali avevano dimostrato che occorrono fino a 600 millisecondi perché quasi tutti i recettori olfattivi del cervello coinvolti nel loro senso dell'olfatto si attivino completamente, dice Rinberg. Però, precedenti esperimenti sui topi, che inalano attraverso il naso più velocemente degli umani e hanno un senso dell'olfatto più veloce, hanno mostrato che il numero di recettori attivati ​​nel loro cervello raggiunge un picco dopo circa 300 millisecondi.

Indagini scientifiche precedenti avevano anche dimostrato che i profumi altamente concentrati attivavano più recettori. Ma Rinberg dice che fino agli ultimi esperimenti della sua squadra, i ricercatori non avevano ancora delineato il ruolo della concentrazione nel processo di identificazione degli odori.

Per il nuovo studio, i topi sono stati addestrati a leccare una cannuccia per ottenere una ricompensa d'acqua in base all'odore di arancia o di pino.

Usando fibre attivate dalla luce inserite nel naso del topo, i ricercatori potrebbero attivare singoli recettori cerebrali o gruppi di recettori coinvolti nell'olfatto per controllare e monitorare quanti recettori erano disponibili per l'olfatto in qualsiasi momento. La tecnica ottica è stata sviluppata alla NYU Langone.

Il team ha quindi testato il rendimento dei topi con le ricompense in acqua quando sfidati da diverse concentrazioni di ciascun odore, e con più o meno recettori disponibili per l'attivazione. Attivazione precoce di troppi recettori, i ricercatori hanno scoperto, identificazione degli odori alterata, aumentando il numero di errori commessi dai topi addestrati per ottenere la loro ricompensa.

I ricercatori hanno scoperto che le interruzioni precoci nel rilevamento dell'odore, meno di 50 millisecondi dall'inalazione, punteggi di identificazione degli odori ridotti quasi al caso. Al contrario, i punteggi di ricompensa sono notevolmente migliorati quando l'olfatto del topo è stato interrotto in qualsiasi momento dopo 50 millisecondi, ma questi guadagni sono diminuiti dopo 100 millisecondi.