Percepção do cheiro pelo cérebro funciona como notas musicais, dizem cientistas

Você já se perguntou como conseguimos diferenciar os odores? A resposta para essa pergunta é um mistério até para médicos e cientistas. Para tentar entender como e por que isso acontece, pesquisadores da Universidade Langone Health, em Nova York, criaram odores artificiais para descobrir como é possível diferenciar um cheiro do outro.

• Experimento dá errado e mostra que ainda não é hora de editar embriões humanos
• Cientistas criam tromba de elefante robótica feita de gelatina

Os cientistas publicaram os resultados na revista Science, contando que lá no fundo do nariz existem milhões de neurônios sensoriais que, em conjunto com os olhos e ouvidos, nos ajudam a entender o que está em nossa volta. Quando um cheiro é sentido, eles enviam impulsos nervosos para diversos aglomerados de neurônios que ficam localizados no glomérulo, que basicamente faz a conexão do odor com o cérebro. Sabe-se, então, que padrões diferentes de ativação são conhecidos por gerar sensações de odores específicos, ou seja, cada conjunto de glomérulo ativado provoca um tipo de percepção do que está sendo sentido.

Mas ainda há um detalhe que os cientistas não sabem: quais são as características particulares de um cheiro específico que são usadas pelo cérebro para percebê-lo. Na questão da visão, por exemplo, sabe-se que quando o rosto de uma pessoa é visto, detalhes como os olhos podem fazer alguém se lembrar dela.

Para compreender melhor esse processo, os cientistas responsáveis pelo estudo buscaram identificar características que distinguem a formação dos cheiros dentro do cérebro, usando uma técnica chamada optogenética, que usa a luz para estimular neurônios específicos do órgão, ativando emaranhados de fibras nervosas (chamados glomérulos) em camundongos de laboratório de formas diferentes. Isso pode ajudar a determinar a função de regiões muito particulares do cérebro.

Ativando padrões de atividade nos glomérulos, foi possível gerar odores sintéticos, os quais os camundongos sentiram como se fossem reais. Então, inicialmente, os animais foram treinados para reconhecer a ativação de seis glomérulos específicos, mas a mudança de padrões provocou neles a sensação de um cheiro que não foi reconhecido pelos pesquisadores.

Quando os roedores reconheciam o odor correto, eram recompensados com água, e quando outros glomérulos foram ativados e geraram um odor diferente, não houve recompensa. Na sequência, os cientistas alteraram o tempo e a mistura dos glomérulos ativados, observando como isso poderia afetar o comportamento dos camundongos.

Através dessa etapa, os pesquisadores conseguiram determinar o quão importante é reconhecer o cheiro com precisão. Sendo assim, certos glomérulos atuam como um mini órgão sensorial existente dentro do bulbo olfativo. De acordo com o estudo, a sequência de ativação dos glomérulos é crucial para a percepção do odor.

Quando os cientistas mudaram qual glomérulo seria ativado antes, os camundongos demonstraram uma queda de 30% na capacidade de definir o cheiro correto. Já quando a alteração aconteceu no último glomérulo ativado, a percepção caiu em apenas 5%.

"Nós criamos um padrão de ativação artificial, ou um cheiro artificial, e treinamos os ratos para reconhecê-los. Então, modificamos o padrão para observar quais eram as pistas mais importantes para formar essa percepção. O curioso é que nós não fazemos ideia do que o camundongo realmente está cheirando, se é uma maçã ou uma laranja, se fede ou é agradável", explica Dmitry Ringerb, neurocientista e autor sênior do estudo.

Como notas musicais

O cientista compara a percepção do cheiro com a melodia de uma música, com as notas representando os glomérulos que são ativados. Porém, sem o tempo correto, tanto uma música quanto uma experiência sensorial se desfaz, como explica o estudo. Mudar, por exemplo, a sétima nota de uma melodia pode ser imperceptível, mas trocar as duas primeiras pode resultar em uma música completamente diferente. Com o cheiro, a questão não envolve apenas quais glomérulos são ativados, como também a sequência temporal seguida por eles.

O site Scientific American conversou com o professor de biologia de Harvard, Venkatesh N. Murthy, neurocientista especialista em olfato, que não tem relação com o estudo, para comentar a descoberta. O professor disse que há um grande conjunto de evidências que relacionam a ativação glomerular com a percepção do cheiro. No entanto, a dúvida sempre foi se as regiões do cérebro fazem a leitura dos padrões do odor para a identificá-lo e o quão importante é esta ordem de ativação.

"Rinberg e seus colegas mostraram que o tempo é importante e, além disso, que os neurônios ativados mais cedo são mais importantes para a identificação de um odor do que aqueles que são ativados depois. Na analogia da música, é como se as primeiras notas fossem a chave para identificar a peça (pense na Quinta de Beethoven)", conta Murthy.

O próximo passo da equipe de pesquisadores é aprofundar melhor a pesquisa, com o objetivo de observar mais profundamente como outras regiões do cérebro ajudam na percepção de odores e objetos, assim que informações são recebidas do bulbo olfativo.

Fonte: Scientific American