Además, el equipo descubrió que el mapa de receptores en la nariz coincide con los mapas de olor en el bulbo olfativo del cerebro, lo que proporciona pistas sobre cómo se mueve la información desde la nariz hasta el cerebro.
El olfato capta información esencial sobre el entorno -nos alerta de peligros potenciales, mejora el sentido del gusto, y evoca emociones y recuerdos- pero, desde una perspectiva científica, este sentido resulta "súper misterioso", dice Sandeep (Robert) Datta, del Instituto Blavatnik de la Facultad de Medicina de Harvard y autor principal del estudio.
Este trabajo, por fin, "aporta orden a un sistema que anteriormente se pensaba que carecía de él, lo que cambia conceptualmente la forma en que pensamos que funciona", y "no se puede arreglar el olfato sin entender cómo funciona a un nivel básico", advierte Datta.
Desde hace tiempo hay mapas que describen cómo se organizan los receptores del ojo, el oído y la piel para capturar e interpretar la información auditiva, visual y táctil, y que se corresponden con los del interior del cerebro.
"El olfato ha sido la única excepción", era el único que no tenía un mapa, principalmente porque es mucho más complicado que cualquiera de los demás sentidos, apunta Datta.
Los ratones, por ejemplo, tienen unos 20 millones de neuronas olfativas que expresan más de mil tipos de receptores de olor, en comparación con solo tres tipos principales de receptores visuales para la visión en color. Cada tipo de receptor de olor detecta un subconjunto único de moléculas de olor.
Con el objetivo de construir un mapa del olfato, mediante técnicas de secuenciación de células, los investigadores examinaron más de 5 millones de neuronas de más de 300 ratones y determinaron qué receptores de olor expresaban las neuronas de la nariz, y su ubicación exacta.
"Este es ahora, posiblemente, el tejido neural más secuenciado de la historia, pero necesitábamos esa escala de datos para comprender el sistema", comenta Datta.
Así, descubrieron que las neuronas se organizan en franjas horizontales estrechas y superpuestas desde la parte superior de la nariz hasta la inferior, según el tipo de receptor de olor que expresan.
Este mapa de receptores altamente organizado fue consistente en todos los ratones y reflejó la organización de los mapas de olor en el cerebro, tal como los investigadores han observado en la visión, el oído y el tacto.
A continuación, investigaron cómo se forma el mapa del olfato en la nariz e identificaron el ácido retinoico —una molécula que ayuda a controlar la actividad genética— como un factor clave.
Descubrieron que un gradiente de ácido retinoico en la nariz guiaba a cada neurona para expresar el tipo correcto de receptor de olor en función de su ubicación espacial. Añadir o eliminar ácido retinoico provocaba que el mapa de receptores se desplazara hacia arriba o hacia abajo.
"Demostramos que el desarrollo puede lograr esta hazaña de organizar mil receptores de olor diferentes en un mapa increíblemente preciso que es consistente en todos los animales", explica Datta.
El equipo explora ahora por qué las franjas de receptores están en este orden específico, e investiga los receptores del olfato en tejido humano para comprender hasta qué punto el mapa del olfato es similar al de otras especies.
Todo ello servirá de base para desarrollar tratamientos (terapias con células madre o interfaces cerebro-computadora) contra la pérdida del olfato y sus consecuencias, como un mayor riesgo de depresión.
"El olfato tiene un efecto realmente profundo y generalizado en la salud humana, por lo que restaurarlo no es solo por placer y seguridad, sino también por el bienestar psicológico", dijo Datta. "Sin entender este mapa, estamos condenados al fracaso en el desarrollo de nuevos tratamientos".