Por grande que el número de receptores pueda ser, probablemente sea más pequeño que la cantidad de olores que podemos reconocer.

"Muy probablemente, el número de sustancias odoríferas excede por lejos al número de proteínas receptoras, en una proporción de al menos 10 a 1", dice Axel. "En ese caso, ¿cómo sabe el cerebro lo que la nariz está oliendo?"

El sistema visual necesita sólo tres clases de receptores para distinguir entre todos los colores que podemos percibir, indica Axel. Todos estos receptores responden al mismo elemento, la luz. La luz de longitudes de onda diferentes, hace que las tres clases de receptores reaccionen con una intensidad diferente, y entonces el cerebro compara las señales de estos receptores para determinar el color. Pero el sistema olfatorio debe usar una estrategia diferente al tratar con la amplia variedad de moléculas que producen los olores.

Para resolver esta estrategia, Axel comenzó preguntando cuántas clases de proteínas receptoras se producen en una sola neurona olfatoria. "Si una neurona individual expresa sólo un número pequeño de receptores, o un solo receptor, entonces el problema de determinar qué receptores se han activado, se reduce a determinar qué neuronas han sido activadas", dice.

Él pensó que podría avanzar más rápidamente trabajando con organismos más sencillos que las ratas. Así que se puso a trabajar en peces, que responden a menos olores y que probablemente tenían menos receptores.

Gracias a los estudios con el bagre, cuyos receptores odoríferos resultaron ser muy similares a los de las ratas, Axel y sus asociados, pronto concluyeron que una neurona olfatoria determinada puede producir sólo uno o unos pocos receptores odoríferos. (Buck y sus colegas han llegado a la misma conclusión a partir de su trabajo con ratones).

El próximo paso era averiguar cómo estos receptores odoríferos-y las neuronas que los producen-están distribuidos en la nariz. Además, ¿con qué partes del cerebro se conectan estas neuronas?

"Queríamos aprender la naturaleza del código olfatorio", dice Axel. "¿Las neuronas que responden al jazmín transmiten a una estación diferente, presente en el cerebro, que aquellas que responden a la albahaca?" Si ése es el caso, sugirió, el cerebro quizás dependa de la posición de las neuronas activadas para definir la calidad de los olores.

Cada neurona olfatoria presente en la nariz tiene una fibra larga, o axón, que se mete a través de una apertura diminuta en el hueso que se encuentra encima de él, la lámina cribosa del etmoides, para hacer una conexión, o sinapsis, con otras neuronas. Esta sinapsis forma, en realidad, el bulbo olfatorio, que es una parte del cerebro. El bulbo olfatorio, una estructura redonda como una perilla, es bastante grande en animales con un sentido agudo del olfato, pero disminuye su tamaño relativo cuando esta habilidad decrece.

De esta manera, los sabuesos, que pueden seguir el olor del rastro de una persona por largas distancias y sobre terreno variado, tienen bulbos olfatorios más grandes que los de los humanos, aunque los humanos tienen el doble del tamaño total de estos perros.

Los grupos de Axel y Buck encontraron, en el epitelio olfatorio de la nariz, que las neuronas que producen un determinado receptor odorífero, no se agrupan; en cambio, estas neuronas se distribuyen al azar dentro de ciertas regiones extensas del epitelio, llamadas zonas de expresión, las cuales son simétricas en los dos lados de las cavidades nasales de los animales.

Sin embargo, una vez que los axones llegan al bulbo olfatorio, se reordenan de forma tal que aquellos que expresan el mismo receptor convergen en el mismo lugar en el bulbo olfatorio. El resultado es un mapa espacial, altamente organizado, de información derivada de diferentes receptores.

"El cerebro dice esencialmente algo como estoy viendo la actividad en posiciones 1, 15 y 54 del bulbo olfatorio, que corresponden a los receptores odoríferos 1, 15 y 54, por lo tanto eso deber ser jazmín", sugiere Axel. La mayoría de los olores se componen de mezclas de moléculas de sustancias odoríferas. Por lo tanto, otros olores serían identificados por combinaciones diferentes.

Sorprendentemente, el mapa espacial es idéntico en los bulbos olfatorios de todos los ratones que fueron examinados, dice Buck. Como ella indica, esta información proporcionó la clave para resolver un antiguo enigma.

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Las distintas zonas del epitelio olfatorio de los ratones se muestran en rojo, azul y amarillo. Un grupo diferente de genes para receptores odoríferos se expresa en cada zona.

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