Olfactorisch systeem: ontvangst, transductie en hersenbanen

Het reukvermogen van dieren, dat samenwerkt met dat van de smaak, vervult zeer relevante functies: het detecteert de aanwezigheid van voedsel en geeft informatie over de mogelijke gevolgen van de consumptie ervan, draagt ​​bij aan de fysiologische veranderingen van de spijsvertering en veroorzaakt zelfs reacties op leden van dezelfde soort door de feromonen.

In dit artikel zullen we beschrijven de belangrijkste aspecten van het olfactorische systeem, zowel op structureel als functioneel niveau. Om dit te doen, zullen we het proces van perceptie van olfactorische stimuli bekijken, van ontvangst in de sensorische neuronen van de neusholte tot cognitieve verwerking in de orbitofrontale cortex.

• Gerelateerd artikel: "Hersenzenuwen: de 12 zenuwen die de hersenen verlaten"

Olfactorische receptoren

De neus, opgebouwd uit het zeefbeen en kraakbeenweefsel, is het externe deel van het menselijke reuksysteem. De openingen van de neusgaten zorgen ervoor dat wanneer we lucht inademen de geurmoleculen (ook bekend als "geurstoffen") het reukepitheel bereiken, dat zich in het bovenste deel of het dak van de Neusholte.

Het reukepitheel bestaat uit weefsellagen bedekt met slijm, dat overal in de holte wordt aangetroffen neus en heeft de functie om geurmoleculen op te lossen en potentieel gevaarlijke deeltjes vast te houden longen. Het is hier, in de slijmlaag van het epitheelweefsel, waar ze worden gevonden receptorcellen voor geurmoleculen.

Deze cellen zijn bipolaire neuronen die gespecialiseerd zijn in de ontvangst van chemische verbindingen. Deze functie vindt plaats aan de apicale pool van het neuron, terwijl het andere uiteinde, de basale pool, synapta met de bulbus olfactorius die het bot kruist dat bekend staat als de lamina cribrosa, die zich aan de basis van de brein.

De olfactorische bollen bevinden zich in de hersenen zelf, in het onderste deel van de frontale kwabben. Deze structuren maken deel uit van het centrale zenuwstelsel, dus signalen van het reuksysteem hoeven niet door de thalamus, het "relaisstation" van de rest van de sensorische stimuli, om de primaire cortex te bereiken.

Er zijn meer dan duizend verschillende soorten receptorneuronen voor geurmoleculen gevonden sinds de ontvangers zijn zeer gespecialiseerd, zodat elk van hen informatie van een enkele soort verzendt van geurstof.

• Gerelateerd artikel: "Reukbol: definitie, onderdelen en functies"

Informatietransductie

Sensorische transductie begint wanneer geurmoleculen in de lucht worden ingeademd en oplossen in het slijm van de neusholte. Zodra dit is gebeurd, detecteren de receptoren aan de apicale polen van de reukneuronen de geurstoffen.

Wanneer de metabotrope receptorcilia een geurmolecuul vangen en vasthouden, wordt een tweede boodschappersysteem geactiveerd dat het neuron depolariseert. Dit zorgt ervoor dat actiepotentialen vanuit het cellichaam worden afgevuurd die via het axon worden overgedragen.

Zoals we al zeiden, de axonen van olfactorische neuronen synapteren met dendrieten van neuronen in de bulbus olfactorius. Dit maakt de indirecte verbinding tussen het reukepitheel en de hersenschors mogelijk.

Geurreceptorneuronen maken verbindingen met drie verschillende soorten neuronen in de bulb: mitralis- en kogelcellen, die olfactorische signalen naar hogere delen van de hersenen projecteren, en remmende periglomerulaire interneuronen, die de functie van de andere twee typen moduleren.

Het belangrijkste olfactorische systeem

Er is een anatomische en functionele scheiding tussen: het belangrijkste olfactorische systeem en accessoire, ook bekend als vomeronasaal. Zoals de naam al aangeeft, is het belangrijkste olfactorische systeem relevanter voor de waarneming van geuren dan het vomeronasale systeem, hoewel het karakteristieke rollen speelt.

Het hoofdsysteem begint in mitraliscellen en in de bal van de bulbus olfactorius die de projecties naar het rhinencephalon, een term die wordt gebruikt om de hersengebieden te beschrijven die verband houden met het reukvermogen. De piriformis-cortex, die zich in het mediale deel van de temporale kwab bevindt, is in dit verband bijzonder belangrijk.

Vanuit deze gebieden wordt de olfactorische informatie doorgegeven aan de dorsomediale kern van de thalamus, van waaruit het de orbitofrontale prefrontale cortex zal bereiken. In deze regio, die verantwoordelijk is voor besluitvorming en emotionele verwerking, vindt de perceptie en discriminatie van geuren plaats.

De orbitofrontale cortex krijgt ook smaakachtige stimulatie; Samen met geur zorgt dit voor de perceptie van smaken. Soms spreken we van het 'chemosensorische systeem' om samen te verwijzen naar de reuk- en smaakzintuigen, die vanuit neurofunctioneel oogpunt heel dicht bij elkaar staan.

• Gerelateerd artikel: "Temporale kwab: structuur en functies"

Het accessoire olfactorische of vomeronasale systeem

In tegenstelling tot het belangrijkste olfactorische systeem, bevat de vomeronasale alleen mitraliscellen. Deze bevinden zich in een gedifferentieerd gebied van de bulbus olfactorius: het vomeronasale orgaan, ook wel de "accessoire bulbus olfactorius" genoemd en bevindt zich aan de basis van het zeefbeen.

Deze neuronen projecteren geen signalen naar de neocortex, maar naar de amygdala en hypothalamus. De amygdala is gerelateerd aan het aanleren van emoties, vooral negatieve, terwijl de hypothalamus de sleutelstructuur is in het vrijkomen van hormonen, daarom grijpt het in op basisfuncties zoals dorst, honger, seksualiteit of de regulatie van temperatuur.

Het vomeronasale systeem is gerelateerd aan gedragingen en fysiologische reacties die optreden door interactie met leden van dezelfde soort. Het speelt een fundamentele rol in de voortplanting, agressiviteit en sociaal gedrag van veel dieren, maar het is niet duidelijk of het nog steeds functioneel is bij mensen.

Als we het hebben over het accessoire reuksysteem, is het de moeite waard om de rol van feromonen te benadrukken, chemische verbindingen die worden uitgescheiden door levende wezens die alleen worden gevangen door dieren van dezelfde soort en worden waargenomen via het vomeronasale orgaan.