Luktsystem: mottagning, transduktion och hjärnvägar

Luktsinne hos djur, som fungerar i samband med smak, fyller mycket relevanta funktioner: det upptäcker närvaron av mat och ger information om möjliga konsekvenser av dess konsumtion, bidrar till de fysiologiska matsmältningsförändringarna och till och med framkallar svar mot medlemmar av samma art genom feromoner.

I den här artikeln kommer vi att beskriva de viktigaste aspekterna av luktsystemet, både på strukturell och funktionell nivå. För att göra detta kommer vi att granska processen för uppfattning av luktstimuli, från mottagning i sensoriska neuroner i näshålan till kognitiv bearbetning i orbitofrontala cortex.

• Relaterad artikel: "Kranialnerver: De 12 nerverna som lämnar hjärnan"

Luktreceptorer

Näsan, strukturerad från etmoidbenet och broskvävnaden, är den yttre delen av det mänskliga luktsystemet. Näsborrens öppningar gör att när vi andas in luft luktar de luktande molekylerna (också kallas ”luktämnen”) når luktepitelet, som ligger i den övre delen eller taket på Näshålan.

Luktepitelet består av vävnadsskikt täckta med slem, som finns i hela hålrummet nasal och har funktionen att lösa upp luktande molekyler och behålla potentiellt farliga partiklar för lungor. Det är här, i slemskiktet i epitelvävnaden, där de möts

receptorceller för luktande molekyler.

Dessa celler är bipolära neuroner specialiserade på mottagning av kemiska föreningar. Denna funktion sker vid neuronens apikala pol, medan den motsatta änden, basalpolen, synapta med luktlampan som korsar benet som kallas lamina cribrosa, som ligger vid foten av hjärna.

Luktlökarna finns i själva hjärnan, i den nedre delen av frontalloberna. Dessa strukturer är en del av centrala nervsystemet, så signaler från luktsystemet behöver inte passera genom thalamus, "relästationen" för resten av sensoriska stimuli, för att nå den primära cortexen.

Mer än tusen olika typer av receptorneuroner för luktande molekyler har hittats sedan mottagare är mycket specialiserade, så att var och en av dem överför information av ett enda slag av luktämne.

• Relaterad artikel: "Luktlampa: definition, delar och funktioner"

Informationstransduktion

Sensorisk transduktion börjar när luftburna luktande molekyler inhaleras och upplöses i slemhinnan i näshålan. När detta har hänt upptäcker receptorerna som finns vid de apikala polerna i luktneuronerna luktämnen.

När de metabotropa receptorcilierna fångar upp och behåller en luktande molekyl aktiveras ett andra budbärarsystem som depolariserar neuron. Detta orsakar att åtgärdspotentialer avfyras från cellkroppen som kommer att överföras genom axonen.

Som vi har sagt, axonerna av luktneuroner synapt med dendriter av neuroner som finns i luktlampan. Detta möjliggör den indirekta kopplingen mellan luktepitelet och hjärnbarken.

Odorant receptor neuroner gör anslutningar med tre olika typer av neuroner i glödlampan: mitral- och bollceller, som projekterar luktsignaler till högre regioner i hjärnan och hämmande periglomerulära interneuroner, som modulerar funktionen av de andra två typerna.

Det viktigaste luktsystemet

Det finns en anatomisk och funktionell uppdelning mellan det viktigaste luktsystemet och tillbehöret, även känd som vomeronasal. Som namnet indikerar är det viktigaste luktsystemet mer relevant för uppfattningen av lukt än vomeronasal, även om det spelar karakteristiska roller.

Huvudsystemet startar i mitralceller och i bollen på luktlampan som skickar projektioner till rhinencephalon, en term som används för att beskriva hjärnregionerna relaterade till luktsinnet. Piriformis cortex, som ligger i den mediala delen av tinningloben, är särskilt viktigt i detta avseende.

Från dessa områden överförs luktinformationen till thalamus dorsomedial kärna, varifrån den kommer att nå den orbitofrontala prefrontala cortexen. I denna region, som ansvarar för beslutsfattande och känslomässig bearbetning, uppfattas och diskrimineras lukt.

Orbitofrontal cortex får också smakliknande stimulans; Tillsammans med lukt tillåter detta uppfattningen av smaker. Ibland talar vi om det "kemosensoriska systemet" för att tillsammans hänvisa till lukt- och smaksinnena, som är mycket nära ur en neurofunktionell synvinkel.

• Relaterad artikel: "Temporal lob: struktur och funktioner"

Tillbehörets lukt- eller vomeronasala system

Till skillnad från huvudluftsystemet innehåller vomeronasal endast mitralceller. Dessa ligger i en differentierad region av luktlampan: vomeronasalorganet, som också kallas "tillbehörs luktlampa" och ligger vid basen av etmoid.

Dessa neuroner projicerar inte signaler till neocortex, utan till amygdala och hypothalamus. Amygdala är relaterad till att lära sig känslor, särskilt negativa, medan hypotalamus är nyckelstrukturen i frigörandet av hormoner, varför det ingriper i grundläggande funktioner som törst, hunger, sexualitet eller reglering av temperatur.

Det vomeronasala systemet är relaterat till beteenden och fysiologiska svar som uppstår på grund av interaktion med medlemmar av samma art. Det har en grundläggande roll i reproduktion, aggressivitet och socialt beteende hos många djur, men det är inte klart att det fortfarande fungerar hos människor.

När man pratar om det tillbehöriga luktsystemet är det värt att lyfta fram rollen som feromoner, kemiska föreningar som utsöndras av levande varelser som bara fångas av djur av samma art och uppfattas genom vomeronasalorganet.