Você se inclina. Você inspira. O cérebro decide se o melão está maduro ou se o leite está azedo.
Um mouse também faz isso, mas mais rápido. Freneticamente mesmo.
Uma nova pesquisa da Northwestern University sugere que, apesar da diferença de velocidade, o maquinário neural subjacente é quase idêntico. Não se trata apenas de cheirar. É uma questão de tempo.
Dois estudos publicados na Science Advances revelam que a forma como os humanos e os ratos processam os cheiros depende de um sistema evolutivamente conservado. Os ratos podem executar sniffs únicos e intencionais. Os humanos, apesar de respirarem lentamente, geram os mesmos ritmos cerebrais que os roedores usam quando farejam rapidamente.
Isto não é apenas curiosidade acadêmica. Isso muda a forma como encaramos o declínio neurológico.
A lógica evolutiva por trás do olfato compartilhado
O cérebro trata o olfato como uma decisão ativa, não como uma recepção passiva.
Os animais controlam o fluxo de moléculas de odor. Eles ditam o momento. Isto é importante porque se você não controla a ingestão, você não controla os dados.
Os roedores são famosos por suas rápidas taxas de farejamento. Humanos? Damos talvez uma cheirada a cada poucos segundos. É lento em comparação. Durante anos, os cientistas perguntaram-se: como pode um ser humano identificar um cheiro tão rápida e precisamente como um rato se estiver a recolher amostras do ar dez vezes mais lentamente?
As equipes da Northwestern abordaram esse quebra-cabeça a partir de extremos opostos da árvore dos mamíferos.
Um grupo estudou ratos. Eles os observaram manusear a comida, levá-la ao nariz e fazer uma pausa. Estas não foram as buscas frenéticas. Estas foram respirações únicas e deliberadas.
O outro grupo gravou diretamente de bulbos olfativos humanos. Estas são as estruturas que recebem os primeiros sinais neurais do nariz.
Os resultados convergiram. O momento é o mesmo. O mecanismo é compartilhado.
“A verdadeira semelhança é esta única cheirada… é volitiva; eles estão fazendo isso de propósito.” – John M. Barrett, Universidade Northwestern
Farejamentos únicos hábeis em ratos
O estudo do rato começou com algo que você facilmente perderia.
Pesquisadores liderados por Gordon M. G. Shepherd usaram um sistema robótico multicâmera para rastrear ratos em movimento livre. Procuravam momentos em que os animais parassem e levassem comida ao nariz.
Em vez da habitual amostragem rápida, os ratos respiraram cuidadosamente cronometrados.
Parecia uma inspeção. Uma verificação rápida antes de começar a mordida.
Quando a comida não era atraente, o cheiro era mais forte. Mas o odor por si só não o desencadeou. Se os pesquisadores cegassem os ratos, eles ainda farejariam. Parou apenas quando o córtex motor foi silenciado.
Isso prova que o comportamento é proativo, não reflexivo. Os ratos escolhem cheirar.
“Acontece que os ratos optam por realizar essas rápidas ‘verificações de olfato’… em vez de serem acionados passivamente para cheirar. Mang Gao
Esta é a primeira vez que tal farejamento intencional e não reflexivo foi documentado em roedores durante o forrageamento natural. Reflete o ato humano de levar o alimento ao nariz para avaliá-lo.
Oscilações Theta: O Sinal do Olfato Humano
Se os ratos usam farejamentos rápidos para conduzir seu processamento olfativo, os humanos usam outra coisa.
O estudo em humanos, liderado por Christina Zelano e Andrew Sheriff, registrou atividade nos bulbos olfativos de voluntários. Eles pediram aos participantes que respirassem uma única vez intencionalmente.
Essa única inalação desencadeou ondas cerebrais de baixa frequência. Oscilações Teta. Especificamente, ritmos na faixa de 2–8 Hz.
Esta é a faixa de frequência exata que os roedores usam para farejar rapidamente.
Nos ratos, o cheiro e a onda teta estão fundidos. Eles são quase indistinguíveis. Respirar é o ritmo.
Nos humanos, a respiração é mais lenta. Mas a onda teta persiste. Ele organiza as explosões mais rápidas de atividade neural naquela respiração. Uma inspiração lenta ativa vários ciclos de processamento interno. O cérebro divide os dados, analisa o cheiro e toma uma decisão – tudo no espaço de uma única respiração.
O cérebro humano comprime a mesma estrutura temporal numa ação física mais lenta.
“Em humanos, a taxa mais lenta de cheirar os separa [farejar e teta], revelando a oscilação teta como distinta.” -Qiaohan Yang
Isso confirma que o modo como humanos e ratos processam cheiros é governado pelas mesmas janelas de tempo subjacentes, mesmo que a execução física seja drasticamente diferente.
Por que isso é importante para a detecção de doenças
Compreender os circuitos olfativos saudáveis é a única maneira de detectar quando eles falham.
Mudanças no comportamento de cheirar têm sido associadas há muito tempo a condições neurodegenerativas. Autismo, Alzheimer e Parkinson apresentam alterações na função olfativa.
Se a maquinaria neural subjacente for conservada entre as espécies, então as perturbações nestes ritmos partilhados poderão ser biomarcadores precoces de patologia.
“Saber que temos esse conjunto de mecanismos evolutivamente contras nos ajuda a entender… como eles falham na patologia. Andrew Sheriff
Não estamos olhando para dois sistemas separados. Estamos diante de um sistema antigo, adaptado a diferentes frequências respiratórias. Os ratos funcionam em altas RPMs. Os humanos diminuem a velocidade, mas mantêm o motor central intacto.
Este design partilhado sugere que a forma como recolhemos informações através do cheiro é fundamental para a nossa sobrevivência como mamíferos. Ele orienta o que comemos, o que evitamos e quando nos movemos.
O mouse verifica a migalha. O humano verifica o melão. O cérebro faz o resto.
