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Bulbo olfatorio

El bulbo olfatorio u olfativo (bulbus olfactorius) es una estructura neural del prosencéfalo de los vertebrados implicada en el olfato, es decir, en la percepción del olor. El bulbo olfatorio trata y codifica esta información y la dirige a estructuras superiores del cerebro. Sus neuronas principales son las células mitrales; estas reciben la información de las neuronas olfativas, la integran y la envían a través de sus axones a otras regiones cerebrales.

Bulbo olfatorio

Sistema olfativo:
1.- Bulbo olfatorio
2.- Células mitrales
3.- Hueso
4.- Epitelio nasal
5.- Glomérulos
6.- Células receptoras olfativas.

Tracto y bulbo olfatorio en rojo. (De humani corporis fabrica, 1543, de Andrés Vesalio).
Nombre y clasificación
Latín [TA]: bulbus olfactorius
TA A14.1.09.429
Gray pág.826
NeuroLex ID Olfactory bulb
NeuroNames olfactory bulb
MeSH Olfactory+Bulb
Información anatómica
Sistema Sistema olfativo
 Aviso médico 
Imagen de inmunofluorescencia coronal del bulbo olfatorio principal del ratón.
Azul - Capa glomerular;
Rojo - Capa plexiforme externa y capa mitral;
Verde - Capa plexiforme interna y capa granular.
La parte superior corresponde a la parte dorsal, a la derecha se encuentra la parte lateral (externa). La escala, de ventral a dorsal, es de aproximadamente 2 milímetros.
Flujo de la información olfativa desde los receptores a la capa glomerular

Estructura

En muchos vertebrados, por ejemplo en las ratas, el bulbo olfatorio es la estructura más rostral del encéfalo. En humanos sin embargo, el bulbo olfatorio se encuentra en la parte inferior del encéfalo; con respecto a la nariz está situado en la parte postero antero nasal. El bulbo olfatorio en mamíferos se encuentra encima de la placa cribosa del hueso etmoides, un hueso perforado por cuyas fenestraciones pasan los nervios olfatorios. En humanos los nervios olfatorios están compuestos por axones que proceden de las neuronas del epitelio olfatorio situado en la pituitaria amarilla en contacto con el aire. El bulbo se divide en dos diferentes estructuras: el bulbo olfatorio principal (BOP) y el bulbo olfatorio accesorio (BOA).

Capas

El bulbo olfatorio principal muestra una arquitectura con varias capas. Estas desde la superficie hasta el centro son:

El bulbo olfatorio transmite información olfativa desde la nariz al encéfalo, por lo que es necesario para el funcionamiento correcto del sentido del olfato. Como circuito neural, la capa glomerular recibe aferencias directas de los nervios olfatorios que están compuestos por los axones de las neuronas receptoras olfatorias de la mucosa olfativa que se encuentra dentro de la cavidad nasal. Los axones terminan en unas agrupaciones esféricas conocidas como glomérulos olfativos. Cada uno de estos glomérulos reciben información de neuronas receptoras olfatorias que expresan el mismo receptor olfatorio. La capa glomerular del bulbo olfatorio constituye así el primer nivel de procesamiento sináptico.[1]​ La capa glomerular construye un mapa espacial de los olores que se organiza por el grupo funcional de los odorantes o por la longitud de su cadena de carbonos. Este mapa espacial está organizado en grupos que se representan por glomérulos similares y, por tanto, olores similares. Un grupo de glomérulos en particular está asociado con olores rancios y malolientes con ciertas características químicas. Esta clasificación podría haberse seleccionado para ayudar a identificar comida en mal estado. El mapa espacial de la capa glomerular podría ser utilizado para la percepción del olor en la corteza olfativa.[2]

El siguiente nivel de procesamiento sináptico ocurre en la capa plexiforme externa que se encuentra entre la capa glomerular y la capa mitral. La capa plexiforme externa contiene astrocitos, interneuronas y algunas células mitrales. Esta capa no contiene casi cuerpos celulares y está compuesta principalmente por las dendritas procedentes de células mitrales o de células granulares gabaérgicas.[3]​ Las células mitrales que se encuentran en la capa mitral envían las señales recibidas aquí a la corteza olfatoria. Encontramos interneuronas diferentes en el bulbo olfatorio, por un lado las células periglomerulares que hacen sinapsis en y entre glomérulos y las células granulares que hacen sinapsis con células mitrales.

La capa granular es la capa más profunda del bulbo olfatorio y está compuesta por células granulares que hacen sinapsis dendrodendríticas con las células de la capa mitral.[4]

Bulbo olfatorio accesorio

El bulbo olfatorio accesorio (BOA o AOB por sus siglas en inglés) reside en la parte posterodorsal del bulbo olfatorio principal y forma una vía paralela e independiente del bulbo olfatorio principal. El órgano vomeronasal (OVN o VNO por sus siglas en inglés) envía sus proyecciones al BOA[5]​ constituyendo la segunda etapa de procesamiento del sistema olfatorio accesorio. Como en el bulbo olfatorio principal los axones entrantes forman sinapsis con células mitrales dentro de los glomérulos. Las señales que recibe el BOA procedentes del epitelio del órgano vomeronasal son diferentes de las recibidas mediante el epitelio olfativo por el BOP ya que el BOA recibe principalmente señales químicas no volátiles relevantes para comportamientos sociales y reproductivos, aunque probablemente reciba también información de olores genéricos.[6]​ Se ha hipotetizado que para que el sistema vomeronasal se active el epitelio olfatorio principal debe detectar primero el olor apropiado.[7]​ Sin embargo la posibilidad de que el órgano vomeronasal trabaje en paralelo o independientemente de las señales genéricas no ha sido descartada.

Las neuronas sensitivas vomeronasales envían señales excitatorias directas a las células mitrales del BOA[8]​ que son transmitidas a la amígdala y al hipotálamo. De esta forma el BOA está implicado directamente en la actividad de hormonas sexuales y además podría estar influenciando comportamientos agresivos, defensivos o reproductivos.[9]​ Los axones de las neuronas sensitivas vomeronasales expresan un tipo de receptor que, a diferencia de lo que ocurre en el BOM, diverge entre 6 y 30 glomérulos del BOA. Las terminaciones dendríticas de las células mitrales pasan por un periodo dramático de agrupación y orientación después de la unificación presináptica de los axones de las neuronas sensitivas. La conectividad de las neuronas vomeronasales sensoriglomerulares con las células mitrales es precisa.[8]

El bulbo olfatorio accesorio se divide en dos regiones principales, anterior y posterior, que reciben señales sinápticas segregadas de dos tipos de neuronas sensitivas vomeronasales, V1R y V2R respectivamente (Receptores vomeronasales 1 y 2). Esto parece ser una clara especialización funcional dado el rol diferente de las dos poblaciones de neuronas sensitivas en la detección de estímulos químicamente diferentes tanto en tipo como peso molecular. A pesar de ello no parece mantenerse la especialización a nivel central ya que las proyecciones de las células mitrales de ambos lados convergen. Una clara diferencia en el circuito del BOA en comparación con el resto del bulbo es su conectividad heterogénea entre células mitrales y las aferencias de las neuronas sensitivas vomeronasales dentro de los glomérulos. Las células mitrales del BOA contactan con glomérulos a través de procesos dendríticos apicales formados por aferencias de diferentes neuronas receptoras, rompiendo así la regla de un receptor por cada neurona que se da en general en el BOM. Esto implica que los estímulos recibidos por el OVN y elaborados en el BOA están sujetos a un nivel de elaboración diferente y probablemente más complejo. De hecho, las células mitrales del BOA muestran patrones de disparo diferentes en comparación con otras neuronas de proyección del bulbo.[10]​ Además, la señalización hacía atrás en el bulbo olfatorio afecta diferencialmente las aferencias olfativas.[11]

Hay evidencia en contra de la presencia de un bulbo olfatorio accesorio en humanos y en otras especies de primates superiores.[12]

Función

Como circuito neural el bulbo olfatorio recibe una vía de aferencias desde los axones de las neuronas receptoras olfativas del epitelio olfatorio y envía una vía de axones procedente de las células mitrales. Como resultado se asume generalmente que su función es filtrar las señales y no funcionar como un circuito asociativo con varias entradas y salidas de información. A pesar de eso el bulbo olfatorio recibe información de regreso procedente de áreas como la amígdala, la neocorteza, el hipocampo, el locus coeruleus y la substantia nigra.[13]

Entre sus funciones potenciales se pueden distinguir cuatro no excluyentes:

  • Discriminación entre olores.
  • Incremento de la sensibilidad de la detección de olores.
  • Filtrado de olores de fondo e incremento de la transmisión de unos pocos olores relevantes.
  • Facilitación de la intervención de otras áreas para modificar la detección o discriminación de olores

La destrucción del bulbo olfatorio resulta en una anosmia ipsilateral mientras que lesiones irritantes del uncus pueden resultar en alucinaciones olfativas y gustativas.

Funcionamiento

Mientras que estas funciones podrían darse de forma teórica únicamente en el circuito del bulbo olfatorio no esta claro cuales de estas funciones se realizan exclusivamente en el bulbo. Algunas de las funciones requieren la intervención de las interneuronas de la capa plexiforme externa que responden a los potenciales de acción presinápticos generando tanto potenciales postsinápticos excitatorios como inhibitorios.

Los disparos que se producen varían temporalmente habiendo periodos de disparos rápidos y espontáneos así como de modulación lenta de los disparos. Estos patrones podrían estar relacionados con el olisqueo o con cambios en la intensidad y concentración de los olores.[3]​ Por ejemplo, los trenes de disparos sincronizados de las células mitrales aparentemente ayudan a discriminar olores similares mejor que aquellos disparos no sincronizados.[14]

Inhibición lateral

La Inhibición lateral es un proceso en el cual algunas células inhiben la actividad de las células colindantes. Este proceso ocurre en otras partes del encéfalo como la retina y muchos investigadores se centran en como el bulbo olfatorio filtra la información entrante procedente de neuronas receptoras tanto espacial como temporalmente mediante la inhibición lateral. El núcleo de este filtrado lo constituyen las dos clases de interneuronas del bulbo olfatorio: las células periglomerulares y las células granulares. La inhibición de las células de la capa mitral que realizan células de otras capas contribuye a un mayor nivel de procesamiento al modular la salida de información desde el bulbo olfatorio. Estas hiperpolarizaciónes durante la estimulación olfativa modulan la respuesta de las células mitrales haciéndolas más específicas para cada olor.[4]

Capa plexiforme externa

Las interneuronas de la capa plexiforme externa ejecutan una inhibición sobre las células mitrales para evitar una propagación hacia atrás de la señal. Estas interneuronas también participan en la inhibición lateral de las células mitrales. Esta inhibición es una parte importante de la olfación ya que ayuda a discriminar olores disminuyendo la respuesta a olores de fondo y diferenciando las respuestas a las señales procedentes del nervio olfatorio en la capa de células mitrales.[1]

Capa de células granulares

Las dendritas basales de las células mitrales conectan con las interneuronas llamadas células granulares. Según algunas teorías estas producirían inhibición lateral entre células mitrales. Las sinapsis entre células mitrales y granulares son de un tipo extraño llamado sinapsis dendrodendríticas en las cuales los dos lados de las sinapsis son dendritas que liberan neurotransmisores. En este caso las células mitrales liberan el neurotransmisor excitador glutamato y las células granulares el neurotransmisor inhibidor ácido γ-aminobutírico (GABA). Como resultado de esta transmisión bidireccional la sinapsis dendrodendrítica puede causar que las células mitrales se inhiban a sí mismas así como que inhiban a las células vecinas (inhibición lateral). De forma más específica, las células de la capa granular reciben señales excitatorias de las dendritas de las células mitrales y de las células en penacho, en respuesta las células granulares liberan GABA inhibiendo así a las células mitrales. Se libera más cantidad de neurotransmisor desde la célula mitral activada hacía la célula granular haciendo que el efecto inhibitorio sobre la célula mitral activada sea más fuerte que sobre las células mitrales de alrededor.[4]​ No está claro el rol funcional de la inhibición lateral, sin embargo podría estar implicada en incrementar la relación señal/ruido de las señales olfativas al silenciar los disparos basales de las neuronas no activadas de alrededor y esto a sus vez ayudaría a discriminar entre olores.[1]​ Otros investigadores sugieren que la inhibición lateral contribuye a enviar respuestas distintas a diferentes olores, ayudando así al procesamiento y percepción de olores distintos.[4]​ También hay evidencia de efectos a través de la señalización colinérgica en las células granulares que incrementaría la despolarización de estas células haciéndolas más fácilmente excitables e incrementando así la inhibición de las células mitrales. Esto podría contribuir a una salida de información más específica, recordando al mapa olfativo de la capa glomerular.[15][16]​ La olfación es distinta a otros sistemas sensoriales donde los receptores sensitivos pasan la información al diencéfalo ya que en el sistema olfativo el bulbo olfatorio desempeña ese rol.

Procesamiento de la información

El bulbo olfatorio envía información olfativa para ser procesada en la amígdala, la corteza orbitofrontal (COF) y el hipocampo. Esta información juega un rol en las emociones, la memoria y el aprendizaje. El bulbo olfatorio principal conecta a la amígdala a través de la corteza piriforme de la corteza olfatoria principal y también a través de proyecciones directas a áreas específicas de la amígdala.[17]​ La amígdala envía a su vez información al hipocampo. La corteza orbitofrontal, la amígdala, el tálamo y el bulbo olfatorio tienen muchas interconexiones directas e indirectas a través de la corteza olfatoria primaria. Estas conexiones son indicativas de la asociación entre el bulbo olfatorio y áreas superiores de procesamiento, específicamente con aquellas relacionadas con la memoria y las emociones.[17]

Amígdala

El aprendizaje asociativo entre olores y respuestas comportamentales tiene lugar en la amígdala. Los olores sirven como los estímulos reforzantes o aversivos durante el proceso de aprendizaje asociativo. De esta forma los olores que se presentan junto a estados positivos refuerzan el comportamiento que provocó el estado positivo mientras que los olores presentados junto a estados negativos realizan lo contrario. La asociación entre señales olfativas y efectos comportamentales o emocionales se codifica en la amígdala de forma que los olores son capaces de reflejar ciertas emociones o estados fisiológicos.[18]​ Los olores llegan a asociarse con respuestas placenteras o desagradables y hasta que pueden llegar a ser las señales de la respuesta emocional. Esta asociación contribuye a estados emocionales como el miedo. Se ha observado que la amígdala se activa con olores desagradables, reflejando la asociación entre los olores y las emociones.[18]

Hipocampo

El hipocampo también colabora con la memoria olfatoria y con el aprendizaje: Muchos procesos de memoria olfativa ocurren en el mismo de forma similar a lo que ocurre en la amígdala: un olor se asocia con una recompensa.[19]​ El olor en el hipocampo también contribuye a la formación de memoria episódica, es decir, las memorias de eventos en un lugar o momento específico. El momento en que ciertas neuronas del hipocampo disparan sus potenciales de acción se asocia por algunas neuronas con otra señal recibida, como un olor. De esta forma, la presentación del olor en un momento diferente puede causar el recuerdo del evento relacionado.[19]

Codificación olfatoria en la habénula

En vertebrados inferiores (lampreas y teleósteos) las células mitrales proyectan exclusivamente a la habénula del hemisferio derecho. Se ha demostrado que la habénula dorsal es funcionalmente asimétrica y que muestra respuestas a estímulos olfatorios principalmente en el hemisferio derecho. De hecho, las neuronas de la habénula tienen actividad espontánea incluso en ausencia de una estimulacióin olfatoria. Esta neuronas se organizan en grupos funcionales que podrían gobernar respuestas olfatorias.[20]

Modelos de depresión

Hay evidencias de la conexión entre el bulbo olfatorio, las emociones y la memoria. La eliminación quirúrgica del bulbo olfatorio en ratas causa cambios estructurales en la amígdala y el hipocampo similares a aquellos observados en personas con depresión y algunos investigadores utilizan estos modelos para investigar en el uso de antidepresivos.[21]​ Las investigaciones han mostrado que la extirpación del bulbo olfatorio en ratas lleva a una reorganización dendrítica en el hipocampo así como a una reducida plasticidad en el mismo. Estos cambios en el hipocampo se han asociado además con cambios comportamentales con características similares a la depresión.[22]​ El hipocampo y la amígdala además afectan a la percepción olfatoria de forma que durante ciertos estados fisiológicos como el hambre el olor de comida podría parecer más placentero y gratificante debido a la asociación en la amígdala y el hipocampo del olor de comida con la recompensa de comer.[18]

Corteza orbitofrontal

Algunas proyecciones desde la corteza olfatoria primaria se envían a la corteza orbitofrontal (COF). La COF contribuye también a la asociación entre los olores y las recompensas así como en la valoración de la recompensa, por ejemplo, el valor nutricional de un alimento. La COF recibe proyecciones de la corteza piriforme, la amígdala y las cortezas parahipocampales.[18]​ Las neuronas en la COF que codifican información sobre la recompensa de la alimentación activan el sistema de recompensa cuando son estimuladas, asociando así el acto de comer con una recompensa. La COF también proyecta a la corteza cingulada anterior donde desempeña un rol en el apetito.[23]​ La COF también asocia los olores con otros estímulos como el gusto.[18]​ La percepción del olor y la discriminación también implican la acción de la COF.

Neurogénesis adulta

El bulbo olfatorio es, junto a la zona subgranular del giro dentado del hipocampo, una de las dos estructuras que integran nuevas neuronas en la edad adulta de mamíferos (neurogénesis adulta). En la mayoría de los mamíferos estas células nacen de células madre neurales de la zona subventricular y migran rostralmente a través de la vía migratoria rostral hasta el bulbo olfatorio principal[24]​ y accesorio.[25]​ Dentro del bulbo olfatorio estos neuroblastos inmaduros se desarrollan hasta ser interneuronas completamente funcionales, tanto células granulares como periglomerulaes en sus respectivas capas. Los axones de las neuronas sensitivas olfatorias que forman sinapsis con los glomérulos son a su vez capaces de regenerarse después del crecimiento de una nueva neurona sensitiva olfatoria en el epitelio olfativo. A pesar del recambio entre los axones sensitivos y las interneuronas, las neuronas de proyección (células mitrales y en penacho) que forman sinapsis con estos axones no son estructuralmente plásticas.[cita requerida]

La función de la neurogénesis adulta en esta región está siendo aún estudiada. La supervivencia de las neuronas inmaduras que entran en el circuito es altamente sensitiva a la actividad olfatoria y, en particular, con tareas de aprendizaje asociativo. Esto ha llevado a la hipótesis de que las nuevas neuronas participan en tareas de memoria.[26]​ Algunos estudios muestran que la pérdida de la neurogénesis adulta en hembras de ratón impide el reconocimiento de la pareja sexual,[27]​ otros autores muestran que la completa eliminación de la neurogénesis adulta (incluyendo la neurogénesis hipocampal) resulta en la disrupción completa del comportamiento maternal y en déficits en la conducta sexual.[28]​ También se ha observado que si se inhibe la neurogénesis adulta en ratones estos son capaces de asociar feromonas presentes en la orina de zorros, que generan una aversión/miedo innato en roedores, con un refuerzo.[28]

Homologías

Evolución

 
Molde fósil interno del cráneo de unTyrannosaurus,mostrando un extenso bulbo olfatorio (estructura a la izquierda)

Comparando la estructura del bulbo olfatorio en diferentes especies de vertebrados como la rana leopardo y el ratón de laboratorio se revela que todos comparten la misma estructura fundamental, es decir cinco capas conteniendo los núcleos de tres tipos celulares principales, a pesar de las diferencias en la forma o el tamaño. El lóbulo antenal de insectos como la mosca de la fruta es una estructura similar análoga al bulbo olfatorio de los vertebrados. Es posible que el bulbo olfatorio y el lóbulo antenal sean similares porque su estructura es una solución óptima para el problema computacional que experimentaron todos los sistemas olfatorios y, por ende, sea resultado de una evolución independiente en diferentes filogenias, lo que se conoce como evolución convergente.[29][30]

El incremento del tamaño del encéfalo en relación con el tamaño corporal - encefalización - está íntimamente ligado con la evolución humana. Sin embargo, dos linajes evolutivamente diferentes, neandertales y humanos modernos, han producido especies con grandes encéfalos similares. De esta forma, entender la evolución del encéfalo humano debe incluir investigación en la reorganización encefálica específica, posiblemente reflejada por cambios en la forma del encéfalo. Aquí aprovechamos la integración entre el encéfalo y la base craneal subyacente para testear hipótesis sobre la evolución del encéfalo en el género Homo. Los análisis morfométricos en tres dimensiones de la forma endobasicraneal revelan detalles no documentados sobre cambios evolutivos en Homo sapiens. Bulbos olfativos más extensos, una corteza orbitofrontal más ancha y un incremento relativo y proyectado hacía delante delos polos del lóbulo temporal parecen características únicas de los humanos modernos. Esta reorganización del encéfalo trae detrás consecuencias para la forma del cráneo que podrían haber contribuido a la evolución de las capacidades sociales y de aprendizaje del Homo sapiens en el cual las funciones olfatorias superiores y sus implicaciones cognitivas, neurologicas y comportamentales podrían haber sido hasta ahora subestimadas.[31]

Véase también

Referencia

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Enlaces externos

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El bulbo olfatorio u olfativo bulbus olfactorius es una estructura neural del prosencefalo de los vertebrados implicada en el olfato es decir en la percepcion del olor El bulbo olfatorio trata y codifica esta informacion y la dirige a estructuras superiores del cerebro Sus neuronas principales son las celulas mitrales estas reciben la informacion de las neuronas olfativas la integran y la envian a traves de sus axones a otras regiones cerebrales Bulbo olfatorioSistema olfativo 1 Bulbo olfatorio2 Celulas mitrales3 Hueso4 Epitelio nasal5 Glomerulos6 Celulas receptoras olfativas Tracto y bulbo olfatorio en rojo De humani corporis fabrica 1543 de Andres Vesalio Nombre y clasificacionLatin TA bulbus olfactoriusTAA14 1 09 429Graypag 826NeuroLex IDOlfactory bulbNeuroNamesolfactory bulbMeSHOlfactory BulbInformacion anatomicaSistemaSistema olfativo Aviso medico editar datos en Wikidata Imagen de inmunofluorescencia coronal del bulbo olfatorio principal del raton Azul Capa glomerular Rojo Capa plexiforme externa y capa mitral Verde Capa plexiforme interna y capa granular La parte superior corresponde a la parte dorsal a la derecha se encuentra la parte lateral externa La escala de ventral a dorsal es de aproximadamente 2 milimetros Flujo de la informacion olfativa desde los receptores a la capa glomerular Indice 1 Estructura 1 1 Capas 1 2 Bulbo olfatorio accesorio 2 Funcion 3 Funcionamiento 3 1 Inhibicion lateral 4 Procesamiento de la informacion 4 1 Amigdala 4 2 Hipocampo 4 3 Codificacion olfatoria en la habenula 4 4 Modelos de depresion 4 5 Corteza orbitofrontal 5 Neurogenesis adulta 6 Homologias 6 1 Evolucion 7 Vease tambien 8 Referencia 8 1 Bibliografia 9 Enlaces externosEstructura EditarEn muchos vertebrados por ejemplo en las ratas el bulbo olfatorio es la estructura mas rostral del encefalo En humanos sin embargo el bulbo olfatorio se encuentra en la parte inferior del encefalo con respecto a la nariz esta situado en la parte postero antero nasal El bulbo olfatorio en mamiferos se encuentra encima de la placa cribosa del hueso etmoides un hueso perforado por cuyas fenestraciones pasan los nervios olfatorios En humanos los nervios olfatorios estan compuestos por axones que proceden de las neuronas del epitelio olfatorio situado en la pituitaria amarilla en contacto con el aire El bulbo se divide en dos diferentes estructuras el bulbo olfatorio principal BOP y el bulbo olfatorio accesorio BOA Capas Editar El bulbo olfatorio principal muestra una arquitectura con varias capas Estas desde la superficie hasta el centro son Capa glomerular Capa plexiforme externa Capa de celulas mitrales Capa plexiforme interna Capa de celulas granularesEl bulbo olfatorio transmite informacion olfativa desde la nariz al encefalo por lo que es necesario para el funcionamiento correcto del sentido del olfato Como circuito neural la capa glomerular recibe aferencias directas de los nervios olfatorios que estan compuestos por los axones de las neuronas receptoras olfatorias de la mucosa olfativa que se encuentra dentro de la cavidad nasal Los axones terminan en unas agrupaciones esfericas conocidas como glomerulos olfativos Cada uno de estos glomerulos reciben informacion de neuronas receptoras olfatorias que expresan el mismo receptor olfatorio La capa glomerular del bulbo olfatorio constituye asi el primer nivel de procesamiento sinaptico 1 La capa glomerular construye un mapa espacial de los olores que se organiza por el grupo funcional de los odorantes o por la longitud de su cadena de carbonos Este mapa espacial esta organizado en grupos que se representan por glomerulos similares y por tanto olores similares Un grupo de glomerulos en particular esta asociado con olores rancios y malolientes con ciertas caracteristicas quimicas Esta clasificacion podria haberse seleccionado para ayudar a identificar comida en mal estado El mapa espacial de la capa glomerular podria ser utilizado para la percepcion del olor en la corteza olfativa 2 El siguiente nivel de procesamiento sinaptico ocurre en la capa plexiforme externa que se encuentra entre la capa glomerular y la capa mitral La capa plexiforme externa contiene astrocitos interneuronas y algunas celulas mitrales Esta capa no contiene casi cuerpos celulares y esta compuesta principalmente por las dendritas procedentes de celulas mitrales o de celulas granulares gabaergicas 3 Las celulas mitrales que se encuentran en la capa mitral envian las senales recibidas aqui a la corteza olfatoria Encontramos interneuronas diferentes en el bulbo olfatorio por un lado las celulas periglomerulares que hacen sinapsis en y entre glomerulos y las celulas granulares que hacen sinapsis con celulas mitrales La capa granular es la capa mas profunda del bulbo olfatorio y esta compuesta por celulas granulares que hacen sinapsis dendrodendriticas con las celulas de la capa mitral 4 Bulbo olfatorio accesorio Editar El bulbo olfatorio accesorio BOA o AOB por sus siglas en ingles reside en la parte posterodorsal del bulbo olfatorio principal y forma una via paralela e independiente del bulbo olfatorio principal El organo vomeronasal OVN o VNO por sus siglas en ingles envia sus proyecciones al BOA 5 constituyendo la segunda etapa de procesamiento del sistema olfatorio accesorio Como en el bulbo olfatorio principal los axones entrantes forman sinapsis con celulas mitrales dentro de los glomerulos Las senales que recibe el BOA procedentes del epitelio del organo vomeronasal son diferentes de las recibidas mediante el epitelio olfativo por el BOP ya que el BOA recibe principalmente senales quimicas no volatiles relevantes para comportamientos sociales y reproductivos aunque probablemente reciba tambien informacion de olores genericos 6 Se ha hipotetizado que para que el sistema vomeronasal se active el epitelio olfatorio principal debe detectar primero el olor apropiado 7 Sin embargo la posibilidad de que el organo vomeronasal trabaje en paralelo o independientemente de las senales genericas no ha sido descartada Las neuronas sensitivas vomeronasales envian senales excitatorias directas a las celulas mitrales del BOA 8 que son transmitidas a la amigdala y al hipotalamo De esta forma el BOA esta implicado directamente en la actividad de hormonas sexuales y ademas podria estar influenciando comportamientos agresivos defensivos o reproductivos 9 Los axones de las neuronas sensitivas vomeronasales expresan un tipo de receptor que a diferencia de lo que ocurre en el BOM diverge entre 6 y 30 glomerulos del BOA Las terminaciones dendriticas de las celulas mitrales pasan por un periodo dramatico de agrupacion y orientacion despues de la unificacion presinaptica de los axones de las neuronas sensitivas La conectividad de las neuronas vomeronasales sensoriglomerulares con las celulas mitrales es precisa 8 El bulbo olfatorio accesorio se divide en dos regiones principales anterior y posterior que reciben senales sinapticas segregadas de dos tipos de neuronas sensitivas vomeronasales V1R y V2R respectivamente Receptores vomeronasales 1 y 2 Esto parece ser una clara especializacion funcional dado el rol diferente de las dos poblaciones de neuronas sensitivas en la deteccion de estimulos quimicamente diferentes tanto en tipo como peso molecular A pesar de ello no parece mantenerse la especializacion a nivel central ya que las proyecciones de las celulas mitrales de ambos lados convergen Una clara diferencia en el circuito del BOA en comparacion con el resto del bulbo es su conectividad heterogenea entre celulas mitrales y las aferencias de las neuronas sensitivas vomeronasales dentro de los glomerulos Las celulas mitrales del BOA contactan con glomerulos a traves de procesos dendriticos apicales formados por aferencias de diferentes neuronas receptoras rompiendo asi la regla de un receptor por cada neurona que se da en general en el BOM Esto implica que los estimulos recibidos por el OVN y elaborados en el BOA estan sujetos a un nivel de elaboracion diferente y probablemente mas complejo De hecho las celulas mitrales del BOA muestran patrones de disparo diferentes en comparacion con otras neuronas de proyeccion del bulbo 10 Ademas la senalizacion hacia atras en el bulbo olfatorio afecta diferencialmente las aferencias olfativas 11 Hay evidencia en contra de la presencia de un bulbo olfatorio accesorio en humanos y en otras especies de primates superiores 12 Funcion EditarComo circuito neural el bulbo olfatorio recibe una via de aferencias desde los axones de las neuronas receptoras olfativas del epitelio olfatorio y envia una via de axones procedente de las celulas mitrales Como resultado se asume generalmente que su funcion es filtrar las senales y no funcionar como un circuito asociativo con varias entradas y salidas de informacion A pesar de eso el bulbo olfatorio recibe informacion de regreso procedente de areas como la amigdala la neocorteza el hipocampo el locus coeruleus y la substantia nigra 13 Entre sus funciones potenciales se pueden distinguir cuatro no excluyentes Discriminacion entre olores Incremento de la sensibilidad de la deteccion de olores Filtrado de olores de fondo e incremento de la transmision de unos pocos olores relevantes Facilitacion de la intervencion de otras areas para modificar la deteccion o discriminacion de oloresLa destruccion del bulbo olfatorio resulta en una anosmia ipsilateral mientras que lesiones irritantes del uncus pueden resultar en alucinaciones olfativas y gustativas Funcionamiento EditarMientras que estas funciones podrian darse de forma teorica unicamente en el circuito del bulbo olfatorio no esta claro cuales de estas funciones se realizan exclusivamente en el bulbo Algunas de las funciones requieren la intervencion de las interneuronas de la capa plexiforme externa que responden a los potenciales de accion presinapticos generando tanto potenciales postsinapticos excitatorios como inhibitorios Los disparos que se producen varian temporalmente habiendo periodos de disparos rapidos y espontaneos asi como de modulacion lenta de los disparos Estos patrones podrian estar relacionados con el olisqueo o con cambios en la intensidad y concentracion de los olores 3 Por ejemplo los trenes de disparos sincronizados de las celulas mitrales aparentemente ayudan a discriminar olores similares mejor que aquellos disparos no sincronizados 14 Inhibicion lateral Editar La Inhibicion lateral es un proceso en el cual algunas celulas inhiben la actividad de las celulas colindantes Este proceso ocurre en otras partes del encefalo como la retina y muchos investigadores se centran en como el bulbo olfatorio filtra la informacion entrante procedente de neuronas receptoras tanto espacial como temporalmente mediante la inhibicion lateral El nucleo de este filtrado lo constituyen las dos clases de interneuronas del bulbo olfatorio las celulas periglomerulares y las celulas granulares La inhibicion de las celulas de la capa mitral que realizan celulas de otras capas contribuye a un mayor nivel de procesamiento al modular la salida de informacion desde el bulbo olfatorio Estas hiperpolarizaciones durante la estimulacion olfativa modulan la respuesta de las celulas mitrales haciendolas mas especificas para cada olor 4 Capa plexiforme externaLas interneuronas de la capa plexiforme externa ejecutan una inhibicion sobre las celulas mitrales para evitar una propagacion hacia atras de la senal Estas interneuronas tambien participan en la inhibicion lateral de las celulas mitrales Esta inhibicion es una parte importante de la olfacion ya que ayuda a discriminar olores disminuyendo la respuesta a olores de fondo y diferenciando las respuestas a las senales procedentes del nervio olfatorio en la capa de celulas mitrales 1 Capa de celulas granularesLas dendritas basales de las celulas mitrales conectan con las interneuronas llamadas celulas granulares Segun algunas teorias estas producirian inhibicion lateral entre celulas mitrales Las sinapsis entre celulas mitrales y granulares son de un tipo extrano llamado sinapsis dendrodendriticas en las cuales los dos lados de las sinapsis son dendritas que liberan neurotransmisores En este caso las celulas mitrales liberan el neurotransmisor excitador glutamato y las celulas granulares el neurotransmisor inhibidor acido g aminobutirico GABA Como resultado de esta transmision bidireccional la sinapsis dendrodendritica puede causar que las celulas mitrales se inhiban a si mismas asi como que inhiban a las celulas vecinas inhibicion lateral De forma mas especifica las celulas de la capa granular reciben senales excitatorias de las dendritas de las celulas mitrales y de las celulas en penacho en respuesta las celulas granulares liberan GABA inhibiendo asi a las celulas mitrales Se libera mas cantidad de neurotransmisor desde la celula mitral activada hacia la celula granular haciendo que el efecto inhibitorio sobre la celula mitral activada sea mas fuerte que sobre las celulas mitrales de alrededor 4 No esta claro el rol funcional de la inhibicion lateral sin embargo podria estar implicada en incrementar la relacion senal ruido de las senales olfativas al silenciar los disparos basales de las neuronas no activadas de alrededor y esto a sus vez ayudaria a discriminar entre olores 1 Otros investigadores sugieren que la inhibicion lateral contribuye a enviar respuestas distintas a diferentes olores ayudando asi al procesamiento y percepcion de olores distintos 4 Tambien hay evidencia de efectos a traves de la senalizacion colinergica en las celulas granulares que incrementaria la despolarizacion de estas celulas haciendolas mas facilmente excitables e incrementando asi la inhibicion de las celulas mitrales Esto podria contribuir a una salida de informacion mas especifica recordando al mapa olfativo de la capa glomerular 15 16 La olfacion es distinta a otros sistemas sensoriales donde los receptores sensitivos pasan la informacion al diencefalo ya que en el sistema olfativo el bulbo olfatorio desempena ese rol Procesamiento de la informacion EditarEl bulbo olfatorio envia informacion olfativa para ser procesada en la amigdala la corteza orbitofrontal COF y el hipocampo Esta informacion juega un rol en las emociones la memoria y el aprendizaje El bulbo olfatorio principal conecta a la amigdala a traves de la corteza piriforme de la corteza olfatoria principal y tambien a traves de proyecciones directas a areas especificas de la amigdala 17 La amigdala envia a su vez informacion al hipocampo La corteza orbitofrontal la amigdala el talamo y el bulbo olfatorio tienen muchas interconexiones directas e indirectas a traves de la corteza olfatoria primaria Estas conexiones son indicativas de la asociacion entre el bulbo olfatorio y areas superiores de procesamiento especificamente con aquellas relacionadas con la memoria y las emociones 17 Amigdala Editar El aprendizaje asociativo entre olores y respuestas comportamentales tiene lugar en la amigdala Los olores sirven como los estimulos reforzantes o aversivos durante el proceso de aprendizaje asociativo De esta forma los olores que se presentan junto a estados positivos refuerzan el comportamiento que provoco el estado positivo mientras que los olores presentados junto a estados negativos realizan lo contrario La asociacion entre senales olfativas y efectos comportamentales o emocionales se codifica en la amigdala de forma que los olores son capaces de reflejar ciertas emociones o estados fisiologicos 18 Los olores llegan a asociarse con respuestas placenteras o desagradables y hasta que pueden llegar a ser las senales de la respuesta emocional Esta asociacion contribuye a estados emocionales como el miedo Se ha observado que la amigdala se activa con olores desagradables reflejando la asociacion entre los olores y las emociones 18 Hipocampo Editar El hipocampo tambien colabora con la memoria olfatoria y con el aprendizaje Muchos procesos de memoria olfativa ocurren en el mismo de forma similar a lo que ocurre en la amigdala un olor se asocia con una recompensa 19 El olor en el hipocampo tambien contribuye a la formacion de memoria episodica es decir las memorias de eventos en un lugar o momento especifico El momento en que ciertas neuronas del hipocampo disparan sus potenciales de accion se asocia por algunas neuronas con otra senal recibida como un olor De esta forma la presentacion del olor en un momento diferente puede causar el recuerdo del evento relacionado 19 Codificacion olfatoria en la habenula Editar En vertebrados inferiores lampreas y teleosteos las celulas mitrales proyectan exclusivamente a la habenula del hemisferio derecho Se ha demostrado que la habenula dorsal es funcionalmente asimetrica y que muestra respuestas a estimulos olfatorios principalmente en el hemisferio derecho De hecho las neuronas de la habenula tienen actividad espontanea incluso en ausencia de una estimulacioin olfatoria Esta neuronas se organizan en grupos funcionales que podrian gobernar respuestas olfatorias 20 Modelos de depresion Editar Hay evidencias de la conexion entre el bulbo olfatorio las emociones y la memoria La eliminacion quirurgica del bulbo olfatorio en ratas causa cambios estructurales en la amigdala y el hipocampo similares a aquellos observados en personas con depresion y algunos investigadores utilizan estos modelos para investigar en el uso de antidepresivos 21 Las investigaciones han mostrado que la extirpacion del bulbo olfatorio en ratas lleva a una reorganizacion dendritica en el hipocampo asi como a una reducida plasticidad en el mismo Estos cambios en el hipocampo se han asociado ademas con cambios comportamentales con caracteristicas similares a la depresion 22 El hipocampo y la amigdala ademas afectan a la percepcion olfatoria de forma que durante ciertos estados fisiologicos como el hambre el olor de comida podria parecer mas placentero y gratificante debido a la asociacion en la amigdala y el hipocampo del olor de comida con la recompensa de comer 18 Corteza orbitofrontal Editar Algunas proyecciones desde la corteza olfatoria primaria se envian a la corteza orbitofrontal COF La COF contribuye tambien a la asociacion entre los olores y las recompensas asi como en la valoracion de la recompensa por ejemplo el valor nutricional de un alimento La COF recibe proyecciones de la corteza piriforme la amigdala y las cortezas parahipocampales 18 Las neuronas en la COF que codifican informacion sobre la recompensa de la alimentacion activan el sistema de recompensa cuando son estimuladas asociando asi el acto de comer con una recompensa La COF tambien proyecta a la corteza cingulada anterior donde desempena un rol en el apetito 23 La COF tambien asocia los olores con otros estimulos como el gusto 18 La percepcion del olor y la discriminacion tambien implican la accion de la COF Neurogenesis adulta EditarEl bulbo olfatorio es junto a la zona subgranular del giro dentado del hipocampo una de las dos estructuras que integran nuevas neuronas en la edad adulta de mamiferos neurogenesis adulta En la mayoria de los mamiferos estas celulas nacen de celulas madre neurales de la zona subventricular y migran rostralmente a traves de la via migratoria rostral hasta el bulbo olfatorio principal 24 y accesorio 25 Dentro del bulbo olfatorio estos neuroblastos inmaduros se desarrollan hasta ser interneuronas completamente funcionales tanto celulas granulares como periglomerulaes en sus respectivas capas Los axones de las neuronas sensitivas olfatorias que forman sinapsis con los glomerulos son a su vez capaces de regenerarse despues del crecimiento de una nueva neurona sensitiva olfatoria en el epitelio olfativo A pesar del recambio entre los axones sensitivos y las interneuronas las neuronas de proyeccion celulas mitrales y en penacho que forman sinapsis con estos axones no son estructuralmente plasticas cita requerida La funcion de la neurogenesis adulta en esta region esta siendo aun estudiada La supervivencia de las neuronas inmaduras que entran en el circuito es altamente sensitiva a la actividad olfatoria y en particular con tareas de aprendizaje asociativo Esto ha llevado a la hipotesis de que las nuevas neuronas participan en tareas de memoria 26 Algunos estudios muestran que la perdida de la neurogenesis adulta en hembras de raton impide el reconocimiento de la pareja sexual 27 otros autores muestran que la completa eliminacion de la neurogenesis adulta incluyendo la neurogenesis hipocampal resulta en la disrupcion completa del comportamiento maternal y en deficits en la conducta sexual 28 Tambien se ha observado que si se inhibe la neurogenesis adulta en ratones estos son capaces de asociar feromonas presentes en la orina de zorros que generan una aversion miedo innato en roedores con un refuerzo 28 Homologias EditarEvolucion Editar Molde fosil interno del craneo de unTyrannosaurus mostrando un extenso bulbo olfatorio estructura a la izquierda Comparando la estructura del bulbo olfatorio en diferentes especies de vertebrados como la rana leopardo y el raton de laboratorio se revela que todos comparten la misma estructura fundamental es decir cinco capas conteniendo los nucleos de tres tipos celulares principales a pesar de las diferencias en la forma o el tamano El lobulo antenal de insectos como la mosca de la fruta es una estructura similar analoga al bulbo olfatorio de los vertebrados Es posible que el bulbo olfatorio y el lobulo antenal sean similares porque su estructura es una solucion optima para el problema computacional que experimentaron todos los sistemas olfatorios y por ende sea resultado de una evolucion independiente en diferentes filogenias lo que se conoce como evolucion convergente 29 30 El incremento del tamano del encefalo en relacion con el tamano corporal encefalizacion esta intimamente ligado con la evolucion humana Sin embargo dos linajes evolutivamente diferentes neandertales y humanos modernos han producido especies con grandes encefalos similares De esta forma entender la evolucion del encefalo humano debe incluir investigacion en la reorganizacion encefalica especifica posiblemente reflejada por cambios en la forma del encefalo Aqui aprovechamos la integracion entre el encefalo y la base craneal subyacente para testear hipotesis sobre la evolucion del encefalo en el genero Homo Los analisis morfometricos en tres dimensiones de la forma endobasicraneal revelan detalles no documentados sobre cambios evolutivos en Homo sapiens Bulbos olfativos mas extensos una corteza orbitofrontal mas ancha y un incremento relativo y proyectado hacia delante delos polos del lobulo temporal parecen caracteristicas unicas de los humanos modernos Esta reorganizacion del encefalo trae detras consecuencias para la forma del craneo que podrian haber contribuido a la evolucion de las capacidades sociales y de aprendizaje del Homo sapiens en el cual las funciones olfatorias superiores y sus implicaciones cognitivas neurologicas y comportamentales podrian haber sido hasta ahora subestimadas 31 Vease tambien EditarSistema olfatorioReferencia Editar a b c Hamilton K A Heinbockel T Ennis M Szabo G Erdelyi F Hayar A 2005 Properties of external plexiform layer interneurons in mouse olfactory bulb slices Neuroscience 133 3 819 829 ISSN 0306 4522 PMC 2383877 PMID 15896912 doi 10 1016 j neuroscience 2005 03 008 Mori K Takahashi YK Igarashi KM Yamaguchi M April 2006 Maps of odorant molecular features in the Mammalian olfactory bulb Physiol Rev 86 2 409 33 PMID 16601265 doi 10 1152 physrev 00021 2005 a b Spors H Albeanu D F Murthy V N Rinberg D Uchida N Wachowiak M Friedrich R W 2012 Illuminating Vertebrate Olfactory Processing Journal of Neuroscience 32 41 14102 14108a PMC 3752119 PMID 23055479 doi 10 1523 JNEUROSCI 3328 12 2012 a b c d Scott JW Wellis DP Riggott MJ Buonviso N February 1993 Functional organization of the main olfactory bulb Microsc Res Tech 24 2 142 56 PMID 8457726 doi 10 1002 jemt 1070240206 Taniguchi K 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