Notícies

Inici  >  Notícies > Investigadors de la UB i l’IBEC determinen com treballa el sistema olfactiu...

Investigadors de la UB i l’IBEC determinen com treballa el sistema olfactiu dels mamífers per reproduir-lo mitjançant nassos electrònics

Rang receptiu dels receptors olfactius de rates mesurat a través del bulb olfactori. A les parts medial caudal i lateral caudal del bulb olfactori, s’agrupen menys receptors selectius que a la regió ventral del bulb.

Rang receptiu dels receptors olfactius de rates mesurat a través del bulb olfactori. A les parts medial caudal i lateral caudal del bulb olfactori, s’agrupen menys receptors selectius que a la regió ventral del bulb.

05/07/2012

Recerca

El sentit de l’olfacte dels mamífers és un sistema de detecció química excel·lent que sobrepassa de lluny qualsevol reproducció feta per la mà de l’home. Fa molt temps que els investigadors intenten analitzar i recrear el sistema olfactiu animal per desenvolupar nassos artificials. Ara, en un estudi que han dut a terme els professors del Departament d’Electrònica de la UB Santiago Marco, Agustín Gutiérrez Gálvez i Jordi Fonollosa, tots tres investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), vinculat al HUBc, el campus de la salut de la UB, es presenten nous descobriments sobre aquest sistema tan eficient que podrien permetre crear sistemes de detecció química més precisos. Els resultats podrien tenir aplicacions importants en àrees tan essencials com ara la salut, la seguretat o la indústria alimentària.

En el treball, publicat a la revista PloS ONE, els investigadors han estudiat com es codifica i es processa la informació química del sistema olfactiu dels mamífers. Per fer-ho, van analitzar el rendiment del sistema olfactiu perifèric de les rates a l'hora d'identificar els tipus d'estímuls entrants —és a dir, la capacitat de detectar i distingir olors diferents— i van fer una anàlisi dels resultats quantificant el nombre d’olors que podien ser codificades per un conjunt particular de receptors olfactius (RO) del sistema.

«Les neurones RO en el sistema són de diversos tipus i estan distribuïdes per l’epiteli nasal de manera complexa. A més, segons l'espècie, hi ha RO de més o menys tipus. Per exemple, en els humans n'hi ha de 387 tipus diferents; en els ratonins, de 1.035 tipus», explica Santiago Marco, responsable del Grup d’Olfacció Artificial de l’IBEC. «Vam observar quin paper hi tenia aquesta diversitat i quin era el nombre total de receptors en la codificació de la informació química», assenyala l’expert.

La recerca prèvia va mostrar que un sistema olfactiu particular s’adapta a les propietats estadístiques del conjunt de substàncies químiques a les quals es veu exposat. Això va implicar un gran treball de mapatge sistemàtic, a causa del gran nombre de receptors que tenen les rates i l'enorme quantitat de lligands potencials. També es va estudiar la capacitat de distingir olors, depenent de la distribució, i la correlació entre receptors. D’altra banda, en lloc de utilitzar models teòrics simplificats, es van fer servir dades reals del bulb olfactori procedents d’una extensa base de dades proporcionada per la Universitat de Califòrnia Irvine.

«Vam descobrir que el rendiment òptim correspon a un conjunt de receptors amb un abast de recepció del 50 %, així que els RO no són particularment selectius», indica Marco. Segons l’investigador, el sistema biològic té una correlació o solapament dels sensors notablement baixa, i una bona cobertura de l’espai olfactiu. En el cas de sensors amb baixa correlació, afegir-ne més al conjunt maximitza la capacitat de codificació del sistema.

A partir d’aquí, els investigadors suposen que la biologia ha evolucionat envers una combinació de sensors més selectius per a les olors crítiques i una col·lecció de sensors menys selectius per cobrir àrees més grans de l’espai olfactiu. Un cas extrem d’aquest impuls evolutiu és la presència de sensors altament específics per detectar feromones. «Aquesta millor comprensió de la codificació de les olors en l’olfacció pot oferir informacions valuoses per dissenyar sistemes d’olfacció artificial multiusos; per exemple, abans es creia que els sensors químics no són prou selectius, però el nostre estudi mostra que potser la selectivitat no és el paràmetre més rellevant», apunta Marco.

 

Article: Jordi Fonollosa, Agustín Gutiérrez Gálvez i Santiago Marco. «Quality coding by neural populations in the early olfactory pathway: analysis using information theory and lessons for artificial olfactory system». PLoS ONE, en premsa. Doi: 10.1371/journal.pone.0037809.g008

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir als rss de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al butlleti de la universitat de barcelona
Membre de: Dos Campus d'Excel·lència Internacional logo del leru - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona