Sistemas Sensoriais/Sistema Olfativo/Processamento de Sinal

Exemplos de limiares olfativos.

Substance	mg/L of Ari
Éter etílico	5.83
Clorofórmio	3.30
Piridina	0.03
Óleo de hortelã	0.02
Iodofórmio	0.02
Ácido butírico	0.009
Propil mercaptano	0.006
Musk artificial	0.00004
Metil mercaptano	0.0000004

Apenas substâncias que contactem com o epitélio olfativo podem excitar os recetores olfativos. A tabela à direita apresenta os limiares de deteção para algumas substâncias representativas. Estes valores elucidam a elevada sensibilidade dos recetores olfativos.

É surpreendente que os seres humanos consigam reconhecer mais de 10.000 odores diferentes. Embora muitas das moléculas odorantes apresentem diferenças muito subtis nas suas estruturas (ex: estereo-isómeros), conseguem ser distinguidas.

Transdução de sinal

Uma característica interessante do sistema olfativo é que um órgão sensorial simples, que aparentemente não apresenta um elevado grau de complexidade, consegue mediar a discriminação de mais de 10.000 odores diferentes. Por um lado, esta capacidade é possível pelo elevado número de recetores de odorantes distintos. A família de genes dos recetores olfativos é, de facto, a maior família estudada até ao momento nos mamíferos. Por outro lado, a rede neuronal do sistema olfativo, com os seus 1800 glomérulos, apresenta um grande mapa bi-dimensional do bulbo olfativo que é único a cada odorante. Além disso, o potencial de campo extra-celular de cada glomérulo oscila, e as células granulares aparentam regular a frequência da oscilação. A função exata da oscilação é desconhecida, mas provavelmente contribui para focar o sinal olfativo que chega ao córtex .

Medição do odor

O olfato consiste numa série de transformações do espaço físico de moléculas odorantes (espaço físico-químico olfativo), através de um espaço neuronal de processamento de informação (espaço olfativo neural), para um espaço de perceção do odor (espaço perceptivo olfativo). As regras destas transformações dependem na obtenção de métricas válidas para cada um desses espaços.

Espaço perceptivo Olfativo

Admitindo que o espaço perceptivo representa o estímulo da medição do odor, o seu objetivo é descrever os odores da forma mais simples possível. Odores são ordenados de forma a que a sua distância recíproca neste espaço lhes confira similaridades. Tal significa que, quanto mais próximos estiverem dois odores neste espaço, mais se considera que são semelhantes. Assim, este espaço é definido pelos chamados ‘eixos perceptuais’ caracterizados por unidades de odores arbitrariamente definidas.

Espaço neuronal olfativo

Conforme o seu nome sugere, o espaço neuronal é gerado pelas respostas neuronais. Tal facto gera uma extensa base de dados de atividade induzida por odorantes, que pode ser usada para formular um espaço olfativo onde o conceito de similaridade serve como um princípio de guia. Utilizando este procedimento, espera-se que diferentes odorantes sejam semelhantes se gerarem uma resposta neuronal semelhante. Esta base de dados pode ser consultada no Arquivo de Resposta da Atividade Glomerular.

Neurónios sensoriais olfativos (OSNs) expressam recetores de odorantes. Os axónios dos OSNs que expressam os mesmos recetores de odorante convergem para o mesmo glomérulo no bolbo olfativo, permitindo a organização da informação olfativa.

Espaço físico-químico olfativo

A necessidade de identificar a encriptação molecular da interação biológica torna o espaço físico-químico o mais complexo do espaço olfativo descrito até ao momento. R. Haddad sugere que uma possibilidade consiste em extender este espaço para representar cada odorante por um número bastante largo de descritores moleculares pelo uso de uma métrica de variância ou de distância . Na sua primeira descrição, odorantes individuais podem ter várias características físico-químicas e espera-se que estas características se apresentem com várias probabilidades dentro do mundo de moléculas com odor. Numa tal métrica, a base ortogonal gerada a partir da descrição do odorante leva à representação de cada odorante por um único valor. Por outro lado, na segunda descrição, a métrica representa cada odorante com um vetor de 1664 valores, baseado na distância Euclidiana entre odorantes no espaço físico-químico com 1664 dimensões. Enquanto a primeira métrica permite a previsão de atributos perceptivos, a segunda permite prever padrões de resposta neuronal induzidos por odorantes.