Scienza: lo schema del sistema olfattivo emerge nei primi anni e persiste per l’intera vita

Per districarsi tra miriadi di profumi e odori, i mammiferi hanno centinaia di geni che producono, ciascuno, un diverso recettore delle “essenze”. Il complesso e differenziato sistema olfattivo risultante e’ adattabile ma un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science ha dimostrato che questa flessibilita’, o plasticita’, ha i suoi limiti. Lavorando sui topi, i ricercatori della Brown University hanno scoperto che la mappa neurale fondamentale tra naso e cervello emerge in un periodo critico di sviluppo iniziale e si rigenera in seguito sempre allo stesso modo. “I nostri esperimenti rivelano che il sistema olfattivo possiede una sorta di ‘memoria'”, hanno spiegato gli autori. Lo studio ha osservato lo sviluppo dei neuroni sensoriali che esprimono il recettore olfattivo MOR28 attraverso lo spazio e il tempo nel sistema olfattivo dei topi. L’osservazione e’ stata resa possibile inducendo i neuroni a esprimere una versione artificiale del MOR28 dai bagliori rossi una volta sotto il microscopio. La versione nativa del gene recettore e’ stata, invece, ottimizzata in modo che i neuroni diventassero verdi. Nel sistema olfattivo tipico di un mammifero, i neuroni che esprimo geni come il MOR28 si trovano casualmente “spruzzati” intorno al rivestimento del naso con lunghi e filiformi assoni connessi a sole due coppie di strutture simmetriche, chiamate glomeruli, all’interno del bulbo olfattivo del cervello. I glomeruli trasmettono i segnali degli odori al resto del cervello. I topi coinvolti nella ricerca hanno mostrato pattern simili, con la maggior parte dei neuroni relativi all’espressione del nativo MOR28 connessa agli assoni nei tipici glomeruli durante la fase di sviluppo iniziale. Ma quando e’ stata espressa la versione ingegnerizzata del MOR28, i nativi si sono connessi agli altri glomeruli vicini. Gli esperimenti hanno rivelato quindi che i neuroni ingegnerizzati che esprimono il MOR28 possono reindirizzare i nativi e indurli a connettersi al di fuori dei glomeruli standard. Dato che suggerisce che i neuroni olfattivi si influenzino l’un l’altro durante le prime fasi di sviluppo in risposta alla “strada” che trovano verso i glomeruli e non, come suggeriscono alcuni attuali modelli di sviluppo neurologico, autonomamente. Una delle scoperte piu’ sensazionali della ricerca e’ stata determinata dagli esperimenti realizzati controllando la tempistica di espressione del recettore MOR28 ingegnerizzato. L’espressione e’ stata indotta alla nascita, una settimana o due settimane piu’ tardi nei topi con esiti diversi: uno su nove animali in cui l’espressione e’ stata consentita alla nascita ha mostrato deviazioni degli assoni nativi ai glomeruli del MOR28 artificiale, “esperienza” che ha caratterizzato solo un topo ogni diciassette del gruppo in cui l’espressione e’ avvenuta dopo una settimana e nessun topo tra quelli sottoposti ad espressione dopo due. “Abbiamo concluso che esiste un periodo critico per la formazione di glomeruli reindirizzati che termina alla nascita o poco dopo”, hanno precisato gli autori. Tutti gli esperimenti hanno confermato che lo schema fondamentale del sistema olfattivo emerge nei primi anni e persiste per l’intera vita.