Bulbo olfatório humano cria um ritmo teta a cada farejada

Pesquisadores descobriram que o bulbo olfatório humano - a primeira região do cérebro a processar cheiros - gera um ritmo próprio e estável sempre que a pessoa faz uma farejada.

Uma única farejada aciona esse ritmo e o sincroniza com o instante exato em que o ar entra pelas narinas.

O resultado resolve um enigma que acompanha a ciência do olfato há décadas.

A maioria dos mamíferos fareja em rajadas rápidas, e essa cadência veloz funciona como o compasso que guia a forma como o cérebro lê um odor.

Já os humanos tendem a fazer uma farejada longa e lenta, mas ainda assim reconhecem cheiros com velocidade semelhante - e esse ritmo “oculto” parece explicar como isso é possível.

O quebra-cabeça da farejada

Para a maioria dos animais, cheirar significa farejar repetidamente, em pulsos rápidos. Um rato pode farejar de cinco a dez vezes por segundo.

Cada farejada leva uma nova “onda” de moléculas odoríferas pelo nariz, enquanto o cérebro interpreta o estímulo em ciclos curtos e repetidos.

Décadas de estudos com animais consolidaram a ideia de que a farejada é o relógio do olfato.

Em camundongos, um estudo mostrou que as respostas a odores no bulbo ficavam travadas em cada farejada, com uma variação de timing (jitter) de apenas alguns milésimos de segundo. A farejada dizia ao cérebro o momento de “escutar”.

O olfato humano é parecido com o dos roedores

Os humanos fogem do padrão. Ao cheirar, as pessoas normalmente fazem uma única farejada lenta, com duração de três a cinco segundos, em vez de uma sequência rápida.

Essa discrepância incomodava a Dra. Christina Zelano, neurocientista da Escola de Medicina Feinberg da Universidade Northwestern, e a sua equipa.

Se a farejada é o relógio, então uma farejada humana lenta deveria produzir um olfato lento e pouco preciso. Mas o olfato humano é muito mais rápido do que isso.

O Dr. Andrew Sheriff, investigador de pós-doutoramento na Northwestern, é o autor sénior do estudo.

“O mais surpreendente é que, mesmo sendo muito diferentes, humanos e roedores têm maneiras surpreendentemente semelhantes de cheirar as coisas”, disse o Dr. Sheriff ao Earth.com.

Ouvindo o bulbo olfatório humano

Para captar diretamente a atividade do bulbo olfatório, a equipa introduziu um eletrodo fino pelo nariz de cada voluntário. O sensor ficou apoiado junto ao teto da cavidade nasal, a cerca de 1 milímetro do próprio bulbo.

Seis voluntários saudáveis participaram do experimento: cada um cheirava odores quando era solicitado, enquanto o eletrodo registava a atividade elétrica do bulbo.

Nos registos brutos, surgiram dois ritmos nítidos. Uma oscilação teta lenta repetia-se algumas vezes por segundo, enquanto rajadas gama muito mais rápidas apareciam sobrepostas.

Um avanço na investigação do olfato humano

“Foi muito empolgante ver dados oscilatórios claros e bonitos do bulbo olfatório, e achamos que isto é um avanço para o estudo do sentido do olfato em humanos”, afirmou o Dr. Sheriff ao Earth.com.

Várias verificações indicaram que o sinal vinha do bulbo, e não de outra região do cérebro.

Uma voluntária com anosmia - perda de olfato desde sempre - que não tinha bulbos olfatórios apresentou ausência dessas respostas.

Os odores provocaram atividade mais forte do que imagens correspondentes, e os ritmos enfraqueciam conforme o eletrodo era afastado do bulbo.

Um ritmo acionado pela farejada

Em seguida veio a comparação central, distinguindo duas formas de puxar ar pelo nariz. Os investigadores colocaram lado a lado uma farejada intencional e uma respiração tranquila e passiva.

Quando a pessoa fazia uma farejada deliberada, o ritmo teta aumentava de forma acentuada e era reiniciado, de modo que cada farejada começava no mesmo ponto do ciclo.

Nada disso ocorria durante a respiração passiva. O ritmo permanecia plano e sem alinhamento, mesmo quando uma inspiração passiva puxava tanto ar quanto uma farejada real.

O efeito parecia ser guiado pela intenção de cheirar, mais do que pelo fluxo de ar em si.

Farejadas maiores, ondas teta maiores

O padrão apareceu nos seis voluntários, embora a frequência teta exata variasse entre indivíduos.

Quanto maior a farejada, maior a onda teta - isto é, a intensidade da respiração e a força do ritmo aumentavam juntas.

Antes deste estudo, ninguém havia demonstrado que o bulbo olfatório humano apresentasse um ritmo teta, muito menos que ele estivesse ligado a uma única farejada. Era a peça que faltava.

Um estudo separado já tinha mostrado que as pessoas conseguem distinguir odores que chegam com apenas 60 milissegundos de diferença, sugerindo o tipo de temporizador rápido que esse ritmo poderia fornecer.

Cronometrando o cheiro

Um ritmo, por si só, teria pouco peso se não organizasse algum processo.

A relevância está nas rajadas gama mais rápidas, que surgem quando há um odor e parecem carregar a resposta do bulbo ao cheiro.

A equipa observou que essas rajadas gama não aconteciam ao acaso. Elas tendiam a agrupar-se num ponto específico de cada ciclo teta, acompanhando a parte baixa da onda.

Assim, o ritmo lento parecia marcar o tempo para as rajadas rápidas que “leem” o odor. Esse arranjo ecoa achados de áreas mais profundas do cérebro.

Um estudo anterior do córtex piriforme humano - uma região do olfato logo após o bulbo - encontrou ritmos teta a carregar informação específica do odor em uma fração de segundo após uma farejada.

Um ritmo lento a coordenar sinais rápidos agora parece ser uma característica partilhada em todo o sistema olfativo.

Um ritmo partilhado

O trabalho deixa para a área uma afirmação concreta sobre a qual construir.

Mesmo sem as farejadas rápidas que modulam o olfato em outros mamíferos, o bulbo olfatório humano mantém um ritmo do mesmo tipo - gerado por cada farejada única, em vez de por uma sequência veloz.

A próxima questão é a origem desse ritmo, e a equipa ainda não conseguiu determiná-la.

Ele pode descer de regiões cerebrais superiores durante a farejada focada, ou pode emergir do próprio nariz, à medida que o ar passa pelas dobras da cavidade nasal e “marca” um pulso rápido.

Implicações mais amplas do estudo

Além da biologia básica, o estudo oferece à investigação do olfato um ritmo que pode ser medido dentro do bulbo humano vivo.

Esse sinal surge num sentido cuja perda já foi associada à infecção viral e às fases iniciais de algumas doenças neurológicas, abrindo um novo ponto de observação.

A perda precoce do olfato já é um marcador de Alzheimer e Parkinson, e o Dr. Sheriff vê o alcance do ritmo a ir além.

Questionado pelo Earth.com sobre deteção precoce, ele disse: “Da mesma forma, em condições como o autismo, em que já foi demonstrado que o comportamento de farejar é diferente, pode haver uma assinatura cerebral olfativa da condição.”

Para um campo que por muito tempo tratou a farejada como o temporizador do olfato, o estudo estabelece um segundo temporizador por baixo dela.

O ritmo teta passa agora a ser uma unidade própria da olfação - uma batida lenta que sustenta o trabalho rápido de reconhecer o que cheiramos.