The olfactory systemThe olfactory system

insights into the perception of the chemical worldinsights into the perception of the chemical world

Mucosa olfattiva

Ca. 5 cm2

25 milioni di neuroni olfattivi, vita media di 30-60 gg.Assoni amielinici di 0,2 µm, attraversano la lamina cribrosa dell’etmoide per raggiungere il bulbo olfattivo (lesioni traumatiche anosmia)

GABAGABA

GlutamateGlutamate

Mitral cell dendriteMitral cell dendrite

Granule cellGranule cell spinespine

NR1NR1

Sassoè-Pognetto and Ottersen, J Neurosci 2000

Nucleo olfattivo anteriore al b.o. omolaterale e a quello controlaterale. Amigdalaa ipotalamo (effetti viscerali e comportamentali)Tubercolo olfattivoa aree limbiche.Corteccia piriformea nucleo dorsale mediale del talamo e a corteccia orbitofrontale (discriminazione odori, integrazione con stimoli gustativi)Corteccia entorinale rostraleall’ippocampo (memoria olfattiva).

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2004

"for their discoveries of odorant receptors and the organization of the olfactory system"

Aliphatic aldehydes

Methods for demonstrating odor maps

2-DeoxyglucoseVoltage-sensitive dyesElectrophysiological recordings of single units/of local field potentialsC-fos mRNACa-sensitive dyesIntrinsic optical signal imagingHigh-resolution f-MRI

The spectrum of odor molecules that can activate a given cell represents its molecular receptive range

Mori and Yoshihara, Progr. Neurobiol. 1995

Lateral inhibition enhances the contrast between the activity of

mitral cells transmitting information about different odor stimuli

Yokoi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995

Nature 2001

1. Mappa coricale bilaterale simile in individui diversi

2. Convergenza di diversi stimoli olfattivi sugli stessi neuroni corticali (integrazione di diversi codici glomerulari)

3. Divergenza delle proiezioni dei moduli glomerulari a più aree corticali (analisi in parallelo di aspetti diversi dell’informazione olfattiva)

P2 mapping after olfactory nerve transection

Costanzo, Chem. Senses, 2000

P2 olfactory receptor – control mouse

2.5 months 4.5 months

Pheromones: substances that are secreted to the outside by an individual and received by a second individual of the same species, in which they release a specific reaction, for example, a defined behavior or a developmental process (Karlson and Luscher, 1959)

Bruce effect

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McClintock (Nature 1971): sincronizzazione del ciclo in donne che vivono insieme

Russell et al. (1980): la sincronizzazione può essere semplicemente ottenuta facendo annusare secrezioni ascellari di donne “donatrici” a donne “riceventi”

Stern e McClintock (1998): odori di donne in fase follicolare anticipano l’ovulazione in donne riceventi, mentre odori di donne in fase postovulatoria ritardano l’ovulazione

Jutte 1996: i livelli di testosterone nella saliva aumentano del 50% in uomini esposti a acidi grassi presenti nelle secrezioni vaginali al momento dell’ovulazione (rispetto ad altri momenti del ciclo)

Il sistema olfattivo principale ha un ruolo essenziale nella regolazione dei comportamenti riproduttivi

Deficits in sexual and aggressive behaviors in Cnga2 mutant miceVidya S Mandiyan, Jennifer K Coats & Nirao M ShahNature Neuroscience 8, 1660 - 1662 (2005)

“I woke to an infinitely redolent world – a world in which all the other sensations, enhanced as they are, paled before smell.” “I went into the clinic, I sniffed like a dog, and in that sniff recognized, before seeing them, the twenty patients who were there. Each had his own olfactory physiognomy, a smell-face, far more vivid and evocative, more redolent, than any sight face”

The Man Who Mistook His Wife for a Hat (Oliver Sacks, 1985)