Corteza del amargo (rojo) y del dulce (verde) en el cerebro del ratón. Imagen: Charles Zucker. Fuente: Universidad de Columbia.
La mayoría de la gente piensa seguramente que percibimos los cinco sabores básicos -dulce, agrio, salado, amargo y umami (sabroso)- con nuestra lengua, que luego envía señales a nuestro cerebro "diciéndonos" lo que hemos probado.
Sin embargo, los científicos le han dado la vuelta a esta idea, demostrando en ratones que se puede cambiar el sabor de algo manipulando grupos de células del cerebro. Los hallazgos se han publicado en la edición digital de Nature.
"El sabor, en la forma en que usted y yo lo entendemos, está en última instancia en el cerebro", dice el coordinador del estudio, Charles S. Zuker, profesor de bioquímica y biofísica molecular y de neurociencia en el Centro Médico de la Universidad de Columbia (Nueva York, EE.UU.). "Los receptores del gusto de la lengua detectan el dulce o el amargo y así sucesivamente, pero es el cerebro el que proporciona sentido a estos productos químicos."
El objetivo principal del laboratorio de Zuker es entender cómo transforma el cerebro los estímulos químicos detectados en percepciones. Durante la última década, Zuker y sus colegas han demostrado que existen receptores específicos para cada gusto en la lengua, y que cada clase de receptor envía una señal específica al cerebro.
Más recientemente, demostraron que cada sabor es detectado por un conjunto único de células del cerebro, que se encuentran en lugares separados en la corteza cerebral, generando un mapa de las cualidades gustativas en el cerebro.
Experimento
Los científicos utilizaron optogenética, que les permitió activar directamente las neuronas específicas con luz láser. Yueqing Peng, postdoc en el laboratorio de Zuker, examinó si la manipulación de las neuronas en estas regiones del cerebro podría evocar la percepción de dulce o amargo, sin que el ratón los degustara realmente. (Dulce y amargo fueron escogidos porque son los gustos más reconocibles y cruciales para los seres humanos y otros animales. El sabor dulce permite la identificación de nutrientes ricos en energía, mientras que el amargo advierte contra el consumo de productos químicos potencialmente nocivos.)
"En este estudio, hemos querido saber si las regiones específicas del cerebro representan realmente el dulce y el amargo. Si lo hacen, silenciar estas regiones evitaría que el animal saboreara el dulce o el amargo, por mucho que los tomen", dice en la nota de prensa de Columbia. "Y si activamos estos campos, deben sentir el amargo o el dulce, aunque sólo les demos agua pura."
Esto es exactamente lo que los investigadores observaron. Cuando los científicos inyectaron una sustancia en los ratones para silenciar las neuronas del dulce, los animales no podían identificarlo con fiabilidad. Podían, sin embargo, detectar el amargo.
Los animales recuperaron su capacidad para saborear el dulce cuando se extrajo el fármaco del cerebro. Por el contrario, silenciando las neuronas amargas impidieron a los ratones reconocer el amargo, aunque todavía podían saborear el dulce.
Sorprendentemente, los investigadores también fueron capaces de hacer que los animales pensaran que estaban probando algo amargo o dulce, incluso cuando estaban tomando agua potable. Cuando los investigadores activaron las neuronas del dulce mientras bebían, observaron las respuestas de comportamiento asociadas con el dulce, como un aumento impresionante de los lamidos.
Sin embargo, los científicos le han dado la vuelta a esta idea, demostrando en ratones que se puede cambiar el sabor de algo manipulando grupos de células del cerebro. Los hallazgos se han publicado en la edición digital de Nature.
"El sabor, en la forma en que usted y yo lo entendemos, está en última instancia en el cerebro", dice el coordinador del estudio, Charles S. Zuker, profesor de bioquímica y biofísica molecular y de neurociencia en el Centro Médico de la Universidad de Columbia (Nueva York, EE.UU.). "Los receptores del gusto de la lengua detectan el dulce o el amargo y así sucesivamente, pero es el cerebro el que proporciona sentido a estos productos químicos."
El objetivo principal del laboratorio de Zuker es entender cómo transforma el cerebro los estímulos químicos detectados en percepciones. Durante la última década, Zuker y sus colegas han demostrado que existen receptores específicos para cada gusto en la lengua, y que cada clase de receptor envía una señal específica al cerebro.
Más recientemente, demostraron que cada sabor es detectado por un conjunto único de células del cerebro, que se encuentran en lugares separados en la corteza cerebral, generando un mapa de las cualidades gustativas en el cerebro.
Experimento
Los científicos utilizaron optogenética, que les permitió activar directamente las neuronas específicas con luz láser. Yueqing Peng, postdoc en el laboratorio de Zuker, examinó si la manipulación de las neuronas en estas regiones del cerebro podría evocar la percepción de dulce o amargo, sin que el ratón los degustara realmente. (Dulce y amargo fueron escogidos porque son los gustos más reconocibles y cruciales para los seres humanos y otros animales. El sabor dulce permite la identificación de nutrientes ricos en energía, mientras que el amargo advierte contra el consumo de productos químicos potencialmente nocivos.)
"En este estudio, hemos querido saber si las regiones específicas del cerebro representan realmente el dulce y el amargo. Si lo hacen, silenciar estas regiones evitaría que el animal saboreara el dulce o el amargo, por mucho que los tomen", dice en la nota de prensa de Columbia. "Y si activamos estos campos, deben sentir el amargo o el dulce, aunque sólo les demos agua pura."
Esto es exactamente lo que los investigadores observaron. Cuando los científicos inyectaron una sustancia en los ratones para silenciar las neuronas del dulce, los animales no podían identificarlo con fiabilidad. Podían, sin embargo, detectar el amargo.
Los animales recuperaron su capacidad para saborear el dulce cuando se extrajo el fármaco del cerebro. Por el contrario, silenciando las neuronas amargas impidieron a los ratones reconocer el amargo, aunque todavía podían saborear el dulce.
Sorprendentemente, los investigadores también fueron capaces de hacer que los animales pensaran que estaban probando algo amargo o dulce, incluso cuando estaban tomando agua potable. Cuando los investigadores activaron las neuronas del dulce mientras bebían, observaron las respuestas de comportamiento asociadas con el dulce, como un aumento impresionante de los lamidos.
Otras pruebas
En contraste, la estimulación de las neuronas amargas suprimió drásticamente los lamidos y suscitó respuestas de rechazo clásicas, incluida la activación de las náuseas.
Estos resultados demostraron que mediante la manipulación de los centros del cerebro que representa los sabores dulce y amargo se podían controlar directamente la percepción sensorial y el comportamiento de un animal, dice Peng.
Los investigadores también realizaron pruebas optogenéticas en animales que nunca habían probado productos químicos dulces o amargas, y demostraron que la activación de las neuronas correspondientes desencadenaba la respuesta conductual apropiada.
"Estos experimentos demuestran formalmente que el sentido del gusto está completamente cableado, independiente del aprendizaje o la experiencia", dice Zuker, "lo cual lo diferencia del sistema olfativo. Los olores no tienen significado innato, tienen que asociarse a experiencias. Un olor puede ser muy agradable para usted y horrible para mí." (Como seres humanos, por supuesto, podemos aprender a disfrutar de los amargos y a que no nos guste el azúcar.)
En contraste, la estimulación de las neuronas amargas suprimió drásticamente los lamidos y suscitó respuestas de rechazo clásicas, incluida la activación de las náuseas.
Estos resultados demostraron que mediante la manipulación de los centros del cerebro que representa los sabores dulce y amargo se podían controlar directamente la percepción sensorial y el comportamiento de un animal, dice Peng.
Los investigadores también realizaron pruebas optogenéticas en animales que nunca habían probado productos químicos dulces o amargas, y demostraron que la activación de las neuronas correspondientes desencadenaba la respuesta conductual apropiada.
"Estos experimentos demuestran formalmente que el sentido del gusto está completamente cableado, independiente del aprendizaje o la experiencia", dice Zuker, "lo cual lo diferencia del sistema olfativo. Los olores no tienen significado innato, tienen que asociarse a experiencias. Un olor puede ser muy agradable para usted y horrible para mí." (Como seres humanos, por supuesto, podemos aprender a disfrutar de los amargos y a que no nos guste el azúcar.)
Referencia bibliográfica:
Yueqing Peng, Sarah Gillis-Smith, Hao Jin, Dimitri Tränkner, Nicholas J. P. Ryba, Charles S. Zuker: Sweet and bitter taste in the brain of awake behaving animals. Nature (2015). DOI: 10.1038/nature15763.
Yueqing Peng, Sarah Gillis-Smith, Hao Jin, Dimitri Tränkner, Nicholas J. P. Ryba, Charles S. Zuker: Sweet and bitter taste in the brain of awake behaving animals. Nature (2015). DOI: 10.1038/nature15763.