Cómo se percibe el sabor en el cerebro

La corteza amarga (roja) y la corteza dulce (verde) están a unos 2 milímetros de distancia en el cerebro del ratón. Charles S. Zuker, Ph. D./Centro Médico de la Universidad de Columbia

Las personas y otros mamíferos dependen del gusto para guiar la elección de alimentos. Por ejemplo, nos atraen los alimentos dulces, que generalmente son ricos en energía. Un sabor amargo, por otro lado, puede ser una señal de advertencia de productos químicos potencialmente dañinos.

Durante los últimos 17 años, los laboratorios del Dr. Nicholas Ryba del Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial de los NIH (NIDCR) y del Dr. Charles Zuker, del Instituto Médico Howard Hughes del Centro Médico de la Universidad de Columbia, ha identificado las células receptoras en la lengua que detectan sabores dulces, ácidos, amargos, umami (salados) y salados. La información de estas células se transmite a la corteza gustativa primaria, o corteza gustativa, en el cerebro.

Los estudios han encontrado que los sabores dulces y amargos están representados en áreas distintas, o» campos», de la corteza gustativa. En su último estudio, los equipos de Ryba y Zuker exploraron si activar estos campos en ratones podría evocar sabores incluso en ausencia de un compuesto amargo o dulce real. El trabajo fue financiado en parte por el NIDCR y el Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas (NIDA) de los NIH. Los resultados se publicaron en Nature el 26 de noviembre de 2015.

Los investigadores activaron selectivamente los campos corticales dulces o amargos utilizando una técnica llamada optogenética. Primero inyectaron un virus inofensivo que transportaba el gen de una proteína sensible a la luz en el campo dulce o en el campo amargo. Las neuronas que absorben este gen y producen la proteína pueden ser activadas por la luz. Luego, los científicos implantaron fibras ópticas personalizadas cerca de los sitios de inyección.

En un conjunto inicial de experimentos, a los ratones se les dio la opción de elegir entre 2 cámaras. Cuando una cámara se combinó con la estimulación del área del campo cortical dulce en el cerebro, los ratones desarrollaron una preferencia por esa cámara. En contraste, los animales cuyo campo cortical amargo se activaba cuando entraban en una cámara aprendían rápidamente a evitarlo.

Ratones sedientos cuyos campos corticales amargos se estimulaban cuando bebían agua corriente rechazaban el agua. Algunos incluso se amordazaron e intentaron limpiarse la boca de una sustancia amarga que no existía. En contraste, los ratones que no tenían sed lamían agresivamente agua corriente cuando sus campos corticales dulces se estimulaban durante el lamido. En otros experimentos, los investigadores demostraron que la estimulación del campo cortical dulce podría hacer que los ratones prefieran un compuesto amargo. Por el contrario, la estimulación del campo cortical amargo desencadenó la aversión a un compuesto dulce.

Incluso en animales que nunca habían experimentado sabor dulce o amargo, la activación de estos campos corticales todavía desencadenaba los comportamientos correspondientes, mostrando que el sentido del gusto está cableado en el cerebro.

Otros experimentos confirmaron el papel esencial de estos campos corticales en el reconocimiento del sabor dulce y amargo. «El gusto, la forma en que tú y yo lo pensamos, está en última instancia en el cerebro», dice Zuker. «Los receptores de sabor dedicados en la lengua detectan dulces o amargos, etc., pero es el cerebro el que da sentido a estos productos químicos.»

—por Harrison Wein, Ph. D.