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Un profumo speciale, famigliare, inconfondibile, che sa tanto di passato. Pochi istanti per mettere a fuoco il ricordo e scatta la magia: all’improvviso si viene catapultati in un tempo e in uno spazio ben precisi, nel momento e nel luogo fortemente associati a quell’odore. Succede cioè quello che è successo a Proust con la celebre madeleine, ma in questo caso è l’olfatto e non il gusto a riavvolgere indietro il nastro fino alla scena rievocata. È così, per esempio, che basta togliere il tappo a una colla usata da bambini per far uscire fuori come dalla lampada di Aladino un odore che sa di banchi di scuola, di quaderni, di compagni di classe. Una piccola annusate e tutto torna perfettamente nitido davanti agli occhi. Come mai? Perché l’odore della colla si trasforma subito nel ricorda della scuola? Tutto dipende dal forte legame che esiste tra l’olfatto e lo spazio, un legame che è stato studiato e spiegato in uno studio appena pubblicato su Nature.
«Il sistema olfattivo è unico tra i sensi. Solo l'olfatto ha connessioni reciproche dirette con l’ippocampo, che è coinvolto nella memoria e nella navigazione», spiega Zachary Mainen, del Champalimaud Centre for the Unknown in Portogallo, autore senior dello studio.
I neuroni dell’ippocampo sono definite cellule “di posizione” perché si attivano in determinate posizioni variando a seconda dell’ambiente in cui ci si trova per poi riprodurre una sorta di mappa neurale dello spazio esterno. Sono talmente affidabili che negli esperimenti sui topi i ricercatori sono riusciti a risalire alla posizione degli animali osservando solo l’attività dei neuroni.
Ebbene, l’ippocampo non è un sistema isolato. I neuroni inviano continuamente segnali alla corteccia primaria olfattiva. Perché lo fa? Probabilmente perché i neuroni che si trovano lì possono contribuire a mappare l’ambiente. È risaputo che il sistema olfattivo infatti non serva solo a distinguere gli odori ma contribuisca alla percezione spaziale. Del resto gli animali in natura utilizzano gli odori per orientarsi nello spazio e recuperare il ricordo dei luoghi da visitare quando si è in cerca di cibo.
«Volevamo capire le basi neurali di questi comportamenti, e così abbiamo deciso di studiare come il cervello combina le informazioni olfattive e spaziali», ha dichiarato Cindy Poo, a capo dello studio.
I ricercatori hanno messo a punto un esperimento su misura per i topi, animali con un olfatto molto sviluppato. I topi hanno annusato gli odori posizionati alle quattro estremità di un labirinto a forma di croce. Poi, a seconda dell’odore avvertito, dovevano capire dove fosse nascosta la ricompensa. Gli animali dovevano cioè ricordare l’associazione esatta tra un determinato odore e un determinato luogo. E mentre i topi erano impegnati a risolvere la caccia al tesoro, i ricercatori monitoravano l’attività dei neuroni in una parte della corteccia primaria olfattiva chiamata corteccia piriforme posteriore.
«I neuroni comunicano tra loro emettendo impulsi elettrici. Registrando i segnali elettrici emessi da centinaia di singoli neuroni in quest'area del cervello, siamo stati in grado di ricostruire il comportamento di specifici neuroni. Per esempio, osservando se si attivavano quando l'animale stava annusando un odore specifico, o quando si trovava in una determinata posizione nel labirinto. I risultati hanno superato le nostre aspettative. Avevamo previsto che alcuni neuroni avrebbero potuto essere connessi alla posizione in una certa misura. Tuttavia, studiando attentamente l'attività dei neuroni della corteccia olfattiva mentre l'animale stava navigando nel labirinto, abbiamo scoperto che questi neuroni avevano appreso un'intera mappa del ambiente», ha spiegato a spiegato Mainen. I ricercatori hanno scoperto una vasta popolazione di neuroni olfattivi che, in modo simile alle cellule dell'ippocampo, si attivavano in un punto specifico del labirinto. Questi neuroni erano in grado di riproporre una mappa neurale dell’ambiente in qualche misura “opportunistica” nel senso che sulla mappa venivano riportati soprattutto i luoghi dove gli animali avevano sentito alcuni odori e ricevuto la ricompensa. In sostanza, i neuroni dell’olfatto funzionano su due fronti: segnalano non solo cosa sentono ma anche dove lo sentono.
Ed è così che arriviamo a formare ricordi che legano certi odori a luoghi specifici. «Abbiamo scoperto che alcuni neuroni rispondevano all'odore, altri alla posizione, e altri ancora a entrambi i tipi di informazioni a vari livelli. Tutti questi diversi neuroni sono mescolati insieme e probabilmente sono interconnessi. Pertanto, si può ipotizzare che l'attivazione delle associazioni spazio-odore possa avvenire grazie a segnali all'interno di questa rete», ha suggerito Poo.
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