Cómo funciona el olfato

De los cinco sentidos, el olfato es el más antiguo. Precede a la vista y al oído en cientos de millones de años de historia evolutiva. El sistema olfativo no es un refinamiento de un aparato sensorial anterior: es el aparato sensorial original, aquel en torno al cual se construyeron los sistemas nerviosos de los vertebrados antes de que ninguno de los demás se desarrollara. Esa historia se ve en la anatomía. El olfato está cableado al cerebro de una manera radicalmente distinta a la de cualquier otro sentido, y esa diferencia explica casi todo lo que su funcionamiento real tiene de raro, incluidas cosas que parecen no tener nada que ver con la anatomía, como que un olor concreto pueda abrir de golpe un recuerdo de hace treinta años en menos de un segundo mientras que ver una fotografía del mismo suceso solo recupera una reconstrucción intelectual.

El aparato periférico

La detección de un olor empieza en el epitelio olfativo: una pequeña placa de tejido especializado, de unos cinco centímetros cuadrados, en el techo de la cavidad nasal. Está cubierta por una fina capa de moco y densamente poblada por unos seis millones de neuronas receptoras olfativas (ORN), cada una una célula sensorial especializada con dendritas que se proyectan hacia el moco y rematan en entre ocho y veinte cilios. Es en los cilios donde ocurre la detección propiamente dicha.

Las moléculas odorantes —transportadas por el aire, volátiles, casi siempre orgánicas— se disuelven en la capa de moco y se unen a proteínas receptoras incrustadas en las membranas de los cilios. Esas proteínas son receptores acoplados a proteína G (GPCR), la misma familia general que media muchas otras señales sensoriales y hormonales. La unión dispara una cascada clásica de GPCR: el receptor activa una proteína G (llamada Golf), que activa la adenilato ciclasa, que produce AMP cíclico, que abre canales iónicos en la membrana, deja entrar iones de calcio, despolariza la neurona y genera un potencial de acción que asciende por el axón hacia el cerebro.

Las ORN son inusuales en otro sentido: son neuronas expuestas. A diferencia de las neuronas del ojo o del oído, protegidas tras capas de tejido no neural, las neuronas receptoras olfativas están en contacto directo con el ambiente. Se desgastan, mueren y se reemplazan —de forma continua, durante toda la vida— con un ciclo de recambio de unos 30 a 60 días. Eso convierte al olfato en uno de los sistemas más neuroplásticos del cuerpo; el conjunto de sensores periféricos se reconstruye a sí mismo sin parar. También lo vuelve vulnerable: cualquier cosa que dañe el epitelio puede alterar el olfato, y por eso las infecciones víricas (incluida la COVID-19) pueden provocar anosmia.

El código combinatorio

El genoma humano codifica unas 800 secuencias génicas de receptores olfativos. Alrededor de 400 son funcionales; el resto son pseudogenes, restos inactivos de un repertorio de receptores que probablemente fue mucho mayor en antepasados más dependientes del olfato. El ratón tiene unos 1.000 genes OR funcionales. El perro también ronda los 1.000, y de ahí procede en parte su extraordinaria sensibilidad.

Cuatrocientos receptores suenan a sistema limitado para un animal capaz de distinguir decenas de miles de olores distintos. La resolución viene del código combinatorio.

Cada molécula odorante no se une a un único receptor. Se une a varios receptores a la vez, con afinidades distintas: débilmente a unos, con más fuerza a otros. Cada receptor responde a múltiples odorantes, de nuevo con afinidades distintas. La percepción del olor no está codificada en qué receptor se dispara, sino en el patrón de activación de todo el conjunto de receptores. Conviene pensarlo como un acorde y no como una nota: cada «acorde» olfativo es un patrón concreto de qué receptores están activos y con qué intensidad, y ese patrón es la identidad molecular del olor. Cuatrocientos receptores generando patrones combinatorios pueden codificar en teoría un espacio enorme de percepciones distintas —las estimaciones llegan a cientos de miles de millones de olores discriminables—, aunque el techo práctico en condiciones normales es mucho más bajo.

Un detalle importante: la variante de un solo gen receptor puede cambiar de forma significativa la percepción de olores concretos. Un trabajo publicado en PNAS encontró que la variación funcional en un único OR alteraba la percepción del 13% de los 68 olores evaluados; se esperaba más redundancia. Esto significa que las variantes de receptor no son simples copias de seguridad unas de otras. Algunas hacen un trabajo único, y perderlas cambia lo que uno huele.

El bulbo olfativo

Los axones de las neuronas receptoras olfativas atraviesan directamente la lámina cribosa —una sección perforada del cráneo en la base del lóbulo frontal— y hacen sinapsis en el bulbo olfativo, una estructura pequeña situada sobre la cavidad nasal, en la cara inferior del cerebro. Es la primera estación de procesamiento.

El bulbo olfativo se organiza en estructuras llamadas glomérulos: agrupaciones esféricas de sinapsis donde convergen todas las ORN que expresan el mismo tipo de receptor. Cada glomérulo recibe la entrada de miles de neuronas que expresan un receptor específico, con independencia de dónde estén situadas físicamente esas neuronas en el epitelio. El epitelio está disperso; el bulbo está ordenado. El mapa glomerular convierte el conjunto disperso de receptores en un patrón espacial estructurado de actividad: un mapa, hablando en términos aproximados, del espacio químico del olor.

Las interneuronas inhibidoras del bulbo olfativo ejercen una inhibición lateral que afila el patrón al suprimir la actividad vecina. La salida —a cargo de las células mitrales y en penacho— es una señal depurada que representa el patrón de activación de los receptores, lista para el procesamiento superior.

La vía neural única

Aquí es donde la arquitectura se vuelve rara.

Todos los demás sentidos —vista, oído, tacto, gusto— encaminan sus señales a través del tálamo antes de llegar a la corteza. El tálamo es la estación central de relevo del cerebro: recibe información sensorial, la procesa y la distribuye a las áreas corticales correspondientes para la percepción consciente. Ese relevo añade un paso, pero añade también algo importante: cierto grado de filtrado cortical y de modulación descendente antes de que la señal alcance los centros de la emoción y la memoria.

El olfato esquiva el tálamo por completo.

El olfato es el único sentido que se salta el relevo talámico y tiene acceso primario a regiones del cerebro que suelen encontrarse activas durante el procesamiento emocional (la amígdala), la formación de memoria a largo plazo (el hipocampo) y el razonamiento y la evaluación cognitivos de orden superior (la corteza orbitofrontal).

El bulbo olfativo proyecta directamente a la corteza piriforme (la corteza olfativa primaria, encargada de la percepción de la calidad del olor) y, a la vez, a la amígdala y a la corteza entorrinal, que es la puerta de entrada a los sistemas de memoria hipocampales. Esas proyecciones son conexiones anatómicas directas, no rutas a través del relevo talámico. Un olor llega al cerebro emocional y al de la memoria antes de llegar al cerebro racional.

No es una metáfora. Es un hecho anatómico medible con consecuencias funcionales medibles. La información olfativa puede viajar directamente al sistema límbico por el nervio olfativo sin necesidad de ninguna parada previa en el tálamo, a diferencia de los demás sistemas sensoriales. La señal se salta el paso de filtrado cortical al que se somete cualquier otro sentido. Por eso la respuesta emocional a un olor puede preceder a su identificación consciente: se siente algo antes de saber qué se está oliendo.

El efecto Proust

Las consecuencias de esta arquitectura se ven sobre todo en la relación entre olfato y memoria, cualitativamente distinta de la relación entre la memoria y cualquier otro sentido.

Marcel Proust lo describió con precisión en la apertura de Por el camino de Swann: el olor de una magdalena mojada en té inunda al narrador de recuerdos de infancia que ningún esfuerzo deliberado de rememoración había logrado producir. Los recuerdos son involuntarios, vívidos, cargados de emoción y aparentemente desproporcionados respecto del estímulo. Los neurocientíficos que han estudiado el fenómeno —hoy llamado efecto Proust— han confirmado que es real y específico del olfato. Los recuerdos autobiográficos evocados por olores tienden a puntuarse como más emocionales, más vívidos, más antiguos y menos recuperados por otras vías que los evocados por cualquier otra modalidad sensorial.

El mecanismo se deduce directamente de la anatomía. La amígdala, que recibe entrada directa del bulbo olfativo, es la estructura cerebral responsable del etiquetado emocional de los recuerdos: de determinar qué experiencias se codifican con intensidad emocional y, por tanto, se recuperan después con más facilidad. El hipocampo, conectado con igual inmediatez a la vía olfativa, se ocupa de la formación de la memoria episódica. Cuando un olor se encuentra por primera vez en un contexto emocionalmente significativo, la conexión amígdala–bulbo olfativo garantiza que quede codificado con un fuerte peso emocional. Cuando ese olor vuelve a aparecer más tarde, se dispara la misma vía anatómica y alcanza los sistemas de memoria emocional y episódica directamente, antes incluso de que haya empezado el procesamiento racional.

Hay otra propiedad que merece mención: los recuerdos olfativos parecen estar protegidos de la interferencia de una manera específica. La rememoración verbal de un recuerdo tiende a alterarlo sutilmente cada vez que se recupera. Los recuerdos disparados por olores, quizá porque esquivan los sistemas corticales verbales, parecen recuperarse con una fidelidad inusual. Uno no está reconstruyendo el recuerdo a partir de trazas conceptuales. El olor está activando una vía asociativa directa establecida durante la experiencia original.

La consecuencia para la perfumería no es trivial. Cuando alguien dice que un perfume le hace sentir algo —relajado, seguro, nostálgico, a salvo, excitado—, eso no es lenguaje poético. Es la descripción de una activación directa del sistema límbico, mediada por la vía sensorial más emocionalmente directa del cerebro.

La nariz genética: la variación individual a nivel de receptor

Cada nariz humana es genéticamente única de maneras que van mucho más allá de simples diferencias de sensibilidad.

La familia de genes de receptores olfativos es una de las más variables del genoma humano. Cada individuo posee un conjunto único de variaciones genéticas que se traducen en variación en la percepción olfativa y, de media, dos individuos presentan diferencias funcionales en más del 30% de sus alelos de receptores odorantes. No es como tener el color de ojos algo distinto: es como tener instrumentos distintos en la orquesta sensorial. Dos personas que huelen el mismo compuesto pueden estar activando conjuntos de receptores sustancialmente distintos y, por tanto, codificando patrones combinatorios sustancialmente distintos. Puede que no estén oliendo, en ningún sentido profundo, la misma cosa.

Las anosmias específicas lo hacen concreto. Un ejemplo bien estudiado: la androstenona, un compuesto esteroideo presente en el sudor humano y en las trufas, resulta imperceptible para aproximadamente el 30–40% de la gente. De quienes sí la huelen, unos la encuentran agradable y vagamente almizclada; otros, punzante y cercana a la orina. Esas diferencias se correlacionan con variantes concretas del receptor olfativo OR7D4. La misma molécula, tres experiencias cualitativamente distintas —no una—, lo que explica por qué el consenso sobre los materiales que contienen androstenona (trufa, ciertos almizcles, queso curado, axila) varía de forma tan drástica de una persona a otra.

Existen anosmias específicas parecidas para el ácido isovalérico (el compuesto a sudor y queso), para la molécula verde y herbácea cis-3-hexen-1-ol y para decenas más. Mucha gente no puede oler la acetona de la cetoacidosis diabética, un hecho clínicamente relevante, como se comenta en el artículo sobre la enfermedad de esta serie. Algunas personas son ampliamente hipósmicas (con sensibilidad reducida a muchos odorantes) pese a tener una anatomía perfectamente normal; la explicación está en su dotación concreta de genes OR funcionales.

La implicación práctica es que la sensibilidad olfativa no es un rasgo único. Es un perfil receptor por receptor que varía a lo largo de todo el espacio de los olores. Uno puede ser exquisitamente sensible a una clase de compuestos y funcionalmente anósmico a otra. Por eso no hay dos personas que recorran un mismo perfume de la misma manera.

Entrenamiento y pericia: la dimensión cortical

La pregunta de si los perfumistas expertos, los sommeliers y los maestros de té huelen de otra manera en sentido sensorial —de si su aparato periférico es más sensible— es interesante, y la respuesta es en gran medida que no. La dotación de receptores de un perfumista formado no difiere sustancialmente de la de alguien inexperto. Lo que el entrenamiento cambia es el procesamiento cerebral de lo que los receptores envían.

Con el entrenamiento olfativo ocurren varias cosas. La más importante es el desarrollo de un vocabulario: en cuanto se tiene una palabra para una cualidad concreta, se puede codificar y recuperar con precisión. Los sujetos inexpertos que intentan identificar estímulos olfativos sin vocabulario rinden bastante peor que los sujetos a los que se han dado etiquetas —aunque sean arbitrarias— para esos mismos estímulos. El lenguaje es un andamiaje organizativo de la percepción. Los perfumistas formados con un vocabulario estructurado (esto es cítrico, esta es la cualidad específica de lo «amaderado-terroso», esta es la distinción entre el comino y la semilla de cilantro) pueden analizar una mezcla compleja con más exactitud, no porque reciban una entrada más rica, sino porque disponen de la estructura de codificación para procesarla.

Más allá del vocabulario, el entrenamiento cambia la asignación de recursos cognitivos al procesamiento olfativo. En las personas inexpertas, el olfato se procesa en buena medida a un nivel preatencional: los olores se registran, disparan respuestas y rara vez se someten a atención analítica deliberada. Los evaluadores entrenados aprenden a dirigir una atención focalizada al canal olfativo, lo que incrementa la implicación cortical y permite una descomposición más analítica de las mezclas complejas. La actividad de la corteza orbitofrontal —el área que se ocupa de la cognición olfativa de alto nivel— aumenta con la pericia.

La expansión de la memoria es el tercer factor. Los profesionales del olfato han acumulado bibliotecas enormes de recuerdos olfativos de referencia. Cuando se topan con una composición desconocida, la están cruzando con un catálogo de materiales y combinaciones conocidos del que el novato carece por completo. No es cuestión de sensibilidad, sino de reconocimiento de patrones construido sobre la experiencia almacenada.

Nada de esto significa que la nariz periférica sea irrelevante para la pericia. La capacidad de «super smeller» de Joy Milne puede tener un componente genuino de sensibilidad receptora. Pero para el tipo de discriminación fina que practican los perfumistas profesionales —distinguir entre dos absolutos de rosa parecidos, identificar una nota discordante en una composición, seguir la firma del azafrán a lo largo de diez perfumes distintos— el recurso crítico es cortical, no periférico.

El condicionamiento cultural: lo que huele bien se aprende

El malentendido más persistente sobre el olfato es que lo agradable y lo desagradable son propiedades intrínsecas de las moléculas. Casi nunca lo son. Huele bien lo que se ha asociado a contextos buenos, y huele mal lo que se ha asociado a contextos malos.

La evidencia más clara viene de los estudios interculturales. El indole —la molécula de la que tanto hemos hablado en esta serie a propósito de L'Interdit y de las flores blancas— huele animálico y oscuro a las narices acostumbradas a encontrarlo en contextos de olor corporal, y floral y atractivo a aquellas cuyo contexto principal para el indole son las flores. Ninguna de las dos respuestas es «correcta». Ambas son asociaciones aprendidas.

El durián, que contiene altas concentraciones de compuestos de azufre, es objeto de devoción en el Sudeste Asiático y, en la mayoría de los primeros encuentros occidentales, se describe como aguas fecales podridas. La diferencia no está en el olor. Está en el contexto cultural de la primera exposición. El ácido butírico huele a mantequilla rancia por vía ortonasal (percibido desde fuera) y aporta la profundidad sabrosa del queso curado por vía retronasal (percibido por el fondo de la boca durante la ingesta). La molécula es la misma. El contexto determina la valencia.

Por eso funcionan los «gustos adquiridos»: con la exposición repetida en contextos positivos, el cerebro recodifica como neutro o atractivo un estímulo inicialmente aversivo. El whisky, el café, el vino, el queso fuerte: todos resultan aversivos al principio para la mayoría de la gente, y todos se vuelven placenteros mediante una exposición contextual positiva y repetida.

Para perfumistas y aficionados esto es liberación, no restricción. Significa que el espacio de lo que es posible disfrutar solo está acotado por la exposición y la asociación, no por un conjunto fijo de moléculas intrínsecamente agradables. Los materiales «difíciles» —civeta, castóreo, indole en alta concentración, comino al borde de su umbral animálico— se vuelven interesantes, incluso hermosos, una vez que el contexto del primer encuentro se ha establecido mediante conocimiento y exposición deliberada.

La dimensión retronasal

Una última propiedad estructural del olfato que suele pasarse por alto: lo que llamamos «sabor» es, en su mayor parte, olfato.

Las papilas gustativas de la lengua detectan cinco cualidades: dulce, ácido, salado, amargo y umami. Todo lo demás que se experimenta como «el sabor de» algo —café, fresa, canela, vino— es olfato. Olfato retronasal, para ser precisos: las moléculas odorantes de la comida que está en la boca viajan hacia atrás por la nasofaringe y alcanzan el epitelio olfativo desde detrás. El bulbo olfativo procesa esa señal retronasal de manera distinta al olfato ortonasal (las mismas moléculas, llegando desde direcciones distintas, se procesan en parte como percepciones separadas), pero la capa de receptores es la misma.

Por eso la comida pierde casi todo lo que tiene de interesante cuando uno tiene la nariz taponada por un resfriado: los cinco sabores básicos siguen plenamente operativos, pero el componente olfativo —entre el 80 y el 90% de la complejidad percibida del sabor— ha desaparecido. El café se convierte en líquido amargo. El vino, en algo ácido. Las fresas, en algo dulce. Las papilas dan el esqueleto; el olfato aporta casi todo lo demás.

La implicación para entender la perfumería es que todo lo que hemos comentado sobre cómo funcionan las neuronas receptoras olfativas, cómo opera el código combinatorio y cómo procesa el olor el sistema límbico se aplica por igual a lo que la gente experimenta como sabor. Un cocinero y un perfumista operan sobre el mismo sustrato biológico. Los dominios estéticos son distintos; el aparato sensorial es en gran parte compartido.

El olfato es antiguo. Está cableado a lo hondo. Habla directamente con las partes del cerebro que se ocupan de la memoria, del miedo y del deseo sin detenerse a pedir permiso a la corteza racional. Es genéticamente único en cada persona, está culturalmente moldeado en cada cultura y es entrenable de maneras que amplían lo perceptible sin cambiar en el fondo lo que se detecta. Es el sentido que más poderosamente se resiste al lenguaje: describimos los olores sistemáticamente por analogía, por referencia a objetos, por las emociones que producen, porque nunca desarrollamos un vocabulario propio para las cualidades olfativas como sí hicimos para el color. El sistema límbico que lo procesa no habla con palabras.

Este es el sentido adecuado sobre el que construir un arte si lo que se busca es esquivar la cognición y alcanzar algo más inmediato. La perfumería lo entendió antes de que la neurociencia lo confirmara.