La nariz envía información sensorial a través de la transducción de sustancias químicas en el aire a través de los nervios/tractos olfativos a la corteza olfatoria primaria .
Los ojos envían información sensorial a través de la transducción de luz a través del tracto/nervio óptico a la corteza visual del lóbulo occipital del cerebro.
Aunque ambos sentidos reciben estímulos diferentes, ellos (como todos nuestros sentidos) convierten los estímulos externos en una señal nerviosa. Dado eso, parece posible que uno pueda "reconectar" el cerebro para que los órganos sensoriales envíen señales sensoriales a diferentes partes del cerebro.
Mi pregunta: si reconectáramos los nervios craneales para que nuestra nariz estuviera conectada a nuestra corteza visual, ¿qué veríamos?
"Reconectar" el cerebro no es tan simple: simplemente empalmar un nervio con otro no significa necesariamente que los axones de ese nervio crecerán en el área. No conozco ningún estudio que cruce estos caminos específicos, pero mientras escribo esta respuesta, veo que ya ha actualizado su pregunta para preguntar sobre otras modalidades. Así que con eso en mente...
Se han realizado algunos experimentos relacionados con otras modalidades: los que conozco involucran los sistemas auditivo y visual. Tanto la información auditiva como la visual que viaja a la corteza proviene principalmente de dos núcleos en el tálamo: el núcleo geniculado medial, MGN, para la información auditiva, y el núcleo geniculado lateral, LGN, para la información visual.
Estos núcleos talámicos están adyacentes entre sí. En Angelucci et al 1998 y Sharma et al 2000 , se hicieron lesiones para causar proyecciones retinianas para inervar la parte del tálamo que normalmente procesa la información auditiva (núcleo geniculado medial, MGN). (nota: también hay un montón de experimentos más antiguos en roedores y hurones además de estos, no voy a hacer una revisión exhaustiva de la literatura aquí, pero puede encontrar muchas citas relevantes en esos otros documentos).
Brevemente, la técnica consiste en dañar tanto la LGN como las vías que normalmente se proyectan hacia la MGN. El resultado es que los axones de la retina, que normalmente hacen sinapsis en el LGN, se dirigirán al MGN. Tenga en cuenta que es importante hacer esto muy temprano en el desarrollo, tales experimentos no funcionarían en el cerebro de un adulto.
El resultado, en los artículos que cité anteriormente, es que la parte de la corteza que normalmente responde a la información auditiva comienza a responder a la información visual y desarrolla un sello distintivo de las propiedades de respuesta cortical visual: selectividad a la orientación de los estímulos presentados. Por lo tanto, parece que si le das información visual a un área cortical auditiva, no "trata de procesarla como sonido", sino que la procesa como lo haría la corteza visual.
Es difícil preguntar a los hurones cuáles son sus percepciones reales, pero la mejor conjetura es que las percepciones se construyen con lo que ponemos en el sistema: no hay forma de que un área que recibe algo más que información visual interprete esa información como algo diferente. que la entrada visual. No hay contexto para interpretarlo de otra manera. Cortex se desarrolla y responde en función de la información que se le proporciona. En los animales de estos experimentos, sus sistemas auditivos han sido lesionados, por lo que realmente no hay forma de que puedan interpretar los estímulos que "ven" como "sonando como" algo.
De manera similar, si envía información olfativa a la corteza visual, procesará los olores en la corteza visual. El procesamiento olfativo es un poco diferente a las otras modalidades, por lo que, dependiendo de dónde tomó esta información, es posible que las cosas no se desarrollen correctamente, pero eso genera muchas especulaciones que van más allá de este sitio .SE.
Hay algunos experimentos en humanos que también analizan este tipo de plasticidad cortical. Probablemente los mejores son los de las personas ciegas. Nuevamente, no revisaré toda la literatura, pero puedo dar algunos ejemplos: Cohen et al mostraron representaciones táctiles en la corteza visual de personas ciegas, como cuando leen Braille. Bedny y otros, 2015muestran que, especialmente en niños ciegos, las áreas visuales del cerebro responden fuertemente a la información de otras modalidades, especialmente el lenguaje hablado. Nuevamente, estos individuos no están "viendo" estos estímulos, más allá del tipo de "ver" que puedes hacer cuando reconstruyes una escena con los ojos cerrados (si en algún momento vieron). Más bien, parte de su cerebro que normalmente se usaría para la visión ahora se usa para otras tareas.
Los efectos sobre el olfato no se han estudiado con tanta frecuencia, pero en Kupers et al , se demostró que las personas ciegas tienen respuestas olfativas en áreas del cerebro que no muestran respuestas olfativas en personas videntes, incluidas las áreas que generalmente procesan la visión.
Referencias:
Angelucci, A., Clascá, F., & Sur, M. (1998). Entradas del tronco encefálico al núcleo geniculado medial del hurón y el efecto de la desaferenciación temprana en nuevas proyecciones retinianas al tálamo auditivo. Revista de neurología comparativa, 400(3), 417-439.
Bedny, M., Richardson, H. y Saxe, R. (2015). La corteza "visual" responde al lenguaje hablado en niños ciegos. Revista de Neurociencia, 35(33), 11674-11681.
Cohen, LG, Celnik, P., Pascual-Leone, A., Corwell, B., Faiz, L., Dambrosia, J., ... & Hallett, M. (1997). Relevancia funcional de la plasticidad transmodal en humanos ciegos. Naturaleza, 389(6647), 180-183.
Kupers, R., Beaulieu-Lefebvre, M., Schneider, FC, Kassuba, T., Paulson, OB, Siebner, HR y Ptito, M. (2011). Correlatos neurales del procesamiento olfativo en la ceguera congénita. Neuropsicología, 49(7), 2037-2044.
Sharma, J., Angelucci, A. y Sur, M. (2000). Inducción de módulos de orientación visual en la corteza auditiva. Naturaleza, 404(6780), 841-847.
Roni Saiba