Die sensorische Wahrnehmung hängt nicht nur von den physikalischen Signalen ab, die von den peripheren Organen erfasst werden, sondern auch von der inneren Dynamik der zentralen neuronalen Netzwerke. Im sensorischen Kortex werden sogenannte desynchronisierte oder „aktivierte" Zustände mit zuverlässigeren evozierten Antworten auf Reize und einer gesteigerten Wahrnehmung assoziiert, während stark synchronisierte Zustände die Empfindlichkeit gegenüber externen Eingängen tendenziell abschwächen. Der anteriore piriforme Kortex, ein an der olfaktorischen Wahrnehmung beteiligter sensorischer Paläokortex, weist die Besonderheit auf, im Gegensatz zum sensorischen Neokortex keine direkten thalamischen Eingänge zu erhalten. Er empfängt hingegen massive Projektionen aus dem Bulbus olfactorius principalis und enthält ein dichtes Netzwerk assoziativer Fasern, die die exzitatorischen Hauptneurone über weite Distanzen verbinden, was ihn zu einem idealen Untersuchungsobjekt für das Zusammenspiel zwischen externen Signalen und der inneren Dynamik der Schaltkreise macht. Cannabinoidrezeptoren vom Typ 1 (CB1R), die bekanntermaßen die Koordination der Netzwerke im Hippocampus beeinflussen, sind dort vorhanden, doch ihre Rolle für die Aktivität dieser Region und für die Geruchswahrnehmung blieb unbekannt.
Um diese Frage zu beantworten, kombinierten die Autoren pharmakologische Manipulationen mit Multielektroden-Ableitungen oder Faserphotometrie, die im anterioren piriformen Kortex frei beweglicher männlicher Mäuse durchgeführt wurden. Die Blockade der CB1R wurde entweder durch systemische Verabreichung oder durch lokale Infusion der Verbindung direkt in die Zielregion erreicht. Die Analysen konzentrierten sich auf den Wachzustand, wobei die Hirnzustände anhand von Akzelerometrie-Signalen sowie hippocampalen und kortikalen Spektrogrammen unterschieden wurden. Auf diese Weise konnten die oszillatorische Aktivität, die Synchronisierung neuronaler Populationen und die verhaltensbezogenen Schwellen der olfaktorischen Detektion charakterisiert werden.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Blockade der CB1R, ob systemisch oder lokal, die Amplitude der Gamma-Oszillationen im anterioren piriformen Kortex erhöht und zugleich die Häufigkeit synchronisierter Populationsereignisse unter Beteiligung der exzitatorischen Neurone verringert. Bei Tieren, die Geruchsquellen ausgesetzt sind, verringert dieselbe Blockade die Korrelation zwischen den exzitatorischen Einheiten und senkt die verhaltensbezogenen Schwellen der Geruchsdetektion, was eine gesteigerte olfaktorische Empfindlichkeit widerspiegelt.
Die Autoren schließen daraus, dass die endogene endocannabinoide Signalübertragung synchronisierte Populationsereignisse fördert und die Gamma-Oszillationen im anterioren piriformen Kortex abschwächt, was sich in einer geringeren Empfindlichkeit gegenüber externen sensorischen Eingängen niederschlägt. Das Endocannabinoid-System erweist sich somit als Modulator des Gleichgewichts zwischen innerer Dynamik und peripheren Signalen, der in der Lage ist, die olfaktorische Wahrnehmung je nach Zustand des kortikalen Netzwerks fein abzustimmen.