Des scientifiques ont cartographié l’odorat humain et résolu un mystère majeur des sens

L’organisation méconnue de nos sens

Les fonctions des sens humains, à savoir la vue, l’odorat, le goût, le toucher et l’ouïe, se distinguent par leur complexité remarquable et, pour la plupart d’entre eux, par leur organisation extrêmement structurée.

Dans le cortex auditif, par exemple, l’agencement des cellules répond à une logique spatiale précise, de sorte que les cellules adjacentes détectent des fréquences sonores similaires. Le fonctionnement du cortex visuel obéit à un principe comparable, où les neurones voisins sont chargés de détecter des points similaires dans notre champ de vision.

Cependant, le système olfactif faisait figure d’exception dans la communauté scientifique. Les chercheurs ont longtemps cru que l’intérieur du nez humain fonctionnait de manière beaucoup plus chaotique, sans structure spatiale évidente pour traiter les différentes odeurs.

La création de la première carte olfactive

Une équipe de scientifiques basés aux États-Unis et au Canada, dirigée par des experts de la Harvard Medical School, a remis en question ce postulat. Dans une paire de études publiées dans la revue Cell, ces chercheurs ont découvert une structure ordonnée et cachée des sens olfactifs, élaborant ainsi la toute première carte de l’odorat au monde.

Pour concevoir cette cartographie inédite, les scientifiques se sont appuyés sur le séquençage unicellulaire. Cette méthode leur a permis d’identifier quels récepteurs olfactifs étaient exprimés dans les neurones. Ils ont ensuite utilisé la transcriptomique spatiale afin de déterminer l’emplacement exact de ces récepteurs au sein de l’organe.

Sandeep Robert Datta, chercheur à l’Université de Harvard et co-auteur de l’un des articles, a expliqué cette avancée au journal The New York Times : « L’organisation de l’information dans l’espace est un principe d’organisation majeur pour tous les systèmes sensoriels, et c’est ce qui a, jusqu’à présent, rendu l’olfaction super bizarre ». Il précise ensuite : « Nous avons, dans une certaine mesure, dévoilé cette carte de l’odorat perdue depuis longtemps. »

Des rayures horizontales inattendues chez la souris

Ces récepteurs olfactifs sont en réalité des protéines uniques qui reposent sur les neurones et se lient à des odeurs spécifiques. Si les humains possèdent des centaines de types différents de récepteurs, d’autres espèces en comptent bien davantage. Les chercheurs estiment, par exemple, que les souris en possèdent au moins 1 000.

En appliquant leur technique sur un échantillon colossal de 5,5 millions de neurones prélevés chez plus de 300 souris, l’équipe a observé que les neurones étaient disposés en rayures horizontales, s’étendant du haut vers le bas du nez, en fonction du récepteur qu’ils exprimaient.

Cette observation marque une rupture totale avec les recherches précédentes. Les anciens modèles avaient certes identifié que les récepteurs étaient organisés en zones distinctes, mais ils affirmaient que ces récepteurs étaient principalement dispersés au hasard à l’intérieur de ces mêmes zones.

Le rôle des gènes et du bulbe olfactif

Selon The New York Times, les chercheurs ont mis au jour des gènes supplémentaires dont le rôle est de guider le développement des neurones à l’intérieur du nez. L’équipe scientifique estime désormais qu’il est possible que ces gènes modifient l’expression des neurones en fonction de leur position physique au sein de la cavité nasale.

L’étude révèle que cette carte des récepteurs nasaux reflète une disposition similaire dans le bulbe olfactif, la zone responsable du traitement des informations liées aux odeurs avant leur transmission au cerveau. Cette organisation en miroir s’observe d’ailleurs dans la façon dont les cartes topographiques du cerveau, liées aux autres sens, reflètent leurs propres récepteurs.

Sandeep Robert Datta a souligné l’ampleur de ce travail dans un communiqué de presse : « Il s’agit maintenant sans doute du tissu neural le plus séquencé à ce jour, mais nous avions besoin de cette échelle de données afin de comprendre le système ». Il ajoute : « Nous montrons que le développement peut réaliser cet exploit d’organiser mille récepteurs olfactifs différents en une carte incroyablement précise qui est cohérente d’un animal à l’autre. »

Les perspectives médicales pour les troubles de l’odorat

Bien que les scientifiques aient mis en évidence cette structure cachée dans le nez, de nombreuses interrogations subsistent, notamment la raison pour laquelle certains récepteurs se trouvent dans leurs positions respectives. Il est envisageable que, tout comme pour l’ouïe et la vue, des neurones similaires détectent des structures chimiques similaires. Une autre hypothèse suggère que les neurones pourraient être classés selon qu’ils perçoivent des odeurs agréables ou des odeurs nocives.

L’intérêt majeur de cette étude réside dans ses applications cliniques potentielles. Une compréhension approfondie du fonctionnement de l’odorat pourrait aider les scientifiques à traiter les affections dans lesquelles l’odorat d’une personne est endommagé ou disparaît complètement.

Dans son communiqué de presse, Sandeep Robert Datta rappelle les enjeux de ces recherches : « L’odorat a un effet vraiment profond et omniprésent sur la santé humaine, donc le restaurer n’est pas seulement pour le plaisir et la sécurité mais pour le bien-être psychologique ». Il conclut par une mise en garde sur la nécessité de ces travaux : « Sans comprendre cette carte, nous sommes condamnés à échouer dans le développement de nouveaux traitements. »

Selon la source : popularmechanics.com