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Neurosciences

Des chercheurs qui ont du nez

Souvent relégué au second plan derrière les autres sens, l'odorat devient un sujet prometteur. Un laboratoire du CNRS l'a bien compris, et ses recherches fondamentales pourraient à terme déboucher sur d'importantes applications médicales. En vue donc, la plasticité du cerveau, la mémoire, les troubles alimentaires… Bref, l'odorat a le vent en poupe !

nez

© A. Cheziere/CNRS Photothèque

Cet olfactomètre, mis au point au laboratoire, est l'un des rares de ce type qui permet de diffuser l'odeur au moment précis du « flairage » par le sujet-test.


 

Longtemps, l'odorat ne fut pas apprécié à sa juste valeur. Ce sens, trop animal, était réduit à un vulgaire avertisseur primitif, bien utile pour éviter la viande pourrie. Et plutôt agréable pour apprécier le parfum d'une jolie dame. Et la madeleine de Proust1, alors ? Son délicieux arôme qui, en un clin d'œil, ramène l'écrivain aux tendres souvenirs de son enfance sucrée, c'est juste une parabole ? « Justement non, remarque Jean-Pierre Royet en nous accueillant dans le laboratoire « Neurosciences et systèmes sensoriels »2 de Lyon. Marcel Proust avait pointé des caractéristiques que nous étudions ici de près : les odeurs sont effectivement très émotionnelles et très liées aux mécanismes de la mémoire. » Non seulement il n'y a pas d'odeurs neutres – on les aime ou on les déteste – mais en plus leur souvenir aigu reste gravé pour toujours. Un souvenir instantanément réveillé, dès la toute première bouffée…

De là à subodorer un accès direct à la mémoire et à ses mécanismes neuronaux, il n'y a qu'un pas. L'équipe de François Jourdan, fraîchement promu directeur du laboratoire, s'est donc penchée sur la question. « Nous étudions la plasticité cérébrale, et tout particulièrement la fabrication de nouveaux neurones », explique-t-il dans son laboratoire. Ces neurones se forment dans le cerveau adulte des mammifères, tout au long de leur vie3, notamment dans le bulbe olfactif. Cette zone, extension du cerveau située juste au-dessus des fosses nasales, véritable « rétine des odeurs », est donc un lieu d'étude idéal. « Nous marquons les neurones néoformés dans cette zone avec un marqueur classique4 de la prolifération cellulaire,  reprend le chercheur. Puis nous observons leur survie en fonction de la stimulation olfactive. » Résultat : chez les souris qui en sont privées, le nombre de nouveaux neurones est significativement réduit. Tandis que leur survie est améliorée de 65 % chez les rongeurs stimulés quotidiennement par de nouvelles odeurs !

coupe bulbes

© A. Cheziere/CNRS Photothèque

Coupes de bulbes olfactifs chez la souris. Leur neurogenèse intéresse de près les chercheurs lyonnais.


« D'autres travaux en cours montrent que ces neurones néoformés jouent un rôle dans certaines formes d'apprentissage olfactif », ajoute François Jourdan. Tout ceci revêt une importance capitale. Primo, comprendre comment s'insèrent les nouveaux neurones dans le bulbe olfactif, ce qui favorise leur durée de vie et quelle est leur utilité, participe à une meilleure connaissance de la plasticité du cerveau adulte. Secundo, si on comprend ce qui pousse des cellules souches à se différencier pour devenir des neurones, on peut imaginer des applications thérapeutiques dans le cadre de maladies neurodégénératives. Plutôt prometteur si l'on songe que l'olfaction est altérée lors du vieillissement mais aussi dans les stades précoces de la maladie d'Alzheimer…

 

Olfaction et comportement alimentaire

 

L'olfaction joue aussi un rôle capital dans le comportement alimentaire. Patricia Duchamp-Viret l'a observé grâce à la complicité d'autres petits rongeurs du laboratoire. « Avec une injection intracérébrale d'orexine, nous avons mimé chez des rats un état de faim physiologique », explique la chercheuse. Puis l'animal se voit offrir de l'eau parfumée à la banane, immédiatement suivie d'une piqûre qui le rend nauséeux. De quoi le dégoûter de cette odeur. « Ensuite, le rat refuse l'eau au parfum “banane”, même à une concentration infime5 ! » Alors qu'un rongeur rassasié n'y voit que du feu… Conclusion : les rats affamés ont un pouvoir accru de détection des odeurs. « Il s'agira également de mesurer directement l'effet des odeurs sur les neurones sensoriels de la muqueuse olfactive, projette la chercheuse, spécialiste de ces neurones, car en mesurant leurs états électriques6, nous pouvons obtenir une sorte de cryptage, une carte d'identité d'une odeur qui pourrait précisément être modifiée par les états alimentaires… » « À l'inverse, le comportement et la motivation alimentaire peuvent aussi être modulés par la perception olfactive », ajoute Patricia Duchamp-Viret. Par exemple, l'odeur d'un bon steak-frites provoque une forte activation cérébrale qui diminue au fur et à mesure du rassasiement. Mais l'odeur d'un mets nouveau provoque un retour d'appétit ! C'est le terrible « effet cafétéria » qui permet de passer outre l'état physiologique de satiété pour se jeter des frites à la pizza, et se gaver de gâteau au chocolat avant de goûter la crème dessert… « À terme, on pourrait donc utiliser l'“odorité” comme un outil non invasif pour influencer les apprentissages alimentaires, et peut-être même dans le traitement de certaines pathologies du comportement alimentaire. »

 

pathologies et plaisir olfactif

 

D'autres applications médicales se profilent à l'horizon. « Songez que pratiquement toutes les maladies influent sur l'odorat, pas seulement les simples rhumes mais des pathologies graves telles que la schizophrénie ou l'épilepsie… », précise Jean-Pierre Royet. Quelles relations existe-t-il entre ces maladies et l'odorat ? Les circuits neuronaux des patients atteints sont-ils déficients ? Pour le savoir, il faudrait observer chez eux la réponse cérébrale à un stimulus odorant. « Mais les aires olfactives, très profondes, sont difficilement accessibles sur l'homme avec des électrodes, explique le chercheur. C'est pourquoi nous utilisons l'imagerie cérébrale, notamment l'imagerie à résonance magnétique. » Une technique de pointe que seules quelques équipes utilisent dans ce domaine. Grâce à un dispositif unique au monde, que nous montre Jean-Pierre Royet, ce chercheur diffuse n'importe quelle odeur dans le masque d'un patient-test dans des conditions quasi naturelles. Il permet de synchroniser l'envoi de l'odeur à la respiration de la personne. « Nous avons par exemple déjà montré que les odeurs désagréables induisent une plus forte réponse émotionnelle que les odeurs agréables. Le signal mesuré, dans la zone de l'amygdale, est plus fort. Et nous avons également observé que les odeurs dites agréables sont jugées moins agréables chez les patients schizophrènes. » Un large sourire sous ses grandes moustaches, le chercheur évoque ensuite à demi-mots une prochaine publication sur des patients migraineux7 et une étude sur la boulimie 8 à laquelle il lui tarde de s'attaquer… De son côté, Moustafa Bensafi a fait du plaisir lié aux odeurs un de ses sujets favoris. Le jeune chercheur veut en traquer les signaux sans demander à ses sujets-tests de les verbaliser. « Ils le feraient de manière trop différente… Nous préférons mesurer directement ce que dit leur corps ! » Augmentation du rythme cardiaque, variation de la conductance de la peau au bout des doigts, contraction des muscles zygomatiques, les indices sont légion. « Mais le plus probant est le “flairage”. Si une odeur plaît, le réflexe universel est d'en accentuer la respiration, pour humer au maximum… », explique-t-il en mimant la scène. Pour mesurer ce « flairage », il désigne un olfactomètre à faire pâlir les équipes du monde entier, que Bernard Bertrand, technicien du laboratoire, lui a concocté. « Des électrovannes déclenchent, à la milliseconde près, les odeurs à diffuser au moment précis du flairage du sujet-test », explique Moustafa Bensafi. Alors qu'avec d'autres dispositifs, non seulement on ne peut être certain que le sujet inspire au bon moment l'odeur présentée, mais en plus on le contraint à le faire par la bouche ! Pas vraiment proche des conditions naturelles… « À partir de mesures du débit de flairage, du temps d'inspiration, de l'intensité de celle-ci, on peut définir la notion de plaisir olfactif. » De grands industriels de la parfumerie, comme l'Oréal, avec lesquels le jeune chercheur a déjà travaillé, y voient déjà d'intéressantes applications…

 

Charline Zeitoun

 

Du côté de l'audition… et du téléphone

 

Dans ce laboratoire lyonnais, également spécialisé dans l'audition, Annie Moulin s'est intéressée au téléphone portable dans le cadre d'un contrat européen. Elle a mesuré l'effet chronique des ondes de téléphonie mobile GSM sur les organes internes de l'audition. Résultat : pas de différence entre des sujets témoins et une population utilisant l'appareil trente minutes par jour en moyenne. « Mais nous n'avons pas assez de recul sur ce moyen de communication, commente la chercheuse. Les personnes testées n'utilisent le mobile que depuis quatre ans au maximum… » Seconde expérience : des mesures audiométriques classiques sur des personnes soumises aux ondes GSM pendant dix minutes d'affilée. « Là aussi, nous n'avons trouvé aucun effet toxique. Il serait intéressant d'augmenter le temps d'exposition, mais cela poserait des problèmes éthiques. » Affaire à suivre…

C. Z.

 

CONTACT : Annie Moulin amoulin@olfac.univ-lyon1.fr

 

 

Notes :

1. À la recherche du temps perdu, Marcel Proust.
2. Laboratoire CNRS / Université Lyon-I.
3. Le dogme selon lequel les neurones se forment uniquement pendant la période embryonnaire est en effet largement remis en question depuis une quinzaine d'années.
4. La bromodésoxyuridine.
5. 1 ml de composé « odeur banane » pur (ISO) dans 1 m3 d'eau.
6. Mesure des potentiels d'actions par EOG (électro-olfactogramme).
7. En collaboration avec Geneviève Demarquay, de l'hôpital neurologique Pierre Wertheimer, à Lyon.
8. En collaboration avec Jang Tao, du Centre européen des sciences du goût, à Dijon.

Contact

Laboratoire « Neurosciences et systèmes sensoriels », Lyon

> François Jourdan
jourdan@olfac.univ-lyon1.fr

> Patricia Duchamp-Viret
pduchamp@olfac.univ-lyon1.fr

> Jean-Pierre Royet
royet@olfac.univ-lyon1.fr

> Moustafa Bensafi
bensafi@olfac.univ-lyon1.fr


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