Système olfactif: réception, transduction et voies cérébrales

L'odorat des animaux, qui travaille en conjonction avec celui du goût, remplit des fonctions très pertinentes: il détecte la présence de nourriture et renseigne sur la conséquences possibles de sa consommation, contribue aux changements physiologiques de la digestion et provoque même des réponses envers les membres d'une même espèce à travers la phéromones.

Dans cet article, nous décrirons les principaux aspects du système olfactif, tant au niveau structurel que fonctionnel. Pour ce faire, nous passerons en revue le processus de perception des stimuli olfactifs, de la réception dans les neurones sensoriels de la cavité nasale au traitement cognitif dans le cortex orbitofrontal.

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Récepteurs olfactifs

Le nez, structuré à partir de l'os ethmoïde et du tissu cartilagineux, est la partie externe du système olfactif humain. Les ouvertures des narines permettent que lorsque nous inhalons de l'air les molécules odorantes (aussi appelés « odorants ») atteignent l'épithélium olfactif, qui est situé dans la partie supérieure ou le toit de la cavité nasale.

L'épithélium olfactif est composé de couches de tissu recouvert de mucus, qui se trouve dans toute la cavité nasale et a pour fonction de dissoudre les molécules odorantes et de retenir les particules potentiellement dangereuses pour poumons. C'est ici, dans la couche de mucus du tissu épithélial, qu'ils se rencontrent cellules réceptrices de molécules odorantes.

Ces cellules sont des neurones bipolaires spécialisés dans la réception de composés chimiques. Cette fonction a lieu au pôle apical du neurone, tandis que l'extrémité opposée, le pôle basal, synapta avec le bulbe olfactif traversant l'os connu sous le nom de lamina cribrosa, qui est situé à la base du cerveau.

Les bulbes olfactifs sont situés dans le cerveau lui-même, dans la partie inférieure des lobes frontaux. Ces structures font partie du système nerveux central, de sorte que les signaux du système olfactif n'ont pas besoin de passer par le thalamus, la "station relais" du reste des stimuli sensoriels, pour atteindre le cortex primaire.

Plus d'un millier de types différents de neurones récepteurs de molécules odorantes ont été trouvés depuis le les récepteurs sont hautement spécialisés, de sorte que chacun d'eux transmet des informations d'un seul type d'odorant.

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Transduction de l'information

La transduction sensorielle commence lorsque les molécules odorantes en suspension dans l'air sont inhalées et se dissoudre dans le mucus de la cavité nasale. Une fois cela réalisé, les récepteurs situés aux pôles apicaux des neurones olfactifs détectent les odorants.

Lorsque les cils récepteurs métabotropes capturent et retiennent une molécule odorante, un second système messager est activé qui dépolarise le neurone. Cela provoque des potentiels d'action à tirer du corps cellulaire qui seront transmis à travers l'axone.

Comme nous l'avons dit, les axones de les neurones olfactifs se synaptent avec les dendrites des neurones situés dans le bulbe olfactif. Cela permet la connexion indirecte entre l'épithélium olfactif et le cortex cérébral.

Les neurones récepteurs odorants établissent des connexions avec trois types de neurones différents dans le bulbe: cellules mitrales et sphériques, qui projettent des signaux olfactifs vers les régions supérieures du cerveau, et des interneurones périglomérulaires inhibiteurs, qui modulent la fonction des deux autres types.

Le système olfactif principal

Il existe une division anatomique et fonctionnelle entre le système olfactif principal et accessoire, également connu sous le nom voméronasal. Comme son nom l'indique, le système olfactif principal est plus pertinent pour la perception des odeurs que le voméronasal, bien qu'il joue des rôles caractéristiques.

Le système principal commence dans les cellules mitrales et dans la boule du bulbe olfactif qui envoient projections vers le rhinencéphale, un terme utilisé pour décrire les régions du cerveau liées à le sens de l'odorat. Le cortex piriforme, qui est situé dans la partie médiale du lobe temporal, est particulièrement important à cet égard.

De ces zones, l'information olfactive est transmise au noyau dorsomédial du thalamus, d'où elle atteindra le cortex préfrontal orbitofrontal. Dans cette région, en charge de la prise de décision et du traitement émotionnel, la perception et la discrimination des odeurs ont lieu.

Le cortex orbitofrontal reçoit également une stimulation gustative; Avec l'odorat, cela permet la perception des saveurs. On parle parfois de « système chimiosensoriel » pour désigner ensemble les sens de l'odorat et du goût, qui sont très proches d'un point de vue neurofonctionnel.

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Le système accessoire olfactif ou voméronasal

Contrairement au système olfactif principal, le vomeronasal ne contient que des cellules mitrales. Ceux-ci sont situés dans une région différenciée du bulbe olfactif: l'organe voméronasal, également appelé « bulbe olfactif accessoire » et est situé à la base de l'ethmoïde.

Ces neurones ne projettent pas de signaux vers le néocortex, mais vers l'amygdale et l'hypothalamus. L'amygdale est liée à l'apprentissage des émotions, en particulier négatives, tandis que l'hypothalamus est la structure clé dans la libération d'hormones, c'est pourquoi il intervient dans des fonctions de base telles que la soif, la faim, la sexualité ou la régulation de Température.

Le système voméronasal est lié aux comportements et aux réponses physiologiques qui se produisent en raison de l'interaction avec les membres de la même espèce. Il a un rôle fondamental dans la reproduction, l'agressivité et le comportement social de nombreux animaux, mais il n'est pas clair qu'il soit encore fonctionnel chez l'homme.

Lorsqu'on parle du système olfactif accessoire, il convient de souligner le rôle des phéromones, composés chimiques sécrétés par êtres vivants qui ne sont capturés que par des animaux de la même espèce et sont perçus à travers l'organe voméronasal.