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Olfaction

L'olfaction ou l'odorat est le sens qui permet d'analyser les substances chimiques volatiles (odeurs) prĂ©sentes dans l’air.

L'odorat des canidĂ©s est rĂ©putĂ© ĂȘtre l'un des meilleurs parmi les mammifĂšres. C'est une des raisons qui expliquent qu'ils ont Ă©tĂ© trĂšs utilisĂ©s comme chien de chasse, de garde ou de sauveteur.

L'olfaction est un sens vital pour de nombreuses espĂšces[1] ; il est par exemple utile ou nĂ©cessaire pour les activitĂ©s de recherche alimentaire (chasse, recherche de vĂ©gĂ©taux appĂ©tents, etc.), l’évitement des prĂ©dateurs, la localisation du lieu de nidification, ponte, reproduction, mise bas, etc., pour la reconnaissance et le marquage du territoire, pour la communication entre individus par messages olfactifs, pour la recherche de partenaires sexuels, et pour la pollinisation des fleurs, etc.

Ce sens est moins utilisĂ© chez l’ĂȘtre humain que chez de nombreux mammifĂšres pour lesquels il est prĂ©pondĂ©rant, nĂ©anmoins, l'odeur personnelle semble encore jouer un ou plusieurs rĂŽles chez l'humain en termes de communication non verbale[2], Ă  plusieurs Ăąges de la vie, avec des nuances notamment selon le sexe (Homme/Femme)[3], selon l'Ăąge ou selon les contextes socio-culturels[4] - [5].

L'olfactique est la science du langage des odeurs et de leur rĂŽle dans cette communication non verbale[6].

Chez les animaux (non humains)

Arthropodes

Les arthropodes se dirigent surtout par le toucher et par l'odorat, qui ont leur siĂšge dans des poils sensoriels. Ceux-ci sont creux et contiennent le prolongement d'un neurone sensitif.

Poissons

L'odorat du requin est le plus développé des animaux.

Oiseaux

La rĂ©alitĂ© de l'odorat des oiseaux a fait l'objet de nombreuses controverses. Aristote et Pline l'Ancien la reconnaissaient, mais Ă  l'Ă©poque moderne le consensus Ă©tait que cet odorat Ă©tait extrĂȘmement peu dĂ©veloppĂ©, malgrĂ© des arguments contraires dĂ©veloppĂ©s par Charles Waterton et Richard Owen Ă  la fin du XIXe siĂšcle et les exemples Ă©clairants de l'Urubu Ă  tĂȘte rouge et du Kiwi, en raisons d'expĂ©riences dont Kenneth Stager (en) ne montra les biais mĂ©thodologiques qu'en 1964. Les neurobiologistes soutenaient par ailleurs que les oiseaux, ayant un cortex Ă  peine Ă©bauchĂ©, ne pouvaient pas comme les mammifĂšres possĂ©der de grandes zones corticales dĂ©volues au traitement des informations olfactives. En rĂ©alitĂ©, de nombreuses espĂšces possĂšdent des cavitĂ©s nasales volumineuses tapissĂ©es d'une muqueuse olfactive reliĂ©e Ă  un bulbe olfactif de trĂšs grande taille. Depuis la fin du XXe siĂšcle, de grandes capacitĂ©s olfactives ont Ă©tĂ© dĂ©montrĂ©es, notamment chez les pĂ©trels, les albatros, les puffins, les pigeons voyageurs et mĂȘme les poules domestiques[7].

L'appareil olfactif est plus ou moins développé selon les familles d'oiseaux. Les bulbes olfactifs du Pétrel des neiges notamment, de la famille des Procellariidae, occupent un tiers de la masse cérébrale. Par l'enregistrement direct de la réponse neuronale des bulbes comme par l'observation des réponses physiologiques des individus, on sait que les vautours, les canards, les pigeons et les étourneaux perçoivent différentes odeurs et les distinguent[8].

Les oiseaux peuvent utiliser les odeurs[8] pour :

Chez certaines espĂšces, les sĂ©crĂ©tions de la glande uropygienne ont une odeur reconnaissable et diffĂ©rente d'un individu Ă  l'autre, ce qui permet la reconnaissance individuelle et intervient peut-ĂȘtre dans l'attraction de partenaires potentiels. C'est notamment le cas de certains canards, de nombreux pĂ©trels, des macareux et des huppes[8].

MammifĂšres non humains

L'odorat du chat est celui le plus développé des mammifÚres jusqu'à ce jour.

Applications

Des chiens ont Ă©tĂ© dressĂ©s avec succĂšs pour repĂ©rer Ă  l'odorat des gouttes de mercure par exemple piĂ©gĂ©es dans la moquette ou dans les fentes d'un plancher, des instruments contaminĂ©s, des puits, des Ă©gouts... Deux labradors ont ainsi en SuĂšde pu aider Ă  repĂ©rer 1,3 t de mercure collectĂ©es, dans les 1 000 Ă©coles ayant participĂ© au projet « Mercurius 98 »[9]. Aux États-Unis, un chien dressĂ© a permis de rĂ©cupĂ©rer t de mercure dans les Ă©coles du Minnesota[10].

Olfaction humaine

ReprĂ©sentation du bulbe olfactif et des nerfs olfactifs humains (en jaune). Le systĂšme olfactif est, avec l’ouĂŻe, l’organe des sens spatialement le plus proche du cerveau. Il est aussi le premier Ă  se former lors de l’embryogenĂšse

Importance

Coupe transversale de la cavité nasale humaine. En jaune : le bulbe olfactif et ses ramifications nerveuses

Chez l'ĂȘtre humain, l'individu est gĂ©nĂ©ralement naturellement capable de distinguer sa propre odeur, celle de son partenaire de couple et de certains de ses proches, et celles d'autres personnes[2], mais cette capacitĂ© peut ĂȘtre fortement dĂ©gradĂ©e par l'usage de dĂ©sodorisant de parfums ou de certaines pratiques d'hygiĂšne corporelle[2]. Le cerveau et d'autres organes (cƓur) continuent Ă  rĂ©agir Ă  certains stimuli olfactifs durant le sommeil[11]. Au troisiĂšme jour, le nouveau-nĂ© se montre capable de rĂ©agir Ă  l'odeur de sa mĂšre, Ă  celle du lait maternel (ou du lait artificiel s'il a commencĂ© Ă  ĂȘtre nourri avec ce lait prĂ©cocement) ou de rĂ©pondre par des mimiques diffĂ©rentes Ă  une odeur agrĂ©able (vaniline) ou dĂ©sagrĂ©able (acide butyrique)[12]. La plupart des Ă©tudes ayant comparĂ© les capacitĂ©s olfactives des hommes et des femmes ont conclu que les femmes sont plus douĂ©es que les hommes pour dĂ©tecter les odeurs, les identifier, les discriminer et les mĂ©moriser[3]. L'imagerie fonctionnelle et les Ă©tudes Ă©lectrophysiologiques vont dans le mĂȘme sens (quand des diffĂ©rences de sexe existent)[3]. Le cycle menstruel, la grossesse, la gonadectomie, et l'hormonothĂ©rapie substitutive influencent l'olfaction fĂ©minine. Bien que l'importance des phĂ©romones soit discutĂ©e chez l'ĂȘtre humain, il semble exister une relation complexe entre hormones de la reproduction humaine et la fonction olfactive[3].

Certaines odeurs peuvent aussi aider Ă  se concentrer sur une tĂąche difficile ; on a ainsi expĂ©rimentalement montrĂ© que la diffusion Ă©pisodique d'une odeur telle que celle de la menthe poivrĂ©e pouvait amĂ©liorer les rĂ©sultats d'un exercice difficile impliquant une double tĂąche (Dual-task) complexe, mais n'amĂ©liorait pas les rĂ©sultats Ă  un test facile[13]. Chez de nombreux animaux, l'odorat est bien plus important que pour l'ĂȘtre humain[1]. Ainsi, les corridors biologiques (y compris aquatiques) sont-ils pour de nombreuses espĂšces des corridors de parfums et d'odeurs. Ils sont d'ailleurs surtout utilisĂ©s de nuit ou dans la pĂ©nombre le matin et le soir. Le goĂ»t, qui permet de dĂ©tecter les substances chimiques en solution, est un sens proche de celui de l'odorat. Il n'existe d'ailleurs pas de distinction entre goĂ»t et odorat en milieu aquatique[14].

L'olfaction est plus active ou améliorée dans un air humide, chaud (ou « lourd »), car l'hygrométrie élevée permet aux molécules d'aérosols odorants de se conserver plus longtemps (ex. : parfums)[15].

MĂ©canisme

C'est dans la zone corticale préfrontale que le cerveau traite les informations concernant le goût et l'odeur

L’olfaction est la fonction sensorielle qui correspond Ă  la perception des substances odorantes. Il s'agit gĂ©nĂ©ralement de la perception consciente, qui peut ĂȘtre sollicitĂ©e par voie directe (flairage) ou par voie rĂ©tro-nasale. Cette fonction est assurĂ©e par la muqueuse olfactive qui couvre environ 10 % soit cm2 de la surface totale de la cavitĂ© nasale[14]. Des cellules glandulaires, prĂ©sentes dans la muqueuse et dans la sous-muqueuse, sĂ©crĂštent un mucus tapissant l'Ă©pithĂ©lium olfactif, ce qui assure un lavage permanent de la muqueuse.

Cette muqueuse olfactive est composée de neurones olfactifs primaires, bien plus sensibles que les gustatifs[14]. Ces neurones sont des neurones spécialisés bipolaires : ils présentent des cils à l'extrémité des dendrites qui baignent dans la couche de mucus tapissant la cavité nasale et qui aboutissent dans l'épithélium olfactif, un corps cellulaire situé dans le premier tiers de la muqueuse, et un axone communiquant avec le bulbe olfactif. Les neurones olfactifs, comme les neurones gustatifs, et contrairement aux autres neurones, se renouvÚlent constamment tous les un ou deux mois[14]. Contrairement à ce qui se passe chez les rongeurs, les cellules nerveuses du bulbe olfactif humain ne se renouvellent pas ou trÚs peu (moins de 1 % en 100 ans) (neurogenÚse adulte)[16] - [17].

Les molĂ©cules odorantes arrivent soit directement par diffusion dans le mucus, soit sont prises en charge par des protĂ©ines de transport (odor binding protein ou OBP) qui permettent aux molĂ©cules hydrophobes — majoritaires — de pĂ©nĂ©trer dans le mucus recouvrant l'Ă©pithĂ©lium, et ainsi d'atteindre les rĂ©cepteurs membranaires prĂ©sents sur les cils des neurones olfactifs. On pense que ces protĂ©ines de transports concentreraient les molĂ©cules odorantes sur les rĂ©cepteurs membranaires. En tant que ligands, les molĂ©cules odorantes se fixent sur des rĂ©cepteurs membranaires des cils ce qui dĂ©clenche une voie de transduction d'un stimulus faisant intervenir des protĂ©ines Golf (premier messager), l'enzyme adĂ©nylate cyclase, et l'AMPc (second messager). Le second messager provoque l'ouverture de canaux ioniques Ca2+/Na+ prĂ©sents sur la membrane plasmique du rĂ©cepteur olfactif, ces deux ions entrent alors dans la cellule. Le Ca2+ provoque l'ouverture d'un canal Cl−, la sortie de cet ion entraĂźne une dĂ©polarisation de la membrane de sorte que le rĂ©cepteur olfactif produit des potentiels d'action. Ces influx vont aller directement vers le bulbe olfactif, dans la rĂ©gion prĂ©frontale du cerveau, oĂč ces informations (et celles du goĂ»t) sont traitĂ©es par l'organisme.

Chaque type de rĂ©cepteur olfactif (400 diffĂ©rents types de protĂ©ines de rĂ©cepteurs olfactif sont rĂ©pertoriĂ©es[18]) semble possĂ©der une sensibilitĂ© particuliĂšre, qui recouvre partiellement, mais non totalement, celles des autres cellules. Cela signifie qu'une molĂ©cule dĂ©finie active un ensemble unique de rĂ©cepteurs (chacun de ces rĂ©cepteurs rĂ©pondant avec une intensitĂ© qui lui est propre). Les axones des neurones olfactifs portant le mĂȘme rĂ©cepteur convergent vers une mĂȘme structure synaptique (glomĂ©rule) localisĂ© au sein du bulbe olfactif. Cette activation « gĂ©ographique » se traduit ensuite par un motif spatiotemporel nerveux particulier au sein du bulbe olfactif et interprĂ©tĂ©e comme une odeur par le cerveau.

Principes de la Rétro-olfaction (en bleu) et ortho-olfaction (en violet) jusqu'à l'épithélium olfactif.

Les millions d'odeurs dĂ©tectables par l'humain sont chacune crĂ©Ă©es par une substance odorante structuralement distincte des autres. Pour ĂȘtre odorante, la substance doit avoir un poids molĂ©culaire compris entre certaines valeurs et ĂȘtre volatile. Le mĂ©canisme est encore assez mal connu, mais des progrĂšs considĂ©rables ont Ă©tĂ© accomplis ces derniĂšres annĂ©es dans sa comprĂ©hension[19] Ă  la suite de la dĂ©couverte des gĂšnes (plus de 1 000, soit 3 % des gĂšnes humains[14]) qui codent les protĂ©ines rĂ©ceptrices des odorants. Chaque neurone olfactif n'exprimant qu'un ou quelques-uns de ces gĂšnes, de nombreux rĂ©cepteurs olfactifs sont donc nĂ©cessaires. L'ĂȘtre humain est ainsi capable de percevoir des milliers voire des milliards de composĂ©s odorants grĂące Ă  un systĂšme de codage combinatoire reposant sur la sĂ©lectivitĂ© limitĂ©e des neurones rĂ©cepteurs olfactifs (en). Ces neurones exprimant un mĂȘme gĂšne de rĂ©cepteur olfactif transmettent tous leurs potentiels d'action Ă  une mĂȘme petite zone du bulbe olfactif[14]. Depuis qu'Homo sapiens existe, 60 % de ses gĂšnes olfactifs ont Ă©tĂ© perdus par inactivation gĂ©nique mais il lui en reste encore aujourd'hui 350 Ă  400 actifs[20].

L'odorat humain Ă©tait considĂ©rĂ© comme l'un des sens les moins dĂ©veloppĂ©s[21]. Au XIXe siĂšcle et jusque dans les annĂ©es 1970, les neuroanatomistes qualifiaient l'homme de microsmate (faible dĂ©veloppement des aires cĂ©rĂ©brales associĂ©es Ă  l'olfaction) du fait de son utilitĂ© moindre pour la survie (systĂšme olfactif vestigial, la bipĂ©die ayant Ă©loignĂ© le nez du substrat terrestre), et l'opposaient aux espĂšces macrosmates (rongeurs, canidĂ©s)[22]. La littĂ©rature scientifique considĂ©rait qu'il pouvait dĂ©tecter 10 000 odeurs diffĂ©rentes mais les Ă©tudes menĂ©es par des Ă©thologues comme Karl von Frisch depuis les annĂ©es 1970 ont montrĂ© que l'homme possĂšde une discrimination qualitative des odeurs fine et multiple, s'effectuant sur des quantitĂ©s infinitĂ©simales[22]. Une Ă©tude en 2014 suggĂšre qu'il peut percevoir plus d'un billion (1 000 milliards) d'odeurs[23]. Ainsi, l'olfaction reste d'une grande importance dans la dĂ©termination consciente ou inconsciente de nos comportements. Il existe, en pratique, deux seuils perceptifs. Le plus faible correspond Ă  la dĂ©tection d'une odeur, mais que le sujet ne peut identifier. Le second seuil correspond Ă  l'identification de l'odeur en question. Certaines molĂ©cules, comme les thiols, se dĂ©tectent Ă  des taux beaucoup plus faibles que d'autres. Certains animaux sont capables de dĂ©tecter des molĂ©cules un milliard de fois plus diluĂ©es que le seuil de notre odorat. Enfin, il existe une prĂ©somption que certaines molĂ©cules (hormones, phĂ©romones) soient dĂ©tectĂ©es par le systĂšme olfactif, mĂȘme si leur perception ne se traduit pas en termes d'odeur « consciente ».

La perception d'une odeur résulte d'un stimulus trÚs rapide, presque instantané, qui comporte plusieurs informations, parmi lesquelles l'intensité et la qualité de l'odeur[24]. Au niveau de l'intensité, notre odorat se comporte comme pour la notion de chaud et de froid. L'intensité du signal est importante au début de la perception puis baisse progressivement avec l'adaptation. Sur le plan qualitatif, notre odorat fonctionne comme pour la notion de goût. Nous pouvons reconnaßtre, apprécier et classer la qualité d'une odeur, en nous basant sur des réponses instinctives et culturelles. Et pour échanger des descriptions d'odeurs, il est possible d'apprendre le champ des Odeurs comme langage commun.

Bien qu'empruntant des voies nerveuses distinctes, l'odorat et le goût sont étroitement liés et une grande partie de ce qu'on attribue au goût dépend en fait de l'odorat. Ainsi, si l'organe olfactif est congestionné à cause d'un rhume, les sensations de goût s'en trouvent considérablement réduites.

Aspects quantiques du mécanisme de l'odorat

Certains mécanismes de type clé (molécule odorante) - serrure (récepteur) sont connus et admis[25] mais, ils sont incomplÚtement compris, tout comme pour d'autres domaines impliquant des phénomÚnes de reconnaissance ligands-protéines ; ils ne suffisent pas à expliquer la performance et la rapidité de la réponse olfactive[26] (par exemple le mécanisme de l'olfaction ne semble pas altérer la composition chimique de la molécule odorante et la physique et la chimie classiques expliquent mal ce qui au sein d'un composant odorant active réellement le récepteur)[27].

Des effets quantiques semblent pouvoir expliquer (au moins en partie) l'efficience et la rapiditĂ© de l'olfaction (comme ils semblent aussi jouer un rĂŽle clĂ© dans les processus enzymatiques et de magnĂ©todĂ©tection)[27]. Malcolm Dyson en 1938[28] puis Wright en 1977[29] ont d’abord posĂ© l'hypothĂšse que les vibrations molĂ©culaires de la molĂ©cule odorante sont ce qui est dĂ©tectĂ© par le rĂ©cepteur (lequel pourrait ensuite par exemple transformer d’une certaine maniĂšre les variations thermiques d'un produit odorant en signal compris par le cerveau), mais cette hypothĂšse posait la question de savoir comment le rĂ©cepteur pourrait distinguer une fluctuation particuliĂšre alors que dans les cellules et tout organisme vivant tout fluctue thermiquement en permanence.

En 1996, Luca Turin suggĂšre que le rĂ©cepteur dĂ©tecte non pas les fluctuations thermiques, mais les vibrations mĂ©caniques quantiques de la substance odorante[30], un processus de ce type avait dĂ©jĂ  Ă©tĂ© observĂ© en 1968 comme moyen de transduction d'une signalisation par Lambe et Jaklevik[31] qui avaient mis en Ă©vidence un « tunnellisation inĂ©lastique d'Ă©lectrons » (IET) capable d'encoder des informations sur l'Ă©nergie molĂ©culaire (vibrations quantifiĂ©es ou phonons) dans le courant rĂ©sultant (une tunnelisation inĂ©lastique correspond Ă  une transition se faisant sans perte d'Ă©nergie pour l'Ă©lectron qui traverse une barriĂšre isolante (via l'effet tunnel), alors qu'il perd de l'Ă©nergie dans le cas de la transition Ă©lastique, cas de figure largement dominant)[27]. Un effet biologique de ce type est possible dans les rĂ©cepteurs du nez ; la rĂšgle d'or de Fermi vaut pour un transfert d'Ă©lectrons, l'odorant n'ayant alors qu'une prĂ©sence faiblement perturbatrice ; la cellule rĂ©ceptrice ne sentirait pas cet odorant, mais en quelque sorte l'entendrait (via des phonons, non pas par un systĂšme de type tympanique, mais par un systĂšme d'interactions se dĂ©roulant Ă  l'Ă©chelle atomique, relevant de la physique quantique et/ou de la chimie quantique[32]. Il suffirait que l'agent odorant frĂŽle le site de liaison du GPCR (barriĂšre isolante), qu'il s'y fixe briĂšvement via un systĂšme donneur/accepteur d'Ă©lectrons, permettant un transfert d'un Ă©lectron (causĂ© par l'effet perturbateur de la simple prĂ©sence de l'odorant). Si le transfert d'Ă©lectron est inĂ©lastique, il est discriminatoire et la molĂ©cule odorante peut ĂȘtre identifiĂ©e par son excitation phonon[27]. Ce modĂšle est compatible avec la reconnaissance de molĂ©cules chirales par l'olfaction[33] - [34].

Tester cette hypothĂšse est thĂ©oriquement assez facile, grĂące au fait qu'une vibration molĂ©culaire change en cas de substitutions isotopiques. En effet l'isotope a une taille/masse qui varie lĂ©gĂšrement, ce qui implique un changement vibratoire (sans modifier aucune autre propriĂ©tĂ© physique si l'isotope n'est pas Ă©galement aussi radio-actif). La substitution d'un seul atome de l'odorant par l'un de ses isotopes (atome d'oxygĂšne ou d'hydrogĂšne par exemple, remplacĂ© par l'un de leurs isotopes) doit alors changer l'odeur perçue par le sujet qui inhale l'odorant... diffĂ©rence qui pourrait difficilement ĂȘtre expliquĂ©e par les hypothĂšses non-quantiques).

La perception humaine des odeurs est cependant modulée par des facteurs subjectifs et culturels pouvant compliquer l'expérimentation. De plus les premiÚres expérimentations ont donné des résultats penchant tantÎt dans un sens, tantÎt dans l'autre :

  • en 1996, Haffenden et al. ont montrĂ© que notre odorat discrimine le benzaldĂ©hyde du benzaldĂ©hyde-d6[35] ;
  • en 2004, Keller & Voshall concluent par contre que notre nez ne discrimine pas l'acĂ©tophĂ©none et l'acĂ©tophĂ©none d-8[36] ;
  • en 2013, cette derniĂšre Ă©tude est contestĂ©e : ces isotopes sont en rĂ©alitĂ© bien diffĂ©renciĂ©s par le nez humain quand la puretĂ© des odorants a prĂ©alablement Ă©tĂ© vĂ©rifiĂ©e par chromatographie en phase gazeuse[37] ;
  • puis des Ă©tudes comportementales sur modĂšle animal : mouche Ă  fruits (Drosophila melanogaster[38] et abeille domestique (Apis mellifera)[39] ont clairement montrĂ© que ces insectes sont bien capables de distinguer les odorants isotopiquement substituĂ©s, mais il s'agit de modĂšles Ă©loignĂ©s de l'Homme, et le mĂ©canisme molĂ©culaire de cette diffĂ©rentiation n'a pas Ă©tĂ© expliquĂ© ;
  • en 2015 des doutes ont Ă©tĂ© Ă  nouveau soulevĂ©s par Zhuang et al. qui ont testĂ© l'un des quelque 390 types connus de rĂ©cepteurs olfactifs humains : «OR5AN1», connu comme « reconnaissant le musc ». Ils l'ont testĂ© par les moyens de la biologie molĂ©culaire in vitro en l'exposant Ă  de la muscone (deutĂ©rĂ©e et non-deutĂ©rĂ©e). Pour Ă©liminer tout processus subjectif, et tout risque de pĂ©rirĂ©ception et de post-reception, ils ont directement sondĂ© le processus d'activation de ce rĂ©cepteur. Les auteurs ont conclu que pour plusieurs odorants musquĂ©s les courbes dose-rĂ©ponse ne montraient aucune diffĂ©renciation entre les formes isotopiques des substances odorantes ayant une signification statistique[40] ;
  • en 2017, Jennifer C. Brookes note dans un article de type Review que l'Ă©tude de Zhuang & al. (Ă©voquĂ©e ci-dessus) n'a testĂ© qu'un seul rĂ©cepteur (sensible au musc) et en postulant que seules les vibrations C−H sont des signatures des spectres olfactifs. Or, selon Brookes (2017) au vu du corpus thĂ©orique disponible en 2007[32], il semblerait prĂ©fĂ©rable de tester les modes vibrationnels tels que C=O en remplaçant l'OxygĂšne par un oxygĂšne isotopique, ce qui impliquerait a priori des changements de forces plus significatifs, plus susceptibles de favoriser des effets tunnel pour les Ă©lectrons. Il est possible, et mĂȘme probable, toujours selon Brookes (2017) que les tests ciblant la deutĂ©ration du couple C–H ont portĂ© sur un mode de vibration qui n'est pas celui utilisĂ© par les rĂ©cepteurs odorants (la deutĂ©ration avait Ă©tĂ© explorĂ©e par Lin & Besohn en 1968)[41].

Modulation

Comme les autres sens, l'odorat peut ĂȘtre exacerbĂ© par l'attention. Son intensitĂ© dĂ©pend aussi du rythme circadien[42]. Il a ainsi Ă©tĂ© montrĂ© chez le rat de laboratoire que la performance de la rĂ©ponse neuronale Ă  une odeur varie selon l'heure[43] - [42]. Ainsi, chez le rat, une odeur rĂ©putĂ©e biologiquement neutre (huile de bois de cĂšdre, ou huile minĂ©rale) est un stimulus odorant mieux perçu en pĂ©riode de nuit subjective par l'odorat du rat que de jour subjectif, de mĂȘme pour une odeur biologiquement pertinente (alarme) telle que celle de l'urine du renard roux, l'un des principaux prĂ©dateurs potentiels du rat[42].

DĂ©veloppement

Dans les annĂ©es 1960, des recherches menĂ©es par le professeur Lipsitt ont permis de dĂ©montrer qu'il existe des capacitĂ©s de dĂ©tection et d'apprentissage des odeurs chez le nouveau-nĂ©. MĂȘme in utero, le systĂšme olfactif du fƓtus est un des premiers sens Ă  se mettre en place entre 11 et 15 semaines[44].

L'exposition du fƓtus aux substances odorantes transportĂ©es par le liquide amniotique lui donne une premiĂšre expĂ©rience olfactive qui est susceptible d'influencer ses prĂ©fĂ©rences aprĂšs la naissance[45].

ÉlĂ©ments anatomiques

Au niveau anatomique, le systĂšme olfactif est composĂ© de deux structures, le systĂšme olfactif principal dont la stimulation induit les sensations d'odeur et le systĂšme trigĂ©minal qui induit des sensations somatosensorielles (tactile, thermique, douleur, humiditĂ©)[46]. Il existe une troisiĂšme partie appelĂ©e « organe vomĂ©ronasal », qui est situĂ© en retrait dans l'orifice des narines. Chez l'homme, l'organe vomĂ©ronasal reste dans un Ă©tat rudimentaire car ses affĂ©rences nerveuses disparaissent dĂšs la 18e semaine de la vie embryonnaire. Il ne semble pas fonctionnel, mais son implication dans la dĂ©tection de phĂ©romones fait l’objet d’un vif dĂ©bat (Giorgi et al., 2000 ; Foltan et Sedy, 2009 ; Mast et Samuelsen, 2009). Chez de nombreuses espĂšces de vertĂ©brĂ©s cet organe sensoriel est liĂ© Ă  la perception des phĂ©romones pour sa reproduction ou le marquage de son territoire par exemple.

Troubles de l'odorat

Les troubles de l'odorat sont appelés dysosmies.

Anosmie et hyposmie

La perte de l'odorat est appelĂ©e anosmie, sa diminution substantielle est appelĂ©e hyposmie. Elle est le plus souvent due Ă  des traumatismes, Ă  certaines intoxications (saturnisme chronique par exemple pour les personnes ĂągĂ©es[47]) ou Ă  un virus (SARS-CoV-2, responsable de la COVID-19)[48] - [49] ou Ă  des infections mal soignĂ©es (rhinite aiguĂ«[50]
), mais peut aussi ĂȘtre d'origine gĂ©nĂ©tique ou congĂ©nitale ou faire suite Ă  la prise de certains mĂ©dicaments[51].
L'anosmie peut concerner toutes les odeurs ou seulement certaines d'entre elles (anosmies spécifiques). Elle est souvent accompagnée d'agueusie (son équivalent lié au goût), quoique cette diminution du goût soit constatée chez les gens ayant perdu l'odorat tardivement. Une perte d'odorat signale parfois que les sinus sont bouchés, notamment dans la maladie polypose naso-sinusienne.

L'anosmie est l'un des signes prĂ©curseurs de maladies neurodĂ©gĂ©nĂ©ratives, telle la maladie d'Alzheimer ou la maladie de Parkinson, ou d'autres problĂšmes diffĂ©rents des pertes sensorielles « normales », liĂ©es au vieillissement[52]. Il a d'ailleurs Ă©tĂ© constatĂ©, chez des souris de laboratoires modifiĂ©es pour produire naturellement des plaques amyloĂŻdes, reproduisant ainsi ce qu'on observe chez l'homme dans le cas de maladie d'Alzheimer, que la premiĂšre partie touchĂ©e par la dĂ©gĂ©nĂ©rescence du cerveau est celle qui est responsable de l'odorat de la souris (situĂ©e entre le centre du cerveau et le museau)[52]. Les premiers symptĂŽmes sont une chute rapide et sensible de l'olfaction, dĂ©tectĂ©s dĂšs les premiĂšres plaques, vers 3 mois (chez la souris modifiĂ©e)[52]. Un test olfactif pourrait donc ĂȘtre une des alternatives aux mĂ©thodes plus coĂ»teuses (scanner, etc.) de diagnostic prĂ©coce de la maladie d'Alzheimer »[52].

La perte d'odorat a des effets variés sur les gens qui en sont atteints : elle induit souvent une période de forte dépression, accompagnée de symptÎmes divers, dont un amoindrissement de l'appétit et de la libido et de l'excitation sexuelle notamment. Quand elle est sévÚre elle est associée à un risque accru d'accident domestique[53]

Un test efficace quels que soient l'ùge et la culture du patient et n'impliquant pas les capacités de mémoire est basé sur l'inhalation de parfums trÚs désagréables : Une personne normale bloque (par réflexe) sa respiration dÚs le début de l'inhalation, alors qu'un déficient olfactif inhalera plus longtemps avant de détecter l'odeur ou ne la détectera pas[54].

Hyperosmie

L'hyperosmie est une augmentation de la capacité olfactive, par exemple avoir la capacité d'identifier la derniÚre personne à avoir quitté une chaise grùce à son odeur. On retrouve ce symptÎme chez les personnes atteintes d'algie vasculaire de la face, de migraines, ou d'insuffisance surrénalienne chronique primaire.

Cacosmie

Trouble de l'odorat qui amÚne les patients à aimer ou percevoir des odeurs fétides, putrides ou réputées désagréables. La cacosmie peut avoir une origine physiologique (rhinite, sinusite, tumorale) ou psychologique. Souvent confondu avec la cacostomie qui désigne l'exhalaison d'odeurs désagréables. Celles-ci proviennent de troubles fonctionnels (de la bouche ou du systÚme digestif).

Parosmie

La parosmie est une distorsion d'une odeur vers une autre odeur, généralement désagréable.

Phantosmie

La phantosmie (ou fantosmie) est une odeur fantĂŽme qui survient sans qu'une source d'odeur soit prĂ©sente. Elle peut ĂȘtre agrĂ©able ou dĂ©sagrĂ©able.

Utilisations particuliĂšres

En France, des opĂ©rations « Nez de ClĂ©opĂątre » demandant Ă  des citoyens de noter leurs sensations olfactives Ă  la fenĂȘtre ou au balcon une fois par jour, ont permis de mieux suivre le trajet de certaines pollutions dans des villes industrielles (par exemple Calais), en cartographiant ces donnĂ©es, croisĂ©es avec celles de la mĂ©tĂ©o[55].

Bioinspiration : Des chercheurs tentent de s'inspirer de l'olfaction animale pour développer un nez artificiel[56].

Notes et références

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Voir aussi

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Articles connexes

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