Placez une tasse de café ou un vase avec des fleurs sur une table devant vous. L’odeur qui s’en échappera vous frappera aussitôt, puis se modulera inspiration après inspiration, avant de vous accompagner brièvement après sa dissipation. Que s’est-il passé? Quels mécanismes sensoriels et cérébraux se sont-ils mobilisés? Pour le savoir, des chercheurs de l’Université de Genève se sont livrés à plusieurs expériences, qu’ils relatent dans la dernière édition en ligne de la revue américaine Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ) .

La première expérience a consisté à enregistrer l’activité cérébrale de souris soumises à des odeurs. Des micro-électrodes ont été placées chez chaque animal sur une série de neurones spécialisés, les «cellules mitrales» du «bulbe olfactif». Puis une odeur du genre fruitée a été présentée, l’important étant qu’elle ait un contenu assez agréable pour éviter toute réaction d’évitement de la part des rongeurs (et des chercheurs…).

Différents cas de figure sont apparus. Certains neurones ont réagi et d’autres pas. Certains se sont activés vivement à la première inspiration avant de se calmer, alors que d’autres sont montés en puissance au cours de l’exercice. Il n’empêche: il est clairement apparu au total que le bulbe olfactif s’agitait d’une façon ou d’une autre à chaque inspiration. Mieux: il s’est avéré que cette partie du cerveau restait active même après la disparition de l’odeur. Un temps très bref si la présentation avait été très courte. Plus longtemps, jusqu’à plusieurs secondes, si le stimulus avait été plus long.

«Ce phénomène est connu dans les domaines visuels et auditifs, commente l’un des responsables de la recherche, Alan Carleton, ­professeur à la Faculté de médecine de l’Université de Genève. On parle ainsi de «persistance rétinienne» pour désigner le fait qu’une personne ayant fixé longuement une image continue un instant à la voir, de manière déformée, après avoir fermé les yeux. Nos travaux nous ont permis de constater l’existence d’un même effet dans le domaine olfactif. Ce qui est d’autant plus intéressant que l’odorat se distingue nettement de la vue et de l’ouïe, puisque ses stimuli sont de nature chimique quand les leurs sont de nature physique.»

Avant de conclure, les chercheurs de l’Université de Genève ont tenu à s’assurer que cette activité cérébrale était bien générée de manière interne, comme toute rémanence, et qu’elle ne provenait pas simplement de la perception d’un résidu d’odeur qui leur aurait échappé. Pour ce faire, ils ont mené une deuxième expérience. Ils ont recouru à l’imagerie cérébrale pour observer, grâce à un jeu de colorants, les entrées d’informations sensorielles passant du nez au bulbe olfactif. Objectif: s’assurer que ces transmissions cessaient bien au moment de la coupure du stimulus, et que l’activité électrique correspondante se poursuivait bien encore un court instant «toute seule» dans le cerveau. Ce qui s’est révélé être le cas.

Une troisième expérience a suivi pour confirmer une fois de plus l’existence de ce découplage entre stimulus et sensation. Les chercheurs ont profité du caractère transgénique de leurs cobayes pour les doter d’une sensibilité particulière à la lumière. Une lumière qui a le grand avantage de constituer une stimulation sensorielle extrêmement précise, puisqu’elle s’allume et s’éteint sur commande en la fraction de seconde la plus infime qui soit. Or, l’exercice n’a fait que confirmer les précédents résultats. L’activation des cellules mitrales a survécu un court instant à sa source.

«Cette étude est captivante, s’enthousiasme Marie-Christine Broillet, professeure au Département de pharmacologie et de toxicologie de l’Université de Lausanne. De nombreux travaux ont été menés au niveau du nez, plus précisément d’une muqueuse connue sous le nom d’épithélium olfactif, et ce, dans le but de mieux comprendre la détection des odeurs. Là, les chercheurs ont été plus loin en s’intéressant à une autre étape du processus, soit l’action du bulbe olfactif, qui est son premier relais dans le cerveau.»

Le mérite de l’étude ne s’arrête cependant pas là. «La recherche s’est déjà penchée sur des pro­blèmes complexes comme l’influence de la respiration sur ­l’odorat, continue Marie-Christine Broillet. Mais elle s’est concentrée jusqu’ici sur la première inspi­ration d’odeur. Ce qui signifie qu’elle nous a transmis des instantanés. L’équipe genevoise, elle, nous offre un film en continu, qui est beaucoup plus proche de la réalité puisque nous sommes en présence d’un phénomène profondément dynamique.»

La connaissance de ces mécanismes est susceptible de nous aider à mieux comprendre un jour comment notre cerveau traite les innombrables odeurs qui lui parviennent, notamment comment il les trie et comment il les mémorise, assure Marie-Christine Broillet. «Mais pour y par­venir, ajoute la professeure, ­beaucoup d’autres expériences devront être réalisées. L’odorat reste très mystérieux.»

«Cette étude nous offre un film en continu, qui est beaucoup plus proche de la réalité»