Vidéo: Nerf olfactif

Pour apprécier la beauté de la vie, on dit qu'il faut s'arrêter et humer les roses… Mais vous imaginez si vous ne pouviez rien sentir ? Ça pourrait paraître anodin au premier abord, mais cela pourrait vous affecter bien plus que vous ne le pensez. L'odorat est également lié à nos souvenirs et à nos émotions. Le comportement et les liens affectifs sont bien plus influencés par les odeurs que nous le pensons.

Apprenons-en davantage sur les structures qui se cachent derrière tout cela maintenant, dans ce tutoriel sent-sationnel sur le nerf olfactif.

Les nerfs crâniens sont traditionnellement décrits comme un ensemble de 12 paires de nerfs provenant directement du cerveau et innervant différentes parties de la tête, du cou et du torse. Ils sont numérotés de 1 à 12, le nerf crânien numéro 1 étant le nerf olfactif, responsable de l'odorat.

L'odorat est l'un des cinq sens spécifiques et, à l’instar du goût, implique la transformation de stimuli chimiques en signaux électriques. Dans le cas de l'odorat, ces stimuli chimiques sont appelés substances odorantes. Il existe des milliers de substances odorantes différentes qui, combinées, peuvent engendrer la perception de jusqu'à mille milliards d'odeurs distinctes.

Bien que les humains ont évolué pour dépendre fortement de la vue et de l'ouïe, notre capacité à détecter ces odeurs influe tout de même certaines de nos réactions, nos émotions, nos souvenirs et même nos prises de décision. Contrairement à l'idée reçue selon laquelle les humains auraient un odorat médiocre par rapport à d'autres animaux comme les chiens ou les rongeurs, des recherches récentes en neurosciences olfactives montrent que nous sommes en réalité plutôt doués pour reconnaître et distinguer les odeurs, bien mieux que nous le pensions.

Commençons donc à explorer le nerf olfactif.

Il débute dans une zone relativement petite du plafond des fosses nasales, appelée partie olfactive de la muqueuse nasale, une zone de 3 centimètres carrés où sont détectées les odeurs. Ces substances odorantes consistent soit de molécules en suspension dans l'air, inhalées par les narines, soit de molécules qui remontent du pharynx lors de l'alimentation. Il contient un tissu spécialisé appelé épithélium olfactif, composé de trois principaux types de cellules : les neurones sensoriels olfactifs, les cellules épithéliales de soutien et les cellules basales.

Les neurones sensoriels olfactifs sont des neurones bipolaires modifiés dotés d'une seule dendrite terminée par plusieurs minuscules extensions capillaires, appelées cils olfactifs, qui se projettent dans la fosse nasale. C'est dans ces cils que les odeurs sont détectées et transformées en signaux électriques.

Nous allons examiner cela de plus près dans une seconde.

Les axones des neurones olfactifs se regroupent pour former une vingtaine de faisceaux de fibres olfactives qui pénètrent dans la cavité crânienne par de minuscules passages dans la lame criblée de l'os ethmoïde. Les neurones sensoriels olfactifs ont la particularité, contrairement aux autres populations neuronales, d'être continuellement remplacés pendant la majeure partie de l'âge adulte et ce jusqu'à un âge avancé.

Les neurones sensoriels olfactifs sont entourés de cellules épithéliales de soutien aux fonctions variées. Certaines jouent un rôle similaire à celui des cellules gliales : elles fournissent aux neurones sensoriels olfactifs un soutien métabolique et physique. D'autres phagocytent les débris des neurones et cellules sensoriels olfactifs morts, tandis que d'autres encore sont capables de décomposer certaines substances chimiques organiques ainsi que les molécules potentiellement nocives qui pénètrent dans la fosse nasale.

Le dernier type cellulaire de l'épithélium olfactif est composé des cellules basales, beaucoup plus petites et situées près de la lame basale. Leur rôle principal est de servir de cellules précurseurs, qui se différencient pour remplacer les neurones sensoriels olfactifs ainsi que les cellules épithéliales de soutien.

Vous aurez également remarqué ces structures tubulaires pénétrant l'épithélium olfactif. Ce sont les glandes olfactives, communément appelées glandes de Bowman. Celles-ci produisent un flux continu de sécrétions riches en protéines sur la surface olfactive, servant à piéger ou solubiliser les substances odorantes afin qu'elles soient présentées à des récepteurs spécialisés situés sur les cils olfactifs.

Une fois qu'une odeur a été détectée et transduite, les signaux neuronaux transportant cette information voyagent le long des axones des neurones sensoriels olfactifs, qui forment des faisceaux de fibres traversant de minuscules trous dans la lame criblée de l'os ethmoïde. Ces faisceaux de fibres sont appelés filets olfactifs.

Les axones se terminent dans le bulbe olfactif, une extension rostrale du cerveau située sous le lobe frontal. Ils y font synapse dans des structures spécialisées appelées glomérules olfactifs. Chaque glomérule contient des milliers de terminaisons de neurones sensoriels olfactifs qui font synapse avec un nombre beaucoup plus restreint de neurones de projection de second ordre appelés cellules mitrales.

Autour des glomérules olfactifs se trouvent des populations de neurones inhibiteurs appelés cellules périglomérulaires. Ces cellules servent principalement à moduler le glomérule olfactif, mais aussi à calmer les glomérules voisins en inhibant les cellules mitrales voisines. Cela agit comme un filtre initial pour les signaux olfactifs, contribuant à accentuer les odeurs fortes et à bloquer les odeurs non pertinentes.

Les cellules granulaires offrent un second niveau d'inhibition, permettant d'affiner davantage l'entrée olfactive. Les cellules mitrales excitent les cellules granulaires, qui inhibent ensuite les neurones voisins. C'est ce qu'on appelle l'inhibition latérale. Elle permet d'affiner la perception olfactive en augmentant le contraste entre les signaux.

Par ailleurs, les cellules granulaires peuvent également inhiber la cellule mitrale qui les a initialement excitées, réduisant ainsi leur réactivité aux odeurs prolongées. Cette rétro-inhibition contribue à l'adaptation olfactive, ce qui explique pourquoi les odeurs deviennent moins perceptibles avec le temps.

Les cellules granulaires sont également modulées par les fibres centrifuges du cerveau et du tractus olfactif controlatéral, mais nous examinerons cela de plus près un peu plus tard dans le tutoriel.

Depuis le glomérule olfactif, les axones des neurones de projection transportant les signaux olfactifs quittent le bulbe olfactif et forment une bande nerveuse appelée tractus olfactif. Sur toute la longueur du tractus olfactif, certains axones des neurones de projection font synapse avec des neurones olfactifs de troisième ordre dans une région appelée région rétrobulbaire, également appelée noyau olfactif antérieur.

Cette région régule et module l'activité olfactive par diverses voies. Elle renvoie des fibres vers les cellules granuleuses du bulbe olfactif ipsilatéral, ainsi que vers celles du bulbe olfactif controlatéral, via une voie appelée strie olfactive médiane, permettant la communication entre les voies olfactives gauche et droite.

Les fibres restantes du noyau olfactif antérieur sont dirigées vers le cerveau. À ce niveau, le tractus olfactif s'aplatit et se dilate pour former ce que l'on appelle le trigone olfactif, après quoi les fibres olfactives se dirigent latéralement et forment la strie olfactive latérale.

De là, ces fibres se projettent vers plusieurs zones corticales, toutes impliquées dans différents aspects de l'olfaction. Il est intéressant de noter qu'il s'agit de la seule voie sensorielle qui ne passe pas par le thalamus.

Les premières fibres à quitter la strie olfactive latérale sont celles qui se dirigent vers cette structure-ci, le tubercule olfactif, situé juste en avant, ou rostral, de la substance perforée antérieure. On ne pense pas qu'il soit impliqué dans un traitement fin de l'information olfactive, mais plutôt dans les réponses liées aux aspects de l'olfaction liés à la récompense, comme la façon dont certaines odeurs peuvent déclencher des sentiments de plaisir ou d'aversion et influencer nos comportements.

Un grand nombre de fibres du tractus olfactif sont dirigées vers le cortex piriforme, la plus grande aire corticale olfactive. Il correspond en grande partie au gyrus ambiens, qui fait partie de l'uncus du lobe temporal, avec une légère extension sur la face caudolatérale du lobe frontal. Il s'agit de la principale aire corticale du traitement olfactif conscient ; elle responsable de la discrimination et de la reconnaissance des odeurs.

D'autres fibres du tractus olfactif et du cortex piriforme sont également dirigées vers plusieurs autres structures telles que la partie olfactive ou corticale du corps amygdaloïde, des parties du lobe limbique comme le cortex entorhinal qui est situé au niveau du gyrus parahippocampique, ainsi que l'hippocampe et l'hypothalamus.

Ces connexions permettent aux signaux olfactifs d’aller au-delà de la reconnaissance de base et de s’étendre aux centres liés aux réponses émotionnelles ou physiologiques à l’odorat, comme la salivation ou les nausées, ainsi qu’à la formation de souvenirs ou d’associations olfactives.

Par exemple, l'odeur d'un gâteau fraîchement sorti du four vous rappelle votre tante préférée qui vous gavait de délicieux gâteaux quand vous étiez enfant. Ou, à l'inverse, l'odeur d'un aliment qui vous a rendu malade par le passé vous donne la nausée quand vous le redécouvrez. Cela renforce le lien unique entre l'odorat, la mémoire et l'émotion dans l'olfaction.

Avant de conclure ce tutoriel, j’aimerais mentionner une dernière aire corticale : le cortex orbitofrontal. Il remplit plusieurs fonctions et reçoit des fibres de nombreuses régions différentes. Cependant, les plus intéressantes pour nous aujourd'hui sont celles provenant du cortex gustatif, lié au goût, et du cortex olfactif, lié à l'odorat. Cette convergence permet au cortex orbitofrontal de combiner les signaux gustatifs et olfactifs pour créer la perception de la saveur.

Il est également important de noter que les fibres efférentes ou centrifuges se projettent des régions supérieures mentionnées précédemment vers le bulbe olfactif. Ces fibres régulent l'activité des cellules mitrales et granuleuses du bulbe olfactif et contribuent à moduler la sensibilité aux odeurs, à affiner le traitement du signal et à soutenir l'apprentissage et la mémoire olfactifs.

Et voilà ! Nous avons fini d’explorer l'anatomie du nerf olfactif et de ses voies. Des minuscules faisceaux nerveux de nos fosses nasales aux voies complexes qui transmettent les signaux olfactifs au cerveau, nous avons vu comment l'odorat façonne notre perception, notre mémoire et même nos émotions.

Apprenez-en plus sur ce sujet et consolidez vos connaissances dès maintenant avec notre sélection d’articles et quiz. À la prochaine, et bonnes révisions !