Réception du système olfactif, transduction et voies cérébrales

Le sens de l'odorat des animaux, qui fonctionne conjointement avec celui du goût, remplit des fonctions très importantes: il détecte la présence d'aliments et informe sur les conséquences possibles de leur consommation, contribue aux changements physiologiques de la digestion et suscite même des réponses. vers les membres de la même espèce à travers les phéromones.

Dans cet article, nous allons décrire les principaux aspects du système olfactif, à la fois structurellement et fonctionnellement. Pour ce faire, nous examinerons 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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Les récepteurs olfactifs

Le nez, structuré à partir d'os ethmoïde et de tissu cartilagineux, constitue la partie externe du système olfactif humain. Les ouvertures des narines permettent à l’épithélium olfactif, situé dans la partie supérieure ou au plafond de la cavité nasale, d’atteindre les molécules odorantes (également appelées «substances odorantes») lors de l’inhalation d’air..

L'épithélium olfactif est composé de couches de tissu recouvertes de mucus, présentes dans toute la cavité nasale. Elles ont pour fonction de dissoudre les molécules odorantes et de retenir les particules potentiellement dangereuses pour les poumons. C'est ici, dans la couche de mucus du tissu épithélial, où ils se trouvent cellules moléculaires du récepteur d'odeur.

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

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

Plus de mille types de neurones recevant des molécules odorantes ont été découverts car les récepteurs sont hautement spécialisés, de sorte que chacun transmet des informations à partir d'une seule classe d'odorants..

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Transduction de l'information

La transduction sensorielle commence lorsque les molécules odorantes transportées par l'air sont inhalées et ils se dissolvent dans le mucus de la cavité nasale. Une fois que cela est arrivé, les récepteurs situés dans les pôles apicaux des neurones olfactifs détectent les substances odorantes..

Lorsque les cils du récepteur, de type métabotrope, capturent et retiennent une molécule odorante, active un système de seconds messagers qui dépolarise le neurone. Cela déclenche des potentiels d'action du corps de la cellule qui seront transmis par l'axone.

Comme nous l'avons dit, les axones de les neurones olfactifs synaptan avec les dendrites de 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: les cellules mitrales et en boule, qui projettent des signaux olfactifs vers les régions supérieures du cerveau et les interneurones inhibiteurs périglomérulaires modulant la fonction des deux autres types.

Le système olfactif principal

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

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

À partir de ces zones, les informations olfactives sont transmises au noyau dorsomédial du thalamus, où elles atteindront le cortex orbitofrontal préfrontal. Dans cette région, la prise de décision et le traitement des émotions, la perception et la discrimination des odeurs ont lieu.

Le cortex orbitofrontal reçoit également une stimulation gustative; Avec l'odorat, cela permet de percevoir les saveurs. Parfois, on parle de "système chimiosensoriel" pour désigner ensemble les sens de l'odorat et du goût, très proches d'un point de vue neurofonctionnel.

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L'accessoire olfactif ou système 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 à la base des ethmoids.

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 de la libération d'hormones, elle intervient donc dans les fonctions de base telles que la soif, la faim, la sexualité ou la régulation de la température.

Le système voméronasal est lié aux comportements et aux réponses physiologiques dus à une interaction avec des membres de la même espèce. Il joue un rôle fondamental dans la reproduction, l’agressivité et le comportement social de nombreux animaux, mais il n'est pas clair qu'il reste fonctionnel chez l'homme.

Quand on parle de système olfactif accessoire, il convient de mentionner le rôle des phéromones, composés chimiques sécrétés par des êtres vivants qui ne sont capturés que par des animaux de la même espèce et perçus par l’organe voméronasal..