L'odorat est un sens fascinant par sa sensibilité et par sa subtilité à distinguer une multitude de molécules odorantes? la recherche scientifique essaye aujourd'hui de mieux le comprendre.

Perception des odeurs : de l'air au cerveau, des mécanismes complexes

On peut considérer que le système olfactif consiste en un vaste ensemble de détecteurs; chacun d'entre eux est chargé de signaler la présence d'une forme moléculaire particulière, qui peut être présente sur plusieurs molécules odorantes différentes. Les molécules odorantes, transportées par l'air, atteignent la muqueuse olfactive et après avoir traversé une couche de mucus, viennent se lier sur les neurones olfactifs, extrêmement sensibles. Le système olfactif a le pouvoir de distinguer les molécules odorantes grâce à un grand nombre de protéines réceptrices : "l'identification" de l'odeur sera faite par les différences de structures du couplage aux molécules odorantes.
Les molécules odorantes ont par ailleurs la propriété de présenter, à température ambiante, un grand nombre de conformations différentes qui agissent comme autant de stimuli distincts. Il existe donc un ensemble de protéines réceptrices activées pour une même molécule odorante.
De plus, pour pouvoir analyser cette somme d'informations, le système olfactif est organisé de façon particulière : les millions de neurones olfactifs convergent sur environ un millier de centres "intégrateurs" situés dans le bulbe olfactif du cerveau ; un neurone olfactif donné n'exprime qu'une seule protéine réceptrice et tous les neurones qui expriment la même protéine convergent vers le même centre intégrateur du bulbe olfactif.
Ainsi, l'odeur d'un composé résulte de l'ensemble des centres intégrateurs que ce composé peut activer par l'intermédiaire des différentes conformations de ses molécules odorantes.
Comme il existe environ un millier de centres intégrateurs, les possibilités de codage du système sont astronomiques : ainsi, si des molécules odorantes impliquent entre 4 et 10 centres intégrateurs, ce sont entre 1010 et 1023 combinaisons qui sont possibles !

La concentration : un critère essentiel

Un élément supplémentaire est important à prendre en compte : la concentration de la molécule odorante. A très faible concentration, "l'image" d'activation des centres intégrateurs n'est pas suffisamment différente du "bruit de fond" et l'information n'est pas détectable. A une concentration supérieure, on atteindra le seuil de détection : une odeur indéfinissable. A plus forte concentration encore, "l'image" devient nette et peut alors être comparée à une information déjà mémorisée : c'est le seuil de reconnaissance ou d'identification.
Chez l'homme, le répertoire des protéines réceptrices est moins riche que celui des animaux, ainsi que le nombre de neurones détecteurs, ce qui explique notre moindre sensibilité olfactive. De plus, notre équipement en protéines réceptrices est dépendant de facteurs génétiques ce qui se traduit par une variabilité du comportement de chacun face aux composés odorants, tant au niveau du seuil de détection que dans l'appréciation de la similitude entre des odeurs ou que dans l'évolution de la perception en fonction de la concentration. Une forte similitude d'odeur entre deux stimuli reflète très probablement le fait que les canaux d‚information activés sont en grande partie identiques.
La capacité qu'a notre système olfactif d'osciller entre une impression globale et une finesse de détection est une caractéristique intrinsèque. Ce système olfactif est versatile et peut gérer la nouveauté. De même, de petites modifications structurelles d'une molécule odorante peuvent induire des variations importantes dans l'odeur évoquée. Enfin, l'odeur d'un mélange n'est pas simplement la somme des odeurs de chacun des composants : le mélange se comporte comme une nouvelle odeur à part entière.

Un double système pour aider à la reconnaissance des odeurs

Pour être exhaustif, il serait nécessaire d'aborder la contribution d'un autre système sensoriel présent dans les cavités nasales : le système trigéminal dont l'information se combine à celle de l'information olfactive proprement dite, pour établir les caractéristiques de l'odeur. D'autre part, les facteurs cognitifs modulent l'interprétation de l'information sensorielle ; ils dépendent de l'expérience du sujet dans le monde des odeurs.
C'est ainsi que l'apprentissage des odeurs est une tâche très ardue et longue pour le commun des mortels, pour espérer un taux de succès raisonnable dans la détection et la reconnaissance des odeurs, d'autant que, entre sens du flou et du non-dit, l'odorat intéresse plus le territoire de l'émotion que celui de la catégorisation. Le parcours du praticien est donc semé d'embûches dans le contexte de la détermination des performances d'un individu : l'odorat recèle encore nombre d'énigmes pour lesquelles les chercheurs portent toute leur attention.

Didier Trotier
Neurobiologie de l'olfaction et de la prise alimentaire