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205. NEUROSCIENCES

Le chemin de l’odorat à la perception est enfin tracé

Résumé : Une nouvelle carte cérébrale trace la façon dont l’information sensorielle est acheminée entre les zones de traitement olfactif du cerveau.

Source: CSHL

Notre odorat a un effet puissant sur notre comportement et nos émotions. Les arômes peuvent évoquer des souvenirs vifs du passé ou nous avertir d’un feu couvant. Pourtant, pour les neuroscientifiques, l’odorat reste le plus mystérieux de nos cinq sens.

 

Une fois que le nez détecte quelque chose, comment le cerveau détermine-t-il ce que cela signifie? Les scientifiques n’en sont pas sûrs. Pour les aider à le comprendre, les chercheurs du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) Florin Albeanu, Alexei Koulakov et Anthony Zador ont créé une nouvelle carte complète des circuits olfactifs du cerveau.

« C’est une question ouverte à ce stade, comment exactement nous traitons les odeurs », dit Albeanu. Quelles sont les caractéristiques de l’espace olfactif que le cerveau extrait et utilise pour créer des percepts d’objets olfactifs? Et quels sont exactement les mécanismes dans le cerveau ? »

Parce que les études précédentes sur le cortex olfactif n’ont pas réussi à trouver une organisation logique parmi les neurones, de nombreux neuroscientifiques ont soupçonné que les informations sur les odeurs étaient relayées au hasard dans le cerveau. Mais ces études ont examiné les modèles de connectivité de quelques dizaines de neurones seulement.

En utilisant de nouvelles technologies de cartographie cérébrale basées sur l’ADN développées dans le laboratoire de Zador, appelées MAPseq et BARseq, l’équipe CSHL peut tracer les chemins de plus de neurones de traitement olfactif individuels que jamais auparavant – des milliers dans le cerveau d’une seule souris. Grâce à leurs travaux, les scientifiques pourraient être en mesure de donner un sens aux circuits olfactifs et à leur logique sous-jacente.

La nouvelle carte montre comment l’information sensorielle est acheminée entre les parties du cerveau qui traitent les odeurs olfactives. Il s’agit notamment du bulbe olfactif, qui reçoit des informations sensorielles du nez, du principal centre de traitement des odeurs appelé cortex piriforme et de plusieurs autres régions du cerveau qui reçoivent des entrées du bulbe olfactif.

Dans le cortex piriforme, l’équipe a constaté que les neurones vers l’avant du cerveau avaient des schémas de connectivité différents de ceux de l’arrière.

« Au fur et à mesure que vous vous déplacez le long de cet axe, vous voyez le modèle de projection des neurones changer progressivement en termes de diffusion de l’information dans d’autres régions du cerveau », explique Koulakov.

« Cela est synchronisé avec la façon dont le bulbe olfactif se projette dans ces régions du cerveau, ainsi qu’aux mêmes endroits dans le cortex piriforme », explique-t-il. Chacun de ces « motifs de circuit » parallèles peut traiter différents aspects de l’information sur les odeurs.

 

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Les chercheurs ont utilisé la technologie de cartographie cérébrale, BARseq, pour étudier des centaines de neurones à la fois dans le bulbe olfactif de la souris. Dans cette section de tissu d’un bulbe olfactif de souris, différentes couleurs désignent différents neurones à code-barres. Crédit : CSHL

 

Cela rappelle ce que les neuroscientifiques ont trouvé dans d’autres parties du cerveau où les connexions et les emplacements des neurones correspondent à des caractéristiques spécifiques des entrées sensorielles comme les images et les sons. Dans le système auditif, la position des neurones le long d’un axe est liée aux fréquences sonores que nous entendons.

De même, dans le système visuel, la position des neurones transmet des informations sur l’emplacement d’un objet vu, entre autres caractéristiques, et différents circuits neuronaux sont adaptés aux emplacements et aux identités des objets (voies « où » vs « quoi »).

Les chercheurs disent que la carte olfactive pourrait offrir des percées vers « la dernière frontière des neurosciences sensorielles ». Ils suggèrent que cela indique l’existence de différents circuits neuronaux dédiés à l’évaluation de l’identité d’une odeur, à quel point elle est agréable, ou d’où elle vient, et comment agir sur elle.

« Cela nous place, nous et le terrain, d’une certaine manière, dans un état d’esprit très différent », dit Albeanu. « C’est un pas vers la compréhension de la nature du traitement olfactif. »

 

A propos de cette actualité de la recherche sur le traitement olfactif

Auteur: Samuel Diamond
Source: CSHL
Contact: Samuel Diamond – CSHL Image:L’image est créditée à CSHL

 

Recherche originale : Accès fermé.
" Le séquençage à haut débit de projections de neurones uniques révèle une organisation spatiale dans le cortex olfactif « par Florin Albeanu et al.Cell

 

Abstrait

Le séquençage à haut débit de projections de neurones uniques révèle une organisation spatiale dans le cortex olfactif

Faits saillants

· Le séquençage de codes-barres à haut débit révèle des projections de neurones olfactifs structurées

· Les projections des cellules mitrales vers le cortex piriforme et d’autres cibles sont interdépendantes

· Les projections du cortex piriforme vers d’autres régions cibles sont organisées le long de l’axe A-P

· Les projections de la cellule mitrale et du cortex piriforme forment des motifs de circuits triadiques appariés

 

Résumé

Dans la plupart des modalités sensorielles, la connectivité neuronale reflète des caractéristiques de stimulus pertinentes sur le plan comportemental, telles que l’emplacement spatial, l’orientation et la fréquence sonore. En revanche, l’opinion dominante dans le cortex olfactif, basée sur la reconstruction de dizaines de neurones, est que la connectivité est aléatoire.

Ici, nous avons utilisé des techniques neuroanatomiques basées sur le séquençage à haut débit pour analyser les projections de 5 309 neurones de sortie de bulbe olfactif de souris et de 30 433 neurones de sortie du cortex piriforme à une résolution unicellulaire.

Étonnamment, l’analyse statistique de cet ensemble de données beaucoup plus vaste a révélé que la connectivité du cortex olfactif est structurée spatialement.

Les neurones à bulbe olfactif unique ciblant un emplacement particulier le long de l’axe antéro-postérieur du cortex piriforme se projettent également vers des cibles extra-piriformes appariées, fonctionnellement distinctes. De plus, les neurones individuels du locus piriforme ciblé se projettent également vers les mêmes cibles extra-piriformes appariées, formant des motifs de circuits triadiques.

Ainsi, comme dans d’autres modalités sensorielles, l’information olfactive est acheminée aux premiers stades du traitement vers des cibles fonctionnellement diverses de manière coordonnée.

 

Novembre 2022