Comment les souvenirs de l’odorat sont implantés dans le cerveau

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Des odeurs spécifiques rencontrées au début du développement postnatal peuvent devenir câblées dans le cerveau des mammifères si leurs connexions neuronales avec le bulbe olfactif ne sont pas élaguées, rapporte une nouvelle étude chez la souris.

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Il y a plus d’un siècle, Marcel Proust (1871-1922) décrivait le protagoniste français dans son roman À la recherche du temps perdu (d’abord traduit en anglais par Souvenir des choses passées, mais maintenant communément appelé À la recherche du temps perdu) tremper une madeleine dans une tasse de thé et avoir des flashbacks déclenchés par les arômes de sa jeunesse.

Vivre un « moment proustien » fait référence au phénomène d’avoir un parfum particulier qui évoque des souvenirs vifs d’un moment ou d’un lieu spécifique de son passé.

Comme Cretian van Campen l’explique dans le résumé de son livre de non-fiction, L’effet Proust : les sens comme portes d’accès aux souvenirs perdus :

« [This effect] se réfère à la revitalisation vivante d’événements du passé à travers des stimuli sensoriels. Beaucoup d’entre nous connaissent ces moments spéciaux où vous êtes surpris par un petit stimulus sensoriel (par exemple, l’odeur du savon de votre mère) qui évoque un souvenir intense et émotionnel d’un épisode de votre enfance. »

Comment ces souvenirs « proustiens » vivants des premiers stades du développement de l’enfance sont-ils gravés de manière permanente dans notre cerveau ? Une nouvelle étude basée sur l’olfaction (Aihara et al., 2021) chez la souris par des chercheurs de l’Université de Kyushu offre de nouveaux indices. Ces résultats en libre accès ont été récemment publiés dans la revue Rapports de cellule.

Les chercheurs de l’Université de Kyushu ont étudié les neurones olfactifs de souris et identifié comment la protéine BMPR-2 régule la stabilisation sélective de la ramification des neurones en renforçant les connexions neuronales associées à une odeur spécifique au début du développement.

La manière complexe dont BMPR-2 « ouvre la stabilisation dépendante de l’activité des dendrites primaires pendant le remodelage cellulaire mitral » est un processus à multiples facettes qui implique une protéine appelée LIMK et des neurotransmetteurs d’acide glutamique. Pour plus de détails sur le fonctionnement de tout cela, consultez les résultats en libre accès de l’article.

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Tout comme un jeune bonsaï non taillé avec une abondance de branches excessives, le bulbe olfactif commence par d’innombrables cellules mitrales qui attendent de transporter des informations olfactives du nez au cerveau via des branches neuronales (dendrites).

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La neuroplasticité en action : l’élagage neuronal coupe les dendrites olfactives inutilisées comme les branches de bonsaï

En utilisant une métaphore conviviale, les neuroscientifiques japonais décrivent les mécanismes impliqués dans l’élagage ou le renforcement sélectif des connexions neuronales impliquées dans le sens de l’odorat du cerveau au début du développement en tant qu’arbre « bonsaï biomoléculaire ».

D’une manière « à utiliser ou à perdre », seules les dendrites activées par une odeur spécifique forment des connexions fortes et durables, tandis que les dendrites inutilisées sont taillées ou coupées comme des branches en excès sur un bonsaï bien entretenu.

« Au début du développement neuronal, les neurones forment des quantités excessives de connexions qui sont progressivement éliminées au fur et à mesure que d’autres se renforcent », expliquent les auteurs dans un communiqué de presse du 15 juillet. « Comment les circuits neuronaux se remodèlent au fil du temps, en particulier au début du développement, est une question ouverte en neurobiologie. »

« À un stade précoce du développement de la souris, les cellules mitrales se connectent à plusieurs glomérules. Au fur et à mesure que le développement progresse, les branches en excès sont élaguées, et finalement chaque cellule mitrale établit une seule branche à un seul glomérule innervant pour une seule odeur », notent les auteurs. .

« L’une des principales raisons pour lesquelles nous utilisons des neurones olfactifs est qu’ils sont faciles d’accès et d’étude, et que les cellules mitrales ne développent qu’une seule branche », a déclaré le premier auteur Shuhei Aihara dans le communiqué de presse. « Lorsqu’un neurone olfactif détecte une molécule spécifique que nous sentons, il envoie le signal à une « station de passage » spécifique dans le bulbe olfactif du cerveau appelé glomérule. Ce signal est ensuite relayé au cerveau par les cellules mitrales. Une cellule mitrale reçoit des signaux. pour une odeur spécifique. »

« J’espère que ces nouvelles connaissances sur le développement neuronal pourront conduire à une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux derrière les fonctions cérébrales critiques et des traitements possibles des pathologies soulignées par un dysfonctionnement synaptique », a ajouté l’auteur principal Takeshi Imai.

« Notre prochaine étape consiste à trouver les facteurs qui favorisent l’élagage des dendrites, et nous voulons également voir si ce mécanisme dans le bulbe olfactif est fondamental dans tout le néocortex », a-t-il conclu.