Les molécules inhalées s'absorbent dans le mucus de l'épithélium nasal et se lient aux récepteurs olfactifs, déclenchant un code unique qui indique au cerveau ce qu'il sent.
Introduction
En parcourant les Black Hills du Dakota du Sud, vous tombez sur un peuplement de grands pins. Il pourrait s'agir de pins ponderosa, mais il est difficile de le dire simplement en regardant du sol. Que fais-tu? Une option consiste à mettre la vue derrière vous et à sentir leur écorce, à la recherche du parfum révélateur de la vanille ou du caramel au beurre.
Jusqu'à récemment, l'odorat humain était considéré comme quelque peu faible. Les scientifiques avaient précédemment estimé que les humains ne pouvaient distinguer que 10,000 2014 odeurs différentes. Cela peut sembler assez bon, mais une étude de 1 a révélé que nous pouvons en fait sentir jusqu'à XNUMX XNUMX milliards d'odeurs distinctes. Les humains s'appuient souvent davantage sur nos autres sens, en particulier la vision, pour comprendre le monde qui nous entoure. Mais l'odorat nous aide à nous rappeler des souvenirs, augmente notre goût des aliments, nous apporte de la joie (ou du dégoût) et peut nous alerter d'un danger.
Comment le nez capte-t-il les molécules de l'air et dit-il à notre cerveau ce que nous sentons ?
La stratégie
La majeure partie de l'air que nous respirons par le nez n'est pas du tout sentie – il se dirige directement vers les poumons et nous donne l'oxygène dont nous avons besoin. Sur son chemin cependant, une partie passe au-dessus d'une petite région située au sommet de la cavité nasale appelée épithélium nasal.
L'air autour des pins ponderosa contient des molécules libérées par l'écorce des arbres. Lorsque nous le reniflons, certaines de ces molécules sont absorbées dans une couche de mucus qui recouvre l'épithélium nasal. Le flux d'air à travers la cavité nasale peut en fait avoir un impact sur l'efficacité que les molécules absorbent dans le mucus. Plus nous reniflons fort, plus les molécules atteignent le mucus et plus nous sentons une odeur forte.
Diagramme
Lorsque l'air passe au-dessus de l'épithélium nasal, les molécules odorantes sont absorbées dans le mucus et stimulent les cellules réceptrices qui envoient des signaux aux glomérules, qui codent ensuite les informations basées sur l'odeur que le cerveau doit interpréter.
Le mucus lui-même a plusieurs fonctions importantes pour l'odorat. D'une part, il protège l'épithélium du dessèchement. Il contient également s qui se lient aux molécules odorantes. En partie, ces protéines aident à absorber les molécules hydrophobes qui seraient autrement repoussées par la membrane humide. Les protéines de mucus dégradent également les molécules pour ouvrir la voie à l'arrivée de nouveaux parfums. Et ces protéines transportent des molécules vers des cellules nerveuses spéciales appelées cellules réceptrices, où commence la véritable "odeur".
Là, les molécules responsables des odeurs se lient aux cellules nerveuses, qui se connectent directement au bulbe olfactif du cerveau juste au-dessus d'elles. Alors que nous pouvons enregistrer cinq types de goût (sucré, acide, salé, amer et umami), nous avons plus de 100 millions de cellules réceptrices olfactives qui se répartissent en environ 400 types.
Les scientifiques pensent que chaque type de cellule réceptrice est réglé pour reconnaître certaines molécules. Les récepteurs du même type se « branchent » sur la même jonction (appelée glomérule) du bulbe olfactif. Les scientifiques pensent que chaque odeur active des schémas spécifiques de cellules réceptrices, qui stimulent ensuite une combinaison unique de glomérules - comme la façon dont des combinaisons de lettres épellent différents mots - pour dire au cerveau ce qu'il sent.
La science plus récente montre que les glomérules n'épelent pas les mots en se basant uniquement sur les structures des molécules odorantes d'origine. En 2010, les chercheurs ont découvert que les enzymes du mucus transformaient certaines molécules en d'autres formes avant qu'elles ne se lient aux cellules réceptrices. Plus précisément, ils ont découvert que les enzymes du mucus modifient certaines molécules responsables des odeurs qui contiennent et s en acides et alcools. En conséquence, les signaux olfactifs envoyés au cerveau représentent une combinaison des molécules d'origine et modifiées par le mucus.
Le potentiel
Nous utilisons déjà des détecteurs pour identifier les dangers chimiques aéroportés tels que la présence de monoxyde de carbone et de gaz ammoniac. Cependant, chaque technologie se limite souvent à «sentir» une ou quelques molécules car elles nécessitent un type de capteur particulier. Imiter la gamme complète de détecteurs d'odeurs derrière notre odeur et celle des autres animaux pourrait conduire à une intelligence artificielle capable de détecter des milliers, voire des millions, d'odeurs.
Les réfrigérateurs peuvent être équipés de capteurs qui identifient la détérioration des aliments pour prévenir les maladies. Au lieu de former des personnes et des chiens de recherche pour trouver des drogues illégales ou des explosifs, des détecteurs placés autour des aéroports pourraient faire le travail. Les moniteurs écologiques pourraient sentir les phéromones des espèces animales pour suivre leur emplacement et leurs schémas de migration. Imaginez combien de vies pourraient être sauvées si un appareil portatif sentait simplement les tumeurs cancéreuses ?
