Comment notre cerveau reconnaît les odeurs

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Lorsque j’écris que l’odorat est le plus puissant et le plus évocateur des sens, je le fais avec une profonde conviction. C’est aussi le plus mystérieux. Et l’affirmer n’a rien de poétique ou d’esthétique. En effet, si les mécanismes de la vue et de l’ouïe sont clairs pour les chercheurs, il n’en va pas de même pour l’odorat. En 2020, une étude menée par l’Institut italien de Technologie de Rovereto et l’Université Harvard de Boston a été publiée dans Nature, dans laquelle le mécanisme utilisé par notre cerveau pour distinguer les odeurs a été identifié.

Un point essentiel est que l’on ne peut pas dire quelle est l’odeur d’une molécule en regardant simplement sa structure chimique. Cette observation n’est qu’apparemment banale et n’est pas immédiatement compréhensible. Il s’agit essentiellement de savoir comment et si nous pouvons choisir entre la discrimination olfactive et la généralisation en fonction de nos experiences subjectives.

Je vais essayer d’entrer un peu plus dans les détails.

L’étude italo-américaine, coordonnée par Bob Datta de la Harvard Medical School à Boston, a découvert comment cela se produit surtout lorsque les molécules odorantes ont des structures chimiques similaires. Deux groupes de recherche italiens du Centre des neurosciences et des systèmes cognitifs de l’IIT de Rovereto ont participé à l’étude. L’équipe de Giuliano Iurilli, qui est revenu en Italie grâce à la Fondation Armenise Harvard, et celle de Stefano Panzeri, coordinateur du Centre. Iurilli, l’un des créateurs de la recherche,

 L’équipe de Giuliano Iurilli, qui est revenu en Italie grâce à la Fondation Armenise Harvard, et celle de Stefano Panzeri, coordinateur du Centre. Iurilli, l’un des créateurs de la recherche, qui a servi de pont entre l’Italie et les Etats-Unis, explique :

« Nous avons développé des méthodes d’analyse ad hoc et constaté que, dans un premier temps, les neurones sensoriels du nez captent les molécules odorantes et les analysent presque comme le font les chromatographes, des machines qui décrivent avec précision les différences chimiques entre les différentes molecules.

Cette précision particulière concerne le premier décodage du stimulus olfactif qui a lieu dans le nez. La situation change lorsque l’information traitée ici est transmise au cerveau, dans une structure appelée cortex olfactif. Ici, la description des odeurs devient plus subjective et liée à la mémoire (l’expérience, donc) et ne respecte plus les différences chimiques.

Nous avons découvert que cela se produit parce que les expériences passées modifient la façon dont les neurones du cortex olfactif échangent les informations chimiques qu’ils ont reçues du nez », conclut Giuliano Iurilli, « Nous pouvons maintenant commencer à réfléchir concrètement à la façon de construire un cerveau artificiel qui fasse la même chose dans un robot ».

Cette étude est extraordinaire. J’aimerais en savoir plus, connaître les évolutions qui ont eu lieu au cours des quatre dernières années, comprendre si et comment ils ont commencé à créer un cerveau artificiel suffisamment complexe pour être capable de discriminer et de généraliser. Mais il me semble qu’un cerveau artificiel n’est pas doté d’émotions, d’expériences, de subjectivité. Pas même d’un cortex olfactif, en fait. Et comme les odeurs apportent avec elles et à nous, en un instant, des émotions et des souvenirs, je me demande comment il est possible, dans un contexte artificiel, de surmonter cela.

Enfin, les parfums et surtout les parfumeurs.

Des hommes et des femmes qui suivent un apprentissage spécifique pour « mémoriser » et ensuite identifier et reconnaître des centaines et des centaines d’odeurs (je fais en fait une estimation à la baisse de la quantité numérique). Comment perçoivent-ils les odeurs lorsqu’ils ne sont pas dans le laboratoire en train de créer mais, par exemple, dans une ville inconnue ? Dans un pays qu’ils n’ont jamais visité ? Comment leur cerveau crée-t-il des cartes olfactives pour orienter leur odorat ? Ce sont des questions que je me pose par un après-midi italien torride, mais qui me semblent également curieuses et intéressantes d’un point de vue scientifique.

Je chercherai des réponses appropriées et je les écrirai ensuite avec grand plaisir.