Notre sens de l’orientation est-il lié à notre odorat ?

De récentes recherches suggèrent que la principale fonction de l’olfaction est la navigation. Selon cette « hypothèse spatiale olfactive », notre odorat aurait évolué pour nous aider à nous repérer dans l’espace. S’inscrivant dans cette perspective, une étude canadienne a souhaité mettre en lumière le lien entre nos facultés à identifier des odeurs et notre mémoire spatiale. L’occasion de découvrir si avoir un sens olfactif très développé nous aide davantage à nous repérer dans l’espace…

Alors que la vision et l’audition ne sont pas présentes chez tous les animaux, la plupart d’entre eux utilisent les odeurs pour s’orienter, trouver de la nourriture et éviter les prédateurs. De plus, des scientifiques ont déjà mis en évidence que chez des mammifères, mais aussi des oiseaux, des reptiles ou des poissons, la taille du bulbe olfactif (ou son équivalent) covariait avec la taille de l’hippocampe. Par ailleurs, lorsque nous apprenons à trouver notre chemin, nous pouvons utiliser différentes stratégies, qui sollicitent des mécanismes mémoriels distincts. La mémoire spatiale repose sur un réseau de zones comprenant l’hippocampe et le cortex orbitofrontal médian (mOFC) ; elle implique l’apprentissage des relations entre les points de repère de l’environnement et la construction d’une carte cognitive. Cette stratégie diffère de celle qui consiste à établir des associations entre un stimulus et une réponse, dans le cas d’un itinéraire habituel (par exemple : « dès que je passe devant le bâtiment rouge, je tourne à gauche »). L’équipe de recherche, dirigée par V. Bohbot, du département de psychiatrie et de l’Institut universitaire en santé mentale (Université de McGill, Montréal, Canada), a émis l’hypothèse que l’identification olfactive serait spécifiquement associée à la stratégie de mémoire spatiale et non à celle de stimulation-réponse. Selon les scientifiques, dans un nouvel environnement, les animaux s’appuieraient davantage sur la première, parce qu’elle serait plus souple, plus adaptée.

Les auteurs de l’étude ont alors mis au point un protocole expérimental pour prouver que l’identification olfactive et la mémoire spatiale sont liées et que cette relation reflète des substrats neuronaux partagés. Pour évaluer la navigation, ils ont premièrement demandé à 57 participants hommes et femmes (âge moyen = 22.9) d’explorer, pendant 20 minutes, une ville virtuelle en parcourant ses différentes rues, et en prenant des repères (cinéma, école, magasins, piscine, etc.). Cette phase d’exploration a pour but de permettre aux sujets d’apprendre les relations entre les différents points de repère, c’est-à-dire de construire une carte cognitive. Précisons que les conditions expérimentales ne permettaient pas (volontairement) aux participants d’apprendre les trajets habituels entre chacun des points de repère. Ensuite, les chercheurs leur ont demandé de trouver les itinéraires les plus directs entre tels et tels points repères. Deuxièmement, les volontaires ont été engagés dans un labyrinthe virtuel, avec là encore, une phase d’apprentissage et une phase de sondage. Enfin, pour tester la corrélation entre leur mémoire spatiale et leur sens de l’odorat, chaque personne a dû identifier 40 odeurs différentes (par exemple : basilic, cannelle, fraise, etc.).

Les résultats indiquent que l’identification olfactive est spécifiquement associée à la mémoire spatiale. Grâce à la neuroimagerie, les scientifiques ont effectivement mis en lumière que l’épaisseur du cortex orbitofrontal médian, ainsi que le volume de l’hippocampe sont plus importants chez les personnes dont les sens olfactifs et d’orientation sont plus affûtés. Dans la mesure où l’implication de l’hippocampe dans l’odorat et la navigation était déjà scientifiquement avéré, les chercheurs ont souhaité examiner s’il en était de même pour le cortex orbitofrontal médian. Pour cela, ils ont étudié un groupe de 9 sujets atteints de lésions dans cette zone du cerveau. Ils ont découvert que ces patients présentaient des déficits dans les deux processus : ils avaient plus de difficultés à s’orienter et à identifier les odeurs.

L’hypothèse spatiale olfactive parait donc être effective dans cette nouvelle étude. Dès lors, ne serait-il pas intéressant de faire participer à cette expérience les personnes qui exercent les métiers de « nez », afin de « vérifier » leur (présupposé) excellent sens de l’orientation ?
Source : Louisa Dahmani, Raihaan M. Patel, Yiling Yang, M. Mallar Chakravarty, Lesley K. Fellows & Véronique D. Bohbot, « An intrinsic association between olfactory identification and spatial memory in humans », in Nature Communications, oct.2018.

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