Depuis leur découverte il y a plus de 100 ans, les neurones du bulbe olfactif du cerveau appelés cellules tuftées sont difficiles à étudier. La proximité étroite entre les cellules touffues et d’autres neurones appelés cellules mitrales a limité la capacité de disséquer l’activité de chaque neurone individuel. En exploitant des marqueurs génétiques fluorescents et de nouvelles technologies d’imagerie optique, les neuroscientifiques du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) ont pu comparer l’activité des neurones.
Le professeur agrégé du CSHL Florin Albeanu et le professeur adjoint Arkarup Banerjee ont découvert que les cellules en touffe sont meilleures pour reconnaître les odeurs que les cellules mitrales. Ils ont découvert que les cellules tuftées sont essentielles à l’une des deux boucles de circuits neuronaux parallèles qui aident le cerveau à traiter différentes caractéristiques olfactives. Les résultats aident à expliquer comment le cerveau absorbe les informations sensorielles qui influencent le comportement et les émotions.
Les chercheurs ont exposé des souris à diverses odeurs, de la menthe fraîche aux bananes sucrées, à différentes concentrations. Ils ont suivi simultanément l’activité neurale des deux types de cellules et ont découvert que les cellules en touffe surpassaient les cellules mitrales. Ils étaient plus rapides et meilleurs pour distinguer les odeurs. Ils ont également capturé une gamme plus large de concentrations. Bien que cela ait mis en lumière un nouveau rôle pour les cellules touffues, cela a également conduit à une nouvelle question sans réponse.
Si les cellules en touffe sont réellement meilleures pour reconnaître les odeurs, quelle est alors la fonction des cellules mitrales ? »
Florin Albeanu, professeur agrégé CSHL
Albeanu et Banerjee pensent que les cellules mitrales améliorent les odeurs importantes. Ils font partie d’une boucle de rétroaction neuronale qui peut aider un animal à donner la priorité, par exemple, à l’odeur de la nourriture ou d’un prédateur. En revanche, les cellules touffues font partie d’une deuxième boucle de rétroaction qui aide à traiter l’intensité et l’identité de l’odeur. Cela peut guider les animaux en localisant les odeurs dans l’environnement. Banerjee explique :
« Si vous ne pouvez pas dire si c’est élevé [intensity] contre faible [intensity], alors vous ne pouvez pas suivre une odeur. Il n’y a aucun moyen de savoir que vous vous rapprochez réellement de la source de l’odeur si vous ne pouvez pas faire la différence. »
Les deux boucles de circuits neuronaux offrent de nouvelles explications sur la façon dont le cerveau traite les informations sensorielles. À l’avenir, les nouveaux outils d’imagerie génétique et optique utilisés par l’équipe du CSHL, qui comprend le postdoc Honggoo Chae et l’étudiante diplômée Marie Dussauze, peuvent découvrir davantage de neurones sous-évalués impliqués dans le traitement sensoriel.
