Hier je vous ai donné une idée du fonctionnement du système qui interprète ce que détecte notre nez, au plan des odeurs.
    Aujourd’hui nous allons essayer de détailler un peu ce que fait le cerveau
    J’ai montré hier que l’aire primaire de l’odorat était le bulbe olfactif, où se trouvaient les axones provenant des neurones de l’odorat de la muqueuse nasale, rassemblés en glomérules où se trouvent les synapses, avec d’une part les cellules « mitrales », et d’autre part les « neurones inhibiteurs », constituant l’aire primaire d’interprétation.
    Nous allons voir son fonctionnement dans deux cas précis : identifier des odeurs voisines ou différentes, et réagir à des concentrations très différentes de parfum.

    Mais avant je vais vous expliquer comment un centre de recherche de Bâle est arrivé à ces conclusions.
    Les chercheurs ne pouvaient évidemment pas faire intrusion dans le cerveau humain vivant. Ils ont expérimenté sur des « poissons zèbres », dont le bulbe olfactif ressemble à celui de l’homme.
    Le schéma ci dessous montre la connexion ultrasimplifié des neurones et des cellules mitrales.

    Ils y ont injecté des colorants fluorescents, qui s’illuminent dès que du calcium entre dans les terminaisons neuronales et donc qu’un influx nerveux est formé.
    Ils ont alors mis le bulbe olfactif du poisson sous un microscope pour observer quels étaient les cellules mitrales activées en fonction de divers produits injectés dans le système olfactif du poisson (voir schéma ci dessous).
    Avant et après la stimulation olfactive, qui dure environ trois secondes, le laser du microscope sonde les cellules mitroles du bulbe olfactif et enregistre leur activité. Le microscope acquiert de nombreuses images, de sorte que l'on peut suivre la variation d'activité neuronale en fonction du temps.
    On constate que les cellules mitrales donnent une première détection brute, que l’on appellera précoce, puis on constate un ou plusieurs basculement, qui fournit un second diagnostic.

    Identification des odeurs et de la composition d’un mélange :
    Les schémas ci dessous sont purement explicatifs. Dans la réalité le nombre de cellules mitrales en cause est beaucoup plus important.
    On a injecté un mélange de deux produits ayant des odeurs très voisines, ceci dans des proportions diverses : schéma de gauche.
    Sur celui de droite on a, au contraire, des produits d’odeurs nettement différentes.
    Au cours du temps la concentration des produits dans le nez augmente.

    Dans le cas de produits d’odeurs voisines, la première réaction neuronale est identique quelle que soit la concentration réciproque : c’est l’odeur commune qui est identifiée.
    Mais la réaction secondaire (tardive), est différente : à partir d’une certaine concentration : on identifie le produit principal.

    Dans le cas de produits d’odeurs différentes, le signal change en fonction des concentrations dès la détection précoce et même plusieurs fois en fonction de la concentration relative. Dans la détection tardive, il en est de même mais pour des concentrations différentes, de telle sorte que la combinaison des deux détections affine la mesure de concentration.

    On comprend donc que pour un produit unique l’odeur puisse changer selon la concentration.
    La détection précoce correspond à un signal corrélé de l’ensemble des cellules mitrales.
      
    Dans la détection tardive qui intervient au bout d’une seconde environ, c’est un signal décorrélé, les neurones inhibiteurs ayant modifié les réponses de la population de cellules mitrales.


    Le passage d’un signal à l’autre en fonction de la concntration relative, est brutal, comme s’il s’agissait d’un interrupteur.
    Dans le cas de produits d’odeurs voisines, on ne sent qu’une seule des odeurs en fonction de la concentration respective des produits. (celle du produit le plus présent)
    Dans le cas de produits d’odeurs très différentes, on peut sentir trois, quatre, voire plus d’odeurs, correspondant  aux extrémités à l'odeur de l’un des deux produits, et entre à des odeurs correspondant à des mélanges de concentration données, comme s’il s’agissait d’un produit différent.
    Finalement seules les deux odeurs extrêmes correspondent vraiment au produit. Celles intermédiaires sont des construction du cerveau
    Au fond les odeurs sont, comme les couleurs, des constructions cérébrales, en quelque sorte des « odeurs virtuelles », et elles résultent, comme pour la vision, d’un "codage populationnel", et non de celui de neurones individuels..

    C’est nous, qui, comme pour les couleurs, les associons à des objets, à des noms. Nous les associons à l’environnement, à nos actions, à nos émotions.
    Ce sont de petits centres à la limite du cortex préfrontal (cortex pyriforme et cortex entorhinal, qui sont dans la zone du cortex « orbitaire », tout en bas du cortex préfrontal), et du cerveau émotionnel, qui font ces associations en jouant le rôle de centres d’interprétation secondaires. Il sont en relation avec l’ensemble du cerveau, mais notamment l’hippocampe qui contrôle la mémoire, le thalamus qui contrôle nos autres sensations et les lie entre elles, et l’hypothalamus siège de nos pulsions, les centres amygdaliens qui gèrent la peur, la colère et le stress, et l’insula, centre important dans nos relations sociales.
    Dans ces centres on constate une dissymétrie entre les deux hémisphères, notamment dans le cortex orbitaire. Par exemple, si un stimulus plaisant et un stimulus déplaisant sont utilisés, le stimulus agréable induit un signal d’activation dans la partie antérieure et médiane de ce cortex, dans l’hémisphère droit, alors qu’un stimulus désagréable active une zone plus latérale du même cortex, cette fois dans l’hémisphère gauche.
    Une odeur est donc facilement associée à un environnement géographique, chronologique et émotionnel.