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Le codage olfactif, son mystère, et l'entrée dans le cerveau

Le concept d'une mémoire stockée sous forme de "représentations distribuées" paraissait plus plausible que celui des représentations localisées, notamment en raison du problème de résistance aux lésions, et du nombre de cellules codant pour une même information.
Comme le concept des représentations localisées, celui des représentations distribuées implique l'idée que la mémoire (au sens psychologique) est sous-tendue par une "mémoire neuronale", c'est-à-dire que l'activité d'un certain nombre de neurones dépend de leur activité passée. C'est ce que l'on appelle la "plasticité neuronale".
En d'autres termes, la mémoire psychologique se fonderait sur un "code neuronal" qui présente une stabilité dans le temps.
Ex : Le schéma d'activité "0 0 1 1 0 1" code pour l'information "lumière jaune", ou l'activité de la cellule n°36548 code pour le visage de ma grand-mère.
L'existence de ce code neuronal nécessite une certaine stabilité des codes envoyés par les entrées sensorielles.
Ex: Il faut que le visage que l'on voit ait une certaine ressemblance avec la princesse que l'on a vu hier pour qu'il évoque cette princesse.

Une inspection de la cavité nasale et de la muqueuse olfactive remet la théorie en question.
- Les cellules sensorielles de la muqueuse olfactive sont stimulées par les molécules (odeurs) qui viennent se fixer sur les "cils" de ces cellules réceptrices (aucun problème pour la théorie).
- Chaque cellule sensorielle ne sera pas stimulée par toutes les molécules, mais chacune peut être stimulée par plusieurs types de molécules. Cela exclue l'idée d'un codage uni-cellulaire (1 cellule code 1 molécule) au niveau de cette muqueuse. Cela plaide donc en faveur d'un codage distribué de l'information olfactive.
- La durée de vie moyenne d'une cellule sensorielle olfactive est de 60 jours. D'autres cellules se développent en permanence pour maintenir le nombre disponible à peu près constant. Cela signifie qu'il n'y a pas de stabilité des codes envoyés par l'entrée sensorielle au cerveau.
- Le système de l'olfaction permet de détecter une particule pour 10^12 (1 goutte d'eau dans un lac de 10 000 m2 et 10 m de profondeur). Cela signifie que la stimulation d'un nombre infime de cellules sensorielles est suffisant pour déclencher la perception de l'odeur. Si le complètement de forme est utilisé dans ce cas, il a une efficacité tellement importante qu'elle est difficilement compréhensible avec un système de type "réseau auto-associatif".
- L'augmentation de l'intensité du stimulus se traduit par une augmentation du nombre de cellules activées mais également par la perception de cette intensité (dans la limite des lois de la psychophysique évidemment). Cela implique, s'il y a un complètement de forme, que cette intensité du stimulus est perçue malgré  le complètement de forme. En effet, puisque le complètement de forme consiste à compléter un signal tronqué, le signal final, déclenchant la perception, a toujours le même nombre de cellules activées. Ce complètement de forme masque donc l'information "intensité du stimulus".
 
Il y a une spécialisation spatiale de la prise en compte des signaux chimiques. Par exemple, la molécule "butanol" stimule la région antérieure de la muqueuse. Cette spécialisation explique probablement en partie la différence qui peut exister entre l'odeur (voie nasale) et l'arôme (voie rétro-nasale), en plus de la modification des molécules par la salive dans le cas de l'arôme.

Et après ?
Une fois que les molécules ont stimulé les cellules réceptrices par leur fixation sur leurs cils, l'information olfactive suit le schéma suivant :
cellules réceptrices => bulbe olfactif <=> cortex olfactif <=> thalamus et système limbique <=> cortex frontal



20/10/2009
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