Les souris reniflent délibérément leur nourriture en une seule inspiration coordonnée avec leurs pattes et leur tête — exactement comme un humain porte un aliment à son nez pour l’inspecter. Deux études complémentaires de l’Université Northwestern publiées dans Science Advances révèlent que les cerveaux de souris et d’humains utilisent le même mécanisme neural fondamental pour traiter les odeurs.

Ce que vous allez apprendre

• Comment des caméras robotisées ont révélé que les souris synchronisent une seule inspiration avec le moment précis où la nourriture atteint leur nez
• Pourquoi ce reniflement est un acte volontaire contrôlé par le cortex moteur — et pas un simple réflexe
• Comment le cerveau humain génère les mêmes oscillations thêta que celui des rongeurs pour traiter les odeurs, malgré une inspiration 10 fois plus lente

Les souris reniflent comme nous — intentionnellement

Quand une souris manipule de la nourriture, il lui arrive de la porter brièvement à son nez avant de continuer à manger. Ce geste, observé dans le laboratoire de Gordon Shepherd à la faculté de médecine Feinberg de l’Université Northwestern, semblait anodin. Il s’est révélé révélateur.

Un système d’enregistrement robotisé multicaméra a permis de suivre les souris avec une haute résolution pendant qu’elles cherchaient et consommaient de la nourriture. Résultat : les souris synchronisent précisément une seule inspiration avec le moment exact où la nourriture atteint leur nez, coordonnant simultanément leurs pattes, leur tête et leur respiration. Ce n’est pas le reniflement lent et continu qu’elles utilisent pour explorer leur environnement — c’est un geste rapide et délibéré, comparable à celui d’un humain qui porte un aliment à son nez pour l’inspecter avant d’y goûter.

Les souris reniflaient plus vigoureusement face à des aliments peu appétissants. Mais perturbation de l’odorat n’a pas supprimé ce comportement. Ce qui l’a stoppé, c’est l’inhibition du cortex moteur — la région du cerveau associée aux mouvements conscients et intentionnels. « Les souris choisissent d’effectuer ces rapides vérifications olfactives plutôt que d’y être passivement incitées », résume Mang Gao, chercheuse postdoctorale du laboratoire Shepherd.

Les humains traitent les odeurs comme des rongeurs

La deuxième étude, menée par le laboratoire de Christina Zelano au département de neurologie de Feinberg, partait d’une question différente : comment les humains parviennent-ils à la même précision olfactive que les rongeurs, alors qu’ils reniflent plus de dix fois plus lentement ?

En enregistrant directement l’activité du bulbe olfactif humain grâce à une technique peu invasive et haute précision, l’équipe a découvert que lorsqu’un humain inspire volontairement une seule fois, cela déclenche des ondes cérébrales de basse fréquence — appelées oscillations thêta (2 à 8 Hz) — dans le bulbe olfactif. Exactement aux mêmes fréquences que celles auxquelles les rongeurs reniflent.

Ce rythme thêta organise les pics d’activité plus rapides qui surviennent quand le cerveau traite une odeur. Chez le rongeur, inspiration et oscillation thêta sont si étroitement liées qu’elles sont presque indiscernables. Chez l’humain, la lenteur de l’inspiration les dissocie — révélant l’oscillation thêta comme un rythme distinct, déclenché indépendamment par une simple inspiration volontaire.

Un système conservé par l’évolution — et ses implications médicales

Ces deux études distinctes mais complémentaires convergent vers la même conclusion : les souris et les humains reposent sur les mêmes mécanismes neuraux fondamentaux pour traiter les odeurs, chaque espèce y ajoutant sa propre touche. Ces systèmes ont été préservés au cours de l’évolution des mammifères.

L’enjeu médical est direct. Les altérations du comportement olfactif sont associées à l’autisme, à la maladie d’Alzheimer et à la maladie de Parkinson. Comprendre les mécanismes fondamentaux de l’olfaction — et disposer de modèles animaux validés — pourrait permettre un dépistage plus précoce de ces maladies neurodégénératives et ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques.