La recherche montre que la première semaine après la naissance est essentielle au développement des sens

Des chercheurs de l'UZH ont découvert que la maturation des sens de l'odorat et du toucher est étroitement liée chez la souris et que cette forte interaction se produit dans une fenêtre temporelle de développement étroite.

Ces résultats, qui ont été publiés dans Sciencesoulignent non seulement l'importance des stimuli environnementaux pour l'assemblage du cerveau au début de la vie, mais également le développement interdépendant des sens.

L'odorat et le toucher sont les premières sensations perçues par les mammifères, permettant aux nouveau-nés de téter et de créer des liens avec leur mère. Si l’un de ces deux sens précoces est défectueux, divers troubles du développement neurologique peuvent se développer chez l’homme.

“Nos sens sont essentiels à la formation et au fonctionnement corrects des circuits cérébraux”, explique Theofanis Karayannis, professeur associé de neurosciences et codirecteur de l'Institut de recherche sur le cerveau de l'Université de Zurich (UZH).

Les odeurs affectent le cerveau des nouveau-nés

Des recherches antérieures ont montré l’importance des apports sensoriels correspondants pour le développement des sens : les odeurs pour l’odorat, les sons pour l’ouïe, etc. Cependant, jusqu’à présent, on sait peu de choses sur la façon dont les différents sens peuvent influencer la maturation d’un autre sens.

Une équipe de recherche dirigée par Karayannis a maintenant examiné de plus près l'effet des stimuli olfactifs sur le cerveau des souris nouveau-nées. Pour ce faire, les chercheurs ont délivré une odeur agréable aux narines des chiots et ont cartographié le modèle d'activité résultant des cellules cérébrales à l'aide d'une imagerie de pointe à large champ de vision d'un hémisphère cortical.

Ils ont observé que les odeurs déclenchaient une activité neuronale dans une grande partie du cortex cérébral des souris, y compris les zones responsables du toucher.

Fenêtre de temps critique après la naissance

De plus, les chercheurs ont observé ce phénomène dans un laps de temps très court : au cours de la première semaine après la naissance. Chez les chiots plus âgés ainsi que chez les souris adultes, les odeurs affectaient des zones plus restreintes du cerveau.

“Cela montre clairement que l'apport olfactif au cours de la première semaine postnatale induit un modèle spécial d'activité électrique dans le cerveau. Cela nous a indiqué qu'il pourrait être essentiel à la formation de circuits cérébraux pour le traitement sensoriel non olfactif”, explique Karayannis.

La maturation de l'odorat et du toucher est liée

Pour tester cette hypothèse, l’équipe a étudié si une stimulation olfactive précoce était également cruciale pour la maturation du sens du toucher. Pour cela, ils ont entraîné des souris adultes à distinguer si du papier de verre fin ou grossier touchait leurs moustaches, une façon principale par laquelle les souris surveillent leur environnement.

Les chercheurs ont découvert que les souris qui n’avaient reçu aucune information olfactive au cours de la première semaine de leur vie avaient des résultats nettement moins bons que celles qui avaient été exposées à des odeurs. “Une déficience de l'olfaction pendant la période critique affecte également le traitement du toucher plus tard dans la vie”, explique Karayannis.

L'interaction fonctionnelle transitoire entre les deux premiers sens était également évidente dans l'anatomie du cerveau : au cours de la première semaine de la vie, c'est-à-dire la fenêtre de temps critique, les chercheurs ont détecté une chaîne de connexions nerveuses s'étendant entre les zones cérébrales qui traitent l'odorat et le toucher. Ce lien a ensuite disparu au bout de quelques semaines.

Les premiers stimuli olfactifs sont importants

“Notre étude démontre que l'exposition aux odeurs dès le début de la vie est essentielle au développement et à la maturation du toucher”, explique Karayannis. “Cette découverte s'étend peut-être à d'autres sens tels que l'ouïe ou la vue, qui mûrissent plus tard dans la vie.” Bien que les expériences aient été réalisées sur des souris, des découvertes antérieures suggèrent que des processus similaires sont à l'œuvre dans le cerveau humain.

“Nos résultats attirent donc l'attention sur l'évaluation de l'impact des déficiences olfactives, en particulier au début de la vie, sur la maturation du traitement sensoriel et cognitif général.” De tels déficits peuvent résulter d’altérations génétiques, mais sont également induits par l’environnement.

L’odorothérapie utile dans les USIN ?

Un tel exemple concerne les bébés prématurés qui sont placés dans l’unité de soins intensifs néonatals (USIN), où ils sont privés d’un environnement sensoriel normal. Il a été démontré que cela laisse potentiellement des marques affectives et cognitives à long terme sur les individus.

“Alors que les hôpitaux visent à fournir des stimuli tactiles, auditifs et visuels optimaux à ces bébés, le sens de l'odorat n'est pas aussi largement utilisé”, explique Karayannis.

“Nos résultats suggèrent un mécanisme par lequel des signaux olfactifs appropriés pourraient avoir un effet positif sur le développement de diverses compétences sensorielles et cognitives chez les bébés.”