Le sens de l’odorat est un sens unique d’un point de vue neurologique. C’est notre lien le plus direct avec le monde extérieur, et les régions du cerveau responsables du traitement des odeurs ont très peu évolué au fil du temps. Certaines neurones du cortex olfactif de la souris — la partie du cerveau dédiée à l’interprétation des odeurs — ressemblent davantage à celles trouvées chez les lézards ou les salamandres qu’à celles du néocortex, une région cérébrale présente chez les mammifères. Contrairement aux signaux provenant du toucher, de la vue, de l’ouïe ou du goût, qui passent d’abord par le thalamus avant d’atteindre le cortex, les signaux olfactifs contournent cette région intermédiaire. Quand vous sentez quelque chose d’agréable, comme des croissants fraîchement sortis du four, ou quelque chose de désagréable, comme du pain grillé brûlé, les signaux issus des molécules odorantes vont directement au cortex olfactif. Cette voie directe suggère que le système olfactif a une origine évolutive différente de celle des autres sens. Le néocortex est une caractéristique de tous les mammifères, y compris les souris, les chiens et les humains, mais pas des reptiles ou des amphibiens. Les scientifiques tentent de comprendre comment le néocortex a évolué, car il semble très différent des cerveaux des lézards et des salamandres, ce qui rend les comparaisons directes difficiles. Cependant, le cortex olfactif est une partie du cerveau plus facile à comparer entre les espèces. Dans une étude dirigée par Alexander Fleischmann de l’université Brown, des chercheurs ont comparé les neurones du cortex olfactif de la souris, du néocortex et des cerveaux de reptiles et d’amphibiens. Les techniques modernes de biologie moléculaire permettent aux scientifiques d’étudier l’expression des gènes dans des cellules individuelles. Chaque cellule d’un organisme contient l’ensemble du génome, mais seul un sous-ensemble de gènes est actif à un moment donné. En analysant quels gènes s’expriment, les scientifiques peuvent comprendre la fonction d’une cellule, son histoire développementale et les processus moléculaires qu’elle met en œuvre. Dans le cortex olfactif de la souris, les chercheurs ont découvert que, bien qu’il ressemble à d’autres zones corticales à certains égards, il présente aussi des caractéristiques distinctes. L’étude a révélé que les neurones du cortex olfactif changent plus progressivement d’un type à l’autre que ceux du néocortex. Dans le cortex olfactif, l’expression des gènes des différents types de neurones forme des gradients lisses, tandis que dans le néocortex, les différences entre les types de neurones sont plus abruptes. Malgré ces différences, certains profils d’expression génique observés dans le cortex olfactif ont aussi été relevés chez les lézards et les salamandres. L’étude a également montré que le cortex olfactif des souris adultes contient de nombreux neurones immatures, similaires à ceux présents chez les jeunes souris. Ces neurones immatures pourraient aider le cerveau à s’adapter aux changements environnementaux, un processus connu sous le nom de plasticité neuronale. En comparant des souris de laboratoire, qui vivent dans des environnements stables, avec des souris sauvages, soumises à des conditions plus dynamiques, les chercheurs ont constaté que les différences dans leurs cortex olfactifs concernaient principalement les neurones activés. Globalement, le cortex olfactif de la souris semble avoir conservé trois caractéristiques ancestrales clés : des changements progressifs dans l’expression des gènes entre les neurones, une similarité avec des espèces plus éloignées, et un niveau plus élevé de plasticité cellulaire grâce à la présence de neurones immatures. Ces résultats contribuent à notre compréhension de l’évolution du cerveau et ont été compilés dans une ressource destinée aux chercheurs s’intéressant à l’olfaction, à l’évolution du cerveau et à la prise de décision cellulaire.