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Les systèmes sensoriels doivent cartographier des représentations précises du monde extérieur dans le cerveau. Bien que le sens physique du toucher et de la vision construisent des représentations topographiques précise, ainsi que des coordonnées spatiales de l'organisme. L'olfaction, au sens chimique, permet de créer des caractéristiques chimiques discontinue de l'espace, comprenant un très grand nombre de stimuli d'odeurs possible.
Comme la gustation, l'olfaction est un sens chimique, mais l'analyse des odeurs est un processus bien plus complexe que celui des saveurs. Si une saveur se classe selon quatre primaires: L'amer, l'acide ou le salé, la gamme de l'odorat semble beaucoup plus étendue (de 4 à 44 primaires selon les chercheurs).
Il semble aujourd'hui admis que le stimulus est composé de molécules à l'état gazeux amenées par le mouvement inspiratoire. Pour être active la molécule odoriférante doit présenter un composition chimique qui la rende capable d'entrer en interaction avec les cellules nerveuses réceptrices de la muqueuse olfactive.
Chez les mammifères et les insectes, les circuits olfactifs sont câblés selon la convergence des axones des neurones sensoriels exprimant le récepteur odorant même. Les synapses sont organisés en neuropiles qui sont les parties du tissu nerveux situées entre les principales cellules constituant la substance grise du système nerveux central.
Le système olfactif détecte la suspension dans l'air des produits chimiques organiques et inorganiques qui proviennent de métabolisme de la plante, des sources animales et environnementales. La médiation d'une odeur est à la fois innée et appris par des comportements, comme l'attraction et l'aversion. Qui régissent les décisions de manger, s'accoupler, attaquer ou fuir les agresseurs et les prédateurs. Une caractéristique remarquable du système olfactif est l'existence de l'extraordinaire diversité des molécules odorantes possibles.
Bien que des mesures précises peuvent être faites chez l'homme, de la gamme des longueurs des fréquences auditive de la détection visuelle. Il n'existe aucune estimation fiable du nombre de molécules odorantes qui peuvent exister sur la terre ou celle qui peuvent être détectés par une espèce animale donnée.
Au-delà de la détection des odeurs, se pose le problème de la discrimination de ces odeurs. Comment peut-on chimiquement, avec des propriétés physiques si différentes, des différences si infime, être capable de discriminées et d'associées cette perception des odeurs si distinctement ?
Les expériences portant sur la logique moléculaire de l'olfaction au cours des 20 dernières années ont permis de mieux comprendre comment les animaux arrivent à résoudre le problème de la détection et de la discrimination d'un grand nombre de stimuli différents d'odeur.
Quatre principes d'organisation ont émergé de ce travail.
> Tout d'abord, un grand nombre de récepteurs olfactifs distincts des gènes sont dédiés à l'olfaction: environ 1000 chez les mammifères et 100 chez les insectes.
> Deuxièmement, chaque neurone olfactif exprime en général seulement un seul récepteur de ce vaste répertoire. Chaque neurones olfactif a un profil d'odeurs distinctes ligand, de tel sorte qu'il existe environ 1000 types de neurones olfactifs chez la souris et environ 100 types chez la grande majorité d'insectes.
> Troisièmement, les neurones olfactifs exprimant le même récepteur étendre axones qui convergent sur le même glomérule dans le cerveau, formant une carte des récepteurs dans le cerveau.
> Quatrièmement, chaque odeur est codée de manière combinatoire: Une odeur peut activer des récepteurs multiples, et chaque neurones olfactif peut répondre aux odeurs multiples.
Par conséquent, l'information odeur est spatialement codée dans la premier première partie relais du cerveau.
Étonnamment, ces quatre principes ainsi que l'organisation anatomique du système olfactif sont assez semblables chez les mammifères et les insectes, ce qui suggère un mécanisme d'évolution convergent.
La perception olfactive du chien
Le seuil de sensibilité olfactive est défini comme la plus petite concentration d'une substance volatile nécessaire pour donner naissance à une sensation d'odeur. Pour les corps chimiques les plus actifs (les plus odorants), ce seuil peut atteindre chez le chien une dilution de un million de milliardième (10 puissance -15): l'odorat du chien est 1 million de fois plus sensible que celui de l'homme.
Le chien repère sans difficulté un gramme de sel dans 1.000 litres d’eau. Un chien peut percevoir 500.000 odeurs contre 4.000 pour un homme normalement constitué. La truffe du chien, merveille de la nature, recèle un labyrinthe dans lesquelles se nichent entre 120 et 220 millions de cellules sensorielles, que l’être humain lui ne possède qu'aux nombres de 5 millions. Mises à plat, toutes ces ramifications atteindraient 3 cm2 chez l’homme, alors que chez le chien, il atteindrait une surface de 130 cm2.
Nous ne pouvons "qu'imaginer" dans quel monde le chien évolue au quotidien, et de l'importance de l'olfaction dans la perception de son environnement.
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