Une équipe de chercheurs a travaillé avec des mouches génétiquement modifiées pour activer directement leurs neurones olfactifs grâce à la lumière, illuminant ainsi les deux antennes simultanément. Lorsque les scientifiques ont remplacé l’odeur réelle par une lumière rouge à 660 nanomètres, les insectes ont suivi sans faille le bord de ce nuage lumineux.
La véritable surprise est apparue lorsque l’équipe a observé le comportement des mouches en l’absence d’odeur pour les guider.
Mémoires olfactives
Lorsque les chercheurs ont fait disparaître le nuage tout en maintenant une mouche en dehors de celui-ci, l’insecte continuait de se diriger vers l’endroit où le bord aurait dû se trouver. Plutôt que de chercher au hasard, ils se dirigeaient vers l’emplacement où ils savaient que l’odeur devait être. « On aurait dit qu’ils avaient une mémoire stockée qui continuait à les guider dans cette direction », explique Ruta.
En conséquence, l’équipe a commencé à explorer ces mémoires olfactives. Le premier candidat était une structure cérébrale appelée le complexe central, qui agit comme un centre de navigation dans le cerveau des insectes.
À l’aide d’imageries fluorescentes pour observer les neurones en activité en temps réel, Ruta et ses collègues ont identifié des neurones agissant comme la boussole de la mouche. Au cours de l’expérience de suivi des bords, cette boussole restait alignée avec le vent, qu’il y ait une odeur ou non. Lorsque l’équipe a inhibé ces neurones, les mouches ont complètement perdu leur chemin, errant à contresens sans savoir comment revenir.
Cependant, la boussole neuronale n’était qu’une pièce du puzzle. Pour retrouver l’odeur perdue dans le vent, la mouche devait avoir un objectif, c’est-à-dire une mémoire de ce qu’elle cherchait. L’équipe a donc cherché cette mémoire.
Les chercheurs ont localisé des mémoires olfactives dans un autre groupe de neurones situés dans ce qu’on appelle le corps en forme d’éventail, déjà connu pour encoder la destination souhaitée par la mouche. Semblable à une boussole, l’activité de ces neurones agit comme un pointeur, mais dans ce cas, il désigne la destination prévue de la mouche. Dans l’air frais, ce pointeur s’éloignait de la boussole pour viser le bord du nuage, plusieurs secondes avant que la mouche ne tourne physiquement pour retourner à sa source. Tout comme pour les neurones de la boussole, bloquer les neurones encodant la position de l’odeur rendait impossible pour les mouches de la retrouver. « Lorsqu’elles sortent, elles n’ont aucune information sensorielle immédiate pour les ramener vers le nuage. C’est à ce moment-là que la mémoire devient essentielle », ajoute Ruta.
Points à retenir
- Les mouches peuvent suivre une source olfactive en utilisant la lumière pour l’activer.
- Des mémoires olfactives guident leur comportement, même en l’absence d’odeurs.
- Le complexe central dans le cerveau des insectes joue un rôle clé dans leur navigation.
- Les neurones du corps en forme d’éventail permettent de codifier les destinations souhaitées.
- La mémoire olfactive devient cruciale lorsque l’odeur est absente pour retracer son chemin.
Qu’est-ce que tout cela nous enseigne sur la façon dont les insectes et même d’autres animaux utilisent leurs sens pour naviguer dans leur environnement ? La recherche en cours pourrait nous aider à mieux comprendre le fonctionnement de la mémoire sensorielle chez tous les êtres vivants. En tant que passionné de science, je trouve fascinant de contempler combien nos connaissances sur les systèmes sensoriels continuent de se développer. Que nous apprend cette étude sur notre propre manière de percevoir le monde qui nous entoure ?