Comment le goût est perçu dans le cerveau

Le cortex amer (rouge) et le cortex doux (vert) sont distants d’environ 2 millimètres dans le cerveau de la souris. Charles S. Zuker, Ph.D. / Columbia University Medical Center

Les gens et les autres mammifères comptent sur le goût pour guider les choix alimentaires. Par exemple, nous sommes attirés par les aliments sucrés, qui sont généralement riches en énergie. Un goût amer, en revanche, peut être un signe avant-coureur de produits chimiques potentiellement nocifs.

Au cours des 17 dernières années, les laboratoires du Dr Nicholas Ryba de l’Institut National de Recherche Dentaire et Craniofaciale des NIH (NIDCR) et du Dr. Charles Zuker de l’Institut médical Howard Hughes du Centre médical de l’Université de Columbia a identifié les cellules réceptrices de la langue qui détectent les goûts sucrés, aigres, amers, umami (salé) et salés. Les informations provenant de ces cellules sont transmises au cortex gustatif primaire, ou cortex gustatif, dans le cerveau.

Des études ont montré que les goûts sucrés et amers sont représentés dans des zones distinctes, ou « champs”, du cortex gustatif. Dans leur dernière étude, les équipes de Ryba et Zuker ont exploré si l’activation de ces champs chez la souris pouvait évoquer des goûts même en l’absence d’un composé réellement amer ou sucré. Le travail a été financé en partie par le NIDCR et l’Institut national sur l’abus des drogues (NIDA) des NIH. Les résultats ont été publiés dans Nature le 26 novembre 2015.

Les chercheurs ont activé sélectivement les champs corticaux doux ou amers en utilisant une technique appelée optogénétique. Ils ont d’abord injecté un virus inoffensif portant le gène d’une protéine sensible à la lumière dans le champ sucré ou le champ amer. Les neurones qui prennent ce gène et produisent la protéine peuvent être activés par la lumière. Les scientifiques ont ensuite implanté des fibres optiques personnalisées près des sites d’injection.

Dans une série initiale d’expériences, les souris ont eu le choix entre 2 chambres. Lorsqu’une chambre a été couplée à une stimulation de la zone du champ cortical doux dans le cerveau, les souris ont développé une préférence pour cette chambre. En revanche, les animaux dont le champ cortical amer était activé lorsqu’ils entraient dans une chambre ont rapidement appris à l’éviter.

Les souris assoiffées dont les champs corticaux amers étaient stimulés lorsqu’elles buvaient de l’eau ordinaire rejetaient l’eau. Certains ont même bâillonné et essayé de se nettoyer la bouche d’une substance amère qui n’existait pas. En revanche, les souris qui n’avaient pas soif léchaient agressivement l’eau ordinaire lorsque leurs champs corticaux doux étaient stimulés pendant le léchage. Dans d’autres expériences, les chercheurs ont montré que la stimulation du champ cortical sucré pouvait amener les souris à préférer un composé amer. Inversement, la stimulation du champ cortical amer a déclenché une aversion pour un composé sucré.

Même chez les animaux qui n’avaient jamais connu de goût sucré ou amer, l’activation de ces champs corticaux a quand même déclenché les comportements correspondants, montrant que le sens du goût est câblé dans le cerveau.

D’autres expériences ont confirmé le rôle essentiel de ces champs corticaux dans la reconnaissance du goût sucré et amer. ”Le goût, la façon dont vous et moi y pensons, est finalement dans le cerveau », dit Zuker. « Des récepteurs de goût dédiés dans la langue détectent le sucré ou l’amer, etc., mais c’est le cerveau qui donne un sens à ces produits chimiques.”

— par Harrison Wein, Ph.D.