Effet de la cécité congénitale sur la perception des odeurs et la plasticité du système olfactif chez la souris : une étude comportementale et immunohistochimique

Abstract

Chez l’humain, la vision joue un rôle crucial dans la perception d’objets et d’autrui, ainsi que de leurs expressions faciales, facilitant l’adaptation de l’individu à son environnement. Un dysfonctionnement à n’importe quel niveau du circuit visuel peut entraîner divers troubles visuels qui auront des répercussions notables chez les personnes atteintes, aussi bien au niveau de leur autonomie, leur mobilité, leur sécurité, que de leur bien-être social, affectif et émotionnel. Bien que la déficience visuelle représente un handicap majeur pour les individus, cette altération induit aussi des processus de compensation sensorielle tels que la potentialisation d’autres modalités sensorielles, associées à des altérations neuroanatomiques et fonctionnelles dans certaines zones cérébrales. En d’autres termes, la cécité provoque des adaptations sensorielles et comportementales, supportées par une réorganisation cérébrale. Bien qu’il y ait un relatif consensus scientifique sur l’existence d’une compensation sensorielle chez les aveugles congénitaux et précoces, ce phénomène reste encore sujet à débat en ce qui concerne la compensation olfactive. De ce fait, l’objectif général de ces travaux de maitrise est d’examiner l’effet de la cécité congénitale sur la perception des odeurs et la plasticité du système olfactif/trigéminal chez un modèle murin, en utilisant des techniques immunohistochimique (marquage C-fos) et d’évaluation du comportement. Le premier objectif de ce mémoire est d’évaluer et de comparer l’activation du système olfactif/trigéminal lors de l’exposition à des stimuli chimiques classiques non-biologiques (stimuli olfactif, trigéminal, bimodal) chez des souris anophtalmes et voyantes. Nous avons montré, chez les souris anophtalmes, une activité neuronale augmenté dans plusieurs régions des systèmes olfactif et trigéminal en fonction du stimulus testé, notamment au sein du bulbe olfactif principal (incluant ses couches granulaire, glomérulaire et mitrale), du noyau olfactif antérieur, du cortex piriforme, du noyau accumbens, du noyau ventro postéro-médian (VPM) du thalamus et du cortex somatosensoriel par rapport aux souris voyantes. Le deuxième objectif est d’étudier la fonction olfactive chez des souris anophtalmes et voyantes lors de l’exposition à des odeurs sociales (urine de souris). Les souris aveugles et voyantes ont exprimé une préférence olfactive envers l’urine de femelles par rapport à celle de mâles, et ce, de façon similaire quelle que soit la souche de la souris donneuse. Par ailleurs, les souris aveugles congénitales ont passé plus de temps à explorer leur environnement et moins de temps à se toiletter lors de la diffusion d’odeurs, au regard de leurs homologues voyants. Ces résultats soutiennent l'idée que la cécité congénitale entraîne une plasticité sensorielle, permettant une compensation fonctionnelle induisant l'amélioration des capacités olfactives et l'exploration accrue du milieu environnant. Vision is a fundamental sense in humans, shaping how individuals perceive their surroundings, recognize others, and interpret social cues like facial expressions. Any dysfunction within the visual system can result in visual impairments that significantly impact an individual’s autonomy, mobility, safety, and overall social, emotional, and affective well-being. However, vision loss is not only a limitation—it also drives adaptive mechanisms, allowing other sensory modalities to compensate. This phenomenon, supported by structural and functional changes in the brain, illustrates the remarkable plasticity of the nervous system. While there is strong evidence of sensory compensation in congenital and early blinds, the extent to which olfaction benefits from this reorganization remains a topic of debate. This research aims to explore how congenital blindness affects odor perception and the plasticity of the olfactory and trigeminal systems, using a mouse model. By combining immunohistochemical approaches (C-fos labeling) with behavioral experiments, the study investigates two main aspects. First, it examines how anophthalmic and sighted mice respond to various non-biological chemical stimuli—olfactory, trigeminal, and bimodal—by assessing neural activation in key sensory regions. Results reveal that blind mice show increased activity in multiple areas of the olfactory and trigeminal systems, including the main olfactory bulb (granular, glomerular, and mitral layers), the anterior olfactory nucleus, the piriform cortex, the nucleus accumbens, the ventroposteromedial (VPM) thalamic nucleus, and the somatosensory cortex. The second part of the study focuses on how congenital blindness influences olfactory-driven behaviors, particularly in response to social odors like mouse urine. Both sighted and blind mice display a preference for female urine over male urine, independent of the strain of the donor. However, blind mice differ in their exploration patterns, spending more time investigating their surroundings and less time grooming when exposed to odors. These findings reinforce the idea that congenital blindness triggers sensory plasticity, leading to functional adaptations that enhance olfactory abilities and promote more active engagement with the environment.