Functional plasticity of the olfactory network following functional septorhinoplasty in persistent COVID-19-related olfactory dysfunction: an fMRI study

Le sens de l'odorat humain est une ligne directe vers le cerveau, contournant les filtres habituels par lesquels les autres sens doivent passer. Lorsque nous inspirons, les molécules odorantes montent dans le nez vers une zone de tissu spécialisée appelée épithélium olfactif, où elles déclenchent des signaux nerveux qui se précipitent directement vers les centres de traitement du cerveau. Ces centres ne se contentent pas de enregistrer une odeur ; ils la tissent dans la mémoire, l'émotion et la tâche complexe consistant à identifier ce que nous sentons. Pour la plupart des gens, ce système fonctionne de manière fluide, mais pour un nombre important de survivants du virus SARS-CoV-2, la connexion a été rompue. Certains perdent totalement leur odorat, tandis que d'autres se retrouvent avec une version déformée ou diminuée de celui-ci qui persiste pendant des années. Cet état, connu sous le nom de dysfonctionnement olfactif persistant lié au COVID-19, est plus qu'un simple désagrément ; il prive la nourriture de sa saveur, l'alerte de danger et le réconfort des odeurs familières, laissant une marque profonde sur la vie quotidienne. Bien que les dommages commencent souvent dans le nez, les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que le cerveau lui-même pourrait modifier son câblage en réponse à cette perte, recâblant ses réseaux dans une tentative désespérée de donner un sens à un monde devenu silencieux.

Une équipe de chercheurs de l'University College London s'est donné pour mission de comprendre exactement comment ce recâblage se produit et s'il peut être inversé. Ils se sont concentrés sur un groupe de patients souffrant d'une perte d'odorat depuis plus de deux ans suite à leur infection. Ces individus ont subi un type spécifique de chirurgie appelé septoplastie fonctionnelle. Cette procédure est conçue pour réparer les blocages structurels à l'intérieur du nez, tels qu'une cloison nasale déviée ou une valve étroite, élargissant efficacement les voies respiratoires pour permettre à plus d'air — et plus de molécules odorantes — d'atteindre le tissu olfactif endommagé. Les chercheurs voulaient voir si le simple fait de restaurer le flux d'air pouvait déclencher une récupération de l'activité cérébrale, et pas seulement dans le nez. Pour ce faire, ils ont utilisé l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, une technique qui agit comme une caméra haute vitesse pour l'activité cérébrale, capturant quelles zones s'illuminent lorsqu'une personne sent quelque chose. Ils ont scanné le cerveau des patients avant la chirurgie et à nouveau six mois après, pendant que les patients étaient exposés à deux odeurs distinctes : l'odeur de la banane et l'odeur de l'herbe coupée.

L'étude impliquait un petit groupe de huit patients ayant complété le cycle complet de tests. Avant la chirurgie, les chercheurs ont constaté que les cerveaux de ces patients fonctionnaient différemment de ce qui était attendu. Lorsqu'ils étaient exposés aux odeurs, certaines zones du cerveau montraient des schémas d'activité inhabituels. Certaines régions, qui s'activent habituellement pour traiter une odeur, montraient une désactivation accrue, tandis que d'autres montraient une activation accrue. Par exemple, une partie du cerveau impliquée dans la mémoire et l'émotion, l'hippocampe gauche, montrait une désactivation accrue, tandis que des zones du cervelet bilatéral montraient une activation accrue. Les chercheurs ont également remarqué que la force de ces signaux cérébraux était liée à la quantité d'air que les patients pouvaient pousser à travers leurs nez. Ceux qui avaient des voies respiratoires plus étroites présentaient des réponses cérébrales différentes de ceux ayant un flux d'air légèrement meilleur, suggérant que la restriction physique de l'air influençait déjà la façon dont le cerveau traitait l'odorat.

Six mois après la chirurgie, le tableau avait considérablement changé. La chirurgie avait réussi à élargir les passages nasaux, et les patients déclaraient se sentir mieux. Mais les scanners cérébraux ont révélé quelque chose de plus profond : le cerveau s'était physiquement réorganisé. Les schémas inhabituels d'activation et de désactivation observés avant l'opération avaient changé. Dans des zones comme l'insula et le cortex frontal, qui sont cruciales pour la reconnaissance et l'identification des odeurs, la réponse du cerveau est devenue plus équilibrée. Les chercheurs ont observé qu'à mesure que la capacité de respiration des patients s'améliorait, l'activité cérébrale dans le cortex orbitofrontal — une zone clé pour comprendre la signification d'une odeur — devenait plus robuste. Cette augmentation d'activité était directement liée à l'amélioration du flux d'air nasal. Plus les patients pouvaient déplacer d'air à travers leur nez, plus leur cerveau s'engageait avec l'odeur.

Cependant, l'histoire de la récupération n'était pas un simple cas de réactivation de tout le cerveau. Les changements étaient complexes et bidirectionnels. Dans certaines zones, le cerveau a en fait réduit son activité après la chirurgie. Par exemple, dans l'insula, une région qui agit comme un centre de connexion entre l'odorat et les autres sens et émotions, l'activité intense observée avant l'opération a diminué. Les chercheurs suggèrent que cela pourrait être un signe de guérison. Avant la chirurgie, le cerveau travaillait peut-être intensément, essayant de compenser l'absence d'odorat en utilisant un effort mental supplémentaire pour deviner ou se souvenir des odeurs. Une fois le nez réparé et les signaux olfactifs revenus, le cerveau n'avait plus besoin de travailler aussi dur, lui permettant de se stabiliser dans un état plus efficace et naturel. Ce passage d'un état de compensation à haute tension vers un état plus détendu et fonctionnel est un signe clair de neuroplasticité, la capacité du cerveau à s'adapter et à se recâbler en réponse à de nouvelles expériences.

Les résultats ont également mis en évidence le rôle du cervelet, une partie du cerveau souvent négligée dans le contexte de l'odorat. Avant la chirurgie, cette zone montrait une activation accrue, mais après la procédure, une désactivation liée à la tâche a été observée dans une sous-région spécifique, le pars crus II du cervelet gauche. Ce changement était corrélé aux améliorations de la capacité des patients à identifier et distinguer différentes odeurs. Cela suggère que le cervelet, qui aide à coordonner les mouvements, pourrait également jouer un rôle dans les subtiles actions motrices de reniflement ou dans l'intégration des signaux chimiques de l'odorat avec d'autres entrées sensorielles. L'étude n'a pas trouvé un seul « interrupteur de l'odorat » qui serait activé ou désactivé ; elle a plutôt révélé une conversation à l'échelle du réseau qui était en train d'être restaurée. Le cerveau apprenait à faire confiance aux signaux provenant du nez à nouveau, ajustant sa carte interne pour correspondre à la nouvelle réalité d'une voie respiratoire dégagée.

Bien que l'étude soit petite, ne comprenant que huit participants, les résultats offrent un aperçu fascinant de la résilience du cerveau humain. Les chercheurs ont pris soin de noter que leurs conclusions sont un point de départ, une hypothèse qui doit être testée sur des groupes plus larges pour confirmer les détails. Ils n'ont pas prétendu avoir résolu le mystère de la perte d'odorat à long terme, mais ils ont démontré que le cerveau n'est pas définitivement brisé. Même après des années de dysfonctionnement, les réseaux neuronaux responsables de l'odorat conservent la capacité de changer. La chirurgie a agi comme un catalyseur, non pas en réparant directement le cerveau, mais en restaurant l'apport physique dont le cerveau avait besoin pour entamer son propre travail de réparation. En élargissant le nez, les chirurgiens ont permis au cerveau de recevoir les données qui lui manquaient, et en réponse, le cerveau s'est recâblé pour donner un sens au monde à nouveau.

Les implications de ce travail s'étendent au-delà de la salle d'opération. Elles remettent en question l'idée que la perte d'odorat à long terme est une condition statique où les dommages sont irréparables et où le cerveau a abandonné. Au contraire, cela suggère que le cerveau reste dans un état de flux, attendant les conditions appropriées pour se réengager. La connexion entre le flux physique de l'air et l'activité électrique du cerveau est directe et puissante. Lorsque le nez est obstrué, le cerveau s'adapte de manière étrange, mais lorsque l'obstruction est levée, le cerveau s'adapte à nouveau, trouvant un nouvel équilibre. Cette étude fournit un exemple concret de la façon dont une simple réparation mécanique peut déclencher une profonde récupération biologique, prouvant que le chemin de la guérison passe souvent par la restauration des apports de base sur lesquels nos sens comptent. Pour les patients de cette étude, le retour de l'odorat n'était pas seulement une question de respirer plus facilement ; c'était le signal que leurs cerveaux étaient prêts à se souvenir, à reconnaître et à ressentir le monde tel qu'il est réellement.