Serions-nous dotés d'un sens olfactif quantique ?

Une image 3D du bulbe olfactif humain

 L'article de Michael Brooks mentionne les recherches de la chercheuse Jennifer Brookes de Harvard (http://wordpress.jenniferbrookes.org/), consacrées au sens de l'odorat ou olfaction. Elle montre l'inadéquation des hypothèses traditionnelles expliquant comment les molécules chimiques provenant du monde extérieur déclenchent des réponses adaptées des cellules olfactives, afin de permettre aux individus de discriminer entre les odeurs. Selon ces hypothèses traditionnelles, les récepteurs olfactifs fonctionnent comme des serrures qui ne s'ouvrent que confrontées à la bonne clef. Celle-ci correspondrait à la forme particulière de chaque molécule. Il y aurait ainsi environ 400 récepteurs olfactifs différents, pouvant en principe identifier un même nombre de molécules différentes. Mais l'humain serait capable de distinguer environ 100.000 odeurs différentes. Le chien reconnaît, avec il est vrai un tissu olfactif bien plus développé, un nombre encore plus grand de molécules odorifères.

 Ce résultat, selon les hypothèses traditionnelles, résulte du travail de construction du cerveau, au niveau des aires du cortex olfactif. Le cerveau a subi des évolutions qui lui permettent de reconstruire des objets complexes à partir d'une ou plusieurs entrées sensorielles différentes, éventuellement contradictoires. Le même travail, a plus grande échelle, est accompli chez l'homme par le cortex visuel. Cependant, dans le cas de l'odorat, la discrimination presque instantanée entre des milliers d'odeurs supposerait un cerveau extraordinairement performant. Une autre hypothèse ne s'impose-t-elle pas ? En 1996, le biophysicien Luca Turin a suggéré que l'effet tunnel pouvait expliquer les performances du cerveau, que ce soit au niveau du cortex olfactif ou du cortex associatif. Très utilisé en électronique aujourd'hui, l'effet tunnel résulte du fait que, conformément aux principes de la mécanique quantique, quand un électron est confiné dans un atome, il possède une grande étendue d'énergies possibles. Il existe donc une certaine probabilité pour qu'il franchisse la barrière d'énergie qui devrait normalement lui interdire de s'échapper de l'atome.

L'hypothèse de Turin est que, lorsqu'une molécule odorante est logée dans un récepteur, un électron peut s'en échapper et traverser la molécule de part en part, provoquant à sa sortie une cascade de signaux que le cerveau interprète comme une odeur. Ceci ne peut se produire que s'il existe une correspondance exact entre le niveau d'énergie quantifiée de l'électron et la fréquence vibratoire naturelle de la molécule odorante. Ainsi une sensation d'odeur peut être générée sans que la molécule n'ait, telle une clef dans une serrure, à correspondre exactement à la configuration du récepteur olfactif. 

Cette hypothèse a été récemment démontrée dans le cadre d'une série d'expériences que nous ne détaillerons pas ici (Voir Physical Review Letters http://prl.aps.org/abstract/PRL/v98/i3/e038101 ainsi que Proceedings of the National Academy of Scienceshttp://www.pnas.org/content/early/2011/02/08/1012293108.abstract . Elles tendent à prouver que sans l'effet tunnel et donc sans recours à la physique quantique, divers cas particuliers de discrimination entre odeurs, observables tant chez l'homme que chez une certaine espèce de mouche, ne seraient pas explicables. 

Dossier complet :

http://fr.sott.net/article/13052-Serions-nous-dotes-d-un-sens-olfactif-quantique

Recherches complémentaires :

http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0055780

http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_tunnel

http://www.pnas.org/content/early/2011/02/08/1012293108.abstract

http://fr.wikipedia.org/wiki/Deut%C3%A9rium

http://prl.aps.org/abstract/PRL/v98/i3/e038101%20

http://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/avancees-recentes-en-biologie-103515

http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1956_num_56_1_8867