Une équipe lyonnaise a établi que plus la molécule d'une substance odorante est complexe, plus le nombre de notes olfactives perçues est élevé.
Quelle est la relation entre la structure moléculaire des substances odorantes et la perception olfactive que l'on en a ? C'est l'une des principales questions des recherches sur le sens de l'odorat. Plusieurs théories ont été proposées pour y répondre en essayant de relier qualitativement l'odeur perçue et la structure moléculaire, sans y parvenir vraiment. Florence Kermen, Moustafa Bensafi et leurs collègues, au Centre de recherche en neurosciences de Lyon (INSERM/CNRS/Université de Lyon), ont fait avancer la question en adoptant une démarche un peu différente. Ces chercheurs ont établi une relation quantitative entre la complexité moléculaire d'une substance odorante et le nombre de notes olfactives (telles que « boisé », « épicé », « floral », etc.) que cette substance évoque.
Pour ce faire, l'équipe lyonnaise s'est d'abord appuyée sur 411 substances odorantes choisies dans l'atlas standardisé d'Arctander, un ouvrage initialement publié dans les années 1960 par le pharmacien et chimiste danois Steffen Arctander. Cet atlas recense plus de 3 000 substances odorantes accompagnées de leurs descriptions olfactives complètes par des experts (des « nez »). En se restreignant à une liste de 74 notes olfactives jugées les plus pertinentes, proposée par Maurice Chastrette et deux collègues en 1988, M. Bensafi et son équipe ont examiné le nombre de notes olfactives de chaque substance en fonction de la complexité de la molécule correspondante. Cette complexité est ici mesurée par un indice qu'avaient élaboré des chimistes pour prédire les probabilités d'interaction entre ligands et récepteurs. L'indice de complexité moléculaire, qui va de 0 pour de simples ions atomiques à plusieurs milliers pour certaines molécules naturelles, prend en compte la connectivité réalisée par les liaisons chimiques, la diversité des atomes autres que ceux d'hydrogène et la symétrie de la structure moléculaire.
L'examen fait apparaître une relation logarithmique entre la complexité moléculaire (comprise dans cette étude entre 0 et 250) et le nombre de notes olfactives évoquées (compris entre 1 et 4) : plus la molécule est complexe, plus il y a de notes olfactives.
L'équipe lyonnaise a confirmé ces résultats avec des sujets « naïfs », c'est-à-dire des personnes n'ayant pas un odorat entraîné. L'expérience a porté sur 24 sujets non experts à qui l'on a demandé de sentir 54 substances odorantes figurant dans l'atlas d'Arctander et de les décrire verbalement. Cette expérience a de plus révélé que les substances odorantes de faible complexité moléculaire sont perçues comme plus désagréables que les autres.
L'olfaction est un processus complexe, qui comporte à la fois un aspect inné et un aspect acquis. La perception des odeurs chez l'homme peut être modulée par la panoplie des récepteurs olfactifs présente chez le sujet, par l'état physiologique de ce dernier, par l'apprentissage, par la connaissance du vocabulaire des odeurs. Cependant, l'étude lyonnaise révèle une propriété intrinsèque du système olfactif, indépendante de ces facteurs. Quant aux mécanismes neuronaux sous-jacents au lien entre complexité moléculaire et nombre de notes olfactives, ils restent à élucider. M. Bensafi et ses collègues émettent l'hypothèse que les substances odorantes complexes activent davantage de récepteurs olfactifs que les substances moins complexes, ce qui crée plus de notes olfactives et rend l'odeur plus agréable. Une hypothèse que tend à confirmer l'analyse de données disponibles sur l'activation de récepteurs olfactifs chez les mammifères par un ensemble de substances odorantes.
