Sens et cerveau en dialogue

Lorsque nous mangeons et buvons, différentes zones de notre cerveau réagissent aux goûts et aux odeurs des aliments ainsi qu'à d'autres propriétés organoleptiques. Les chercheurs du Perception Physiology Group du Centre de Recherche Nestlé (CRN) utilisent une technique appelée électro-encéphalographie (EEG) pour enregistrer précisément où et quand les saveurs et d'autres propriétés des aliments sont traitées dans le cerveau lorsqu'elles entrent dans la cavité buccale.

Lors d'un EEG, des volontaires portent sur la tête un casque bien ajusté, équipé sur sa surface interne d'un réseau d'électrodes. Ces électrodes captent les signaux des ondes cérébrales depuis le cuir chevelu et sont suffisamment sensibles pour indiquer avec précision, à l'intérieur du cerveau, l'endroit où l'empreinte d'un ingrédient alimentaire donné est arrivée.

En quoi consistent les ondes cérébrales et quels sont leurs effets?

Les ondes cérébrales résultent des signaux électriques émis par les neurones lorsqu'ils communiquent entre eux. Elles se caractérisent par une grande complexité car elles sont générées par des milliards de neurones interconnectés qui s'envoient entre eux des impulsions électriques de l'ordre du microvolt. Les EEG mesurent la somme des impulsions générées simultanément en captant les signaux via des électrodes placées sur le cuir chevelu. Les ondes cérébrales peuvent être classées en lentes, moyennes et rapides en fonction de leur vitesse, mesurée en Hertz (cycles par seconde). Bien qu'aucun type d'onde cérébrale ne soit à lui seul responsable d'une unique fonction, on peut de façon générale relier certains types d'ondes cérébrales à un état mental spécifique. Par exemple, les ondes alpha correspondent aux périodes de tranquillité, de calme, et peuvent être générées notamment pendant la méditation¹. Les ondes bêta sont liées à des moments où l'on effectue des tâches cognitives telles que les prises de décisions et la résolution de problèmes². Pendant que des volontaires goûtent un aliment spécifique les EEG captent ces ondes cérébrales et généreront une image électrique de l'impact de chaque aliment sur le cerveau - un enregistrement extrêmement utile pour identifier comment notre organisme et notre esprit réagissent à certains aliments.

Un message du cerveau: soyez vigilant!

Dans un test, le Dr Julie Hudry du Centre de recherche Nestlé compare les sensations stimulantes ressenties respectivement en mangeant un cube de glace et en buvant un verre d'eau froide. Le cube de glace procure une délicieuse sensation de froid, de substance juteuse, de picotement, qui rafraîchit la bouche et la tête. Pourquoi? Parce que le stimulus rafraîchissant déclenche une myriade de minuscules impulsions électriques sur toute la surface du cuir chevelu! Le Dr Hudry a utilisé l'EEG pour comparer les ondes cérébrales liées à ces deux actions. Elle a observé que la sensation de froid rafraîchissante, éprouvée dans la bouche, augmentait l'amplitude des ondes cérébrales alpha. La figure de droite montre que l'augmentation de l'activité des ondes alpha sur toute la surface du cuir chevelu est plus importante avec la glace qu'avec l'eau seule, ce qui a été interprété comme une sensation de picotement liée à une vigilance accrue. LABBE D., MARTIN N., LE COUTRE J., HUDRY J., 2011. Impact of refreshing perception on mood, cognitive performance and brain oscillations: An exploratory study. Food Quality and Preference, 22, 92-100

Envoi de messages au cerveau

Lorsque nous mangeons, nos cinq sens - le goût, l'odorat, la vue, le toucher et l'ouïe - envoient des messages au cerveau. Chaque sens joue un rôle clé dans la perception globale que nous avons d'un aliment.

La langue possède des milliers de récepteurs, ou bourgeons gustatifs, qui captent les cinq éléments fondamentaux du goût: le sucré, l'acide, le salé, l'amer et l'umami. Le goût que nous percevons est une combinaison de ces cinq éléments.

Nos bourgeons gustatifs ont évolué au cours des millénaires, depuis l'époque où nos ancêtres chasseurs-cueilleurs ne pouvaient se fier qu'à leur sens du goût pour savoir quels aliments étaient comestibles. Au fil du temps, ces aliments ont été identifiés de manière empirique, principalement par le toucher, le goût et l'odorat, et la personne qui goûtait un aliment nouveau et potentiellement toxique prenait de grands risques.

L'amertume d'une plante était souvent la preuve de sa toxicité. Nos bourgeons gustatifs ont évolué de manière à pouvoir mieux traiter ces informations et encore aujourd'hui, notre langue possède 25 types de récepteurs différents pour capter les saveurs amères et envoyer des messages d'alerte au cerveau. Par comparaison, nous n'avons qu'un seul récepteur pour capter les goûts sucrés!

Le nez affine encore cette expérience en captant les arômes. Il existe environ 1000 types de récepteurs olfactifs différents dans la cavité rétro-nasale. Selon le projet génome humain, nous possédons environ 400 gènes fonctionnels codant pour les récepteurs olfactifs, soit 1,3% de l'ensemble du génome humain.

Tous ces récepteurs olfactifs constituent un système permettant de différencier une multitude d'odeurs et chacun peut détecter plusieurs odeurs. Comparativement à la langue, le système olfactif peut distinguer un nombre presque infini de molécules odorantes dans des aliments, seules ou combinées. Ainsi, même lorsque nous pensons être en train de goûter quelque chose, dans 80% des cas nous le percevons par l'intermédiaire de notre nez - autrement dit, nous le sentons.

«Nous goûtons d'abord avec les yeux»

Ce que nous voyons influence incontestablement la façon dont nous percevons nos aliments. Nous savons que notre langue et notre nez jouent un rôle essentiel pour goûter nos aliments, mais nos yeux aussi ! Les chefs ont pour habitude de dire «on goûte d'abord avec les yeux», mais les bases scientifiques de ce phénomène sont encore inconnues. L'aspect des aliments peut influencer nos attentes, voire définir à l'avance si nous allons les accepter ou les rejeter.

Afin de tester comment la vue peut influencer la perception du goût, le Dr Johannes le Coutre et le Dr Julie Hudry du CRN ont réuni 14 volontaires pour un EEG. L'hypothèse était que le fait de voir un aliment riche en calories améliorerait le goût et inversement, un aliment pauvre en calories aurait une incidence négative sur la perception³.

Des images d'aliments riches ou pauvres en calories, tels que des pizzas ou du melon, ont été présentées aux volontaires. Ceux-ci étaient ensuite soumis à un test de dégustation par stimulation électrique sur la langue grâce à une électrode émettant une saveur neutre, ni agréable ni désagréable, puis invités à évaluer le goût en termes de plaisir et d'intensité.

Le Dr Johannes le Coutre a conclu que: «Nos observations indiquent que les volontaires ont davantage apprécié le goût après avoir vu des images d'aliments riches en calories qu'après avoir vu des images d'aliments pauvres en calories. Les images des aliments riches en calories semblent augmenter les attentes personnelles et améliorer l'appréciation des goûts présentés par la suite».

«Les images du cerveau nous permettent de mieux comprendre comment il traite les informations fournies par la vue et le goût pour procurer du plaisir lors de la consommation des aliments» a ajouté le Dr Julie Hudry. «Le défi pour l'avenir consiste à découvrir dans quelle mesure les régions du cerveau que nous avons identifiées dans les interactions vue-goût pourraient expliquer la régulation de l'appétit et le contrôle de la consommation d'aliments dans la vie de tous les jours».

Lorsque nous mangeons, nos cinq sens travaillent de concert pour permettre à notre cerveau de savoir exactement de quoi il retourne. Lorsque l'un de nos cinq sens ne fonctionne pas correctement - par exemple en cas de rhume - notre cerveau reçoit alors moins d'informations et même si nous mangeons quelque chose que nous avons déjà mangé auparavant, l'aliment en question paraît différent.