La localisation des goûts, sur la langue et dans notre cerveau

Le goût est un sens bien méconnu. On a par exemple longtemps cru que les différents goûts étaient perçus par des régions différentes de notre langue. Alors qu’il n’en est rien !

Du côté des neurones, les zones du cerveau impliquées dans l’identification des goûts sont elles aussi encore mal comprises.

Quelques publications récentes permettent de lever un peu le voile sur ces mystères. Alors penchons nous sur le fonctionnement du goût, depuis les papilles de notre langue jusqu’aux neurones de notre cerveau.

Le goût, les goûts

Pour commencer, rappelons une chose bien connue : le goût au sens strict est quelque chose de plus restreint que l’usage qu’on en fait dans le langage courant. Quand on affirme « cette blanquette de veau a bon goût », on fait référence à des sensations qui impliquent très largement l’odorat. Les goûts qui sont perçus par notre langue seule sont très limités. C’est d’ailleurs pour cette raison qu’il ne faut surtout pas boire un bon Saint-Emilion avec un rhume !

Deuxième élément un peu moins connu : il n’existe pas quatre sensations gustatives, mais cinq ! Outre les classiques sucré/salé et acide/amer, il existe une cinquième saveur, découverte au cours du XXème siècle, et qui a été baptisée umami, ce qui signifie délicieux en japonais.

Chimiquement parlant, la perception de l’umami est stimulée par le glutamate de sodium, une molécule que l’on trouve à l’état naturel dans les viandes, le fromage, les tomates bien mûres ou la sauce soja. D’ailleurs l’industrie agro-alimentaire l’a bien compris, et en ajoute fréquemment aux aliments pour servir d’« exhausteur de goût » (cherchez-le sur vos étiquettes sous le petit nom de E621.)

A quoi sert le goût ?

Un bon petit plat, c’est bien agréable, mais sur le plan strictement biologique, on peut se demander à quoi sert le goût. Comme souvent, il y a une histoire d’adaptation naturelle derrière tout ça. Le goût permet en effet aux animaux de mieux cibler leurs apports nutritionnels, tout évitant les nourritures potentiellement dangereuses.

Le sucré et l’umami nous aident à détecter les aliments riches en glucides et en protéines, qui sont indispensables à notre métabolisme. Au contraire l’acide et l’amer, des sensations initialement plutôt désagréables, nous mettent en garde contre des aliments toxiques ou avariés. Enfin le salé permet d’assurer à l’organisme un apport juste équilibré en ions sodium : il est agréable à petites doses mais désagréable en trop grande quantité.

On comprend donc que l’évolution ait pu favoriser les individus possédant des aptitudes à bien goûter. Et d’ailleurs de manière amusante, le goût peut varier d’une espèce à l’autre. Par exemple : les substances amères ne sont pas toutes les mêmes chez l’homme et le chimpanzé; les souris ne réagissent pas à l’aspartame; et les félins ne sentent carrément pas du tout le sucré ! Puisqu’ils sont essentiellement carnivores, cette incapacité à repérer les aliments riches en glucides n’est probablement pas trop pénalisante pour nos amis les chats.

Les cellules gustatives

Sur la perception gustative, il existe un mythe tenace : celui de la localisation de chaque goût sur une région donnée de la langue. Mais en réalité, cette carte des goûts sur la langue n’existe pas ! Ca n’est pas le bout de la langue qui perçoit le sucré, et les côtés le salé. Mais on trouve encore cette affirmation erronée à de nombreux endroits, comme ci-contre dans un petit imagier possédé par ma fille.

En réalité les zones indiquées sont bien correctes, mais sur chacune de ces zones on peut percevoir les 5 goûts. Au niveau de ces zones se trouvent les papilles de la langue, qui contiennent les bourgeons gustatifs, eux même formés de cellules chargées de la perception du goût. Si chaque cellule est dédiée à un goût parmi les cinq, dans une région donnée de la langue on trouve bien les cinq types de cellules.

Malgré leur capacités différentes, les cinq types de cellules sont en fait morphologiquement très semblables. En fait, elles ne diffèrent que par la présence de récepteurs spécifiques à leur surface. Un récepteur est une protéine qui est insérée dans la membrane de la cellule, et qui peut se lier à une molécule donnée. Il y a ainsi des récepteurs pour les molécules sucrées (dits récepteurs T1R2 et T1R3), d’autres pour les molécules amères (T2R), etc.

La figure ci-dessous [1] montre un exemple de récepteur de l’amer, et la molécule possédant une forme compatible avec ce récepteur. Lorsqu’une molécule de ce genre se trouve dans notre bouche, elle va s’accrocher à la surface des cellules qui possèdent ces récepteurs. Ces cellules vont alors alerter notre cerveau et nous faire ressentir la présence de la molécule amère.

Manipuler les goûts

Les récepteurs du goût à la surface des cellules sont des protéines. Et comme vous le savez, les protéines sont synthétisées par l’organisme en suivant les informations du code génétique contenues dans l’ADN. Et c’est là que ça devient drôle, car en manipulant l’expression des gènes dans les différentes cellules, on peut manipuler les perceptions du goût !

Par exemple je vous ai dit que contrairement à nous, les souris ne sentent pas l’aspartame. Mais si on injecte aux souris les gènes humains codant pour nos récepteurs du sucré, les cellules gustatives des souris vont produire ces récepteurs compatibles avec la molécule d’aspartame, et leur permettre de percevoir cet édulcorant !

Encore plus fort, Mueller et ses collaborateurs [2] ont pu créer toutes sortes de souris aux goûts modifiés. Ils ont par exemple choisi une substance initialement sans goût pour les souris (un opiacé), et ont fait s’exprimer chez certaines souris un gène codant pour un récepteur compatible avec cette substance : pour la moitié des souris, ils l’ont ciblé dans les cellules du sucré, et pour l’autre moitié dans les cellules de l’amer. Eh bien la moitié des souris se sont mise à aimer cette substance opiacée (qu’elles trouvaient donc sucrée), alors que l’autre moitié l’évitait, puisqu’elles la trouvaient amère !

On peut même pousser le bouchon encore plus loin : en prenant le récepteur d’une protéine amère et en le faisant s’exprimer dans les cellules qui détectent le sucré, on peut donner une perception de sucré à des molécules normalement détectées comme amères ! Il y a donc un tas de choses à apprendre en découvrant les récepteurs impliqués dans les différentes sensations gustatives. D’ailleurs certains auteurs du papier participent aux travaux de la société Senomyx, qui détient une centaine de brevets sur l’utilisation des récepteurs du goût pour détecter in-vitro de nouvelles molécules pouvant être utilisées comme substituts pour le sucré, le salé ou l’umami.

Les goûts dans le cerveau

Il y a une question que j’ai laissée en suspend, celle de savoir comment les cellules qui perçoivent les goûts sont reliées à notre cerveau, et provoquent une sensation agréable ou désagréable.

Une récente publication [3] a permis d’établir – toujours chez la souris – une carte de la localisation des régions stimulées par les différents goûts. Les auteurs montrent que dans le cas d’une stimulation sucrée, umami, salée ou amère, l’activation se fait dans une région du cerveau bien délimitée, et différente pour chacun de ces goûts. Le schéma ci-contre [3] montre par exemple la localisation de la zone de l’amer dans un cerveau de souris.

Les différentes cellules gustatives sont donc bien cablées avec une région cérébrale donnée, chargée de vous faire ressentir une sensation comme agréable ou désagréable. A partir de là, on peut se demander pourquoi nous les humains, nous avons tendance à aimer aussi l’amer et l’acide, et à en faire des composantes à part entière de notre art culinaire. Masochisme, ou détournement culturel de nos fonctions biologiques ?

Pour ceux qui veulent aller plus loin, je conseille vivement la lecture de la publi [1] qui fait le bilan de 10 ans de découvertes des différentes récepteurs du goût. On y détaille un peu plus les natures de ces protéines, et on y apprend notamment que l’umami et le sucré utilisent les mêmes types de récepteurs mais combinés différemment !

[1] J. Chandrashekar et al., The receptors and cells for mammalian taste, Nature 444, 288 (2006)

[2] K. Muelleret al., The receptors and coding logic for bitter taste, Nature 434, 225 (2005).

[3] X. Chen et al., A Gustotopic Map of Taste Qualities in the Mammalian Brain, Science 333, 1262 (2011)

Chez mes collègues blogueurs, un billet de Dr Goulu sur le chaud et le froid dans la bouche.