Neurobiological mechanisms involved in recognition of olfactory signature of the young in sheep

Olfactory recognition of the young in sheep

Équipe de Comportement, INRA/CNRS-Université de Tours, UMR 6073, Nouzilly, France

Résumé

Cet article passe en revue les mécanismes neurobiologiques impliqués dans l’apprentissage de la signature olfactive du jeune chez la brebis à la parturition. Les stéroïdes et la stimulation vaginocervicale, consécutive à l’expulsion du fœtus, induisent des changements électrophysiologiques et neurochimiques dans le bulbe olfactif qui sont impliqués dans les mécanismes d’apprentissage de l’odeur individuelle du jeune, permettant l’établissement d’un lien sélectif entre la brebis et son agneau. En particulier, on observe une augmentation du nombre de cellules mitrales (principales cellules du bulbe olfactif) qui répondent aux odeurs d’agneaux. Ce phénomène est accompagné d’une modification des interactions entre les cellules mitrales et les interneurones et également de leurs interactions avec les systèmes centrifuges. Les changements intervenant dans les interneurones les rendraient plus sensibles au glutamate et ainsi pourraient accroître l’inhibition en retour des cellules mitrales. Cependant, du fait de l’augmentation de l’inhibition des interneurones par le système centrifuge noradrénergique aidé en cela par la libération d’ocytocine, il en résulterait un changement dans l’équilibre de l’unité mitrale-interneurone qui conduirait à une augmentation de l’activité de décharge des cellules mitrales. L’activation d’une sous-population de cellules mitrales pour lesquelles les fibres centrifuges exerceraient une désinhibition plus importante par le jeu de la régulation présynaptique gabaergique pourrait rendre compte de la spécificité de la réponse de certaines unités mitrales vis-à-vis de l’odeur de l’agneau familier. Ces mécanismes se mettraient en place lors de la première mise-bas et dans les 6 premières heures d’échanges avec l’agneau. Ainsi l’expérience maternelle induirait un processus de maturation dans le bulbe olfactif qui faciliterait l’efficacité de la libération de neurotransmetteurs.

Abstract

The following review focuses on neurobiological mechanisms responsible for the individual recognition of the olfactory signature of the young by the ewe at parturition. Steroids and vaginocervical stimulation are responsible for neurochemical and electro- physiological changes within the olfactory bulb that are part of the learning mechanisms of the individual lamb odour, thus allowing the establishment of a selective bond between the ewe and her lamb. There is an increase in the number of mitral cells, the principal cells of the olfactory bulb that respond to lamb odours, which is associated with increased release of glutamate and gamma-aminobutyric acid from the dendrodendritic synapses between the mitral and granule cells. The relation between the release of the two transmitters after birth suggests an increased efficacy of glutamate evoked gamma-aminobutyric acid release. Parturition is also accompanied by increased oxytocinergic, cholinergic and noradrenergic neurotransmitter release that are essential for selective recognition of lambs. These increases in transmitter release depend on maternal experience, so that greater amounts have been found in multiparous than primiparous ewes. Therefore maternal experience seems to induce a neural maturation process that facilitates effective transmitter release in the olfactory bulb.