Chemosensory perception in blind and sighted populations

Abstract

Comparativement aux autres modalités sensorielles, la recherche au sein du domaine des sens chimiques (système trigéminal et olfactif) a été beaucoup moins développée que celle dans le domaine de la vision ou même de l’audition. Bien que ce champ de recherche soit présentement en émergence, plusieurs questionnements demeurent. Ainsi, le but principal de la présente thèse était d’étudier la façon dont divers facteurs internes parviennent à moduler la perception olfactive, et surtout pour ceux dont la littérature demeure particulièrement peu concluante dans le but de contribuer à l’avancement des connaissances dans le domaine. Pour y répondre, quatre études ont été développées et conduites. L’objectif premier (Étude 1) était de déterminer l’influence d’une attente sur la perception olfactive. Le deuxième objectif (Étude 2) visait à explorer la présence de la supériorité d’une narine et son rapport possible avec la préférence manuelle. Étant donné l’importance de l’apport visuel dans la perception olfactive, l’investigation plus particulière de l’influence de la cécité sur les sens chimiques a également été adressée. Le troisième objectif était d’évaluer la catégorisation des odeurs de vins chez les personnes aveugles précoces, une tâche particulièrement complexe et écologique (Étude 3). Le quatrième et dernier objectif était d’examiner la localisation d’odeurs chez une population non-voyante (Étude 4). À la lumière des résultats de ces études, cela nous a permis de discuter de leurs divers impacts dans notre compréhension actuelle dans le domaine de la littérature des sens chimiques. Les résultats de l’Étude 1 ont permis de démontrer que l’étiquetage positif d’odeurs engendrait systématiquement une évaluation favorable de la comestibilité de celles-ci, et ce en dépit du fait que certaines sources d’odeurs étaient jugées comme étant incomestibles. De plus, il a été relevé que l’étiquetage d’odeurs modulait à la fois l’évaluation de l’intensité ainsi que le temps de réaction vis-à-vis celles-ci. Ces résultats démontrent donc que l’interprétation accordée préalablement à certaines odeurs permet de moduler la perception de celles-ci, soulignant ainsi la présence de mécanismes cérébraux ascendants influençant la perception olfactive. Dans l’Étude 2, bien que nous sommes parvenus à retrouver partiellement un support concernant la supériorité de la narine droite chez les droitiers, aucune latéralisation de ce type n’a été observée parmi les individus gauchers. L’hétérogénéité des résultats retrouvés au sein de notre étude reflète l’état actuel de la littérature scientifique sur le sujet. À cet égard, plusieurs facteurs ont précédemment été soulevés afin d’expliquer la discordance scientifique existante dont la variabilité des méthodologies employées pour évaluer le phénomène ainsi que l’influence du cycle nasal. Les résultats de l’Étude 3 ont démontré que les personnes aveugles précoces catégorisaient moins bien les odeurs de vins que les participants voyants. En raison de leur privation visuelle, il aurait pu être attendu que les associations visuo-olfactives normalement retrouvées au sein de la population voyante sont compensées par un niveau plus élevé d’associations verbo-olfactives chez les individus atteints de cécité. Toutefois, nos résultats démontrent que la compensation verbo-olfactive ayant pris place suite à la privation visuelle ne semble pas être aussi fonctionnelle que l’association visuo-olfactive retrouvée chez les voyants. Lors de l’Étude 4, nos résultats ont permis de mettre en lumière que les personnes aveugles ayant perdu leurs vues à la naissance présentent de meilleures performances de localisation d’odeurs que les individus voyants, de même que les individus aveugles ayant perdu la vision tardivement. Ainsi, l’absence de vision en bas âge semble supporter l’idée que la cécité congénitale occasionne un recours plus important au sens chimiosensoriels afin d’extraire, des odeurs environnantes,des informations spatiales facilitant possiblement la navigation dans l’environnement.

Compared to the other senses, research in the chemical senses (trigeminal and olfactory systems) have received far less attention than other modalities such as vision and audition. Even though it is an emerging field, there are still numerous questions left to answer. The main goal of the present thesis was to further our understanding of the impact of various internal factors on chemosensory perception for which the literature remains particularly inconclusive in hopes to advance our comprehension of this modality. To do so, four objectives were established. The first objective (Study 1) was to determine the impact of an internal state (expectancy) on olfactory perception using odor labeling. The second objective (Study 2) was to investigate whether there is a nostril dominance in chemosensory perception and whether it is linked with handedness. Given the importance of visual cues in chemosensory processing, we also set out to investigate the influence of blindness on chemosensory processing. Therefore, the third objective (Study 3) was to determine the impact of blindness on wine odor categorization, a task particularly complex and ecologic. The fourth and final goal of the present thesis (Study 4) was to investigate odor localization in blind individuals, a task that has not yet been explored in this population. In light of the results of our four studies, we further discuss their impacts on our current comprehension of the chemical senses. The results obtained in Study 1 showed that positively labeled odors were systematically rated as being more edible, and this was true even for odors carrying non-food labels. Positively labeled odors were also rated as being more pleasant than negatively labeled ones, which is in line with previous work. Labels also modulated intensity ratings and reaction times, although to a lesser degree. These results highlight that “top-down” mechanisms can influence olfactory perception, and that previous experiences or different interpretations of a labeled odor can alter our perception of it. The results acquired in Study 2 found partial support for the presence of a nostril dominance in right-handed individuals, yet no effect was found for left-handed individuals. The heterogeneity found in these results mirrors the one found in the literature. Methodological differences as well as influences of the nasal cycle could partially explain the heterogeneity in the results. The results from Study 3 displayed worse performance in early-blind individuals compared to sighted controls on a wine odor categorization task. Since early-blind individuals lacked visual input to make visual-olfactory associations, they could have compensated with a stronger verbal-olfactory association. However, since our results show that blind individuals have a worse performance in wine odor categorization, this suggests that they are penalized for their lack of visual input, and any verbal-olfactory compensation is not enough to match the visual-olfactory association. Put differently; it seems that blind individuals lack mental imagery abilities which are important when undertaking this type of task. Finally, in Study 4, results show that congenitally-blind individuals outperform late-blind individuals as well as sighted controls on an odor localization task. This finding provides support for the idea that congenitally-blind individuals rely more on their chemosensory perception to navigate throughout their environment, by retrieving spatial information from the surrounding odors.