Combined modulating effects of the general arousal and the specific hunger arousal on the olfactory bulb responses in the rat

The combined modulating effects of the general level of arousal and specific hunger arousal on the olfactory bulb responses were investigated in the rat. Vigilance state parameters and multi-unit mitral cell activity were recorded in freely moving animals stimulated by control odours and by their usual food odour, either in the hungry or the satiated state. The nutrionally modulated bulb responses towards food odour were observed only for high arousal level (wakefulness). In rapid eye movement sleep (REMS), no olfactory response occurred. In slow wave sleep (SWS), one observed either a high bulb responsiveness to stimuli with neocortical arousal, or a general inexcitability. Each odorous stimulus in SWS elicited a higher neocortical arousal rate in the hungry than in the satiated state, as did food odour compared with control odours in both nutritional states. In SWS, a progressive alteration of the nutritionally modulated responses occurred at first at the bulb level and later for inner structures. Rats fed 2 h a day displayed a reversed circadian sleep-waking cycle and a lower SWS proportion compared with rats fed ad libitum. The hunger arousal could quantitatively and qualitatively modulate the activity of structures regulating the sleep-waking pattern. La modulation des résponses du bulbe olfactif en fonction du niveau d'éveil général et de l'éveil spécifique de faim a été étudiée chez le rat. Les paramétres permettant de déterminer l'état de vigilance et l'activité multiunitaire des cellules mitrales ont été enregistrés en conditions chroniques chez 12 rats à l'état affamé ou rassasié et stimulés par des odeurs de contrôle ou celle de leur aliment habituel. La modulation nutritionnelle des résponses du bulbe olfactif à l'odeur alimentaire s'est manifestée uniquement à l'état d'éveil. En sommeil paradoxal, aucune résponse olfactive n'a été enregistrée. Les stimulations données en sommeil lent (SL) ont révélé soit un taux élevé d'activation bulbaire provoquant l'éveil néocortical (désynchronisation), soit une faible excitabilité. De plus, la proportion d'éveil cortical entraînée par la stimulation en SL était plus élevée à l'état affamé qu'à l'état rassasié pour chaque odeur, et pour l'odeur d'aliment dans chaque état alimentaire. Au cours du sommeil lent, une altération progressive des effets de l'état alimentaire est apparue d'abord dans le bulbe olfactif et ensuite à un niveau moins périphérique du SNC. Les rats utilisés, qui recevaient un unique repas quotidien de 2 h ont adopté un rythme nycthéméral inversé avec une plus faible proportion de SL, comparés aux rats nourris ad libitum. L'éveil spécifique de faim pourrait moduler quantitativement et qualitativement l'activité des structures responsable de la régulation des états de vigilance.