La perception sensorielle ne dépend pas seulement des signaux physiques captés par les organes périphériques, mais aussi de la dynamique interne des réseaux neuronaux centraux. Dans le cortex sensoriel, les états dits désynchronisés, ou « activés », sont associés à des réponses évoquées plus fiables face aux stimuli et à une perception accrue, tandis que les états fortement synchronisés tendent à atténuer la sensibilité aux entrées externes. Le cortex piriforme antérieur, un paléocortex sensoriel impliqué dans la perception olfactive, présente la particularité de ne pas recevoir d'entrées thalamiques directes, contrairement au néocortex sensoriel. Il reçoit en revanche des projections massives du bulbe olfactif principal et contient un dense réseau de fibres associatives reliant les neurones excitateurs principaux sur de longues distances, ce qui en fait un terrain de choix pour étudier l'interaction entre signaux externes et dynamique interne des circuits. Les récepteurs cannabinoïdes de type 1 (CB1R), connus pour influencer la coordination des réseaux dans l'hippocampe, y sont présents, mais leur rôle dans l'activité de cette région et dans la perception des odeurs restait inconnu.
Pour répondre à cette question, les auteurs ont combiné des manipulations pharmacologiques avec des enregistrements par multi-électrodes ou de la photométrie par fibre optique, réalisés dans le cortex piriforme antérieur de souris mâles libres de leurs mouvements. Le blocage des CB1R a été obtenu soit par administration systémique, soit par perfusion locale du composé directement dans la région d'intérêt. Les analyses se sont concentrées sur l'état d'éveil, les états cérébraux étant distingués à partir des signaux d'accélérométrie et des spectrogrammes hippocampiques et corticaux. L'activité oscillatoire, la synchronisation des populations neuronales et les seuils comportementaux de détection olfactive ont ainsi pu être caractérisés.
Les résultats montrent que le blocage des CB1R, qu'il soit systémique ou local, augmente l'amplitude des oscillations gamma dans le cortex piriforme antérieur, tout en réduisant la fréquence des événements de population synchronisés impliquant les neurones excitateurs. Chez les animaux exposés à des sources odorantes, ce même blocage diminue la corrélation entre les unités excitatrices et abaisse les seuils comportementaux de détection des odeurs, traduisant une sensibilité olfactive accrue.
Les auteurs en concluent que la signalisation endocannabinoïde endogène favorise les événements de population synchronisés et atténue les oscillations gamma dans le cortex piriforme antérieur, ce qui se traduit par une moindre sensibilité aux entrées sensorielles externes. Le système endocannabinoïde apparaît ainsi comme un modulateur de l'équilibre entre dynamique interne et signaux périphériques, capable d'ajuster finement la perception olfactive selon l'état du réseau cortical.