Des cerveaux miniatures cultivés en laboratoire et fonctionnels

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Des scientifiques cultivant des cerveaux miniatures dans un laboratoire ont créé des réseaux de neurones qui agissent comme ceux du cerveau humain. Ils espèrent que cette découverte permettra une recherche moins coûteuse et plus facile sur les maladies du cerveau et le développement de médicaments.

Des cerveaux miniatures cultivés en laboratoire 

Au cours des dernières années, des chercheurs ont travaillé à la création de petits cerveaux humains en trois dimensions, ou organoïdes cérébraux. L’espoir est qu’ils finiront par remplacer les modèles animaux, les techniques d’imagerie et les autopsies comme outils de compréhension du cerveau.

Ces organoïdes simplifiés ont une partie de l’architecture du cortex cérébral du cerveau – qui est responsable de la plupart des caractéristiques qui nous rendent humains, telles que la pensée, la perception, la mémoire et le langage.

Ils ont déjà été utilisés pour modéliser des maladies telles que la microcéphalie, l’infection au virus Zika et le glioblastome. Mais on sait peu de choses sur la façon dont les neurones en leur sein communiquent les uns avec les autres, explique Hideya Sakaguchi de l’Institut Salk pour les sciences biologiques en Californie.

Une auto-organisation

Pour enquêter, Sakaguchi et ses collègues de l’Université de Kyoto ont pris une boule de cellules souches et ont développé un organoïde avec des tissus stratifiés ayant une structure similaire à celle du cortex cérébral. Après environ trois mois, l’équipe a prélevé des cellules individuelles dans le tissu et les a cultivées séparément dans une autre boîte. Ces cellules ont commencé à s’organiser en grappes et à former des réseaux avec d’autres grappes à proximité.

L’équipe a ensuite étudié la liaison des ions calcium, une méthode de détection de l’activité neuronale, pour voir comment et quand les neurones de ces grappes étaient activés. Sakaguchi dit qu’au début, les neurones se déclenchent individuellement, mais lorsqu’ils créent des réseaux et des connexions avec d’autres neurones, ils commencent à fonctionner de manière synchronisée.

C’est une découverte importante, car on pense que l’activité neuronale synchronisée est à la base de diverses fonctions cérébrales, y compris la mémoire. Une autre découverte importante est que les neurones se déclenchent parfois spontanément. On pense que ceci est l’un des moyens par lesquels les neurones du cerveau se développent et créent de nouvelles connexions.

Des cerveaux « pensant »

Sakaguchi pense que les réseaux de neurones aideront à la découverte de médicaments, à une meilleure modélisation des troubles neuropsychiatriques et pourraient éventuellement ouvrir la voie à la régénération de morceaux du cerveau après une maladie ou un traumatisme physique. Mais étant donné que le cortex cérébral joue un rôle important dans la conscience humaine, les éthiciens suivront de près le développement d’organoïdes de type cortex cérébral.

Cependant, Sakaguchi dit que la technologie actuelle est très éloignée du cerveau « pensant ». «Pour créer des fonctions cérébrales supérieures telles que la conscience ou la pensée, je pense que les organoïdes ont besoin d’expériences subjectives, et qu’il faut à la fois une entrée sensorielle et un système de sortie motrice», dit-il.

Sakaguchi dit que les organoïdes actuels développés en laboratoire sont dépourvus de ces expériences – mais il craint que des développements futurs ne les rapprochent de la conscience.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Stem Cell Reports.

Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay

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