Amas de tissu aux cellules cérébrales marquées en vert et de noyaux bleus. | Photo: Gabriel Luna

L’amas de cellules n’avait qu’un diamètre de 4 millimètres. Pour certaines expériences, les scientifiques l’ont même découpé en tranches plus minuscules encore. Stella Glasauer, neuroscientifique soutenue par le FNS, a cultivé ces organoïdes cérébraux à partir de cellules souches humaines. Son équipe, dirigée par Kenneth Kosik de l’Université de Californie, a noté que des réseaux fonctionnels de cellules nerveuses s’y développent de la même façon que dans le cerveau humain.

Son collègue Tal Sharf a doté chacun des organoïdes de plus de 26 000 électrodes, l’activité électrique de plus de 1000 de ces électrodes étant enregistrée simultanément. Ce qui a permis aux chercheurs de non seulement localiser précisément les impulsions nerveuses, mais aussi d’en enregistrer la chronologie.

Après deux semaines déjà, des impulsions électriques sont apparues entre les cellules nerveuses, ont augmenté au fil des mois et se sont toujours plus synchronisées dans leur intensité et succession temporelle. L’équipe en conclut à l’existence d’une interaction fonctionnelle entre les cellules nerveuses. A l’aide du sédatif diazépam, elle a même pu modifier l’activité des réseaux.

A l’avenir, les scientifiques souhaitent surtout recourir à cette méthode pour l’étude des troubles du développement neurologique. «Mais les mini-organes ne correspondent encore qu’au cortex cérébral humain», note Stella Glasauer. Ces résultats ne peuvent donc être transposés à l’ensemble du cerveau que sous réserve.

T. Sharf et al.: Functional neuronal circuitry and oscillatory dynamics in human brain organoids. Nature Communications (2022)