Pour la première fois, des scientifiques ont détecté dans des cerveaux minuscules développés in vitro à partir de cellules souches une activité électrique ressemblant à celle des humains, ce qui ouvre une piste de recherche pour étudier des maladies neurologiques complexes.

Les scientifiques pensent que les cerveaux ne sont pas conscients, car ils ressemblent à ceux de bébés prématurés, mais ne peuvent pas le prouver, ce qui en soi soulève de nouvelles questions éthiques.

Cela fait une décennie que des chercheurs ont appris à exploiter des cellules souches adultes pour développer des organoïdes, c'est-à-dire des structures cellulaires modélisant un organe qu'ils souhaitent étudier. Mais jamais ces organoïdes cérébraux n'avaient développé de réseau neuronal actif.

«Si vous m'aviez demandé il y a cinq ans si je pensais qu'il serait possible qu'un organoïde cérébral développe un réseau sophistiqué capable de générer des oscillations, j'aurais dit non», dit Alysson Muotri, biologiste à l'université de Californie à San Diego.

La percée a été permise en partie par l'amélioration de la procédure et de l'environnement de culture des cellules souches, décrivent les chercheurs dans leur article publié jeudi par la revue Cell Press.

Une autre avancée fut de donner plus de temps aux neurones pour se développer, tout comme les cerveaux des foetus dans le ventre. «Les premières étapes du développement neurologique humain sont inscrites dans notre génome», explique Alysson Muotri.

Les premières ondes ont été détectées dans les organoïdes au bout de deux mois. Les signaux étaient rares et gardaient une même fréquence, tout comme dans les cerveaux humains très immatures. Mais en continuant à croître, les ondes ont été produites à différentes fréquences, et à intervalles plus réguliers.

En comparant le développement de ces organoïdes aux courbes observées chez 39 bébés prématurés, les scientifiques se sont aperçus que les trajectoires étaient similaires.

A quoi cela pourrait-il servir? Des organoïdes pourraient être développés à partir de cellules souches d'individus atteints de problèmes neurologiques tels que l'épilepsie et l'autisme. Cela permettrait de mieux modéliser ces syndromes afin de trouver peut-être des traitements.

La recherche vise aussi à répondre à des questions fondamentales. Par exemple, on ne sait pas pourquoi le développement des organoïdes n'évolue plus à partir de neuf ou dix mois. Peut-être est-ce dû à l'absence d'alimentation sanguine, ou tout simplement de stimulation sensorielle, suggère Alysson Muotri.