Pour la première fois, un cerveau fabriqué en laboratoire montre des signes d’activité

Sont-ils conscients ? Pour la première fois, des cerveaux fabriqués in vitro ont montré des signes d’activité. Ces complexes de neurones minuscules, fabriqués à partir de cellules souches, présentent une activité électrique similaire à celle d’un nouveau-né prématuré de deux mois. Trop peu, d’après les chercheurs, pour générer une conscience, mais suffisamment pour étudier des maladies neurologiques complexes.

Ce cerveau-éprouvette est un organoïde : une structure cellulaire faite à partir de cellules souches, qui reproduit l’organisation d’un organe afin de l’étudier. Si elle existe depuis une dizaine d’années, cette technique n’avait jamais permis de produire un réseau de neurones actif. Elle a fait l’objet d’une publication dans le magazine Cell Stem Cell.

Court-circuit ?

Pour fabriquer ce mini-cerveau (un million de fois plus petit que celui d’un humain), les chercheurs ont mis des cellules souches en culture dans un environnement représentant l’environnement cérébral. Après quatre à six mois de culture, les cellules souches s’étaient différenciées en cellules cérébrales et s’étaient organisées de manière identique à celles d’un cerveau naturel. "L'organoïde entier était synchronisé, nous n'avions jamais vu de niveaux d'activité aussi élevés", explique Priscilla Negraes, co-auteure de la publication, dans une vidéo.

Si les chercheurs pensent d’abord à un court-circuit, ou un bug de la machine, ils réalisent rapidement que les mesures ne sont pas faussées. "Nous pouvions clairement voir une activité croissante, se souvient le chercheur Alysson Muotri. Cette augmentation de l'activité ne se voyait pas seulement en volume mais aussi en complexité, reflétant la maturation de l'organoïde." Après six semaines de maturation, les neurones s’activaient de manière aléatoire. A deux mois, ils commençaient à se synchroniser, en rafale, sur une seule fréquence.

La question de sa conscience ne se pose pas… encore

"Dès quatre mois, les neurones montrent un pic d'activité très rapide une première puis une seconde fois en quelques centaines de millisecondes : c'est ce qu'on appelle une oscillation. Au bout de six mois, il y a de plus en plus de cycles d'oscillations, c'est très régulier. Mais au huitième mois, les oscillations deviennent moins stéréotypées et sur plusieurs fréquences, comme dans le cerveau humain et animal", relate Richard Gao, co-auteur de la publication.

Mais cet organoïde ne reproduit pas un cerveau complet, par manque de diversité cellulaire et de vascularisation. Il permettra néanmoins de faire des études sur le développement cérébral et sur certaines maladies, comme l’autisme ou l’épilepsie. Et si la question de sa conscience ne se pose pas encore, elle devait émerger à mesure que la complexité de ces cerveaux-éprouvettes augmente.