Ce type d’amas cellulaires mimant les structures et fonctions d’un organe est qualifié d’organoïde. Ce sont donc des organoïdes cérébraux.

La production des cérébroïdes se fait en culture in vitro. Il faut partir de cellules iPS (abrév. angl. de «induced pluripotent stem cells) qui sont des cellules qui ont été induites pour être pluripotentes, c’est-à-dire être capables de se différencier dans tous les types de cellules d’un organisme adulte, comme par exemple des cellules de peau. Cette première étape, nécessite la reprogrammation de cellules adultes en cellules iPS, pour cela, il faut faire exprimer 4 gènes dans les cellules adultes de départ.

Les cellules pluripotentes sont des cellules dédifférenciées (cellules souches), capables de se multiplier à l’infini pour donner ces amas cellulaires que sont les organoïdes.

Les amas cellulaires créés actuellement comportent jusqu’à quelques dizaines de milliers de cellules, mais les chercheurs visent l’obtention de cérébroïdes de plusieurs millions de cellules pour obtenir des fonctions fiables.

L’étape suivante, celle de la redifférenciation des cellules iPS en un type particulier, se fait grâce à des facteurs de croissance. Mais, dans cette transformation, d’autres facteurs interviennent, en particulier des contraintes mécaniques.

En 2019, des expériences ont montré que de tels amas pouvaient produire des ondes cérébrales.

En 2021, de tels cérébroïdes ont développé des ébauches d’yeux, récapitulant les premières phases de leur développement et de leurs projections neuronales, sans que, toutefois, il y ait de perception lumineuse.

L’objectif de ce type de modèle expérimental, à court et moyen termes est d’aider à déchiffrer les mécanismes en jeu dans l’organogenèse du cerveau et aussi l’apparition des troubles du développement cérébral, et de maladies psychiatriques (autisme, schizophrénie, etc.) ou neurodégénératives (Alzheimer, Parkinson, etc.).

Un but lointain est de recréer la structure ayant la capacité d’apprentissage du cerveau humain, avec une efficacité énergétique que l’intelligence artificielle ne concurrence pas.

Un autre objectif est de faire communiquer des organoïdes entre eux à l’aide de dispositif permettant de capter l’activité électrique des cérébroïdes.

Quelques chercheurs pensent qu’il faudrait se lancer dans la mise au point d’ordinateurs basés sur des organoïdes cérébraux vivants, tout en reconnaissant que l’on en est au stade de la science-fiction !

Il faut bien comprendre que la construction d’un cerveau nécessite des interactions comme celles existant entre les aires cérébrales, et celles existant avec le monde environnant, interactions non reproductibles in vitro. Pour franchir ce cap, des cérébroïdes issus de cellules souches humaines ont été greffés sur des cerveaux de rats nouveau-nés, réalisant ainsi des cerveaux chimériques. L’expérience a porté sur près d’une centaine de rongeurs qui ont vécu ainsi près d’un an. Les résultats ont été connus en 2022.

Il a été constaté que les neurones qui s’étaient différenciés au sein des cérébroïdes humains, avaient tissé des connexions avec les circuits du cortex des rongeurs et que des vaisseaux sanguins les avaient investis. Il a été montré que, stimulés expérimentalement, ces neurones intervenaient dans le comportement des rongeurs.

Cette réflexion pédagogique peut sembler dépasser l’approche développement durable, mais elle propose une réflexion sur l’évolution des outils technologiques au service de l’homme, en comparant cette évolution à celle existant pour les organismes vivants.

La vie est apparue sur Terre il y a un peu plus de 3 Md d’années, sous forme d’organismes unicellulaires très simples. Pendant ces milliards d’années, les organismes se sont complexifiés. Des structures nouvelles, toujours plus sophistiquées se sont formées au fil de l’Évolution. Le cerveau humain est un des organes nouveaux apparus sur une des multiples branches évolutives. De la première cellule apparue sur Terre, à la réalisation du cerveau humain, le temps se compte donc en milliards d’années.

Chez un être humain, le cerveau se forme et devient fonctionnel en quelques années seulement à partir du moment où l’œuf qui donnera cet individu est formé, suite à une fécondation. Les étapes nécessaires à la formation d’un cerveau humain, à partir de la cellule-œuf, se sont raccourcies. On peut dire que le temps évolutif s’est densifié.

Avec les cérébroïdes, entre le moment où la cellule pluripotente est formée in vitro et celui où un cérébroïde est obtenu, le temps qui s’écoule se compte en mois. La technologie a permis de densifier encore plus ce temps évolutif.

Cette densification du temps est associée à une densification de l’espace, au sens où tous les organes se complexifient en intégrant au sein de leur structure, les structures plus anciennes. La densification des structures correspond à ce que nous qualifions de densification de l’espace.

Cette densification du temps et de l’espace s’observe aussi au niveau technologique. On peut prendre l’exemple d’un objet particulièrement commun, le téléphone portable, qui n’est plus simplement un téléphone, puisqu’il possède de nombreuses autres fonctions, comme celles d’être : un appareil photo, une radio, un réveil matin, un petit ordinateur, etc. Les téléphones sont devenus ce qu’il est convenu d’appeler des « smartphones ». La densification des structures est évidente. C’est ce que nous appellerons l’emboîtement des structures et des fonctions. Comme nous l’avons dit pour le cerveau, le temps évolutif est aussi compacté puisque tout le temps nécessaires au perfectionnement des téléphones, des appareils photo, et des radio, se retrouve raccourci lors de la fabrication des smartphones.