Un organe vivant dans une boîte de Pétri révèle des boucles express
Une ville la nuit : certaines fenêtres sont éclairées, d'autres sont sombres. Si l'on relie par des lignes les fenêtres qui s'allument simultanément, on obtient une toile de connexions. C'est une telle toile que des chercheurs ont étudiée pour de minuscules organoïdes cérébraux – des amas vivants de cellules nerveuses cultivés en laboratoire.
Ils ont enregistré les signaux électriques de dizaines de neurones et construit un réseau où la force de la connexion entre deux cellules dépendait de la synchronie de leur activation. Ensuite, à l'aide d'une méthode mathématique – l'analyse topologique – ils ont cherché dans ce réseau des boucles : des chaînes fermées de trois neurones ou plus. Une boucle n'est pas simplement un groupe d'amis, mais une structure capable de transmettre un signal en circuit.
Ces boucles se sont révélées étonnamment résistantes. La suppression aléatoire de neurones ne les détruisait presque pas. Mais si l'on retirait délibérément les cellules qui faisaient partie des boucles, la structure s'effondrait. Avec la croissance de l'organoïde, des formes plus complexes apparaissaient – des vides dans le réseau, semblables aux alvéoles d'une éponge.
Ainsi, dans le bruit électrique des neurones vivants, une charpente géométrique nette s'est dessinée. Les mêmes boucles qui scintillaient dans le réseau apparaissent maintenant comme la base de futurs rythmes et ondes – comme des lumières urbaines qui composent un motif stable.
Les organoïdes cérébraux sont cultivés à partir de cellules souches et peuvent générer spontanément des impulsions électriques rappelant l'activité d'un vrai cerveau.