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Publié le 24 novembre 2025 à 10h02. Des chercheurs américains ont découvert que le cerveau humain possède, dès sa formation, une structure de base préprogrammée qui guide son développement avant même d’être exposé aux stimuli extérieurs. Cette découverte, basée sur l’étude de modèles de tissus cérébraux en laboratoire, pourrait ouvrir de nouvelles voies pour comprendre les troubles neurologiques et développer des traitements plus efficaces.

• Le cerveau humain semble posséder un « système d’exploitation » préexistant qui structure son développement.
• Des organoïdes cérébraux, des modèles 3D de tissus humains cultivés en laboratoire, ont permis de révéler cette activité électrique précoce.
• Cette découverte pourrait avoir des implications majeures pour la compréhension et le traitement des maladies neurologiques.

L’origine de la pensée a toujours été un sujet de débat philosophique. Dès le ventre maternel, à la naissance, ou est-ce une capacité innée ? Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université de Californie à Santa Cruz apporte un nouvel éclairage sur cette question fondamentale. Publiée dans la revue Nature Neuroscience, cette recherche suggère que le cerveau humain intègre, dès l’origine, des instructions spécifiques pour interagir avec le monde.

L’équipe de recherche a utilisé des organoïdes cérébraux, de minuscules modèles de tissus cérébraux humains cultivés en laboratoire. Ces organoïdes ont permis d’observer l’émergence de l’activité électrique dans le cerveau sans l’influence des expériences sensorielles extérieures. Les chercheurs ont constaté que les premiers signaux électriques se manifestent selon des schémas structurés, indiquant que le cerveau n’est pas une « table rase » à la naissance.

« Ces cellules interagissent clairement les unes avec les autres et forment des circuits à auto-assemblage avant de pouvoir expérimenter quoi que ce soit du monde extérieur. Il existe un « système d’exploitation » préexistant, qui émerge dans un état primordial. »

Tal Sharf, ingénieur biomoléculaire et auteur principal de l’étude

Comme un ordinateur, le cerveau fonctionne grâce à des signaux électriques qui activent les neurones. Cependant, il est difficile d’étudier précisément le début de cette activité en raison du développement précoce du cerveau humain, qui se déroule dans l’utérus. Les organoïdes cérébraux offrent une solution innovante pour contourner cette difficulté. Ils permettent d’étudier le développement du cerveau in vitro, sans les contraintes liées à l’environnement in vivo.

L’Université de Californie est à la pointe de la recherche sur les organoïdes cérébraux, développant de nouvelles méthodes pour les cultiver et les analyser afin de mieux comprendre le développement et les troubles du cerveau. Ces modèles 3D, créés à partir de cellules souches humaines, permettent d’étudier des organes comme le foie, les poumons, les reins, l’intestin, l’estomac, et bien sûr, le cerveau.

L’étude de Sharf et de ses collègues a révélé que l’activité électrique dans les organoïdes cérébraux apparaît bien avant que le cerveau ne soit capable de traiter des informations sensorielles complexes. Les cellules cérébrales commencent spontanément à émettre des signaux électriques caractéristiques des mécanismes qui sous-tendent la perception sensorielle. Ce phénomène se produit avant « l’empire des sens », comme l’expression le suggère.

Les neurosciences ont démontré depuis longtemps que l’activité neuronale ne se produit pas de manière aléatoire. Le cerveau possède un « mode par défaut », une structure de base qui active les neurones et qui devient plus spécifique à mesure que le cerveau traite des signaux sensoriels. Les chercheurs ont constaté que les premiers modèles d’activité observés dans les organoïdes cérébraux sont remarquablement similaires à ce mode par défaut.

« Ces systèmes intrinsèquement auto-organisés pourraient servir de base à la construction d’une représentation du monde qui nous entoure. Le fait que nous puissions les voir à ces premiers stades suggère que l’évolution a trouvé un moyen permettant au système nerveux central de construire une carte qui nous permet de naviguer et d’interagir avec le monde. »

Tal Sharf, ingénieur biomoléculaire et auteur principal de l’étude

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension du neurodéveloppement humain, des maladies neurologiques et des effets des toxines sur le cerveau. La capacité de reproduire la structure de base du cerveau grâce aux organoïdes offre un outil précieux pour étudier ces phénomènes.

« Nous démontrons qu’il existe une base pour capturer des dynamiques complexes qui pourraient probablement être des signaux de débuts pathologiques que nous pourrions étudier dans les tissus humains », conclut le scientifique. « Cela nous permettrait de développer des thérapies, en travaillant à un niveau préclinique pour développer des composés potentiels, des thérapies médicamenteuses et des outils d’édition génétique qui pourraient être moins chers, plus efficaces et plus performants que ceux actuels. »