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Depuis des siècles, le cerveau humain fascine et reste un véritable mystère. Composé de dizaines de milliards de neurones, chacun capable de créer des connexions avec ses voisins, cet organe est sans conteste la partie la plus complexe du corps humain. Il pèse environ trois livres et régit tout, des mouvements corporels à l’interprétation des sens, sans oublier le domaine crucial de la **cognition**.
Même sa structure fondamentale suscite des débats passionnés. Une **étude récente** parue dans la revue *Nature Neuroscience* et réalisée par une équipe de chercheurs de l’Université de Stanford révèle une nouvelle perspective. Selon leurs conclusions, le cerveau humain serait en réalité constitué de deux organes distincts, ayant évolué indépendamment pendant des centaines de millions d’années.
Cette découverte pourrait remettre en question une grande partie de nos connaissances sur le développement de cet organe, notamment l’idée reçue que le cerveau humain fonctionne comme une entité unique issue d’une seule lignée évolutive.
De plus, cette recherche pourrait également ouvrir de nouvelles perspectives dans la culture des cellules cérébrales humaines en laboratoire, une avancée essentielle pour l’étude des maladies neurologiques touchant le tronc cérébral, comme la *sclérose latérale amyotrophique (SLA)*.
Cette étude semble également renforcer une théorie longtemps débattue selon laquelle les humains possèderaient un cerveau plus primitif, souvent appelé le **”cerveau reptilien”**, qui gère des fonctions essentielles telles que la régulation du rythme cardiaque et la respiration. En parallèle, une autre partie du cerveau serait responsable des fonctions plus complexes, comme la créativité ou encore les troubles tels que la dépression et l’anxiété.
« Nous avons démontré pour la première fois que la partie avant du cerveau provient d’une cellule progénitrice totalement différente de celle qui constitue l’arrière du cerveau », a déclaré Kyle Loh, professeur associé à Stanford et auteur principal de l’étude.
« Grâce à cette découverte, nous pouvons désormais cultiver des neurones issus de l’arrière du cerveau, ce qu’on appelle le **cerveau postérieur**, dans une boîte de culture et étudier leurs fonctions », a-t-il ajouté.
Traditionnellement, on considère que la région antérieure du cerveau est impliquée dans la réflexion avancée et la conscience, alors que la région postérieure, ou cerveau postérieur, régule les fonctions vitales fondamentales qui nous permettent de vivre.
Cependant, la culture des cellules de cette dernière région a toujours été un défi majeur, ralentissant nos progrès dans l’étude de différentes pathologies.
En observant de plus près les premières étapes du développement embryonnaire chez des modèles de souris, les chercheurs ont découvert que la partie postérieure du cerveau suit une voie de développement distincte mais parallèle à celle du cerveau antérieur.
Ils ont identifié que les embryons de souris produisent deux types de cellules progénitrices cérébrales distinctes, qui donneront respectivement le cerveau antérieur et moyen et le cerveau postérieur.
Ces deux régions présentent une **chromatine** différente, un mélange d’ADN, d’ARN et de protéines qui enveloppe les longues molécules d’ADN, les orientant vers des chemins de développement indépendants.
« Les tentatives précédentes de création de neurones du cerveau postérieur ont probablement essayé de transformer des progéniteurs du cerveau antérieur et moyen en cellules du cerveau postérieur, ce qui, comme le montre notre étude, n’est pas possible », a précisé Rayyan Jokhai, co-auteur principal et étudiant diplômé à Stanford.
« On note souvent en biologie des cellules souches une obsession pour la création d’un type de cellule final, comme le neurone, mais il est crucial de commencer dès les premières étapes du développement embryonnaire. Notre attention minutieuse à ce moment précoce nous a permis de découvrir cette distinction fondamentale dans le développement cérébral. »
Ainsi, l’équipe a pu devenir la première à transformer des cellules souches pluripotentes en neurones moteurs du cerveau postérieur dans un laboratoire.
Elles ont également identifié des voies de développement cérébral similaires chez d’autres espèces, allant des poissons-zèbres aux poules, en passant même par des vers à écaille qui sont évolutivement très éloignés des humains.
Bien que les méduses, qui sont encore plus éloignées, possèdent deux systèmes nerveux, les résultats de cette recherche suggèrent que ces deux organes auraient pu progressivement se rapprocher l’un de l’autre.
« Notre étude indique que l’évolution a fusionné deux systèmes neuronaux existants spatialement », a précisé Loh. « Avoir le cerveau en tant qu’organe unique serait probablement plus efficace, mais nous dépendons de ce schéma primordial qui a créé le cerveau en deux parties distinctes. »
« J’ai été surpris par nos résultats car le terme ‘cerveau’ implique un organe contigu, d’origine probablement unique », a ajouté Jokhai. « Cependant, même il y a 500 millions d’années, ces systèmes neuronaux étaient distincts, même s’ils fonctionnent aujourd’hui presque comme un tout, ce qui est vraiment fascinant. »
Ces deux voies de développement, en se renforçant mutuellement, ont aussi pu contribuer à la complexité croissante du cerveau humain.
Tandis que le cerveau postérieur maintient les fonctions vitales, « l’évolution peut expérimenter avec le cerveau antérieur, commettre des erreurs et donner naissance à toutes les choses sophistiquées comme la **mémoire** et la **créativité** », a expliqué Loh.
En savoir plus sur le cerveau : *Les scientifiques dévoilent des souris “Franken” avec des cerveaux presque complètement humains.*
Les recherches indiquent que le cerveau humain serait constitué de deux parties principales : le cerveau antérieur et le cerveau postérieur, chacun ayant évolué séparément.
La capacité à cultiver des neurones du cerveau postérieur en laboratoire pourrait permettre d’étudier plus efficacement des maladies neurologiques, comme la sclérose latérale amyotrophique (SLA).
Le “cerveau reptilien” fait référence à la partie primitive du cerveau qui gère les fonctions essentielles de survie, telles que la régulation de la respiration et du rythme cardiaque.
En étudiant les premiers stades du développement embryonnaire des souris, les chercheurs ont observé des voies de développement distinctes, signalant une séparation claire entre les cellules progénitrices des deux parties du cerveau.
Oui, cette étude a démontré qu’il est désormais possible de transformer des cellules souches pluripotentes en neurones moteurs du cerveau postérieur en laboratoire.
