What are mini brains? - Madeline Lancaster

Traducteur: Alexa Carle-Hébert Relecteur: Elisabeth Buffard

This pencil-eraser-sized mass of cells is something called a brain organoid.

Cette masse de cellules de la taille

d'une gomme à crayon se nomme "cerveau organoïde".

It’s a collection of lab-grown neurons and other brain tissue

Il s'agit d'un ensemble de neurones et autres tissus cérébraux

cultivés en laboratoire que les scientifiques peuvent utiliser

that scientists can use to learn about full-grown human brains.

pour étudier le cerveau humain adulte.

And it can be grown from a sample of your skin cells.

On peut le développer

à partir d'un échantillon de cellules de votre peau.

Pourquoi aurions-nous besoin d'une telle chose ?

Why would we need such a thing?

Neuroscientists face a challenge:

Les neuroscientifiques font face à un problème :

shielded by our thick skulls and swaddled in layers of protective tissue,

protégé par nos crânes épais enveloppés de tissus protecteurs,

the human brain is extremely difficult to observe in action.

le cerveau humain est extrêmement difficile à observer en action.

For centuries, scientists have tried to understand them using autopsies,

Pendant des siècles, les scientifiques ont tenté de le comprendre

animal models,

grâce aux autopsies, aux modèles animaliers

and, in recent years, imaging techniques.

et récemment, aux techniques d'imageries.

We’ve learned a lot through all these methods,

Nous avons beaucoup appris avec ces méthodes,

but they have limitations.

mais elles sont limitées.

Conditions like Alzheimer’s and schizophrenia,

Certaines conditions, comme Alzheimer et la schizophrénie,

and the effect on the human brain of diseases like Zika,

et les effets de certaines maladies sur le cerveau humain,

continue to hide beyond our view, and our understanding.

comme le Zika,

se cachent toujours au-delà de notre vision et notre compréhension.

Enter brain organoids, which function like human brains

Entrons dans les cerveaux organoïdes ;

ils fonctionnent comme le cerveau humain

but aren’t part of an organism.

mais ne fait pas partie d'un organisme.

Each one comes from an undifferentiated stem cell,

Chacun d'eux provient d'une cellule souche indifférenciée,

which is a cell that can develop into any tissue in the body,

cellule pouvant se développer

dans n'importe quel tissu du corps humain,

from bone to brain.

des os au cerveau.

Scientists can make undifferentiated stem cells from skin cells.

Les scientifiques peuvent créer des cellules souches indifférenciées

à partir de cellules de peau.

That means they can take a skin sample from a person with a particular condition

Ils peuvent donc prélever un échantillon de peau

d'une personne souffrant d'une condition particulière

and generate brain organoids from that person.

et générer un cerveau organoïde de cette personne.

The hardest part of growing a brain organoid,

Le plus difficile quand on génére un cerveau organoïde,

which stumped scientists for years,

et qui a bloqué les scientifiques durant des années,

was finding the perfect combination of sugars, proteins, vitamins, and minerals

était de trouver la combinaison parfaite de sucre,

protéines, vitamines, et minéraux qui conduiraient la cellule souche

that would induce the stem cell to develop a neural identity.

à développer une identité neuronale.

That was only discovered recently, in 2013.

On ne l'a découverte que récemment, en 2013.

Le reste du processus est étonnamment facile.

The rest of the process is surprisingly easy.

A neural stem cell essentially grows itself,

Une cellule souche neuronal ce produit seule,

similar to how a seed grows into a plant,

tout comme les graines d'une plante,

all it needs are the brain’s equivalents of soil, water, and sunlight.

elle nécessite l'équivalent en besoin pour le cerveau

de terre, d'eau et de soleil.

A special gel to simulate embryonic tissue,

Un gel spécial simulant les tissues embryonnaires,

a warm incubator set at body temperature,

un incubateur à la température du corps humain,

and a bit of motion to mimic blood flow.

et un léger mouvement imitant le flux sanguin.

The stem cell grows into a very small version

La cellule souche se transforme en une petite version du

of an early-developing human brain,

cerveau humain en développement,

complèté par des neurones se connectant les uns aux autres

complete with neurons that can connect to one another

and make simplified neural networks.

et faisant des réseaux de neurones simplifiés.

As mini brains grow, they follow all the steps of fetal brain development.

Pendant que ces petits cerveaux grandissent, ils suivent les étapes

de développement d'un cerveau foetus.

By observing this process, we can learn how our neurons develop,

En observant ce processus, nous pouvons comprendre comment

nos neurones se développent, ainsi que comment nous

as well as how we end up with so many more of them in our cortex,

nous retrouvons avec autant de neurones

the part responsible for higher cognition like logic and reasoning,

dans notre cortex, la partie responsable de la logique

et du raisonnement, que d'autres espèces.

than other species.

Being able to grow brains in the lab, even tiny ones,

La capacité à produire des cerveaux, même les petits,

raises ethical questions, like:

soulève des questions éthiques, tel que: Peuvent-ils penser par eux-mêmes,

Can they think for themselves, or develop consciousness?

ou développer une conscience?

And the answer is no, for several reasons.

La réponse est non, pour plusieurs raisons.

A brain organoid has the same tissue types as a full-sized brain,

Un cerveau organoïde possède le même type de tissus

qu'un cerveau humain de taille normal, mais n'est pas organisé

but isn’t organized the same way.

de la même façon.

The organoid is similar to an airplane

L'organoïde est similaire à un avion déconstruit et remonté au hasard;

that’s been taken apart and reassembled at random;

les ailes peuvent être étudiées, le moteur, et d'autres parties,

you could still study the wings, the engine, and other parts,

but the plane could never fly.

mais l'avion ne volera jamais.

Similarly, a brain organoid allows us to study different types of brain tissue,

Pareillement, un cerveau organoïde nous permet d'étudier différents

types de tissus du cerveau, mais ne peut penser.

but can’t think.

Et même si ces petits cerveaux étaient organisés comme un vrai cerveau,

And even if mini brains were organized like a real brain,

they still wouldn’t be able to reason or develop consciousness.

ils ne pourraient résonner ou développer une conscience.

A big part of what makes our brains so smart is their size,

Une grande partie de ce qui permet nos cerveaux d'être si intelligent

est leurs tailles,

and mini brains have only about 100,000 neurons

et les petits cerveaux n'ont qu'environ 100,000 neurones

compared to the 86 billion in a full-sized brain.

comparé au 86 milliards d'un cerveau à sa taille adulte.

Scientists aren’t likely to grow larger brain organoids anytime soon.

Les scientifiques ne sont pas prêts à produire de

larges cerveaux organoïdes dans un futur proche.

Without blood vessels to feed them,

Sans vaisseaux sanguins pour les nourrir, leur taille est limitée à 1cm.

their size is limited to one centimeter at most.

Finally, mini brains aren’t able to interact with the outside world.

Finalement, les petits cerveaux

sont incapables d'interagir avec le monde extérieur.

We learn by interacting with our environments: receiving inputs

Nous apprenons en interagissant

avec nos environnements; nous recevons de l'information à travers nos yeux,

through our eyes, ears, and other sensory organs, and reacting in turn.

nos oreilles et autres organes sensoriels, et réagissons en retour.

The complex neural networks that underlie conscious thoughts and actions

Les réseaux neuronaux complexes qui sous-tendent des pensées

et actions conscientes se développent avec cette boucle de rétroaction.

develop from this feedback loop.

Without it, the organoids can never form a functional network.

Sans cela, les organoïdes ne pourraient jamais former un réseau fonctionnel.

There’s nothing quite like the actual human brain,

Il n'y a rien comme le cerveau humain,

but mini brains are an unprecedented tool

mais les petits cerveaux sont un outil sans précédent

for studying everything from development to disease.

pour étudier tout, du développement au maladies.

Avec de la chance, ces organoïdes peuvent nous aider à découvrir

With luck, these humble organoids can help us discover

what makes the human brain unique,

ce qui rend le cerveau humain unique,

and maybe bring us closer to answering the age-old question:

et peut-être même nous aider à répondre à la fameuse question:

what makes us human?

Qu'est-ce qui nous rend humain?