Des chercheurs de l'université de Nagoya au Japon ont développé des modèles cérébraux miniatures à partir de cellules souches pour étudier les interactions entre le thalamus et le cortex. Leur travail révèle le rôle clé du thalamus dans la maturation des réseaux neuronaux corticaux. Ces découvertes pourraient faire avancer la recherche sur les troubles neurologiques comme l'autisme.
Une équipe dirigée par le professeur Fumitaka Osakada et l'étudiant en master Masatoshi Nishimura à l'École des études supérieures de sciences pharmaceutiques de l'université de Nagoya a créé des assembloïdes — organoïdes fusionnés dérivés de cellules souches pluripotentes induites (iPS) — qui imitent les connexions entre le thalamus humain et le cortex cérébral. Ces structures cultivées en laboratoire permettent d'observer en temps réel le développement neuronal. Les chercheurs ont généré des organoïdes thalamiques et corticaux séparément, puis les ont combinés. Des fibres nerveuses du thalamus se sont étendues vers le cortex, et vice versa, formant des synapses similaires à celles du cerveau humain. L'analyse a montré que le tissu cortical lié au thalamus présentait une plus grande maturité dans l'expression génique par rapport aux organoïdes corticaux isolés. Les signaux neuronaux se sont propagés du thalamus vers le cortex selon des motifs ondulatoires, induisant une activité synchronisée. Cette synchronisation s'est produite spécifiquement dans les neurones du tractus pyramidal (PT) et corticothalamiques (CT), qui projettent vers le thalamus, mais pas dans les neurones intratelencéphaliques (IT). L'étude, publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences le 19 novembre 2025 (volume 122, numéro 47), met en lumière le rôle du thalamus dans l'organisation de circuits corticaux spécialisés essentiels à la perception, à la pensée et à la cognition. Ces circuits se développent souvent de manière anormale dans des affections comme le trouble du spectre autistique. Osakada a noté les implications : « Nous avons réalisé des progrès significatifs dans l'approche constructiviste pour comprendre le cerveau humain en le reproduisant. Nous pensons que ces découvertes accéléreront la découverte des mécanismes sous-jacents aux troubles neurologiques et psychiatriques, ainsi que le développement de nouvelles thérapies. » Cette plateforme surmonte les barrières éthiques liées à l'étude directe du tissu cérébral humain et fournit un outil pour étudier les troubles du neurodéveloppement. »
