Les neurones de laboratoire imitent enfin la plasticité cérébrale grâce à des dispositifs microfluidiques.

ParisDes chercheurs de l'Université de Tohoku progressent dans la compréhension de la façon dont les neurones cultivés en laboratoire peuvent fonctionner comme ceux des cerveaux vivants. La plasticité neuronale est cruciale pour l'apprentissage et la mémoire, mais jusqu'à présent, les neurones cultivés en laboratoire avaient du mal à démontrer cette capacité. Ils avaient tendance à s'activer aléatoirement et simultanément. Toutefois, grâce à une nouvelle technologie microfluidique, ce problème commence à être résolu.

L'équipe de l'Université de Tohoku a mis au point un modèle avancé en utilisant de minuscules dispositifs de contrôle des fluides. Ces dispositifs se distinguent par plusieurs nouvelles caractéristiques essentielles.

• Elles permettent aux neurones de créer des réseaux structurés similaires à ceux du système nerveux animal.
• La taille et la forme des microcanaux du dispositif peuvent être modifiées pour réguler l'interaction entre les neurones.
• Elles facilitent la formation de divers ensembles neuronaux, permettant d'étudier de nombreux réseaux interactifs.

Les réseaux conçus ont montré des schémas d'activité complexes et pouvaient se modifier lorsqu'ils étaient stimulés de manière répétée. Cela suggère qu'ils imitent la plasticité cérébrale, offrant un modèle plus fidèle de la manière dont les cerveaux réels apprennent et s'adaptent.

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Étudier le fonctionnement du cerveau est une tâche ardue en raison de sa grande complexité. Les modèles animaux traditionnels sont compliqués à analyser à cause de leurs réseaux intriqués. En revanche, les neurones cultivés en laboratoire sont plus faciles à étudier et nous aident à mieux comprendre les mécanismes d’apprentissage et de mémorisation. Cependant, il est difficile de faire en sorte que ces neurones de laboratoire se comportent comme des neurones réels. L'utilisation de petits dispositifs capables d'imiter les interactions naturelles des neurones représente une solution prometteuse.

Ces résultats pourraient ouvrir la voie à des systèmes d'intelligence plus performants. En s'inspirant de l'adaptabilité observée chez ces neurones, les chercheurs peuvent créer des modèles améliorés pour comprendre des fonctions cérébrales telles que la mémoire. Cela est crucial pour l'étude du fonctionnement du cerveau et pour le développement de systèmes d'intelligence artificielle utilisant des méthodes d'apprentissage basées sur la biologie.

Explorer le fonctionnement des neurones cultivés en laboratoire peut transformer notre approche des maladies cérébrales, en particulier celles qui touchent la plasticité cérébrale, telles que la maladie d'Alzheimer ou d'autres affections dégénératives. À mesure que la recherche progresse, ces modèles joueront un rôle crucial dans l'intégration des systèmes artificiels aux fonctions du cerveau humain, ouvrant la voie à de nouvelles idées et avancées dans ces domaines.