Comme le soulignent les chercheurs, les humains sont génétiquement similaires aux chimpanzés et aux bonobos, mais il existe des différences comportementales et cognitives évidentes. Or, des chercheurs du Salk Institute, dans une étude publiée dans eLife , ont mis au point une stratégie pour étudier plus facilement le développement précoce des neurones humains par rapport aux neurones des primates.
Les chercheurs mentionnent que la maturation et la migration des neurones sont deux processus importants dans le développement du cerveau. La maturation implique la croissance des neurones à mesure que les neurones augmentent leurs connexions pour une meilleure communication. La migration est le mouvement physique des neurones dans différentes parties du cerveau en développement. Les chercheurs ont cherché à comparer la maturation et la migration des neurones entre humains et primates non humains.
Pour accomplir cette tâche, les chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode utilisant la technologie des cellules souches pour prélever les cellules de la peau des primates et les persuader, via un cocktail de virus et de produits chimiques, de se développer en cellules progénitrices neurales, un type de cellule capable de devenir de multiples types de cellules dans le cerveau, y compris les neurones. Ces nouvelles lignées cellulaires de primates peuvent ensuite être propagées perpétuellement, offrant ainsi aux chercheurs de nouvelles voies pour étudier les aspects du développement neuronal des neurones vivants sans échantillons de tissus de primates en voie de disparition tels que les chimpanzés et les bonobos.
Les chercheurs ont d'abord exploré les différences d'expression génique liées au mouvement neuronal, en comparant des cellules humaines, de chimpanzés et de bonobo. Ils ont également étudié les propriétés de migration des neurones inhérentes à chaque espèce. Ils ont trouvé 52 gènes liés à la migration. Ils ont également découvert que les neurones de chimpanzé et de bonobo ont connu des périodes de migration rapide, alors que les neurones humains ont été lents à se déplacer.
Afin de comparer le mouvement et la maturation des neurones à l'extérieur d'une antenne parabolique, les chercheurs ont transplanté les cellules progénitrices neurales des humains et des chimpanzés dans le cerveau des rongeurs, permettant ainsi aux neurones de s'épanouir et fournissant des indices de développement supplémentaires.
Les chercheurs ont ensuite analysé les différences de distance de migration, de forme et de taille des neurones jusqu'à 19 semaines après la transplantation. Ils ont observé la longueur, la densité et la quantité d'extensions des neurones appelés dendrites, ainsi que la taille des corps cellulaires contenant le noyau et l'ADN.
Les neurones des chimpanzés ont migré sur une plus grande distance et couvraient une superficie supérieure de 76% à celle des neurones humains après deux semaines. Les neurones humains se développaient plus lentement mais atteignaient des longueurs supérieures à celles des chimpanzés. Ce schéma de croissance plus lent peut permettre aux humains d'atteindre plus de jalons de développement que les primates, ce qui pourrait expliquer les différences de comportement et de capacités cognitives.
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