Le système nerveux se caractérise par une extraordinaire diversité cellulaire à la base de l’architecture de notre cerveau et de la complexité de nos comportements. Appréhender cette diversité, sa formation, sa cartographie et son rôle dans le fonctionnement normal et pathologique du système nerveux est un défi majeur pour comprendre et soigner. Pour étudier le système nerveux, de récentes révolutions ont eu lieu dans le domaine de la génomique fonctionnelle combinée aux technologies permettant de générer in vitro des cellules neurales et des organoïdes neuraux mimant le fonctionnement d’une région entière du système nerveux humain.

La génomique fonctionnelle ouvre la possibilité de caractériser et cartographier les différents sous-types de cellules, leurs trajectoires développementales, leurs réponses à des changements environnementaux et de les cibler au plan thérapeuthique (thérapie génique, pharmacologie).

Par exemple, la puissance de ces approches a été récemment illustrée par la restauration visuelle partielle chez un patient aveugle par thérapie génique.

Il existe néanmoins des différences importantes entre le système nerveux humain et celui des modèles animaux. Ces derniers ne modélisent pas toujours certains symptômes des maladies. Ainsi, des traitements efficaces sur ces modèles se révèlent parfois inopérants chez l’Humain. Des modèles expérimentaux humains, complémentaires sont donc nécessaires. La différenciation in vitro  des cellules souches pluripotentes induites (iPSCs) humaines en cellules neurales ou en organoïdes neuraux, qui moment le développement et le fonctionnement des différentes régions du cerveau, sont en passe de révolutionner la recherche fondamentale, clinique et industrielle en neurosciences. En effet, les iPSCs peuvent être générées à partir de tout individu et notamment de patients souffrant de troubles neurologiques. Leur différenciation in vitro  en cortex, rétine, oreille interne, moelle épinière… permet alors des études expérimentales, sur des modèles humains, du développement et du fonctionnement de ces régions en contexte normal ou pathologique. Ces modèles précliniques sont compatibles avec des tests à large échelle  de toxicologie, de thérapies géniques ou chimiques.