10-04-2020

Institut Francis Crick

Des chercheurs de l’Université Crick, de l’Université Stanford et de l’UCL (University College de Londres) ont mis au point une nouvelle méthode pour enregistrer avec précision l’activité cérébrale. La technique pourrait conduire à de nouveaux dispositifs médicaux pour aider les amputés, les personnes atteintes de paralysie ou les personnes atteintes de troubles neurologiques tels que les maladies des motoneurones.

La recherche sur des souris, publiée dans Science Advances, a mis au point une méthode précise et évolutive pour enregistrer l’activité cérébrale dans de vastes zones, y compris simultanément à la surface et dans des régions plus profondes.

Utilisant les dernières techniques d’électronique et d’ingénierie, le nouvel appareil combine la technologie des puces en silicium avec des micro-fils super-minces, jusqu’à 15 fois plus minces qu’un cheveu humain. Ces fils sont si minces qu’ils peuvent être placés profondément dans le cerveau sans causer de dommages importants. En plus de sa capacité à surveiller avec précision l’activité cérébrale, l’appareil pourrait également être utilisé pour envoyer des signaux électriques dans des zones précises du cerveau.

« Cette technologie permet d’espérer de nombreux développements futurs passionnants au-delà de la recherche en neurosciences. Elle pourrait conduire à des techniques pour passer un signal du cerveau à une machine, par exemple pour aider des amputés à contrôler une prothèse pour serrer une main ou se lever. Elle pourrait également être utilisée pour créer des signaux électriques dans le cerveau lorsque les neurones sont endommagés et ne fonctionnent plus, comme dans le cas des maladies des motoneurones », explique Andreas Schaefer, chef de groupe dans le laboratoire de neurophysiologie du comportement au Crick et professeur de neurosciences à l’UCL.

Lorsque l’appareil est connecté à un cerveau, les signaux électriques des neurones actifs se déplacent via les micro-fils proches jusqu’à une puce en silicium, où les données sont traitées et analysées et montrent quelles zones du cerveau sont activées.

Les chercheurs ont veillé à ce que la conception de l’appareil lui permet d’être facilement mis à l’échelle en fonction de la taille de l’animal, avec quelques centaines de fils pour une souris à plus de 100.000 pour les grands mammifères. C’est une caractéristique-clé de l’appareil car elle lui fournit le potentiel d’être mis à l’échelle pour une utilisation avec les humains.

Mihaly Kollo, co-auteur principal, postdoctorant au laboratoire de neurophysiologie du comportement à Crick et associé principal de recherche à l’UCL, déclare : « L’un des grands défis de l’enregistrement de l’activité cérébrale, en particulier dans les régions plus profondes, est de savoir comment positionner les fils, appelés électrodes, sans causer beaucoup de lésions tissulaires ou de saignements. Notre méthode solutionne cela en utilisant des électrodes suffisamment minces.

Un autre défi est d’enregistrer l’activité de nombreux neurones qui sont situés en couches avec des formes complexes dans l’espace tridimensionnel. Encore une fois, notre méthode fournit une solution car les fils peuvent être facilement disposés selon n’importe quelle forme en 3D. »

La technologie décrite dans cette étude est également à la base d’un système d’interface informatique cérébral entièrement intégré développé par Paradromics, une société fondée par Matthew Angle, l’un des co-auteurs de cet article. Cette société basée au Texas travaille au développement d’une plate-forme de dispositifs médicaux qui permettra d’améliorer la vie des personnes atteintes de maladies critiques, y compris la paralysie, l’affaiblissement sensoriel et les maladies neuropsychiatriques pharmaco-résistantes.

Traduction : Fabien

Source : EurekAlert!