Des scientifiques de l’Université Rice ont mis au point une nanoélectrode très flexible conçue pour une implantation à long terme dans le cerveau. La stimulation cérébrale fournie par la technologie est incroyablement fine, grâce au très faible courant qu’elle peut délivrer. Il en résulte une zone de neurostimulation très discrète, permettant potentiellement un contrôle beaucoup plus fin de petits groupes de neurones. Les électrodes préexistantes ont tendance à être plus rigides et plus grandes, ce qui peut causer des problèmes tels que des lésions tissulaires et des cicatrices si elles sont laissées en place pendant de longues périodes. Cependant, il a été démontré que la nouvelle électrode reste en place pendant au moins huit mois chez la souris sans cicatrice ni dégradation des tissus.
L’implantation d’électrodes dans le cerveau peut ouvrir de toutes nouvelles perspectives médicales, notamment des interfaces cerveau-machine qui pourraient permettre aux patients paralysés de communiquer, de bouger, etc. Cependant, si un dispositif médical est destiné à une implantation à long terme, il doit être un invité discret dans le corps, en particulier dans le très délicat tissu cérébral de type Jell-O.
Cette dernière nanoélectrode peut y parvenir. Sa nature ultraflexible et sa petite taille signifient qu’il peut se glisser dans le tissu cérébral, et dans des études sur des souris, il semble causer des dommages ou des cicatrices minimes pendant au moins huit mois. De plus, le degré de contrôle fin possible avec cette électrode est sans précédent – il peut stimuler un très petit groupe de neurones, conduisant potentiellement à une plus grande efficacité et moins de bruit, ce qu’il réalise en délivrant un très petit courant électrique.
« Cet article utilise des techniques d’imagerie, comportementales et histologiques pour montrer comment ces électrodes intégrées aux tissus améliorent l’efficacité de la stimulation », a déclaré Lan Luan, un chercheur impliqué dans l’étude. « Notre électrode délivre de minuscules impulsions électriques pour exciter l’activité neuronale de manière très contrôlable. Nous avons pu réduire le courant nécessaire pour provoquer l’activation neuronale de plus d’un ordre de grandeur. Les impulsions peuvent être aussi subtiles que quelques centaines de microsecondes de durée et un ou deux microampères d’amplitude.
La façon dont les neurones communiquent dans des circonstances normales implique des millions de minuscules connexions et une propagation de signaux hautement coordonnée. Les électrodes implantables conventionnelles ressemblent un peu à l’utilisation d’un marteau pour casser une noix, perturbant cette interaction neuronale délicate. Cette nouvelle électrode se veut beaucoup moins invasive.
« Les électrodes conventionnelles sont très invasives », a déclaré Chong Xie, un autre chercheur impliqué dans l’étude. « Ils recrutent des milliers voire des millions de neurones à la fois. Chacun de ces neurones est censé avoir sa propre mélodie et se coordonner selon un schéma spécifique. Mais quand vous les choquez tous en même temps, vous perturbez leur fonctionnement. Dans certains cas, cela fonctionne bien pour vous et a l’effet thérapeutique souhaité. Mais si, par exemple, vous voulez encoder des informations sensorielles, vous avez besoin d’un contrôle beaucoup plus grand sur les stimuli.
Étudier dans la revue Rapports de cellule: Microstimulation intracorticale à bas seuil, haute résolution et chroniquement stable par des électrodes ultraflexibles
Via: Université Rice
