Des ingénieurs du MIT ont développé une sonde microélectronique capable de mesurer et d’influencer le comportement des neurones impliqués dans l’axe cerveau-intestin. La communication neuronale entre le cerveau et le tractus gastro-intestinal a été impliquée dans une gamme de conditions aussi variées que l’autisme et la maladie de Parkinson. Cependant, l’étude de l’interaction entre ces neurones était difficile jusqu’à présent. Les nouvelles sondes microélectroniques sont de minces filaments polymères qui contiennent des capteurs et d’autres composants microélectroniques, y compris des canaux microfluidiques pour délivrer des médicaments et des sources lumineuses pour effectuer l’optogénétique. Les sondes peuvent être avancées dans les tissus gastro-intestinaux ou neuraux pour étudier et influencer l’activité. L’équipe du MIT espère que la technologie révélera de nouveaux phénomènes dans une variété d’états pathologiques.
Il s’avère que l’intestin et le cerveau communiquent beaucoup, et cela n’implique pas exclusivement que le cerveau donne des instructions à l’intestin. Les chercheurs comprennent de plus en plus que les signaux provenant de l’intestin peuvent également influencer notre comportement et notre activité, et que l’axe intestin-cerveau peut jouer un rôle important dans diverses maladies.
« Il y a une diaphonie bidirectionnelle continue entre le corps et le cerveau », a déclaré Polina Anikeeva, chercheuse impliquée dans l’étude. « Pendant longtemps, nous avons pensé que le cerveau était un tyran qui envoyait des signaux dans les organes et contrôlait tout. Mais maintenant, nous savons qu’il y a beaucoup de rétroaction dans le cerveau, et cette rétroaction contrôle potentiellement certaines des fonctions que nous attribuions auparavant exclusivement au contrôle neuronal central.
Cependant, l’étude de cela a été difficile jusqu’à présent, et dans un effort pour faire la lumière sur la question, ces chercheurs du MIT ont conçu un nouvel outil. En fait, ils ont dû concevoir l’outil, car il n’existait pas. « Pour pouvoir effectuer une optogénétique intestinale, puis mesurer les effets sur la fonction cérébrale et le comportement, ce qui nécessite une précision à la milliseconde, nous avions besoin d’un appareil qui n’existait pas », a déclaré Atharva Sahasrabudhe, un autre chercheur impliqué dans l’étude. « Alors, nous avons décidé de le faire. »
Pour créer les sondes, les chercheurs ont utilisé une approche appelée étirage thermique, qui consiste à étirer des brins de polymère en filaments minces. Les filaments peuvent également être fonctionnalisés avec une gamme de dispositifs microélectroniques, y compris des capteurs et des sources lumineuses pour l’optogénétique, ainsi que des canaux microfluidiques qui peuvent délivrer des médicaments. Une fois avancées dans les tissus neuronaux, les sondes sans fil sont alimentées et contrôlées par un petit circuit de contrôle qui peut être apposé sur la peau.
Jusqu’à présent, les chercheurs ont testé la technologie sur des souris et ont découvert qu’elles pouvaient influencer de manière significative le comportement des souris en stimulant leur intestin. « Nous pouvons maintenant commencer à demander, sont-ce des coïncidences, ou y a-t-il un lien entre l’intestin et le cerveau? » dit Anikeeva. « Et peut-être y a-t-il une opportunité pour nous de puiser dans ces circuits intestin-cerveau pour commencer à gérer certaines de ces conditions en manipulant les circuits périphériques d’une manière qui ne « touche » pas directement le cerveau et qui est moins invasive. »
Étudier dans la revue Biotechnologie naturelle: Les fibres microélectroniques multifonctionnelles permettent la modulation sans fil des circuits neuronaux de l’intestin et du cerveau
Via : MIT
