Les chercheurs ont développé une puce qui fonctionne sans fil et qui peut être implantée chirurgicalement pour lire les signaux neuronaux et stimuler le cerveau avec de la lumière et un courant électrique. Cette technologie a été testée avec succès sur des rats et est destinée à être utilisée comme outil de recherche.
L’objectif des chercheurs est de créer un outil de recherche pouvant être utilisé pour les aider à mieux comprendre le comportement de différentes zones du cerveau, notamment en réponse à diverses formes de stimulation neurale. Cet outil permettra de répondre à quelques questions de base, ouvrant la voie à la lutte contre les maladies neurologiques comme la maladie d’Alzheimer ou de Parkinson.
Cette nouvelle technologie présente deux caractéristiques qui la différencient des technologies existantes.
- Tout d’abord, elle est entièrement sans fil. Les chercheurs peuvent alimenter la puce de 5×3 mm2 avec une bobine de réception intégrée en appliquant un champ électromagnétique. Par exemple, lors des tests menés par les chercheurs sur des souris de laboratoire, un champ électromagnétique entoure la cage de chaque souris, donc peu importe ce que fait cette dernière, l’appareil est entièrement alimenté. La puce peut également envoyer et recevoir des informations sans fil.
- La deuxième caractéristique est que la puce est trimodale, ce qui signifie qu’elle peut effectuer trois tâches. Les puces d’interface neuronale de pointe actuelles de ce type peuvent faire deux choses :
- elles peuvent lire les signaux neuronaux dans des régions ciblées du cerveau en détectant les changements électriques dans ces régions
- elles peuvent stimuler le cerveau en introduisant un petit courant électrique dans le tissu cérébral.
La nouvelle puce peut faire ces deux choses, mais elle peut également éclairer le tissu cérébral, une fonction appelée stimulation optique. Mais pour que la stimulation optique fonctionne, les neurones cibles doivent d’abord être génétiquement modifiés pour répondre à des longueurs d’onde spécifiques de la lumière.
Lorsque vous utilisez la stimulation électrique, vous avez peu de contrôle sur l’endroit où va le courant électrique. Mais avec la stimulation optique, vous pouvez être beaucoup plus précis, car vous n’avez modifié que les neurones que vous voulez cibler afin de les rendre sensibles à la lumière. Il s’agit d’un domaine de recherche actif en neurosciences, mais il lui manque les outils électroniques dont il a besoin pour progresser et c’est là qu’interviennent ces travaux.
Source:
North Carolina State University
Photo de Gerd Altmann
