Comment restaurer ou optimiser la fonction cérébrale grâce aux implants neuronaux ?

Publié le | dans Actus santé

Avez-vous déjà entendu parler des implants neuronaux ? À quoi servent-ils ? À qui sont-ils destinés ? Explorons plus en détail cette révolution à la frontière du médical.

Rappel de la fonction des neurones

Les neurones, sont des cellules‍ nerveuses qui forment les fondements de notre pensée, de ​nos émotions et de notre conscience. Ces cellules ont pour rôle de faire circuler les informations au cerveau. Elles sont capables de recevoir, d’analyser et de produire des informations.

Qu’est-ce que les implants neuronaux ?

Plus spécifiquement appelés « implants cérébraux » ces implants électroniques sont constitués d’électrodes permettant de lire et de contrôler des signaux cérébraux. Implantés en passant le plus souvent par la gorge, le nez, ou le côté de l’œil, ils sont insérés minutieusement à l’aide de bras robotisés. Ils sont par la suite alimentés par une batterie, qui peut être rechargée à distance par une induction électromagnétique.

Véritable innovation technologique, les implants neuronaux ouvrent ‎ de nouvelles perspectives fascinantes en termes d’amélioration de la cognition humaine. Ils offrent notamment la possibilité de stimuler électriquement le cerveau afin d’améliorer :

  • La mémoire ;
  • L’apprentissage ;
  • La concentration ;
  • La motricité de membres paralysés ;
  • D’autres fonctions cognitives essentielles.​

Les implants‌ neuronaux pourraient ainsi représenter une véritable avancée médicale pour les personnes :

  • Luttant contre la perte de mémoire liée‍ à l’âge ;
  • Atteintes de maladies‌ neurologiques comme la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, l’épilepsie ou ayant des lésions de la moelle épinière ;
  • Souhaitant simplement améliorer leurs capacités d’apprentissage.

 

Illustrations d’avancées récentes d’implants neuronaux 

Ces dispositifs de bioélectronique médicale ‍ont le potentiel de transformer nos capacités ‍mentales et d’ouvrir de ‌nouvelles voies vers ‍une compréhension plus profonde​ du ‌cerveau humain.

En Suisse, une équipe dirigée par Grégoire Courtine, neuroscientifique à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), et Jocelyne Bloch, neurochirurgienne au Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV), ont conçu une palette d’électrodes implantée sur la moelle de patients paraplégiques. Cette intervention leur a permis de remarcher, d’abord via un programme informatique pilotant les impulsions, puis directement par le patient via un implant cérébral développé par des chercheurs du CEA, au laboratoire Clinatec à Grenoble.

Des chercheurs de l’Université de Cambridge ont quant à eux, mis au point un nouveau type d’implant neuronal qui pourrait restaurer la fonction des membres chez les personnes qui ont perdu l’usage de leurs bras ou de leurs jambes. Dans une étude menée chez le rat, ces chercheurs ont utilisé un implant “biohybride” visant à améliorer la connexion entre le cerveau et les membres paralysés. Ils ont conçu un dispositif électronique flexible biocompatible suffisamment mince pour être connecté à l’extrémité d’un nerf. Une couche de cellules souches, reprogrammée en cellules musculaires, a ensuite été placée sur l’électrode. C’est la première fois que ce type de cellule souche, appelée cellule souche pluripotente induite, est utilisé de cette manière dans un organisme vivant. Le dispositif combine une électronique flexible et des cellules souches humaines, les cellules maîtresses « reprogrammables » du corps, pour mieux s’intégrer à la fonction du nerf et du membre moteur.

Outre son potentiel pour la restauration de la fonction chez les personnes qui ont perdu l’usage d’un membre ou de membres, les chercheurs pensent que leur dispositif pourrait également être utilisé pour contrôler les membres prothétiques en interagissant avec des axones spécifiques responsables du contrôle moteur.

L’étude précise que « En combinant des cellules humaines vivantes avec des matériaux bioélectroniques, nous avons créé un système capable de communiquer avec le cerveau de manière plus naturelle et intuitive, ouvrant de nouvelles possibilités pour les prothèses, les interfaces cerveau-machine et même l’amélioration des capacités cognitives ».

Grâce à un implant cérébral, une “prothèse de mémoire” a permis d’améliorer la mémorisation chez une vingtaine de patients, donc certains souffrant de lésions cérébrales, rapportent des travaux américains publiés dans Frontiers in Human Neuroscience. Les performances de ce dispositif capable de mimer l’activité du cerveau pendant l’encodage d’un souvenir laissent l’équipe espérer un futur développement permettant de retarder la survenue des démences.

Pour aller plus loin encore, Elon Musk a développé un implant cérébral baptisé « Télépathie ». Constitué d’une batterie qui peut se recharger sans fil à l’aide d’un autre appareil relié au secteur et placé à proximité, cet implant se compose de 1024 électrodes réparties sur 64 fils « ultra-flexibles et ultra-fins », détaille l’entreprise californienne. Ces mini-fils ont pour mission d’enregistrer l’activité neuronale pour la transmettre à un appareil comme un ordinateur ou un téléphone. Concrètement, il s’agit d’implanter au sein du cerveau, dans les régions qui contrôlent le mouvement, des fils souples parcourus d’électrodes chargées de détecter les « potentiels d’action » déclenchés par les neurones, et porteuses de « l’intention » du porteur de l’implant. Ces signaux cérébraux sont transmis sans fil à un dispositif externe, qui les décode.

Totalement révolutionnaire, il est toutefois important de souligner que les implants neuronaux soulèvent d’importantes questions liées à l’éthique et à la sécurité. Il est pour cette raison indispensable, de garantir aux porteurs d’implants, des​ réglementations strictes ‍avant ‌de généraliser l’utilisation ‌des implants neuronaux pour l’amélioration cognitive.

Sources :