Vers un "pacemaker du cerveau" autonome pour traiter des désordres neurologiques ?



Une étude, publiée dans la revue Nature le 31 décembre, présente un nouveau neurostimulateur mis au point par des ingénieurs de l'Université de Californie à Berkeley. Il peut à la fois écouter et stimuler le courant électrique dans le cerveau, offrant ainsi des traitements de pointe à des patients souffrant de maladies comme l'épilepsie ou la maladie de Parkinson. L'appareil, WAND, fonctionne comme un « stimulateur cardiaque » : il surveille l'activité électrique du cerveau et délivre une stimulation électrique s'il détecte un problème. Ces dispositifs peuvent prévenir les tremblements ou les convulsions débilitantes chez les patients atteints de divers troubles neurologiques.

 

Les signatures électriques, qui précèdent une crise ou un tremblement, peuvent être subtiles, et la fréquence et la force de la stimulation électrique requise pour les prévenir doit l’être tout autant. WAND, est un appareil de neuromodulation à la fois autonome et sans fil : une fois qu'il a appris à reconnaître les signes de tremblement ou de convulsions, il peut régler seul les paramètres de stimulation pour empêcher les mouvements indésirables. Et comme il fonctionne en boucle fermée - il peut stimuler et enregistrer simultanément - il est capable d’ajuster ces paramètres en temps réel.

 

L’objectif est de « permettre à l'appareil de déterminer quel est le meilleur moyen de stimuler au mieux un patient. Et ce n’est possible qu'en écoutant et en enregistrant les signatures neurales », explique Rikky Muller, professeur adjoint d'ingénierie électrique et d'informatique à Berkeley. Le dispositif WAND peut enregistrer l'activité électrique sur 128 canaux, soit à partir de 128 points dans le cerveau, à comparer aux 8 canaux disponibles dans d'autres systèmes en boucle fermée.

 

Dans des expériences menées par Samantha Santacruz alors qu’elle était post-doctorante à l’UC Berkeley, et par Jose Carmena, professeur d’ingénierie électrique et d’informatique, les participants ont appris à utiliser un joystick pour déplacer le curseur à un endroit spécifique. Après une période de formation, le dispositif WAND était capable de détecter les signatures neuronales apparaissant au moment où les sujets se préparaient à exécuter le mouvement, puis de fournir une stimulation électrique qui retardait le mouvement. A terme, ces dispositifs voudraient intégrer l’apprentissage afin de construire des « systèmes intelligents » capables de comprendre comment traiter les personnes sans que le médecin ne soit obligé d’intervenir constamment.

 

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Sources: 

Medical Press (31/12/2018)