La neuroprosthétique, domaine de recherche en plein essor, s’attache à concevoir des dispositifs capables d’interagir avec le système nerveux pour rétablir des fonctions perdues. Cette technologie pourrait considérablement améliorer la qualité de vie des personnes atteintes de déficiences sensorielles.
Le cochlear implant, qui convertit les sons en signaux électriques stimulant directement le nerf auditif chez les personnes souffrant de pertes auditives sévères, est un exemple emblématique de cette technologie. La question se pose désormais de savoir si une approche similaire pourrait être appliquée pour restaurer la vision chez les personnes dont les photorécepteurs, cellules responsables de la détection de la lumière et des couleurs, sont endommagés.
Un groupe multidisciplinaire de chercheurs, incluant des ingénieurs, des neuroscientifiques, des cliniciens et d’autres experts en biotechnologie, est convaincu du potentiel de cette technologie, bien que les progrès s’effectuent par étapes progressives.
Dr Udo Roemer : à la croisée de la photovoltaïque et de la vision
Le Dr Udo Roemer, chercheur à l’UNSW et ingénieur spécialisé en photovoltaïque, s’intéresse à l’utilisation de la technologie solaire pour convertir la lumière pénétrant dans l’œil en électricité. Cette approche pourrait contourner les photorécepteurs endommagés et transmettre les informations visuelles au cerveau.
« Les personnes atteintes de maladies telles que la rétinite pigmentaire et la dégénérescence maculaire liée à l’âge perdent progressivement la vue à mesure que les photorécepteurs au centre de l’œil se dégénèrent », explique le Dr Roemer. Il envisage que des implants biomédicaux dans la rétine puissent remplacer les photorécepteurs défaillants. L’utilisation d’électrodes pour créer une impulsion électrique pourrait permettre aux patients de percevoir un point lumineux.
Cependant, les essais actuels de cette technologie nécessitent l’insertion de fils dans l’œil, une procédure complexe.
Une option sans fil
L’alternative étudiée par le Dr Roemer consiste en un minuscule panneau solaire fixé sur l’œil, transformant la lumière en impulsion électrique que le cerveau utilise pour créer notre champ visuel. Ce panneau serait autonome et portable, éliminant le besoin de câbles et de fils.
Le Dr Roemer n’est pas le premier à explorer l’utilisation de cellules solaires pour restaurer la vue. Il se concentre sur des matériaux semi-conducteurs tels que l’arséniure de gallium et le phosphure d’indium gallium, qui permettent une meilleure adaptation des propriétés des cellules et sont utilisés dans l’industrie solaire pour leur efficacité, bien qu’ils soient plus coûteux que le silicium polyvalent.
« Pour stimuler les neurones, une tension supérieure à celle fournie par une cellule solaire unique est nécessaire », précise le Dr Roemer. Si l’on compare les photorécepteurs à des pixels, il faudrait trois cellules solaires superposées pour générer une tension suffisante. L’arséniure de gallium facilite cette superposition par rapport au silicium.
Les recherches en sont au stade de la preuve de concept. Deux cellules solaires ont été superposées avec succès en laboratoire sur une surface d’environ 1 cm², donnant des résultats prometteurs. L’étape suivante consistera à réduire ces cellules à la taille des pixels nécessaires à la vision et à graver les sillons pour les séparer, avant d’augmenter la pile à trois cellules solaires.
Le Dr Roemer envisage que cette technologie, après des tests approfondis en laboratoire et sur des modèles animaux, pourrait être testée chez l’homme. Le dispositif mesurerait environ 2 mm² avec des pixels d’environ 50 micromètres. Toutefois, il souligne que l’intensité de la lumière solaire seule pourrait ne pas suffire pour ces cellules solaires implantées dans la rétine.
Il se pourrait que les patients aient besoin de porter des lunettes intelligentes ou des lunettes spéciales qui fonctionnent de concert avec les cellules solaires pour amplifier le signal solaire à l’intensité requise pour stimuler de manière fiable les neurones de l’œil.
« Il convient de noter que même avec l’efficacité des cellules solaires empilées, la lumière du soleil seule peut ne pas être assez puissante pour fonctionner avec ces cellules solaires implantées dans la rétine », explique-t-il.
« Les gens devront peut-être porter des lunettes ou des lunettes intelligentes qui fonctionnent en tandem avec les cellules solaires capables d’amplifier le signal solaire à l’intensité requise pour stimuler de manière fiable les neurones de l’œil. »
