Des chercheurs américains ont mis au point un stimulateur cérébral implantable de la taille d’un petit pois, une avancée technologique qui pourrait révolutionner le traitement de la dépression résistante aux médicaments et d’autres troubles psychiatriques ou neurologiques.
L’innovation décrite dans l’étude offrirait une alternative thérapeutique moins invasive que les interfaces cerveau-ordinateur actuelles et plus accessible que les thérapies basées sur la neurostimulation.
Un dispositif alimenté sans fil par un transmetteur externe
Grâce à la technologie pionnière de transfert d’énergie magnétoélectrique, le dispositif développé dans le laboratoire de Jacob Robinson, en collaboration avec Motif Neurotech et les cliniciens Dr Sameer Sheth et Dr Sunil Sheth, peut être alimenté sans fil via un transmetteur externe. Il est utilisé pour stimuler le cerveau à travers la dure-mère, la membrane protectrice attachée à la base du crâne.
Joshua Woods, étudiant diplômé en génie électrique dans le laboratoire Robinson et auteur principal de l’étude publiée dans Science Advances, explique : « Nous avons éliminé le besoin d’une batterie en alimentant sans fil le dispositif à l’aide d’un transmetteur externe. »
Amanda Singer, ancienne étudiante diplômée du programme de physique appliquée du Rice University, maintenant chez Motif Neurotech, est également auteure principale.
Convertir les champs magnétiques en impulsions électriques
La technologie repose sur un matériau qui convertit les champs magnétiques en impulsions électriques. Ce processus de conversion est très efficace à petite échelle et présente une bonne tolérance au désalignement, ce qui signifie qu’il ne nécessite pas de manœuvres complexes ou minutieuses pour s’activer et se contrôler. Le dispositif a une largeur de 9 millimètres et peut délivrer 14,5 volts de stimulation.
« Notre implant tire toute son énergie de cet effet magnétoélectrique », a déclaré Robinson, fondateur et PDG de Motif, une startup créée via le Rice Biotech Launch Pad qui travaille à la commercialisation du dispositif. « La physique de ce transfert d’énergie rend cela beaucoup plus efficace que toute autre technologie de transfert d’énergie sans fil dans ces conditions. »
Des essais concluants chez l’homme et le porc
Les chercheurs ont testé temporairement le dispositif chez un patient humain, en l’utilisant pour stimuler le cortex moteur, la partie du cerveau responsable du mouvement, et générer une réponse de mouvement de la main. Ils ont ensuite montré que le dispositif s’interface avec le cerveau de manière stable pendant une durée de 30 jours chez le porc.
« Cela n’avait pas été fait auparavant car la qualité et la force du signal nécessaires pour stimuler le cerveau à travers la dure-mère étaient auparavant impossibles avec un transfert d’énergie sans fil pour des implants aussi petits », a déclaré Joshua Woods.
Une procédure d’implantation minimalement invasive
L’implantation nécessiterait une procédure minimalement invasive de 30 minutes qui placerait le dispositif dans l’os au-dessus du cerveau. L’implant et l’incision seraient pratiquement invisibles, et le patient rentrerait chez lui le jour même.
Sunil Sheth, professeur et vice-président de la recherche, McNair Scholar et titulaire de la chaire dotée Cullen Foundation en neurochirurgie au Collège de médecine de Baylor, compare cette procédure à la pose d’un stimulateur cardiaque, une partie très routinière des soins cardiaques. Selon lui, une procédure mineure de 30 minutes, réalisée dans un centre de chirurgie ambulatoire, serait beaucoup mieux tolérée que la stimulation cérébrale profonde, perçue comme effrayante et invasive.
Vers des essais cliniques à long terme chez l’homme
Robinson envisage que la technologie soit utilisée depuis le confort de son domicile. Un médecin prescrirait le traitement et fournirait des directives pour l’utilisation du dispositif, mais les patients conserveraient un contrôle total sur la façon dont le traitement est administré.
Motif Neurotech est en train de demander l’approbation de la FDA pour un essai clinique à long terme chez l’homme. Les patients et les soignants peuvent s’inscrire sur le site Web de Motif Neurotech pour savoir quand et où ces essais commenceront.
Article : “Miniature battery-free epidural cortical stimulators” | Science Advances | DOI: 10.1126/sciadv.adn0858. Authors: Joshua Woods, Amanda Singer, Fatima Alrashdan, Wendy Tan, Chufeng Tan, Sunil Sheth, Sameer Sheth and Jacob Robinson. https://doi.org/10.1126/sciadv.adn0858
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