Des chercheurs créent un appareil pouvant contrôler les neurones avec... de la lumière

Grâce à un nouvel appareil exploitant les avancées de l'optogénétique et de la miniaturisation, les chercheurs sont désormais capables de contrôler les neurones grâce à de la lumière avec toujours plus de précision.

Élue méthode de l'année en 2010, l'optogénétique est une technique permettant de rendre des neurones sensibles à la lumière grâce à une combinaison de génie génétique et d'optique. Elle offre ainsi la possibilité de stimuler sélectivement certains types cellulaires de façon localisée, révélant l'étonnante cartographie des réseaux neuronaux. Aujourd'hui, l'optogénétique connaît une nouvelle avancée grâce à un appareil de stimulation plus précis et aisément implantable.

Neurones et lumière

En optogénétique, des chercheurs chargent des neurones spécifiques de protéines baptisées opsines, capables de convertir un signal lumineux en potentiel électrique. Lorsqu'un faisceau lumineux est projeté sur ces cellules modifiées, les opsines s'activent et amènent le neurone à décharger électriquement. Jusqu'à présent, les méthodes employées requéraient l'usage de fibres optiques, contraignant les sujets à rester attachés à une station de contrôle.

Mais une nouvelle solution vient de faire son entrée. L'appareil en question est à peine plus grand qu'une pièce d'un centime d'euro et entièrement dépourvu de batterie ou de câbles. "Avec cette étude, nous avons fait deux à trois pas en avant", explique le professeur Philipp Gutruf, auteur principal de l'article paru dans la revue Nature Electronics.

"Nous avons pu implémenter un contrôle digital de l'intensité et de la fréquence de la lumière émise, et ces appareils sont miniaturisés, ce qui permet leur implantation sous le scalp. Nous pouvons également stimuler différents endroits dans le cerveau indépendamment chez le même sujet, ce qui était impossible avant."

Plus petit, plus connecté

L'appareil est alimenté par des champs magnétiques oscillants externes, évitant la nécessité d'y implémenter une batterie. Une antenne permet également une meilleure transmission du signal, assurant au chercheur un contrôle constant sur l'appareil, quel que soit l'angle de la tête du patient. "À l'avenir, cette technique pourrait fournir des implants sans batterie capables de stimuler continuellement, sans que l'on ait besoin de remplacer l'appareil, résultant en des procédures moins invasives."

L'optogénétique est déjà utilisée pour restaurer une part de motricité chez les personnes paralysées et pourrait, un jour, permettre la désactivation des régions cérébrales et spinales responsables de la douleur. Les implants se sont révélés sans danger pour le corps, y compris lors d'examens tels que des scanners ou des IRM. La technologie pourrait donc connaître un rapide essor et même contribuer à l'amélioration des pacemakers actuels.