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Un nano-implant et une seringue pour mettre le cerveau sur écoute

samedi 26 juin 2021

Charles Lieber est professeur de chimie à l’Université Harvard et cofondateur de la Société NanoSys, spécialisée dans la détection biologique et chimique et le stockage d’information.
Charles Lieber, qui a travaillé pour l’université de Wuhan, a été arrêté en janvier 2020. Les autorités lui reprochent d’avoir caché des informations concernant ses relations avec la Chine.

Une équipe de chercheurs de l’Université d’Harvard, pilotée par le professeur Charles Lieber, a réussi à injecter un nanomaillage doté d’électrodes et de capteurs dans le cerveau de souris anesthésiées, grâce à une seringue. L’opération a permis aux chercheurs de mesurer l’activité des neurones et même de les stimuler individuellement.

Désormais une simple injection suffit pour mettre le cerveau sur écoute, selon un article paru dans la très sérieuse revue scientifique Nature Nanotechnology.

Dans une publication du lundi 8 juin, une équipe de chercheurs de l’Université d’Harvard, dirigée par Charles Lieber, fait part de ses travaux. Les scientifiques sont parvenus à mettre au point un nanomaillage flexible, doté de minuscules composants électroniques, qu’ils ont injecté directement dans le cerveau d’une souris grâce à une seringue.

Afin de mieux traiter, entre autres, les maladies neurodégénératives comme Parkinson ou Alzheimer, les chercheurs tentent depuis plusieurs années de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau humain. Ils développent, dans cette optique, des implants neuronaux afin d’enregistrer l’activité du cerveau. Seul problème, jusqu’à présent les principaux implants neuronaux utilisés sont rigides et provoquent, avec le temps, des lésions ou des rejets par le système immunitaire qui détecte un corps étranger. Ainsi, pour s’intégrer durablement dans un tissu vivant, comme le cerveau ou la moelle épinière, l’implant doit en imiter les propriétés mécaniques. En d’autres termes, il doit être fin, flexible et étirable.

Pour contourner ces écueils, les chercheurs d’Harvard ont mis au point un maillage de minuscules fils conducteurs en polymère doté d’électrodes nanométriques ou de transistors fixés au niveau des interserctions. La flexibilité et la structure du dispositif lui permettent de s’intégrer dans le tissu cérébral sans créer de lésion. Autre avancée : en roulant le maillage sur lui-même, les scientifiques ont pu l’intégrer dans une seringue et l’injecter via une aiguille de seulement 100 micromètres de diamètre, évitant ainsi l’intervention chirurgicale. Une fois injecté dans le cerveau, le maillage se déploie pour reprendre à 80 % sa forme initiale. Il se mêle alors aux tissus et les nanofils, connectés à un ordinateur, permettent d’enregistrer l’activité du cerveau ou même de stimuler certaines cellules.

Pour l’heure, l’équipe du professeur Charles Lieber a mené cette expérience dans deux régions du cerveau de souris anesthésiées. Cinq semaines après l’injection, les chercheurs n’ont observé ni signe de réponse immunitaire, ni lésion. Cette opération leur a permis de mesurer l’activité des neurones et de les stimuler de manière individuelle.

A l’avenir, les chercheurs souhaiteraient injecter des maillages plus grands dotés de centaines de capteurs, contre seulement 16 pour le moment. Autre objectif : mener cette expérience alors que les souris sont éveillées et sur une plus longue période. A plus long terme, Charles Lieber espère pouvoir utiliser ce maillage chez l’homme pour traiter des maladies neurologiques ou les dommages cérébraux provoqués par un AVC.

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