Israël : remplacer une zone du cerveau par une puce

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Une équipe de chercheurs dirigée par le Prof. Matti Mintz de l’Ecole de psychologie et de l’Ecole des neurosciences de l’Université de Tel-Aviv est parvenue à restaurer des fonctions spécifiques du cerveau en remplaçant la zone endommagée par une puce synthétique. L’étude  pourra avoir des applications cliniques pour restaurer des mécanismes de réflexes endommagés après un AVC, comme par exemple la déglutition. Elle a obtenu la deuxième place de la compétition des meilleurs projets d’interface cerveau-ordinateur lors du dernier congrès de la Société américaine des Neurosciences à Chicago, du 17 au 21 Octobre 2015.

“L’objectif du projet était d’examiner la possibilité de remplacer une petite région cérébrale par une puce synthétique”, explique le Prof. Mintz. “L’obstruction d’un vaisseau sanguin dans le corps peut être surmontée par un pontage, c’est-à-dire en contournant l’artère rétrécie ou obstruée par l’implantation d’un autre vaisseau en aval ; mais le cerveau contrôle non pas un flux sanguin, mais un flux d’information. Nous avons voulu vérifier s’il était possible de construire une “dérivation” électronique pour transmettre ces informations lorsque l’une des zones du cerveau est endommagée”.

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Le Prof. Mintz précise : “Pour ce faire, nous avons copié le modèle d’un neurone dans une puce”. “Puis nous avons relié cette puce aux entrées et sorties du système affecté et vérifié s’il était possible de réactiver le fonctionnement de la région cérébrale qui le supervise. Nous avons examiné plus précisément le cervelet, qui joue un rôle important dans le contrôle moteur. Il s’agit de l’apprentissage des petits mouvements réflexes de protection, comme le clignement de l’œil devant un corps étranger ou la projection des bras en avant lors d’une chute. Le défi était également d’enregistrer l’information à l’entrée de la zone endommagée et de la libérer à la sortie, et entre les deux, de réaliser le calcul neuronal effectué par le cervelet, qui prend les informations entrantes et les traduit en informations sortantes”.

“L’étude s’est terminée l’année dernière avec un grand succès. Nous sommes parvenus à construire cette dérivation électronique et à montrer qu’elle fonctionne” poursuit le Prof. Mintz, qui souligne : “pour le moment, nous n’en sommes pas au stade de l’application clinique. Le projet a permis de déterminer des éléments essentiels comme par exemple les électrodes qui peuvent être utilisées, et les protections à leur fournir pour assurer une utilisation à long terme”.

Selon le Prof. Minz, “La première application sera la restauration ou le remplacement de petites régions cérébrales qui ont une fonction vitale, comme la déglutition. Dans un avenir plus lointain on commencera à remplacer des régions plus grandes du cerveau”.

Le projet a duré plus de 12 ans et y ont participé, entre autres, les étudiants du Prof. Mintz, à l’Ecole des Neurosciences de l’Université de Tel-Aviv, le Dr. Roni Hogri, le Dr Aryeh Taub et le Dr Ari Magal, les Prof. Yossi Shacham, et Hagit Messer-Yaron et le Dr Mira Marcus-Kalish de l’UTA ainsi que des chercheurs italiens, le Prof. Paolo Del Giudice et le Dr Siméon Bamford.

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