Aujourd’hui, il existe une véritable course au développement d’implants cérébraux complexes, comme celui de Neuralink. Toutefois, même si leurs constructeurs vantent leur petite taille, qui est équivalente à une pièce de monnaie (sans compter les filaments), ils restent un peu gros pour un usage à l’intérieur du corps.
Tous les implants n’ont pas besoin d’être aussi complexes, et des chercheurs de l’université Cornell aux États-Unis viennent de mettre au point un appareil plus simple, et plus petit qu’un grain de sel. Dans un article publié dans la revue Nature Electronics, ils présentent leur dispositif Mote (électrode optoélectronique sans fil à l’échelle micrométrique), capable de fonctionner pendant un an à l’intérieur d’un cerveau.
Un implant aussi fin qu’un cheveu
Mote ne mesure que 300 micromètres de longueur, pour 70 micromètres de largeur – soit le diamètre d’un cheveu humain. Malgré sa petite taille, il est capable de mesurer l’activité cérébrale et de transmettre l’information sans fil. Afin de réduire les dimensions, les chercheurs ont évité d’ajouter une batterie, la partie la plus encombrante de tout appareil à cette échelle. L’appareil est alimenté grâce à une diode fabriquée en arséniure d’aluminium–gallium, qui capture l’énergie lumineuse fournie par des lasers rouges et infrarouges. Cette lumière peut traverser les tissus du cerveau sans danger.
L’implant transmet ensuite les données collectées grâce à des impulsions lumineuses, en utilisant le même code de communication optique que les satellites. « À notre connaissance, il s’agit du plus petit implant neural capable de mesurer l’activité électrique du cerveau et de la transmettre sans fil », a déclaré Alyosha Molnar, l’un des auteurs de l’article.
Les chercheurs ont testé Mote dans la partie du cortex somatosensoriel d’une souris liée aux vibrisses. Pendant un an, le dispositif a enregistré des pics d’activité électrique des neurones, ainsi que l’activité synaptique plus générale.
« L’une des motivations de cette démarche est que les électrodes et les fibres optiques traditionnelles peuvent irriter le cerveau, a affirmé Alyosha Molnar. Les tissus se déplacent autour de l’implant et peuvent déclencher une réponse immunitaire. Notre objectif était de concevoir un dispositif suffisamment petit pour minimiser cette perturbation tout en capturant l’activité cérébrale plus rapidement que les systèmes d’imagerie, et sans avoir besoin de modifier génétiquement les neurones à des fins d’imagerie. »
Un implant compatible avec l’IRM
Et ce n’est pas son seul avantage. La plupart des implants sont incompatibles avec l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Le champ magnétique puissant de la machine interagirait avec les métaux qui entrent dans leur composition. Ce n’est pas le cas de Mote. Les chercheurs n’ont utilisé que des matériaux qui ne réagissent pas à l’IRM.
Pour les chercheurs, cette technologie pourrait être adaptée à d’autres parties du corps, notamment la moelle épinière. Elle pourrait aussi être associée à de futures plaques crâniennes artificielles avec des circuits opto-électroniques capables d’alimenter l’implant et de recevoir les données.