Les implants cérébraux mous... une sucrée de bonne idée !

Publié par Isabelle le 10/05/2021 à 13:00
Source: Université McGill

Illustration: Université McGil
Une étude examine la possibilité d'utiliser du sucre pour fabriquer et introduire dans le cerveau des implants mous, de la consistance du pouding, qui réduisent les risques de réaction à un corps étranger (Un corps étranger est un objet de taille au moins supérieure au millimètre et qui a...)

Les implants cérébraux servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) à traiter des dysfonctionnements neurologiques, et leur application à l'amélioration des fonctions cognitives constitue un secteur de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) prometteur. Des implants peuvent être utilisés pour surveiller l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) cérébrale ou stimuler des régions du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite...) au moyen d'impulsions électriques. Par exemple, chez les personnes atteintes, les implants cérébraux peuvent déterminer où, dans le cerveau, surviennent les crises épileptiques. Au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) cependant, les implants déclenchent une réaction de l'organisme à un corps étranger, sous forme d'inflammation (Une inflammation est une réaction de défense immunitaire stéréotypée du...) et de formation de tissus cicatriciels, qui mine leur efficacité.

Ce problème vient du fait que les implants conventionnels sont bien plus rigides que les tissus du cerveau, qui ont plus ou moins la consistance du pouding. La tension (La tension est une force d'extension.) créée par le frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre...) constant de l'implant sur les tissus signale à l'organisme de considérer l'implant comme un corps étranger. Cette interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) entre l'implant et le cerveau est semblable à celle d'un couteau (Un couteau est un outil tranchant comportant une lame et un manche.) traversant le pouding. Un implant de la consistance du tissu cérébral serait idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau....), mais son manque de rigidité rendrait difficile son introduction dans le cerveau. C'est pourquoi ce genre d'implant n'avait jamais été fabriqué auparavant.

Une équipe de chercheurs du Neuro (Institut-hôpital neurologique de Montréal) et du Département de génie biomédical (Le génie biomédical est une branche de l’ingénierie visant au contrôle des systèmes...) de l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des...) ont trouvé une solution qui repose sur l'utilisation de silicone (Les silicones, ou polysiloxanes, sont des composés inorganiques formés d'une chaine...) et de sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce...).

Au moyen de polymère (Un polymère (étymologie : du grec pollus, plusieurs, et meros, partie) est un...) de silicone, dont les applications médicales sont bien connues, les scientifiques ont réussi à fabriquer l'implant cérébral le plus mou jamais créé de l'épaisseur d'un fil à coudre fin (~0.2 mm de diamètre), de la consistance de pouding mou - aussi mou que le cerveau lui-même. Ils ont ensuite pu l'implanter dans le cerveau en faisant appel à un petit tour tiré des livres de recettes de cuisine (La cuisine est l'ensemble des techniques de préparation des aliments en vue de leur...)

Ils ont utilisé des techniques de cuisine tel que faire fondre le sucre, la caramélisation, ainsi que le moulage, à la fois pour fabriquer l'implant ainsi que pour l'encapsuler dans une aiguille de sucre durci.

Quand elle fut Introduite chirurgicalement dans le cerveau d'un rat (Le mot « rat » désigne en français, dans le langage vernaculaire...) sous anesthésie (Le mot anesthésie provient du grec (αισθησις:...), l'aiguille de sucre a permis d'acheminer l'implant à l'endroit cible, et s'est dissoute en quelques secondes, libérant ainsi le délicat implant. Trois et neuf semaines après l'implantation (Le mot implantation peut avoir plusieurs significations :), les chercheurs ont examiné le tissu cervical et observé une densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) neuronale accrue, ainsi qu'une réaction au corps étranger inférieure comparativement aux implants conventionnels.

Des recherches additionnelles devront être menées pour mettre au point (Graphie) des implants mous à activité électrique et démontrer l'efficacité et l'innocuité chez les humains de cette technique. Des implant mous permettrons peut-être un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) de débloquer tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) le potentiel des implants cérébraux pour le traitement des maladies et dysfonctionnements neurologiques.

"Les implants qui ont été fabriqués sont si doux que le corps ne les considère pas comme une menace importante, ce qui leur permet d'interagir avec le cerveau sans autant d'interférence (En mécanique ondulatoire, on parle d'interférences lorsque deux ondes de même type...)", explique Edward Zhang, le premier auteur de l'étude. "L'avenir de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) des implants cérébraux m'enchante, et je crois que nos travaux ouvrent la voie à une nouvelle génération d'implants mous qui pourraient accroître la viabilité de ce mode de traitement."

"En réduisant la réponse inflammatoire du cerveau, nos implants novateurs et très mous s'avèrent très bons pour le cerveau et le fonctionnement à long terme des implants", poursuit Tim Kennedy, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) au Neuro et coauteur principal de l'étude. "L'aiguille miniature en sucre conçu par Edward Zhang est une solution exquise au problème d'introduction d'implants mous dans des tissus cérébraux tout aussi mous."

"La recherche en génie biomédicale est l'art de rendre l'impossible possible", conclut David Juncker, professeur de génie biomédical à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) McGill et coauteur principal de l'étude. "Ici, nous avons tenté de créer un implant aussi mou que le cerveau et de l'implanter dans le cerveau, ce qui n'est pas une tâche facile. Nous sommes ravis des résultats obtenus et des possibilités que cela offre sur le plan de la fabrication d'implants bien tolérés à long terme."

Cette étude a été publiée dans la revue Advanced Materials Technologies. Elle a obtenu un soutien financier du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, des Instituts de recherche en santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...) du Canada et de Cerveau en santé, gage d'une vie (La vie est le nom donné :) en santé.

Contact:
Shawn Hayward - Le Neuro - shawn.hayward at mcgill.ca
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