Des nanotubes pour réparer le cerveau ?

Les nanotubes en carbone pourraient être la solution idéale pour réparer des connexions cérébrales défectueuses. Une étude, publiée le 21 décembre dans la version en ligne du magazine Nature Nanotechnology, représente une avancée significative dans ce domaine de recherche.

L'étude montre que les nanotubes en carbone, qui, comme les neurones, sont de très bons conducteurs, entrent en contact avec les membranes cellulaires neuronales. A la différence des électrodes métalliques actuellement utilisées dans la recherche et les applications cliniques, les nanotubes peuvent créer des raccourcis entre le distal et les compartiments proches du neurone, générant une excitation neuronale.

Les travaux ont été menés par le Laboratoire des neurosciences des microcircuits, à l'EPFL, sous la direction de Michele Giugliano (maintenant professeur adjoint à l'Université d'Anvers), Laura Ballerini, de l'Université de Trieste, et Maurizio Prato, également de l'Université de Trieste. "Les résultats sont d'un grand intérêt pour le domaine émergent de la neuro-ingénierie et des neuroprothèses", explique Michel Giugliano, qui émet l'hypothèse que les nanotubes pourraient être utilisés comme une nouvelle composante des bypass électriques employés lors de lésions au système nerveux. Des nano-électrodes en carbone pourraient aussi remplacer les pièces métalliques utilisées dans les applications cliniques telles que la stimulation cérébrale profonde pour le traitement de la maladie de Parkinson ou des dépressions graves. Le potentiel de cette nouvelle génération de matériaux "intelligents" ira de pair avec celui des neuroprothèses.

Henry Markram, directeur du Laboratoire des neurosciences des microcircuits et auteur de l'étude, explique: "Il y a trois obstacles principaux au développement de neuroprothèses fiables: la stabilité de la cohésion entre les dispositifs électromécaniques et le tissu neural, la compréhension sur comment stimuler le tissu neural et, enfin, le bon choix des signaux neuronaux à enregistrer afin que le dispositif prenne l'option de stimulation adéquate. Cette nouvelle technologie à base de nanotubes de carbone alliée aux simulations cerveau-machine est la clé du développement de tous types de neuroprothèses: la vue, l'ouïe, l'odorat, le mouvement, l'arrêt des crises d'épilepsie, les bypass au niveau de la colonne vertébrale, ainsi que la réparation et même l'amélioration des fonctions cognitives."