Les neurotechnologies au service de la santé

2025/06/01 Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Le projet Nanoneuro combine la nanoscience avec la neuroscience. L'objectif est de concevoir et de développer de nouvelles méthodes basées sur la nanoscience pour détecter et modifier l'activité neuronale. Le projet est dirigé par le DIPC, avec la participation du centre technologique Tecnalia. Tecnalia, en particulier, développe une technologie pour aider les personnes qui ont perdu une certaine fonction par le biais d'interfaces cérébro-machines et de neuroprothèses.

La clé réside dans la neuroplasticité, c'est-à-dire dans la capacité du cerveau à se réorganiser. «C'est comme un réseau routier: si un pont se ferme soudainement par accident, vous pouvez atteindre la ligne d'arrivée par d'autres voies», explique Ander Ramos Murguialday, chercheur à Tecnalia.

Une façon de créer de nouvelles connexions dans le système nerveux est la réaction d'action. « Grâce à la neurotechnologie, l’activité du système nerveux est enregistrée et influencée par le système nerveux », explique Ramos. « Et en modulant ce que vous voyez et ce que vous stimulez, vous pouvez créer plus ou moins de connexions. »

L'activité cérébrale est enregistrée au moyen d'implants ou d'une électroencéphalographie, qui doit ensuite être interprétée. C'est fait par des algorithmes. « Nous essayons de comprendre ce que le patient veut faire et nous le décodons. » Ensuite, en utilisant la technologie, l'ordre est exécuté.

Ramos donne l'exemple d'une personne qui ne peut pas bouger un bras. « Nous décodons l’intention du mouvement, c’est-à-dire vers où il veut se diriger. Si nous accompagnons ensuite ce mouvement avec un exosquelette par le biais de la loi de réaction d’action, des connexions sont créées. » Ainsi, d'une manière abstraite, la personne apprend à contrôler l'exosquelette. Le bras sera déplacé par une machine, mais l'ordre sera donné par le cerveau du patient via une interface cérébro-machine.

Dans d'autres cas, des dispositifs électroniques peuvent être placés dans le système nerveux. Ce sont des neuroprothèses. « Les muscles d’un patient souffrant d’une lésion de la moelle épinière peuvent être appréciés, par exemple par stimulation électrique fonctionnelle au niveau du nerf », explique Ramos.

Reconnexion de la moelle épinière

Le projet Reconnect vise à restaurer la mobilité des personnes atteintes de lésions de la moelle épinière. Le groupe de bionanotechnologie du carbone du centre CIC Biomagune et l'Institut de recherche sur la santé de Biogipuzkoa collaborent à ce projet.

En cas de lésion de la moelle épinière, la communication entre le cerveau et les nerfs du corps est interrompue. « Lorsque nous avons une blessure, les astrocytes essaient de couvrir la plaie et de créer une cicatrice de glycémie, une couche totalement isolante », explique la chercheuse Núria Alegret Ramon. Le signal venant du cerveau ne peut pas traverser cette cicatrice.

« Notre hypothèse est que si nous parvenons à reconnecter le câble, nous serons en mesure de récupérer les fonctions », explique Alegret. « Nous devons faire en sorte que l’information traverse cette cicatrice isolante de glycol, pour laquelle nous pouvons utiliser des matériaux conducteurs. »

Ils travaillent avec des nanotubes de carbone. « Les neurones ont des sortes de filaments appelés neurites par lesquels ils se connectent les uns aux autres. Les nanotubes ressemblent beaucoup aux filaments neuronaux et, comme nous le savons maintenant, les nanotubes acceptent les neurones comme s’ils étaient les leurs. »

Cependant, les nanotubes de carbone ne peuvent pas pénétrer directement dans le corps, ils doivent être placés dans une matrice ou une structure pour être insérés dans la lésion en tant qu'implants. CIC Biomagun a réussi à produire des matériaux composés à 85% de nanotubes. « Nous l’injectons dans la blessure elle-même, dit Alegret, et nous attendons que les nanotubes fassent leur magie. »

Pour l'instant, ils travaillent avec des rats. Contrairement à l'homme, les rats peuvent restaurer eux-mêmes les lésions du système nerveux central, mais à l'aide de nanotubes, ils ont constaté qu'ils guérissent quatre fois plus vite. Cependant, il reste encore beaucoup à faire pour tester le matériel chez l'homme, d'abord en testant des animaux plus grands, puis en essayant d'obtenir des autorisations pour commencer les séances cliniques.