IMPLANTS CÉRÉBRAUX : Des nanotubes pour pénétrer en douceur le tissu cérébral
Ces scientifiques de l'Université Rice ont développé ces microélectrodes microfluidiques pour une implantation en douceur. La technique, présentée dans les NanoLetters utilise des fluides rapides pour insérer des fibres de nanotubes de carbone conductrices et flexibles dans le cerveau, où elles peuvent enregistrer ou stimuler les neurones.
La technique permettra d'améliorer les thérapies qui reposent sur des électrodes pour détecter les signaux neuronaux et/ou déclencher des stimulations chez les patients souffrant d'épilepsie et d'autres conditions. Elle pourrait également permettre de créer des interfaces directes avec le cerveau qui redonneraient aux patients la capacité de voir, d'entendre ou de contrôler des membres artificiels. Au-delà et pour la recherche sur le cerveau, ces électrodes en forme de nanotubes pourraient aider les scientifiques à découvrir les mécanismes qui sous-tendent les processus cognitifs.
Le dispositif utilise la force appliquée par les fluides à déplacement rapide qui avancent doucement les fibres flexibles isolées dans le tissu cérébral. La méthode pourrait ainsi remplacer les gaines rigides et biodégradables utilisées maintenant pour acheminer des fils dans le cerveau, qui peuvent endommager les tissus sensibles. Les chercheurs décrivent des expériences en laboratoire et in vivo qui montrent comment les dispositifs microfluidiques forcent un fluide visqueux à circuler autour d'une électrode fibreuse mince. Le fluide en mouvement rapide tire lentement la fibre vers l'avant à travers une petite ouverture qui mène au tissu. Une fois qu'il traverse le tissu, le fil, bien que très flexible, reste bien droit. « L'électrode est comme une nouille cuite que vous essayez de mettre dans un bol de gelée », explique l’auteur principal, Jacob Robinson, ingénieur. « Tel que cela ne fonctionnera pas, mais si vous mettez cette nouille sous l'eau courante, l'eau va permettre à la nouille de rester droite ». Ainsi, le dispositif microfluidique induit la fibre à se déplacer lentement par rapport à la vitesse du fluide. La fibre se déplace à travers une ouverture d’environ 3 fois son diamètre mais suffisamment petite pour laisser passer très peu de fluide. Ainsi, le fluide n’atteint pas le tissu cérébral.
Les fibres peuvent être conductrices à la pointe seulement et se font ainsi électrodes. La technologie pourrait même être adaptée pour livrer dans le cerveau un « bouquet de microélectrodes », soit plus d'électrodes dans une zone particulière, sans être plus invasive.
Source: NanoLetters December 8, 2017 DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b04184 Fluidic Microactuation of Flexible Electrodes for Neural Recording (Visuel@Robinson Lab/Rice University)
Cette actualité a été publiée le 5/01/2018 par