«L’épine bionique» pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements de paralysie

“La colonne vertébrale bionique pourrait permettre aux patients paralysés de marcher en utilisant la pensée subconsciente”, rapporte The Guardian.

Dans une étude utilisant des moutons, des chercheurs australiens ont mis au point un dispositif capable d’enregistrer les signaux de mouvement du cerveau. On espère que cela conduira finalement à transmettre ces signaux à d’autres parties du corps.

La colonne vertébrale – spécifiquement, la moelle épinière – est essentiellement un câble de signal. Il transmet les impulsions électriques du cerveau à d’autres parties du corps. Les dommages à la colonne vertébrale peuvent entraîner une paralysie.

Restaurer ce processus de signal chez les humains a été décrit comme le «Saint Graal» de la médecine bionique, qui utilise la technologie et l’ingénierie pour améliorer ou restaurer les fonctions corporelles.

Les chercheurs ont implanté le dispositif, appelé un stentrode, via un vaisseau sanguin dans le cou et l’ont guidé en position dans un vaisseau sanguin recouvrant la partie du cerveau du mouton responsable du mouvement.

Ils ont constaté que l’appareil était capable d’enregistrer les signaux pendant que les moutons se déplaçaient pendant une période allant jusqu’à 190 jours. Ces enregistrements étaient comparables aux enregistrements effectués à partir d’électrodes implantées directement sur le cerveau.

Des enregistrements précis peuvent signifier que ce dispositif peut être utilisé par les personnes paralysées pour contrôler les membres bioniques et les exosquelettes à l’avenir.

Bien que cette technologie soit passionnante, les mises en garde habituelles concernant la recherche en début de période s’appliquent.

Les premiers tests chez l’homme sont prévus pour 2017, et les résultats donneront plus d’indications sur l’efficacité du dispositif s’il est implanté chez l’homme – et, surtout, s’il serait sûr.

D’où vient l’histoire?

L’étude a été réalisée par des chercheurs de plusieurs institutions, dont l’Université de Melbourne et l’Université de Floride, et a été financée par des subventions du Bureau de la recherche navale (DARPA) du Bureau de la recherche navale (DARPA). ONR) Global, et une subvention de projet et de développement du Conseil national de la recherche médicale et médicale de l’Australie (NHMRC).

Il a été publié dans Nature Biotechnology, revue par des pairs.

Les médias britanniques n’ont pas fourni de détails sur les détails techniques et les résultats de cette étude sur les animaux, mais les implications des résultats et l’orientation des recherches futures ont été discutées de manière appropriée.

De quel type de recherche s’aggissait-t-il?

Il s’agissait d’une étude sur des animaux où un type de dispositif ou de stent capable d’enregistrer l’activité cérébrale (stentrode) était positionné dans un vaisseau sanguin recouvrant le cortex moteur. C’est la partie du cerveau responsable de l’activité musculaire.

Ce type d’étude est utile pour les premiers essais de nouveaux dispositifs ou technologies, mais il n’est pas certain que ces résultats seront reproduits chez l’homme.

Cependant, les chercheurs ont cherché un modèle animal avec des structures de vaisseaux sanguins dans le cerveau similaires – mais pas identiques – à l’homme, pour finalement s’installer sur des moutons.

Qu’est-ce que la recherche implique?

Les chercheurs ont utilisé des échantillons humains pour étudier les structures des vaisseaux sanguins dans le cerveau humain et ont choisi un modèle animal considéré comme ayant une structure comparable à celle des vaisseaux humains.

Le stentrode, ou “colonne vertébrale bionique”, est un petit dispositif équipé d’électrodes capables de détecter les signaux provenant du cortex moteur.

Habituellement, l’insertion d’un dispositif dans le cerveau nécessiterait une chirurgie cérébrale avancée pour ouvrir le crâne, ce qui comporte les risques évidents de complications, telles qu’une infection postopératoire glaucome à angle ouvert.

Cependant, dans cette étude, le dispositif a été inséré par un vaisseau sanguin dans le cou du mouton et a ensuite été guidé par imagerie à travers un tube mince appelé cathéter à sa position cible dans un vaisseau sanguin recouvrant le cortex moteur dans le cerveau.

Cela pourrait alors enregistrer des signaux pour le mouvement. Les signaux de mouvement provenant de l’appareil ont été validés en les comparant aux électrodes implantées sur le cerveau chirurgicalement.

Quels ont été les résultats de base?

En bref, les chercheurs ont réussi à positionner le stentrode dans un vaisseau sanguin recouvrant le cortex moteur du cerveau, et enregistrer les signaux du cerveau provenant de moutons en mouvement libre pour une période allant jusqu’à 190 jours.

Le contenu de ces enregistrements était comparable aux enregistrements effectués à partir d’électrodes implantées directement dans le cerveau.

Comment les chercheurs ont-ils interprété les résultats?

Les chercheurs ont conclu que les stentrodes peuvent avoir des applications étendues dans le traitement d’une gamme d’affections cérébrales.

Conclusion

Cette étude au stade précoce a été menée chez des moutons et visait à tester si un stentrode pouvait être inséré dans un vaisseau sanguin recouvrant le cerveau en utilisant une méthode non chirurgicale. Les chercheurs ont ensuite voulu voir si l’appareil était capable d’enregistrer avec précision les signaux de mouvement.

Dans l’ensemble, les résultats étaient prometteurs. Les dispositifs d’implantation dans le cerveau nécessitent normalement une intervention chirurgicale pour ouvrir le crâne, ce qui comporte les risques associés de traumatisme, d’infection et d’inflammation. En outre, les dispositifs placés dans le tissu cérébral peuvent être rejetés par le système immunitaire.

Cependant, ce dispositif pourrait être inséré à travers un vaisseau sanguin dans le cou, et a été guidé avec succès dans la bonne position dans un vaisseau sanguin recouvrant le cerveau. Comme les résultats l’ont démontré, il était alors capable d’enregistrer les signaux du cerveau.

L’espoir est que ce dispositif pourrait être utilisé à l’avenir pour les personnes atteintes d’une lésion de la moelle épinière – comme celles atteintes de paralysie – pour contrôler les membres bioniques et les exosquelettes avec la seule pensée.

Ces signaux sont toujours présents dans le cerveau, mais ne peuvent pas être transmis aux membres. Le stentrode contournerait en effet ce problème, c’est pourquoi il a été appelé «l’épine bionique».

Un modèle de mouton a été utilisé pour reproduire les structures trouvées chez les humains aussi étroitement que possible. La technologie stentrode utilisée est actuellement en usage clinique, ce qui devrait permettre un transfert facile des modèles animaux aux humains.

Cependant, les moutons utilisés dans cette étude n’étaient pas paralysés, donc le grand test est maintenant de savoir si ces signaux peuvent effectivement être transférés dans des instructions de mouvement.

The Guardian a rapporté que les chercheurs sont maintenant mis à l’essai de ce dispositif chez les humains à l’unité de la moelle épinière Austin Health. Le dispositif sera également inséré via l’une des veines du cou et, une fois implanté, alimentera les signaux cérébraux vers un autre dispositif placé sur l’épaule de la personne.

Cela traduira ensuite les signaux en commandes, qui seront transmises aux membres bioniques en utilisant la technologie sans fil Bluetooth pour leur dire de se déplacer.

Cette technologie est passionnante et pourrait donner de l’espoir aux personnes atteintes d’une lésion de la moelle épinière. Mais la recherche en est encore à ses débuts, et il est trop tôt pour savoir quand, ou si, elle deviendra disponible.

Les chercheurs ont planifié les premiers tests chez l’homme l’année prochaine, et les résultats donneront plus d’indications sur la question de savoir si le dispositif pourrait être efficace – et sans danger – chez l’homme.