Depuis plusieurs années, la stimulation cérébrale profonde consistant à envoyer des impulsions électriques de basse fréquence a montré des résultats probants pour certaines maladies neurologiques. Chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, elles réduisent par exemple nettement les tremblements ou les dyskinésies. La méthode paraît également prometteuse dans le traitement de l’épilepsie, la dépression, les troubles du comportement alimentaire ou encore certaines addictions.

Le circuit électrique, d’environ 3,5 mm de large, est relié à une batterie extérieure disposant d’une autonomie de 11 heures. © UC Berkeley, Rikky Muller

Des stimulations électriques très difficiles à régler

Le problème, c'est que les paramètres de stimulation sont extrêmement complexes à ajuster. Les signaux avant-coureurs d'une crise de tremblements ou d'épilepsieépilepsie sont souvent ténus et il faut parfois plusieurs années avant de trouver le traitement adéquat. La startup Cortera Neurotechnologies, basée à Berkeley en Californie, a mis au point pour la première fois un « pacemakerpacemaker cérébral » capable d'enregistrer simultanément l'activité électrique du cerveaucerveau et de délivrer les impulsions en retour. Un exploit, car les impulsions de l'implantimplant ont une puissance bien supérieure aux courbes d'activités naturelles du cerveau et rendent donc ces dernières quasi inaudibles. « C'est comme essayer d'observer des petites ondulations dans un étang tout en éclaboussant très fort avec ses pieds », illustre Rikky Muller, professeur assistante en sciences informatiques à l'université de Berkeley et cofondatrice de Cortera Neurotechnologies.

La puce est capable d’éliminer le « bruit » généré par la stimulation de l’implant aux signaux électriques naturels du cerveau. © UC Berkeley, Rikky Muller

Une puce intelligente qui élimine les signaux parasites

Pour y parvenir, la startup s'est associée à l'université de Berkeley pour concevoir une puce intelligente qui « soustrait » le signal des impulsions des enregistrements afin de détecter l'activité propre du cerveau. Cette approche « en boucle fermée » permet d'analyser les effets directs de la stimulation et donc d'ajuster la réponse à apporter. L'implant se « reprogramme » automatiquement, avec à terme un ciblage plus fin, une réduction de la puissance des stimulations et donc les effets indésirables. L'implant n'a pour l'instant été testé que chez le singe, mais les chercheurs espèrent le miniaturiser pour l'utiliser chez l'homme.

Miniaturiser les implants, l’autre pari de Ni2o

La miniaturisation, c'est justement ce qu'a réussi la jeune medtech Ni2o, hébergée par l'Institut du cerveau et de la moelle épinièremoelle épinière (ICM) à Paris. Son appareil nommé KiwiKiwi, pas plus gros qu’un grain de riz, est capable d'interagir avec les neuronesneurones du patient en analysant son environnement. Introduit via la cavité nasale sans chirurgiechirurgie lourde, l'implant combine des stimuli électriques et lumineux pour « reprogrammer » des réseaux de neurones.

À la recherche d'un pacemaker pour le cerveau

Article de France science publié le 15/03/2003

Les scientifiques ont longtemps supposé que les attaques comme les crises d'épilepsiecrises d'épilepsie intervenaient soudainement. Cependant les recherches récentes menées à l'aide d'électroencéphalogrammesélectroencéphalogrammes (EEG) indiquent, au contraire, qu'il existe une période d'intensification de l'activité cérébrale permettant la prédiction de ces problèmes cérébraux.

C'est en effet grâce aux épileptiques que ces recherches ont pu aboutir. Ainsi, lorsqu'un patient souffrant de crises épileptiques régulières entre à l'hôpital pour subir une intervention chirurgicale visant à faire une ablationablation des tissus cérébraux endommagés, il fait l'objet d'EEG répétés.

Quand les neurologues ont utilisé des méthodes classiques pour analyser ces archives importantes d'EEG, ils n'ont trouvé aucun signe précurseur d'une attaque. En revanche, les méthodes d'analyse basées sur la théorie du chaos ont permis aussitôt de reconnaître le profil d'une crise en formation.

En décembre dernier, des chercheurs de l'Arizona State University ont démontré qu'il est possible de prédire plus de 80% des crises, en moyenne une heure avant leur pic.
Néanmoins, le logiciellogiciel utilisé est responsable d'un certain nombre de fausses alertes.

Actuellement, plusieurs équipes travaillent à l'optimisation de ces programmes de dépistagedépistage afin de permettre le développement de dispositifs administrant de petites doses de médicaments contre l'épilepsie ou émettant des signaux électriques qui arrêtent les crises.