Les plantes qui régulent l'activité électrique du cerveau sont utilisés depuis des décennies pour traiter les symptômes de la maladie de Parkinson. La recherche développe de nouvelles solutions pour étendre ses fonctions et son efficacité.
Une nouvelle conception pourrait grandement améliorer l'utilisation d'un stimulateur cérébral comme celui-ci, grâce à des générateurs triboélectriques spéciaux intégrés qui convertissent la respiration d'un utilisateur en électricité.
Comment fonctionne la stimulation cérébrale profonde
La stimulation cérébrale profonde consiste à implanter de minuscules fils dans des zones ciblées du cerveau pour délivrer de légères impulsions électriques, qui corrigent l'activité électrique anormale du cerveau.
C'est une technique approuvée il y a maintenant 25 ans, en 1997, pour le traitement des tremblements causés par la maladie de Parkinson. Récemment, cependant, nous avons vu des scientifiques l'adapter pour traiter la dépression et les comportements impulsifs, avec des premiers résultats prometteurs.
Des centaines de milliers de patients reçoivent chaque année un stimulateur cérébral. L'appareil principal est placé sous la poitrine et ses branches très fines se dirigent vers le cerveau. Dans leur forme actuelle, les appareils fonctionnent avec des piles qui doivent être remplacées tous les deux ou trois ans, et à chaque fois qu'une intervention chirurgicale est nécessaire pour le faire. Bien trop inconfortable.
Alimenté par le souffle
Un tournant probable est venu récemment des nouvelles solutions adoptées pour le stimulateur cardiaque. C'est un appareil qui a de nombreux points communs avec un stimulateur cérébral. Les chercheurs ont développé des stimulateurs cardiaques expérimentaux qui peuvent être alimentés par les muscles du corps, par exemple, ou même par le rythme cardiaque lui-même.
Des scientifiques de l’Université du Connecticut ont également appliqué ce principe à la stimulation cérébrale profonde. Leur création est basée sur l'effet triboélectrique, dans lequel certains matériaux se chargent électriquement lorsqu'ils se frottent les uns contre les autres, vous savez quand vous enfilez un pull et recevez un choc ?
Le stimulateur cérébral développé par l'équipe américaine (je te mets en lien ici l'étude publiée dans la revue Cell Reports Physical Science) est capable de collecter de l'énergie à travers les mouvements respiratoires d'une personne.
Comment est fabriqué ce stimulateur cérébral nouvelle génération ?
L'implant est constitué de couches de matériaux triboélectrique qui génèrent de l’électricité par friction. Cette électricité charge un supercondensateur biocompatible, qui à son tour alimente le stimulateur cérébral.
« Nous avons créé notre petit générateur triboélectrique grâce à de nouveaux nanomatériaux qui déclenchent une production d'énergie remarquable lorsqu'ils entrent en contact les uns avec les autres. Plus qu’assez d’énergie pour faire fonctionner le stimulateur », déclare l’auteur de l’étude Esraa Elsanadidy.
Stimulateur cérébral alimenté par la respiration, les prochaines étapes
L'équipe a testé l'appareil sur un poumon de porc qui pouvait être gonflé et dégonflé via une pompe. Cette respiration simulée a provoqué le frottement des matériaux triboélectriques et généré de l'électricité, que le stimulateur a exploitée pour créer 60 impulsions électriques par seconde. Des impulsions qui ont stimulé avec succès le tissu cérébral d'une souris.
«C'est le premier système au monde qui rassemble tout : la récupération d'énergie, le stockage d'énergie et le stimulateur cérébral», explique Islam Mosa, membre de l'équipe.
La prochaine étape sur laquelle travaillent les chercheurs consiste à tester sur de grands animaux. Si tout se passe bien, nous obtiendrons dans peu de temps des implants beaucoup plus efficaces et plus faciles à « porter ».
