Imaginez pouvoir « écouter » un concert symphonique interprété par des neurones. C'est quoi Matrice neuronale, développé par l'équipe de Professeur Jonathan Viventi un Duke University, commence à le rendre possible. Cet appareil n'est pas seulement une évolution technologique : c'est un changement de paradigme. avec 1008 électrodes multiplexées capture l'activité cérébrale avec une résolution sans précédent.
"Le défi n'était pas simplement d'ajouter des capteurs supplémentaires, mais de les intégrer pour que le cerveau ne les rejette pas", explique Viventi. dans l'étude publiée su Science Translational Medicine en 2020. Le secret ? UN revêtement de dioxyde de silicium (t-SiO₂) de 3 microns d'épaisseur, qui protège des attaques des fluides biologiques. Résultat: 6 ans de fonctionnement stable dans les tests sur les primates, contre 18 mois pour les appareils précédents.
Mais il y a plus. L'électronique intégrée réduit le nombre de câbles à moins de 100, éliminant ainsi l'enchevêtrement de connexions qui limitait les systèmes traditionnels. C'est comme passer d'un téléphone à cadran à un smartphone.
Neural Matrix, de la théorie à la pratique : des tests qui étonnent
En 2023, Neural Matrix a défrayé la chronique lors d’une expérimentation sur des rats. Connecté au cortex visuel, il a enregistré modèles spécifiques quand les animaux reconnaissaient les formes géométriques. « Nous avons identifié des signatures neuronales correspondant à des cercles et des carrés avec une précision de 92 % », révèle le rapport Société scientifique.
Désormais, les tests portent sur les primates. Dans une étude citée par Génie biomédical, les macaques dotés d'implants contrôlent des bras robotiques en utilisant uniquement leurs pensées, avec un Délai de 50 millisecondes – presque en temps réel. Une faible latence, en particulier, est cruciale pour les applications cliniques.
Et les perspectives ? L'équipe a pour objectif de Électrodes 65.000 d’ici 2026. Des chiffres qui donnent le vertige : "Avec cette densité, nous pourrions cartographier des réseaux neuronaux entiers impliqués dans des maladies comme la maladie d'Alzheimer", anticipe Viventi.
Un design qui défie la biologie
Qu’est-ce qui différencie Neural Matrix des autres implants ? Trois innovations clés :
- Multiplexage spatial: Les électrodes sont organisées en matrice, comme les pixels d'une caméra, pour couvrir de plus grandes zones cérébrales
- Electronique auto-alimentée: Utilise la chaleur corporelle pour réduire la dépendance aux batteries externes
- Matériaux hybrides: Du silicium flexible associé à des nanotubes de carbone, pour résister aux mouvements cérébraux
« Nous nous sommes inspirés de laminine, une protéine qui stimule la croissance neuronale », explique-t-il Emilie Sato, co-auteur de l'étude sur Blog sur la science matricielle. La référence est au peptide synthétique SCR127, utilisé pour favoriser l’adhésion cellulaire aux capteurs.
En résumé, le dispositif s’intègre au tissu nerveux sans provoquer d’inflammation. "Après 6 mois, nous n'avons détecté aucune gliose significative", confirmez les données de PubMed.
Vers des applications cliniques (et au-delà)
Les implications vont au-delà de la recherche. La matrice neuronale pourrait :
- Révolutionner les prothèses neuronales: Cela permettrait aux patients paralysés de contrôler des appareils externes avec une précision inférieure au millimètre
- Surveiller l'épilepsie en temps réel: Détection du début des crises 30 secondes avant les symptômes
- Cartographier les effets des drogues: Étudier comment de nouvelles molécules affectent l'activité cérébrale
« Nous collaborons avec leL'ETH Zürich va l'adapter à la stimulation cérébrale profonde dans la maladie de Parkinson", annonce Viventi. Mais il y a aussi ceux qui rêvent grand : Elon Musk a tweeté que "Neuralink s'inspirera de ces innovations".
Matrice neuronale, questions ouvertes et défis futurs
Malgré les progrès, des obstacles demeurent. Le coût en est un : chaque prototype vaut plus de 500.000 XNUMX $. Ensuite, le évolutivité: l'implantation de 65.000 XNUMX électrodes nécessitera des techniques chirurgicales mini-invasives qui n'existent pas encore.
Et l'éthique ? Il faut éviter que ces technologies créent des inégalités. Les bioéthiciens se demandent à juste titre qui aura accès à ces technologies, et comment allons-nous protéger les données neuronales, qui sont l’essence de notre identité.
Pendant ce temps, Neural Matrix continue d’évoluer. La prochaine version intégrera un système de refroidissement microfluidique, pour gérer la chaleur générée par les électrodes. La course pour connecter les cerveaux et les machines ne fait que commencer.
