akasha
  
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 |  Sujet: Incroyable ! Ils ont créé un neurone artificiel fonctionnel, une première  Jeu 7 Juin 2018 - 0:28 | |
| Incroyable ! Ils ont créé un neurone artificiel fonctionnel, une première
Une équipe suédoise a conçu un micro-appareil reproduisant parfaitement la fonction des neurones biologiques. Ce système apporte un espoir notamment dans le traitement de la maladie de Parkinson. Reportage.
 BIOMIMÉTISME. En 2025, le patient atteint de la maladie de Parkinson est installé au bloc opératoire. Par une petite incision dans le crâne, le neurochirurgien lui implante un tout nouveau dispositif, une sorte de bouquet d'aiguilles microscopiques en plastique qu'il va ficher, sous microscope, dans une zone du cerveau. Puis il insère, à quelques centimètres, un autre bouquet, fait de microtubes. Appelés neurones biomimétiques, ces microdispositifs sont en fait des neurones artificiels, qui reproduisent parfaitement la fonction des cellules nerveuses biologiques. De quoi pallier les manques du cerveau malade en lui distribuant, lorsqu'il en a besoin, les substances qui lui font défaut. Sorti du bloc opératoire, le patient se réveille quelques instants plus tard… sans aucun des symptômes de sa maladie, en particulier les tremblements. Une révolution !
Cette scène d'anticipation pourrait devenir réalité dans la décennie à venir. C'est du moins ce à quoi travaille sans relâche une équipe de l'institut Karolinska en Suède, l'un des centres de recherche biomédicale les plus réputés au monde, qui décerne chaque année le prix Nobel de physiologie et médecine.
Délivrer des molécules au cerveau de façon contrôlée
Avec un premier succès d’envergure : la mise au point en juin 2015 du premier prototype de neurone biomimétique. Pour en savoir plus, direction le nord de Stockholm, à vingt minutes en voiture du centre-ville. Un drapeau rouge "Karolinska Institutet" claque au vent. La Nobels väg (la route des Nobels) serpente entre les bâtiments de brique rouge et les pelouses soignées avant de déboucher dans la Scheeles väg (la route de Scheeles, chimiste suédois du 18e siècle). Là, derrière un cerisier croulant sous les fruits mûrs, se niche le Swedish Medical Nanoscience Center. Au troisième étage, le laboratoire affiche sa profession de foi, épinglée sur la porte d’entrée : "Notre objectif : répondre aux besoins médicaux qui nécessitent une nouvelle technologie." Tout est dit. Trouver des applications concrètes aux découvertes scientifiques est ici la règle.
Deux jeunes chercheurs, Susanne Löffler et Benjamin Libberton, y travaillent depuis plusieurs années avec la fondatrice et directrice des lieux, Agneta Richter-Dahlfors, chimiste et microbiologiste. Fiers de leur réussite commune. "Il nous semblait crucial de parvenir à trouver enfin un dispositif implantable dans le cerveau qui puisse délivrer des molécules, de façon non pas continue, mais contrôlée, selon les besoins, explique le microbiologiste Benjamin Libberton. Notamment les neurotransmetteurs, indispensables à son bon fonctionnement."
Pour comprendre, rappelons que le cerveau fonctionne grâce à ses cent milliards de neurones qui ne cessent de communiquer entre eux. "Cette communication est chimio-électrochimique", poursuit Susanne Löffler, spécialiste de la stimulation cérébrale. Autrement dit, pour transmettre une information, un neurone émet un neuromédiateur (une molécule chimique). Le neurone voisin capte cette molécule, ce qui déclenche une impulsion électrique le long de sa terminaison nerveuse, l’axone. Il retransmet alors l’information en émettant à son tour un neurotransmetteur. Et ainsi de suite. "C’est ce procédé que nous avons reproduit !"
Tout le génie du système tient en une pompe à ions
Comment ? Les chercheurs présentent leur "neurone", posé sur une table de bureau. Rien de bien spectaculaire puisqu’on découvre alors… deux dispositifs reliés par un fil électrique. Et pourtant ! Il s’agit là d'un concentré inédit de technologies. À l’une des extrémités se situe un biocapteur. "Une pointe métallique, entourée d’enzymes, détaille Ben Libberton. Ces enzymes détectent la présence de neuromédiateurs, ce qui entraîne une réaction chimique qui aboutit à un signal électrique. Celui-ci parcourt le fil jusqu’à l’autre extrémité où se trouve une pompe à ions." (voir schéma ci-dessous) Et c’est bien cette pompe, tenant entre deux doigts, qui constitue l’originalité du dispositif : "Tout le génie du système repose là ! La pompe à ions reçoit l’influx électrique et largue des neurotransmetteurs — glutamate, acétylcholine ou Gaba — en réponse."
Une opération rendue possible par l’étrange plastique dont elle est constituée. Celui-ci est en effet conducteur, autrement dit, il laisse passer le courant électrique ! Agneta Richter-Dahlfors a eu l’idée de s’en servir lors de sa rencontre, voici plus de dix ans, avec Magnus Berggren. Ce physicien est le leader du Groupe d’électronique organique à l’université de Linköping (Suède), discipline qui a été honorée du prix Nobel de chimie en 2000 pour la création de polymères (plastiques) conducteurs. Tous deux décident alors d’unir leurs efforts pour créer un implant en plastique, biologiquement compatible, qui puisse transmettre un signal électrique vers un réservoir, ce dernier larguant alors des molécules dans l'organisme de manière contrôlée en fonction de l’influx électrique reçu.
La miniaturisation n’est pas une difficulté en soi
Aujourd’hui, la démonstration de faisabilité ("proof of concept") est faite ! Il reste à miniaturiser le dispositif pour développer des applications viables. « Ce n’est pas une difficulté en soi », assure Benjamin Libberton. Ce système apporterait alors un véritable espoir notamment dans le traitement de la maladie de Parkinson, dont la cause est la dégénérescence des neurones dopaminergiques de la substance noire. Pour l’heure, certains patients résistants au traitement sont soignés par l’implantation dans le cerveau d’électrodes qui, reliées à une batterie, envoient des impulsions électriques pour traiter certaines zones responsables des symptômes (tremblements). Avec le neurone mimétique, il s’agirait plutôt de "remplacer" les neurones manquants en envoyant des neuromédiateurs nécessaires là, où et quand il le faut.
"Le neurone biomimétique est une invention prometteuse", reconnaît Abdelhamid Benazzouz, directeur de recherche Inserm à l’Institut des maladies neurodégénératives (CNRS-université de Bordeaux), spécialiste des stimulations cérébrales profondes dans la maladie de Parkinson. Lui-même se prend à rêver du futur dispositif idéal : "Les neurones biomimétiques pourraient justement être implantés dans la substance noire, où l’on constate une perte de cellules nerveuses capables de synthétiser de la dopamine. Ces neurones, en communiquant entre eux, pourraient libérer de la dopamine dans une autre structure (le striatum) située à quelques centimètres de là." Mais pour le chercheur, l’enjeu reste le contrôle. "Il est important que la libération de la dopamine se fasse de façon adaptée, comme c’est le cas in vivo où elle n’est jamais libérée en permanence ; elle est sous le contrôle de différents neurotransmetteurs, en fonction des tâches exécutées par l’organisme." Voilà exactement les réactions et observations d’experts que le groupe suédois espère susciter. "Nous voulons faire connaître notre système à la communauté scientifique internationale afin que d’autres chercheurs s'en emparent et le façonnent à leur main, s’exclame Susanne Löffler. Bref, nous attendons leurs idées !">>>>Source<<<< |
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