Des ing\u00e9nieurs de la Northwestern University ont imprim\u00e9 en 3D des neurones artificiels, les ont d\u00e9pos\u00e9s sur des cultures de cellules vivantes, et les cellules ont r\u00e9pondu. Elles ont activ\u00e9. Elles ont communiqu\u00e9. Ce n\u2019est pas une m\u00e9taphore ni un r\u00e9sultat pr\u00e9liminaire vague : ces structures synth\u00e9tiques g\u00e9n\u00e8rent des signaux \u00e9lectriques qui ressemblent, \u00e0 quelques millivolts pr\u00e8s, \u00e0 ceux produits par de vrais neurones biologiques.<\/p>\n
Le mat\u00e9riau utilis\u00e9 est flexible et biocompatible, deux contraintes qui semblent \u00e9videntes sur le papier mais qui ont hant\u00e9 la recherche en implants neurologiques pendant des d\u00e9cennies. Un mat\u00e9riau rigide dans un tissu mou, c\u2019est comme planter un clou dans une \u00e9ponge : \u00e7a blesse, \u00e7a provoque une r\u00e9action inflammatoire, \u00e7a finit par \u00eatre rejet\u00e9. L\u00e0, la structure s\u2019adapte. Elle plie avec le tissu. Elle ne d\u00e9clenche pas l\u2019alarme immunitaire.<\/p>\n
\u00c0 retenir<\/p>\n
Sommaire<\/p>\n
Ce que les implants actuels ne savent pas faire<\/p>\n
Pour comprendre pourquoi cette avanc\u00e9e change l\u2019\u00e9chelle du probl\u00e8me, il faut regarder ce que fait un implant neuronal classique. Les \u00e9lectrodes utilis\u00e9es aujourd\u2019hui dans le traitement de la maladie de Parkinson ou dans les interfaces cerveau-machine, les plus connues \u00e9tant celles des syst\u00e8mes de stimulation c\u00e9r\u00e9brale profonde \u2014 fonctionnent comme des haut-parleurs branch\u00e9s dans une salle de concert : elles envoient un signal g\u00e9n\u00e9ral, fort, qui touche des zones enti\u00e8res sans distinguer quelles cellules doivent \u00eatre activ\u00e9es, et lesquelles doivent rester silencieuses.<\/p>\n
R\u00e9sultat ? Des effets th\u00e9rapeutiques r\u00e9els, mais des effets secondaires que l\u2019on accepte faute de mieux : tremblements r\u00e9duits chez certains patients Parkinson, mais aussi modifications de l\u2019humeur, troubles de la parole, perturbations cognitives dans certains cas. La stimulation est efficace, mais grossi\u00e8re. Elle ne parle pas la langue du neurone. Elle crie dans un murmure.<\/p>\n
Les neurones imprim\u00e9s de Northwestern, eux, ne stimulent pas de l\u2019ext\u00e9rieur : ils s\u2019int\u00e8grent au circuit. Ils occupent la place des cellules mortes ou endommag\u00e9es. La diff\u00e9rence, ce n\u2019est pas une question de degr\u00e9, c\u2019est une question de nature.<\/p>\n
L\u2019impression 3D au service de la pr\u00e9cision biologique<\/p>\n
L\u2019id\u00e9e d\u2019imprimer des structures biologiques n\u2019est pas nouvelle. La bio-impression 3D existe depuis une vingtaine d\u2019ann\u00e9es, et les \u00e9quipes qui travaillent \u00e0 imprimer du cartilage, de la peau ou du tissu cardiaque ont accumul\u00e9 un savoir-faire consid\u00e9rable. Mais les neurones posent un probl\u00e8me sp\u00e9cifique : leur g\u00e9om\u00e9trie. Un neurone biologique, c\u2019est un corps cellulaire prolong\u00e9 par des ramifications microscopiques, des axones et des dendrites, dont la forme exacte d\u00e9termine avec quelles autres cellules il communique et comment.<\/p>\n
Reproduire cette g\u00e9om\u00e9trie avec une pr\u00e9cision suffisante pour que la structure artificielle soit reconnue par ses voisines biologiques comme une \u00ab\u00a0vraie\u00a0\u00bb cellule partenaire, c\u2019est l\u00e0 qu\u2019\u00e9tait le verrou. L\u2019\u00e9quipe de Northwestern a r\u00e9solu une partie du probl\u00e8me en d\u00e9veloppant une encre conductrice biocompatible qui peut \u00eatre d\u00e9pos\u00e9e couche par couche pour former des architectures imitant la morphologie neuronale r\u00e9elle. Ce n\u2019est pas encore un neurone dans toute sa complexit\u00e9 biochimique, mais c\u2019est suffisamment proche \u00e9lectriquement pour d\u00e9clencher une r\u00e9ponse dans les cellules adjacentes.<\/p>\n
Le test en laboratoire l\u2019a confirm\u00e9 : pos\u00e9s sur des cultures de neurones vivants, ces substituts synth\u00e9tiques ont provoqu\u00e9 des activations mesurables. Le cerveau, ou du moins ses cellules en culture, ne les a pas ignor\u00e9s.<\/p>\n
Moelle \u00e9pini\u00e8re : la premi\u00e8re cible r\u00e9aliste<\/p>\n
Les applications cliniques envisag\u00e9es couvrent un spectre large, de Parkinson aux maladies neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives en passant par les accidents vasculaires c\u00e9r\u00e9braux. Mais la premi\u00e8re cible qui semble la plus accessible, techniquement et r\u00e9glementairement, reste les l\u00e9sions de la moelle \u00e9pini\u00e8re.<\/p>\n
Chaque ann\u00e9e en France, environ 1 500 nouvelles l\u00e9sions m\u00e9dullaires sont recens\u00e9es, dont une majorit\u00e9 chez des adultes jeunes. Une partie de ces patients conserve des circuits partiellement intacts, mais des zones pr\u00e9cises de la moelle sont d\u00e9truites, coupant la communication entre le cerveau et les muscles. La promesse des neurones imprim\u00e9s n\u2019est pas de \u00ab\u00a0gu\u00e9rir\u00a0\u00bb la moelle \u00e9pini\u00e8re, mais de cr\u00e9er un pont \u00e9lectriquement fonctionnel entre les segments sains qui se trouvent de chaque c\u00f4t\u00e9 de la l\u00e9sion. Restaurer une mobilit\u00e9 partielle, tenir un objet, contr\u00f4ler un fauteuil, r\u00e9cup\u00e9rer des fonctions v\u00e9sicales \u2014 transformerait radicalement l\u2019autonomie de ces patients.<\/p>\n
Ce type d\u2019approche a d\u00e9j\u00e0 montr\u00e9 son principe de faisabilit\u00e9 avec des interfaces \u00e9lectroniques souples pos\u00e9es sur la surface de la moelle (les travaux du laboratoire NeuroX \u00e0 l\u2019EPFL en sont l\u2019exemple le plus m\u00e9diatis\u00e9), mais ces syst\u00e8mes contournent le probl\u00e8me plut\u00f4t qu\u2019ils ne le r\u00e9solvent. Un neurone artificiel qui s\u2019int\u00e8gre dans le tissu r\u00e9siduel, lui, op\u00e8re de l\u2019int\u00e9rieur.<\/p>\n
Le chemin clinique reste long. Les tests sur cultures cellulaires sont une premi\u00e8re validation, mais avant d\u2019atteindre un essai sur l\u2019humain, il faudra passer par des mod\u00e8les animaux, d\u00e9montrer la stabilit\u00e9 \u00e0 long terme des structures imprim\u00e9es dans un organisme vivant, et r\u00e9soudre la question de la vascularisation autour des implants. Ce sont des \u00e9tapes de plusieurs ann\u00e9es, probablement une d\u00e9cennie avant une application th\u00e9rapeutique routini\u00e8re. Mais la preuve de concept, celle qui manquait, est maintenant pos\u00e9e : un neurone artificiel peut parler \u00e0 un neurone biologique, et ce dernier r\u00e9pond.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Des ing\u00e9nieurs de la Northwestern University ont imprim\u00e9 en 3D des neurones artificiels, les ont d\u00e9pos\u00e9s sur des…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":890286,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_share_on_mastodon":"0"},"categories":[10],"tags":[95568,54880,1011,27,72,95569,95570,91873,56,71],"class_list":["post-890285","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","category-sante","tag-bio-impression-3d","tag-biotech","tag-fr","tag-france","tag-health","tag-implants-neuronaux","tag-moelle-epiniere","tag-neurobiologie","tag-push","tag-sante"],"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@fr\/116461370649883317","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/890285","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=890285"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/890285\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/890286"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=890285"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=890285"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=890285"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}