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Le neurone artificiel : une prouesse technologique prometteuse

 
 
 
Imaginez dans quelques années, un implant cérébral artificiel microscopique capable de libérer des substances palliant les manques d'un cerveau malade, comme le feraient des cellules nerveuses biologiques. La recherche effectuée au Centre médical suédois de nanoscience, au cœur du célèbre Institut Karolinska, pourrait bien faire de ce rêve une réalité. Les scientifiques y ont conçu un micro-appareil reproduisant parfaitement la fonction des neurones humains. Comment ont-ils réussi cette prouesse technologique qui pourrait bien révolutionner les traitements pour Parkinson et autres désordres neurologiques ? Et à quoi ressemble ce neurone presqu'humain ?

Si notre cerveau fonctionne, c'est grâce à ses cent milliards de neurones qui communiquent à l'aide de signaux chimiques. Comment se passe concrètement cette communication chimio-électrochimique ? Un neurone émet un neuromédiateur (molécule chimique) que le neurone voisin capte, ce qui déclenche une impulsion électrique tout le long de sa terminaison nerveuse (l'axone). A son tour, il retransmet l'information en émettant un neurotransmetteur et ainsi de suite.

Susanne Löffler et Benjamin Libberton, en collaboration avec Agneta Richter-Dahlfors, la directrice du Centre médical de nanoscience ont cherché à élaborer un dispositif susceptible d'assurer artificiellement cette neurotransmission. Il s'est donc agit de prendre la nature comme modèle pour créer un neurone biomimétique électronique capable (comme un neurone biologique) de recevoir des signaux chimiques, de les relayer aux cellules humaines et de libérer si besoin les substances qui font défaut. Rappelons qu'actuellement, pour les maladies neurologiques, les thérapies sont basées sur les médicaments traditionnels et la stimulation électrique du neurone défaillant (mais qui n'entraîne pas d'effets sur la chaîne de neurones à laquelle appartient ce premier neurone). La révolution est là : avec le neurone biomimétique, la chaîne de neurones n'est pas brisée et le procédé naturel peut être reproduit artificiellement.

Comment ça marche concrètement ? Le système combine deux dispositifs reliés par un fil électrique, l'un fonctionnant comme un biocapteur et l'autre comme une pompe à ions. Si une modification chimique est détectée au niveau du biocapteur, celui-ci va transmettre un signal électrique à la pompe. L'influx nerveux détecté, celle-ci va pouvoir délivrer ses neurotransmetteurs en réponse. Un nouveau signal va alors parvenir au biocapteur d'un nouveau neurone, et ainsi de suite. Le fonctionnement d'une chaine de neurones biologiques est donc reproduit et les molécules (nécessaires au bon fonctionnement du cerveau) sont alors distribuées de façon contrôlées, selon les besoins naturels.

L'équipe suédoise souhaite miniaturiser ce dispositif pour pouvoir l'implanter dans le corps humain et déclencher la libération de neurotransmetteurs dans divers endroits du corps à l'aide d'une communication sans fil. Dans l'avenir, le neurone biomimétique pourrait aider les médecins à contourner les cellules nerveuses endommagées et restaurer la fonction neuronale.
 
 
Source : http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566315300610
 
 

Le neurone artificiel technologique

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