Des chercheurs de la faculté de médecine de l’université de New York ont mis au point un implant cérébral capable de détecter les sensations de douleur en temps réel et de délivrer des impulsions soulageant la douleur.
Une interface cerveau-machine « en boucle fermée »
Dans le monde des implants cérébraux, le fossé entre la science-fiction et la réalité est encore important. Si des essais ont permis à des personnes paralysées de retrouver le sens du toucher ou de contrôler des ordinateurs par la pensée, ainsi qu’à des singes de jouer à des jeux vidéo, la plupart des recherches menées sont encore embryonnaires.
Dans le cadre de travaux récemment publiés dans la revue Nature Biomedical Engineering, des chercheurs américains ont développé un dispositif capable de détecter la douleur dans une partie du cerveau et de l’atténuer instantanément via la stimulation d’une autre partie de l’encéphale.
Cette interface cerveau-machine en « boucle fermée » se compose d’un réseau d’électrodes qui détectent et décodent les signaux de la douleur dans le cortex cingulaire antérieur, tandis qu’un système optogénétique stimule les neurones pyramidaux dans la région prélimbique du cortex préfrontal pour la soulager dès qu’elle se manifeste.
« La nature automatisée du système réduit le risque de surutilisation et de tolérance, car les sujets n’ont aucun contrôle sur l’activation du soulagement de la douleur », explique Jing Wang, auteur principal de la nouvelle étude. « De plus, le dispositif est conçu pour inhiber le traitement de la douleur dans le cerveau et n’entraîne pas d’autres effets associés au système de récompense, d’où découlent les problèmes de dépendance aux médicaments. »
Des résultats préliminaires impressionnants
Lors de tests sur des rongeurs, les chercheurs ont indiqué que le dispositif détectait efficacement les sensations liées à différents types de douleur (mécanique, thermique, inflammatoire ou neuropathique) dans 80 % des cas. Celui-ci s’est également avéré efficace pour inhiber un certain nombre de réponses sensorielles et comportementales à la douleur chez les animaux, suggérant qu’il offrait effectivement un soulagement de la douleur aiguë.
Un test, par exemple, a montré que les animaux retiraient leurs pattes d’une source de douleur beaucoup plus lentement lorsque l’implant était activé. Ce qui indiquait clairement que l’intensité des sensations de douleur était réduite par le dispositif.
« Nos résultats montrent que cet implant constitue une technologie efficace pour le traitement de la douleur, même dans les cas où les symptômes sont traditionnellement difficiles à cerner ou à gérer », souligne Wang.
Vers un traitement efficace des troubles neuropsychiatriques
Bien entendu, cette recherche reste très expérimentale et de nombreux obstacles physiologiques et techniques devront être surmontés avant de pouvoir envisager l’implantation d’un tel dispositif chez l’Homme. Notre cerveau se révélant plus complexe que celui des rongeurs, et les zones impliquées dans la détection et le traitement de la douleur moins bien délimitées, améliorer la spécificité du dispositif sera indispensable.
Néanmoins, cette démonstration conceptuelle laisse entrevoir un éventail incroyable de possibilités futures pour des implants cérébraux en boucle fermée, capables de suivre en temps réel un certain nombre d’entrées différentes et de fournir en réponse une neuro-modulation thérapeutique instantanée.
« Nos résultats démontrent que ce dispositif peut aider les chercheurs à mieux comprendre le fonctionnement de la douleur dans le cerveau », estime Qiaosheng Zhang, co-auteur de l’étude. « De plus, il pourrait nous permettre de trouver des thérapies non médicamenteuses pour d’autres troubles neuropsychiatriques, comme l’anxiété, la dépression et le stress post-traumatique. »
